生态学20.ppt

1、第20章 人类对环境的影响,主要内容 人类对生物群落的影响 人类对生态系统的影响 生物多样性危机 保护生物学,水族箱威胁,奇异的月鳢 2002年5月在马里兰池塘里，一渔民捕获和释放了一条奇异的鱼，长45.7cm，蛇形扁头，锐利的大牙，身体圆筒形，头和躯干有鳞片，尾鳍圆形，在潮湿陆地可生活几天，贪婪地吃青蛙、昆虫，甲壳动物、小鱼等，又没有捕食者控制月鳢的数量。 政府发现池塘中有几百条月鳢的幼鱼，几个月后成功消灭了月鳢 蕨藻 2000年发现一种加勒比原产地蕨藻出现在加利福尼亚咸水湖中，蕨藻是家庭水族箱中繁殖的植物，倒入天然水中的缘故，蕨藻生活力极强，抗病抵御动物捕食，取代了当地的藻类。 总之，人类

2、对环境有巨大的影响（把群落、生态系统推向危险境地），其次人类一直在迷恋自然的魅力（普遍的家庭水族箱）。,一、人类对生物群落的影响,1.人类对群落的干扰 大多数人类对生物群落的干扰是破坏性地减少物种多样性。 砍伐森林 开垦农田或废弃农田 过度放牧 种植单一作物品种,2.引入物种（introduced species）,指人类从该物种原产地带到新地理区的物种。成为当地竞争优势物种，造成群落破坏 有意引入 19世纪澳大利亚为娱乐引进12对兔子，到20世纪兔子泛滥成灾（P366） 20世纪30年代，美国鼓励引入日本的葛藤到美国南部，还举行葛藤节，造成了泛滥，几十年前消灭了它 1890年纽约中央公园引入

3、120只欧椋鸟，不到100年增长到1亿只,无意偶然引入 一次大战（1918后）后随船运木材从欧洲进入美国的真菌引起榆树枯萎病 乘船和飞机加快物种的移地，20世纪早期火蚁从南美进入美国东南部，在德克萨斯州排掉了当地2/3的蚂蚁。 20世纪80年代，软体动物斑马贻贝原产地里海，通过货船（排放压仓水）进入了圣劳伦斯海道，并在1993年出现在密西西比河，大量消耗浮游植物，排除了当地物种，危害轮船、电厂、水坝和污水处理设施。,美国至少有5万种引入物种 由此造成的损失和防治费用达1300亿美元 危害： 造成栖息地破坏 物种灭绝 地球物种多样性下降,接近2/3的海洋渔业资源已经过捕或耗尽。 近2 000年来

4、，已经灭绝了全球约有1/4的鸟类物种。 人类利用的地表淡水，已经超过可用总量的1/2。 工业革命以来大气的CO2浓度提高了30%。 人类活动所改变的陆地面积达1/31/2。,二、人类对生态系统的影响,1.人类对生物圈的巨大冲击 大量排放CO2导致全球变暖 生物种群数量下降 废物排放污染环境，造成生物多样性减少 破环了生态系统的营养结构，影响能量流动和物质循环 向生态系统内添加完全新的物质 微生物的活动转化出毒性更大的产物,生物放大(biological magnification),食物网中的有毒物质沿着营养级逐步浓缩 顶位肉食动物是环境中的毒物的最大受害者 DDT在食物链中的生物放大 用含D

5、DT的植物做饲料喂鸡或牛，在鸡蛋或牛奶中含DDT，食物污染,2.对化学循环的影响,人类活动干扰着生物地球化学循环 - 营养物从一个地方搬运到另一个地方， 造成一地耗尽，另一地过剩 - 农田土壤中的营养物 人或家畜排泄物 河流、湖泊 远处的土壤,森林砍伐与化学循环实例,1936年，美国1科学家小组，研究了在自然条件和树木遭砍伐后森林生态系统的化学循环 测定哈伯德小溪流入和流出的营养物质 生态系统中的水60%由流溪中流走，40%植物蒸腾和土壤蒸发 1966年，砍伐15.6hm2树木，施3年除草剂防植物生长 无植物吸收水分 溪流水量增加30%（水丢失），水中硝酸盐增加60倍（无法饮用，营养物流失）,

6、对碳循环的影响,发化石燃料及木材燃烧增 加大气的CO2 全球变暖,对氮循环的影响,污水处理后的无机氮化合物 河流或土壤 - 过量施用化肥 河流或土壤（细菌转化） 影响： - 水中藻类过量增长 - 人饮水中硝酸盐在体内被转变为致癌物亚硝 酸盐,对磷循环的影响,污水中的磷酸盐 河流 化肥、农药 河流 影响： 藻类大量生长 鱼等需氧生物窒息死亡,对水循环的影响,大气水来源热带雨林茂密植物的蒸腾 砍伐森林将导致干旱 地下水抽取灌溉农田 加速土壤水蒸发，地下水将枯竭,3.人类对大气和气候的影响,1）CO2排放 大气中CO2的体积分数变化 年份 体积分数 1850 2.74104 1958 3.16104

7、 2006 3.60104 影响：增强温室效应（由CO2引起的全球气候变暖） 预计到21世纪末大气CO2浓度加倍，地球平均温度升高2 ,温室效应,太阳辐射 大气层 CO2截获和吸收能量 全球气温 海平面 倒灌、盐渍、淹没 （气温升高1.54.5时，海平面上升20165厘米） 减少化石燃料使用（节能）和发展可替代能源（风，大阳，地热等）,2）大气臭氧的耗尽,臭氧层（ozone layer） 地球表面1725 km的臭氧分子（O3）防紫外线辐射 主要破坏原因 氯氟烃（CFCs）+ O3 O 2 臭氧空洞 破环的结果 - 皮肤癌、白内障 - 浮游植物水生生态系统伤害 - 城市烟雾增多,三、生物多样性

8、危机,1.生物多样性的3个层次 生态系统多样性 群落中物种多样性 物种个体遗传多样性,生态系统多样性,各种动植物都在一定的环境中生存，雨林、荒漠或珊瑚礁都是一个独一无二的群落，加上环境就构成不同的生态系统 每个生态系统都有能量流动和化学循环，通过食物网完成这两个过程 生态系统的结构、功能、平衡及调节机制千差万别,物种的多样性,已知物种 170万种 动物 120万种（昆虫70万） 植物 26万种 其他物种 总物种 5003000万,遗传多样性,DNA分子上的碱基及其排列决定基因结构及其生物多样性 任何一个物种的灭绝，都会使其独特的基因消失,生物灭绝,物种灭绝的速度非常惊人 - 全世界已知的9 0

9、40种鸟类中约11%处于濒危状态 - 全世界淡水鱼类约有20%面临危机或走向灭绝 - 在美国已知2万种植物中有600多种濒临灭绝 - 全世界有970种树木属于濒危物种，其中至少有5 种存活个体已下降到不足10株,2.生物多样性危机的3个主要原因,栖息地破坏 砍伐森林，开矿办厂，扩大耕地，发展城市等 物种引入 人类引入外来物种 20世纪60年代东非维多利亚湖引入尖吻鲈消失了200种本地鱼 过度开发 过度捕捞 20世纪80年代开始，金枪鱼的捕捞增加，10年内金枪鱼数量下降80%,3.生物多样性为什么很重要,人类的衣、食、住、氧气的供应和土壤的肥力都依赖于很多其他的物种 防病治病需要动、植物的药用作

10、用，全球1/4药品原料来自热带雨林 人类在生态系统中的进化同样依赖于生物和非生物因素,四、保护生物学（conservation biology）,寻求制止生物多样性下降办法的一门科学 生物多样性“热点” 在种群和物种层次上的保护 在生态系统层次上的保护 可持续发展的目标,生物多样性“热点”,生物多样性“热点”指在一个相对较小的区域内有特别多的物种存在（且特有） 热带森林和干灌丛总起来不到全球陆地面积的1.5%，但在这里生长或定居全球1/3的植物和无脊椎动物 栖息地的丧失将导致热点中一半以上的物种灭绝,在种群和物种层次上的保护,濒危物种（endangered species） 指在其分布区的全部或重要区域内面临灭绝危险的物种。 受胁物种（threatened spcies） 在其分布区的全部或重要区域内在不久的将来有可能成为濒危的物种。 栖息地破碎与种群再分 亚种群是一些基因流相互隔离的小种群,源栖息地 亚种群生殖成功率超过死亡率的栖息地 汇栖息地 亚种群死亡率超过生殖成功率的栖息地 优质栖息地 如适合生殖鸟生存的森林 但资源开采工业与栖息地