《大学课件：生态学原理与当代全球性问题探究》

生态学原理与当代全球性问题探究生态学作为研究生物与环境相互关系的科学，在当今全球环境问题日益严峻的背景下发挥着重要作用本课程将深入探讨生态学基本原理，分析当代全球性环境问题的成因与影响，并从可持续发展的视角寻求解决方案通过系统学习，我们将理解生态系统的复杂性，掌握环境问题的科学分析方法，培养环境保护意识，为建设美丽地球贡献智慧和力量课程概述生态学基础与全球环境可持续发展视角下的生问题的相互关系态系统研究深入探讨生态学基本理论如何从可持续发展角度审视生态系帮助我们理解和解决当前面临统功能，平衡人类发展需求与的环境挑战环境保护全球性问题的综合分析与解决方案运用跨学科方法分析全球环境问题，探索科学合理的解决途径学习目标掌握生态学基本概念与理论框架系统学习生态学核心理论，建立科学的生态思维，为深入研究环境问题奠定坚实基础理解生态系统结构与功能的基本原理理解当代全球性问题的成因与影响深入分析气候变化、生物多样性丧失、环境污染等全球性问题的科学机理，把握问题的复杂性和紧迫性培养环境保护和可持续发展意识通过案例学习和实践活动，增强环境责任感，形成可持续的生活方式和价值观念提高分析与解决生态环境问题的能力掌握科学的分析方法和工具，培养创新思维，为未来参与环境治理和可持续发展实践做好准备第一部分生态学基础原理理论基础生态学核心概念系统结构生态系统组成功能原理物质能量循环应用实践环境问题分析生态学定义与研究范围生态学的核心概念研究方法与技术手段生态学是研究生物与环境相互关系的科学，关注生物个体、种群、生态学研究采用实验生态学、野外调查、数学建模、遥感监测等群落及生态系统各层次的结构与功能它揭示生命与环境之间复多种方法现代技术如、卫星遥感、分子生物学技术的应用GIS杂的相互作用机制极大地扩展了研究范围现代生态学已发展为一门综合性学科，融合了生物学、环境科学、跨学科合作成为生态学研究的重要特征，为解决复杂环境问题提地理学等多个领域的知识体系供了强有力的科学支撑生态系统概念生产者初级消费者绿色植物与藻类植食性动物光合作用固定能量直接利用植物资源••构成食物链基础能量传递第二层次••分解者次级消费者细菌与真菌肉食性动物分解有机物质控制低营养级种群••完成物质循环维持生态平衡••能量流动原理顶级消费者能量传递效率约10%次级消费者肉食性动物生物量初级消费者植食性动物占主要比例生产者绿色植物固定太阳能生态金字塔展示了能量在食物链中的传递规律太阳能通过光合作用被生产者固定，然后沿食物链向上传递，每个营养级之间的能量传递效率约为，这解释了为什么高营养级生物数量相对较少10%物质循环碳循环大气₂与光合作用、呼吸作用的动态平衡，人类活动导致碳循环CO失衡，引发全球变暖问题氮循环氮的固定、硝化、反硝化过程，过量氮肥使用导致水体富营养化和土壤酸化水循环蒸发、降水、径流的全球水循环系统，气候变化影响降水模式和水资源分布磷循环磷的地质循环和生物循环，磷矿开采和农业施肥影响磷的全球分布种群生态学指数增长模型理想条件下种群无限制增长逻辑增长模型考虑环境阻力的现实增长模式环境承载力环境能支持的最大种群数量人口增长调控人类种群增长与可持续发展种群增长模型帮助我们理解生物种群的动态变化规律人类种群的增长同样遵循这些基本规律，但人类的技术进步和社会发展使得环境承载力不断提高，同时也带来了资源消耗和环境压力的挑战群落生态学物种多样性群落演替生态位分化群落中物种的丰富度和群落结构随时间的有序同一群落中不同物种占均匀度反映生态系统的变化过程，包括初生演据不同的生态位，通过健康状态高多样性群替和次生演替，最终达资源分割和时空分离减落通常具有更强的稳定到相对稳定的顶极群落少竞争，促进共存性和抗干扰能力状态种间关系竞争、捕食、共生等种间关系塑造群落结构，影响物种组成和生态系统功能的发挥生物多样性遗传多样性物种内部基因变异是进化和适应的基础，为物种应对环境变化提供遗传资源现代农业和畜牧业的集约化经营导致遗传多样性丧失，增加了生物群体的脆弱性物种多样性地球上已知物种约万种，估计实际物种数可达万种150800-1000当前物种灭绝速率比自然灭绝率高倍，被称为第六次大100-1000灭绝生态系统多样性不同类型生态系统提供多样化的生态服务功能，包括调节气候、净化水质、保持土壤、提供食物等，是人类生存发展的重要保障生物地球化学循环碳源排放陆地碳汇化石燃料燃烧、森林砍伐、工业生产等森林、草地、农田通过光合作用吸收大人类活动向大气释放大量二氧化碳气中的二氧化碳，但吸收能力有限大气积累海洋碳汇过量二氧化碳在大气中积累，增强温室海洋吸收约的人为二氧化碳排放，30%效应，导致全球气候变化但导致海洋酸化问题日益严重第二部分当代全球性问题概述问题识别全球性问题的定义与特征分析分类梳理不同类型全球问题的系统分类深入分析重点环境问题的成因机制研究关联探讨各类问题之间的相互影响关系全球性问题的定义与特征全球性与普遍性这些问题超越国界，影响全球各个地区和国家，任何单一国家都无法独立解决，需要国际社会的共同努力和协调行动相互关联性全球性问题之间存在复杂的相互影响关系，一个问题的恶化往往会引发或加剧其他问题，形成问题链和问题群长期性与紧迫性这些问题的形成经历了较长的历史过程，解决需要长期努力，但同时具有紧迫性，延误解决将带来更严重后果复杂性与挑战性涉及自然、社会、经济、政治等多个层面，解决方案需要跨学科、跨领域的综合方法和创新思维全球性问题的分类人与人关系问题人与自然关系问题人类整体反思问题包括战争与和平、南北发展差距、国际主要包括生态环境恶化、资源枯竭、气涉及贫困、教育不公、道德失落等社会冲突等这类问题反映了人类社会内部候变化等这类问题源于人类活动对自发展问题这类问题反映了人类发展模的矛盾和不平等，涉及政治制度、经济然环境的过度干预和破坏，威胁人类生式的局限性，需要重新审视发展理念和发展模式、文化价值观念等深层次问题存基础价值取向全球气候变暖极端贫困与不平等••地区冲突与恐怖主义•生物多样性丧失教育资源分配不均••发达与发展中国家差距•环境污染加剧社会道德体系挑战••国际贸易不平等•全球环境问题概览°

1.1C1M全球升温物种威胁相比工业化前水平的平均温度上升面临灭绝威胁的动植物物种数量9M

8.3B年度死亡塑料产量每年因空气污染导致的过早死亡人数人类历史上累计生产的塑料总量吨这些数字反映了当前全球环境问题的严重性和紧迫性全球变暖、生物多样性丧失、空气污染和塑料污染已成为威胁人类可持续发展的重大挑战全球气候变化资源危机能源资源水资源短缺土地退化矿产资源化石燃料储量有限，全全球约亿人面临水每年约万公顷土稀土元素、贵金属等关201200球石油、天然气、煤炭资源短缺问题，气候变地发生沙漠化，土壤侵键矿产资源分布不均，资源面临枯竭风险可化加剧了水资源分布不蚀和盐碱化问题严重过度开采导致环境破坏再生能源发展虽然迅速，均工业污染和农业过过度开垦和不当农业实循环利用和替代材料开但仍难以完全替代化石度用水进一步恶化了水践是主要原因发成为重要发展方向燃料的地位危机生物多样性丧失环境污染问题大气污染、臭氧、二氧化硫等污染物严重影响空气质量城市雾霾问题突出，酸雨现象普PM

2.5遍存在工业排放、交通尾气、燃煤发电是主要污染源水体污染工业废水、生活污水、农业面源污染导致水质恶化富营养化造成水体缺氧，影响水生生态系统健康重金属和有机污染物威胁饮用水安全土壤污染重金属污染、农药残留、工业废料导致土壤质量下降污染土壤影响农产品安全，通过食物链危害人体健康土壤修复成本高昂，周期漫长塑料污染海洋塑料垃圾形成巨大垃圾岛，微塑料进入食物链一次性塑料制品大量使用，回收利用率低塑料降解周期长，环境影响持久人口问题人口爆炸期世纪下半叶全球人口快速增长，从亿增长到亿，给资源环境203070带来巨大压力城市化加速全球城市人口比例超过，预计年将达到城市化带来50%205068%基础设施压力和环境挑战人口结构变化发达国家面临人口老龄化，发展中国家仍有人口红利人口结构差异影响全球发展格局人口迁移流动气候变化导致环境难民增加，国际人口流动加剧移民问题成为全球治理重要议题粮食安全问题生产挑战分配不均粮食产量增长放缓全球粮食分配失衡耕地面积减少地区差异显著••土壤肥力下降贸易壁垒影响••极端天气影响基础设施不足••可持续农业气候影响绿色农业发展气候变化威胁农业减少化肥农药降水模式改变••保护生物多样性极端天气频发••循环农业模式病虫害加剧••健康与环境空气污染疾病呼吸系统疾病、心血管疾病发病率上升新发传染病生态破坏导致人畜共患病风险增加极端天气健康影响热浪、洪水、干旱等极端事件威胁健康全球卫生治理需要加强国际合作应对健康挑战环境与健康密切相关，环境恶化直接威胁人类健康世界卫生组织估计，每年约有万人死于环境相关疾病气候变化改变了疾病传播模式，1300极端天气事件频发对公共卫生系统提出了新挑战第三部分全球环境治理理论框架治理概念内涵历史发展治理机制演进制度建设国际公约体系现实挑战治理困境分析全球环境治理概念多层次治理体系包括全球、区域、国家、地方各个层次的治理机制，形成垂直整合的治理网络，确保政策传导和实施效果多元主体参与政府、国际组织、企业、非政府组织、公民社会等多元主体共同参与环境治理，发挥各自比较优势多样化治理工具运用法律法规、经济激励、技术标准、信息披露等多种政策工具，构建综合性治理体系适应性管理机制根据环境变化和治理效果及时调整政策措施，建立学习型、响应型的治理机制全球环境治理历程斯德哥尔摩会议1972联合国人类环境会议标志着全球环境治理的开端，通过了《人类环境宣言》，确立了环境保护的基本原则会议提出只有一个地球的理念，唤起了全球环境意识里约地球峰会1992联合国环境与发展大会通过《世纪议程》，确立了可持续发展理21念签署了《气候变化框架公约》和《生物多样性公约》等重要国际环境条约可持续发展目标2015联合国通过年可持续发展议程，制定了个可持续发展目203017标，为全球可持续发展提供了行动指南和评估框架国际环境公约体系《联合国气候变化框架公约》《生物多样性公约》其他重要公约年通过，旨在控制温室气体排放，年通过，致力于保护生物多样性、《联合国防治荒漠化公约》应对土地退19921992应对全球气候变化确立了共同但有区持续利用其组成部分、公平分享遗传资化，《蒙特利尔议定书》保护臭氧层，别的责任原则，为后续气候协议奠定基源利用产生的惠益已有个缔约方《斯德哥尔摩公约》控制持久性有机污196础染物京都议定书卡塔赫纳生物安全议定书巴塞尔公约废物越境转移•1997••巴黎协定名古屋议定书鹿特丹公约危险化学品•2015••格拉斯哥气候协议昆明蒙特利尔框架水俣公约汞污染•2021•-•全球气候治理京都议定书巴黎协定19972015首次为发达国家设定具有法律约束力的减排目标，建立建立了国家自主贡献机制，目标将升温控制在°2C了清洁发展机制等灵活履约机制以内，努力限制在°

1.5C哥本哈根会议格拉斯哥气候峰会20092021虽未达成新协议，但《哥本哈根协议》提出将全球升温强调°目标的紧迫性，推动能源转型和自然解决

1.5C控制在°以内的目标方案，完善巴黎协定实施细则2C全球气候治理困境公平与效率矛盾发达与发展中国家责任分担争议资金技术缺口气候资金承诺与实际需求差距巨大减排目标不足各国自主贡献无法实现温控目标执行机制薄弱缺乏强制约束和有效监督机制全球气候治理面临多重挑战发达国家历史排放责任与发展中国家当前排放增长之间的矛盾难以调和气候资金承诺落实不到位，技术转让机制不完善各国减排承诺存在雄心差距，现有政策无法实现巴黎协定目标可持续发展目标SDGs国际组织与环境治理联合国环境规划署政府间气候变化专门委世界自然保护联盟员会UNEP IPCCIUCN成立于年，是联合国为政策制定者提供气候变化全球最大的环境保护网络，1972系统内负责环境事务的主要科学评估，发布权威评估报制定濒危物种红色名录，推机构协调全球环境政策，告第六次评估报告确认人动自然保护和可持续利用提供科学评估，支持各国环类活动是气候变化的主要驱拥有多个会员组织1400境治理能力建设动因素全球环境基金GEF为发展中国家环境项目提供资金支持，已累计投资超过亿美元重点支持生物220多样性、气候变化、化学品管理等领域非政府组织与公民社会倡导与监督国际网络合作环保发挥监督政府和企业的作用，跨国环保组织建立全球网络，协调国际NGO推动环境信息公开，促进公众参与环境环保行动，分享经验和资源，放大影响决策过程力环境教育宣传创新实践推广提高公众环境意识，组织环境教育活动，开展示范项目，探索环境治理新模式，培养下一代环保观念和行动能力推广可持续生活方式和绿色技术应用第四部分中国环境问题与治理问题诊断中国环境问题现状分析政策演进环境保护政策历史发展气候行动应对气候变化的中国方案生态建设生态保护与修复成果制度创新环境治理体制机制改革中国环境问题概况大气污染治理京津冀、长三角、珠三角等重点区域污染严重，雾霾天气频发近年来通过产业PM

2.5结构调整、能源结构优化、污染治理等措施，空气质量明显改善水环境保护部分流域水污染问题突出，地下水超采和污染并存实施水污染防治行动计划，推进河长制湖长制，水环境质量持续改善土壤污染防治工业污染场地、农田重金属污染等问题需要长期治理实施土壤污染防治行动计划，开展污染地块修复和安全利用生态系统保护森林覆盖率稳步提升，但生物多样性保护仍面临挑战建立国家公园体制，加强生态保护红线管控，推进生态修复工程中国环境保护政策演变起步阶段1970s-1980s年第一次全国环境保护会议，提出全面规划、合理布局、综合1973利用、化害为利方针制定首部环境保护法法制建设期1990s-2000s建立环境影响评价制度，完善环境法律法规体系提出可持续发展战略，环境保护成为基本国策统筹发展期2000s-2010s科学发展观指导下，强调经济社会环境协调发展实施节能减排，推进循环经济发展4生态文明期年至今2012党的十八大提出生态文明建设，习近平生态文明思想形成绿水青山就是金山银山理念深入人心中国应对气候变化行动2030碳达峰二氧化碳排放力争年前达到峰值20302060碳中和努力争取年前实现碳中和目标206025%能源结构年非化石能源占一次能源消费比重20301200GW装机容量年风电、太阳能发电总装机容量2030中国承诺在年前实现碳达峰，年前实现碳中和，展现了负责任大国的担当通过大力发展可再生能源、推进能源革命、20302060建设全国碳市场等措施，为全球气候治理作出重要贡献生态保护与建设成果重大生态工程实施生态保护红线划定天然林保护、退耕还林还草、京津风沙源治国家公园体制建设全国生态保护红线面积比例不低于，将理、石漠化综合治理等重大生态工程取得显25%建立以国家公园为主体的自然保护地体系，重要生态功能区、生态环境敏感区脆弱区划著成效全国森林覆盖率达到，荒

24.02%首批个国家公园正式设立三江源、大熊猫、入红线严格保护建立了覆盖全域的生态安漠化和沙化面积持续减少5东北虎豹、海南热带雨林、武夷山国家公园全格局保护着中国最珍贵的自然生态系统环境治理制度创新中央环保督察制度建立中央生态环境保护督察制度，对个省区市和新疆生产建设兵团实现31督察全覆盖解决了一大批突出环境问题，压实了地方党委政府环保责任河长制湖长制建立省市县乡四级河长湖长体系，万名河长湖长上岗履职实现了从120没人管到有人管、从管不住到管得好的转变生态环境损害赔偿建立生态环境损害赔偿制度，明确谁污染、谁赔偿原则通过经济手段倒逼企业履行环保责任，推动损害修复环境信息公开完善环境信息公开制度，保障公众知情权、参与权、监督权建立环境违法企业黑名单制度，强化社会监督第五部分生态学理论与环境问题解决方案理论指导实践系统解决方案生态学理论为环境问题诊断和治理方案设计提供科学依据生态基于生态系统整体性原理，统筹考虑生态系统结构、功能和服务，系统服务评估、生态承载力分析、生态风险评价等方法广泛应用设计综合性解决方案强调预防为主、综合治理、系统修复的方于环境管理决策中法论生态系统管理方法。