三上生命生态与安全课件

生命生态与安全第一章生态系统的结构与功能生态系统是什么生态系统是由生物群落与非生物环境相互作用形成的统一整体是自然界中物质循环和能,量流动的基本功能单位在这个复杂的系统中生物与环境之间、生物与生物之间相互依,存、相互制约形成了一个有机的整体,生态系统的组成成分生态系统中的生物成分根据其在物质循环和能量流动中的作用可以分为三大功能类群这三类生物各司其职共同维持着生态系统的正常运转,,生产者消费者分解者主要包括绿色植物和光合细菌能够通过光包括植食性动物、肉食性动物和杂食性动物主要是细菌、真菌以及某些腐食性动物能,,,合作用将太阳能转化为化学能制造有机物它们不能自己制造有机物需要直接或间接够将动植物遗体和排泄物分解为简单的无机,,,是生态系统中能量的源头和物质的基础地以植物为食在生态系统中起着能量传递物归还给环境实现物质循环,,,和物质转化的作用生态系统中的能量流动能量流动是生态系统的核心功能之一太阳能是生态系统中几乎所有能量的最终来源绿色植物通过光合作用将太阳能转化为储存在有机物中的化学能,能量沿着食物链在不同营养级之间传递但这种传递并不是有效的每一,100%级生物在获取能量时都会将大部分能量用于自身的生命活动如呼吸、运动、,,生长等只有约的能量能够传递到下一营养级因此能量在食物链中,10-20%,逐级递减呈现单向流动的特点,太阳能生产者光能输入转化为化学能消费者分解者能量传递生态系统结构示意图上图展示了生态系统的完整结构生产者利用太阳能和无机物制造有机物消费者通过捕食获取能量分解者将有机物分解回归环境箭头表示能量流动:,,和物质循环的方向形成了一个相互联系、相互依存的复杂网络,生态系统的类型根据环境特征和主要生物类型生态系统可以分为陆地生态系统和水域生态系统两大类每种类型都有其独特的结构和功能特点,陆地生态系统水域生态系统森林生态系统植被茂密生物多样性高是地球的肺海洋生态系统地球上最大的生态系统资源丰富:,,:,草原生态系统以草本植物为主动物种类丰富淡水湖泊封闭或半封闭水体营养循环相对独立:,:,荒漠生态系统干旱少雨生物适应性强:,冻原生态系统寒冷环境植被低矮生长季短:,,荒漠生态系统与池塘生态系统对比不同类型的生态系统在结构和功能上存在显著差异通过对比荒漠和池塘两种截然不同的生态系统我们可以更好地理解环境条件如何塑造生态系统的,特征荒漠生态系统池塘生态系统环境特征极度干旱降水稀少温差大蒸发量远大于降水量环境特征水资源充足温度相对稳定营养物质丰富:,,,:,,植物特点耐旱植物占主导如仙人掌、骆驼刺具有储水组织和减少蒸腾植物特点水生植物丰富多样包括挺水植物芦苇、浮叶植物睡莲、沉:,,:,的适应结构水植物金鱼藻动物群落种类和数量都较少多为夜行性动物如蜥蜴、响尾蛇、沙鼠等动物群落种类繁多包括鱼类、两栖类、水生昆虫、浮游动物等:,,:,生产力初级生产力低食物链简单短小:,食物链与食物网食物链食物链是指生态系统中各种生物之间由于食物关系而形成的链状结构它反映了生态系统中能量流动和物质循环的路径例如草兔子狐狸狼这就是一条简单的食物链每个环节:→→→,称为一个营养级食物网食物网是由多条食物链相互交织而成的复杂网状结构在自然界中一种生物往往以多种生物为食同时也可能被多种生物捕食因,,,此食物链之间相互连接形成食物网,食物链中的营养级营养级是指生物在食物链中所处的位置反映了能量传递的层次关系理解营养级的概念对于分析生态系统的能量流动至关重要,第一营养级生产者如绿色植物、藻类和光合细菌能够固定太阳能制造有机物是食物链的起点:,,,第二营养级初级消费者植食性动物如兔子、鹿、蝗虫等直接以植物为食:,,第三营养级次级消费者肉食性动物捕食植食性动物如狐狸、蛇、青蛙等:,,第四营养级及以上三级及更高级消费者顶级捕食者如鹰、狮子、虎鲸等处于食物链的顶端:,,第二章生态系统的稳定性与变化生态系统并非一成不变而是在不断变化中维持着动态平衡理解生态系统的稳定机制和变化规律对于预测生态变化、保护生态环境具有重要意义,,生态系统的平衡与稳定生态系统的平衡是一种动态平衡状态生物与环境之间、生物与生物之间通过相互制约、相互影响使生态系统在一定时期内保持相对稳定,,恢复力稳定性生态系统在受到破坏后恢复到原有状态的能力一般来说生,态系统越简单恢复力越强,抵抗力稳定性生态系统抵抗外界干扰并保持原有结构和功能的能力生物种类越多、食物网越复杂抵抗力稳定性越强,负反馈调节当某个因素发生变化时生态系统会通过负反馈机制抑制这种,变化使系统恢复平衡例如捕食者与被捕食者数量的相互调,,节影响稳定性的因素:生物多样性程度•食物网的复杂程度•环境条件的变化幅度•人类活动的干扰强度•生态系统中物种的作用在生态系统中不同物种发挥着不同的作用有些物种虽然数量不多但对生态系统的结构和功能却,,有着至关重要的影响关键种关键种是指对生态系统有着不成比例的巨大影响的物种它们的存在维Keystone Species持着生态系统的结构和多样性经典案例草原狼:狼通过捕食控制食草动物的数量防止过度啃食植被狼的存在使鹿群保持警惕改变其觅食,,行为间接保护了河岸植被甚至改变了河流的流向狼的回归使整个生态系统恢复活力,,生态工程师生态工程师是指能够显著改变或创造栖息地的物种它们通过自身活动改变环境影响其他物,,种的生存经典案例海狸:海狸通过筑坝改变水流创造出湿地环境这些湿地为鱼类、两栖动物、水鸟等提供了栖息地,,显著提高了区域的生物多样性海狸的工程活动使生态系统变得更加复杂和稳定生态系统失衡的案例草原狼群减少:世纪初人们为了保护家畜在美国黄石公园大量猎杀狼这一行为引发了一系列意想不到的生态后果成为生态系统失衡的经典案例20,,,0102狼群数量锐减食草动物爆发由于人类大规模捕杀黄石公园的狼在年完全消失顶级捕食者缺位失去天敌的麋鹿、鹿等食草动物数量激增同时鼠类、兔类数量也大幅增加生态,1926,,,平衡被打破0304植被遭到破坏生态系统退化过多的食草动物过度啃食草地和灌木河岸的柳树和杨树几乎被吃光草原植被覆植被减少导致水土流失加剧河流改道土壤侵蚀严重生物多样性下降整个生态,,,,,,盖率急剧下降系统陷入恶性循环年狼的回归改变了一切重新引入的狼控制了食草动物数量植被开始恢复河岸稳定鸟1995,,,类和海狸回归整个生态系统逐渐恢复平衡这个案例深刻说明了关键种对生态系统稳定性的重,要作用物种灭绝的生态影响渡渡鸟灭绝与大颅榄树不育世纪末生活在毛里求斯岛的渡渡鸟因人类猎杀和外来物种入侵而灭绝科学家后来17,发现岛上的大颅榄树在渡渡鸟灭绝后几乎停止繁殖树木日渐老化却无新苗生长,,研究发现大颅榄树的种子外壳极其坚硬必须经过渡渡鸟消化道的研磨和消化液的作用,,才能破壳发芽渡渡鸟的灭绝直接导致了大颅榄树的繁殖障碍这种树也濒临灭绝,生态启示这个案例揭示了物种之间复杂的共生关系一个物种的灭绝可能引发生态系统的连锁反应导致其他物种也面临生存危机生态系:,统中的每个物种都可能扮演着不可替代的角色生物多样性的丧失会削弱生态系统的稳定性和功能,类似的例子还有很多某些植物依赖特定的传粉昆虫某些动物依赖特定的食物来源物种之间的相互依存关系提醒我们保护生物多样性不仅是保护单:,,个物种更是维护整个生态系统的健康与稳定,生态系统的自我调节机制生态系统具有一定的自我调节能力能够在一定范围内抵抗干扰、维持稳定这种调节主要通过物种间的相互作用和反馈机制实现,种群数量调节竞争关系捕食者与被捕食者的数量相互制约形成动态平衡物种间对资源的竞争限制了各自的数量增长,负反馈机制互利共生系统偏离平衡时自动产生恢复力量物种间的合作关系提高了生存效率和稳定性经典的捕食者被捕食者模型调节的局限性:-当被捕食者如兔子数量增加时,捕食者如狐狸获得更多食物,数量也随之增加捕食者•调节能力有限,超过阈值则难以恢复增多后,被捕食者数量下降,进而导致捕食者因食物不足而数量减少这种周期性波动使两•调节需要时间,急剧变化难以应对个种群的数量维持在相对稳定的范围内人为干扰可能破坏自然调节机制•草原生态系统食物链示意图上图展示了草原生态系统中典型的食物链关系和物种数量的动态变化图中可以看到:能量金字塔生产者草的生物量最大依次向上递减:,捕食关系箭头表示能量流动方向和捕食关系:数量波动虚线显示各营养级生物数量随时间的周期性变化:相互制约捕食者与被捕食者数量变化存在时间滞后的相关性:当狼的数量减少时兔子和鼠类数量激增如红色曲线所示导致草被过度消耗最终影响,,,整个食物链的稳定这清晰地说明了维持捕食者数量对生态系统平衡的重要性第三章生态安全与环境保护生态安全是人类生存和可持续发展的基础关系到每个人的生命健康和生活质量面对,日益严峻的环境挑战保护生态环境已成为全人类共同的责任,生态安全的定义生态安全是指一个国家或地区的自然环境及其所提供的生态系统服务功能处于不受威胁、可持续发展的状态它包括自然生态系统的结构完整、功能正常能够,持续为人类提供清洁的空气、水源、食物等基本生存条件生态安全强调人与自然的和谐关系要求生态系统的承载力不被超越环境质量处,,于可承受的范围内生物多样性得到有效保护,生态安全是国家安全的重要基础与粮食安全、水安全、能源安全等密切相关,生态环境的恶化会直接威胁国家的经济发展、社会稳定和人民健康因此维护生,态安全是国家战略的重要组成部分主要生态安全问题当前全球和我国面临着多方面的生态安全挑战这些问题相互关联、相互影响威胁着人类的可持续发展,,,自然资源枯竭生态破坏环境污染森林资源减少全球森林面积持续缩减导致生物栖息地丧失、土地荒漠化过度放牧、不合理开垦导致土地沙化我国北方大气污染雾霾、酸雨等问题影响空气质量和人体健康:,:,:气候调节能力下降地区尤为严重水体污染工业废水、农业面源污染导致河流湖泊水质恶化:水资源紧缺淡水资源分布不均污染严重许多地区面临用水生物多样性减少物种灭绝速度加快生态系统功能受损:,,:,土壤污染重金属、农药残留等污染物积累影响食品安全:,危机湿地退化湿地面积缩减水源涵养和净化功能下降:,土地资源退化耕地减少土壤肥力下降威胁粮食安全:,,突发性与累积性环境安全问题环境安全问题根据其发生特点可分为突发性和累积性两大类两者在成因、影响方式和应对策略上都有显著差异,突发性环境安全问题累积性环境安全问题特点突然发生短时间内造成严重影响具有明显的时空特征特点长期积累形成影响范围广往往被发现时已经很严重治理困难:,,:,,,典型案例典型案例::核泄漏事故如切尔诺贝利、福岛核事故释放大量放射性物质长期重金属污染汞、铅、镉等重金属在土壤和水体中长期积累通过食物:,,:,污染环境链富集危害人体健康化学品泄漏工业事故导致有毒化学品泄漏到环境中造成急性危害持久性有机污染物如、多氯联苯等在环境中难以降解长期存:,:DDT,,在溢油事故海上运输事故导致石油泄漏破坏海洋生态生态退化过度开发、气候变化等因素导致生态系统功能逐渐衰退:,:森林火灾大面积森林被烧毁生态系统遭受重创地下水污染污染物渗透到地下水层影响区域广泛修复周期长:,:,,应对策略建立应急响应机制快速封锁污染源组织疏散和救援评估应对策略源头控制减少污染物排放长期监测评估污染程度系统修:,,,:,;,;和修复受损环境复逐步恢复生态功能,年切尔诺贝利核泄漏事件影响1986年月日苏联切尔诺贝利核电站发生了人类历史上最严重的核事故这次事故释放的放射性物质是广岛原子弹的倍以上成为突发性环境安全问题的典型案例1986426,400,事故发生年月日19864261反应堆爆炸大量放射性物质释放到大气中人当场死亡数千人受到严重辐射,,30,短期影响21986-1990方圆公里内万人被疏散大量牲畜死亡农田无法耕种放射性尘埃随风扩散到欧洲多国

3011.5,,,长期污染至今19903辐射污染导致癌症、畸形儿等疾病显著增加生态系统恢复极其缓慢部分区域至今仍为禁区,,生态恢复困难4放射性物质半衰期长土壤和水体污染持续存在生态系统功能严重受损完全恢复需要数百年甚至,,,更长时间警示意义切尔诺贝利事件深刻警示我们突发性环境事故的影响可能是长期的、难以逆转的它强调了环境安全预防的重要性以及建立完善的应急响应机制的必要性生态安全一旦被破坏修复代价极其高昂有:,,,,些损害甚至是不可逆的生态安全对国家安全的影响生态安全是国家安全体系的重要组成部分生态环境的恶化会对国家的多个层面产生深远影响威胁国家的长治久安,,资源安全生态破坏导致水资源、土地资源、生物资源等枯竭威胁可持续发生命健康安全,展基础环境污染导致疾病增加影响人民身体健康和生活质量增加社会,,医疗负担经济安全生态灾害和环境治理耗费巨大经济成本影响产业发展和经济,增长国防安全生态屏障受损削弱国土防御能力资源争夺可能引发地缘冲突,社会安全环境问题可能引发社会矛盾导致环境难民影响社会和谐稳定,,生态安全与其他安全领域的联系:生态安全是粮食安全的基础良好的生态环境保障农业生产:生态安全关系能源安全清洁能源发展需要健康的生态系统:生态安全影响公共卫生安全环境污染增加疾病风险:生态系统保护的意义保护生态系统不仅是环境保护的需要更是保障人类生存发展、实现可持续未来的根本要求生态系统为人类提供了不可替代的服务功能,维护生态平衡提供生态服务健康的生态系统通过物种间的相互作用和物质循环维持自然界的动态平衡为人生态系统提供清洁的空气和水、调节气候、防止自然灾害、净化污染物等服务,,,类提供稳定的生存环境这些服务价值难以估量保护生物多样性保障资源供给生物多样性是生态系统稳定的基础每个物种都有其生态价值物种灭绝会导致生生态系统为人类提供食物、药材、木材等物质资源保护生态系统就是保护人类,,,态功能丧失影响人类福祉的资源库和基因库,实现可持续发展传承生态文明保护生态环境是为子孙后代留下绿水青山确保人类社会能够长期可持续发展实良好的生态环境是宝贵的自然遗产保护生态系统就是传承生态文明丰富人类的,,,,现人与自然和谐共生精神文化生活生态保护的具体措施面对严峻的生态环境挑战需要采取综合性、系统性的保护措施从源头控制、过程管理到末端治理全方位推进生态保护工作,,加强环境治理严格控制工业废水、废气、废渣排放标准•推广清洁生产技术发展循环经济•,加大环境执法力度对违法排污严厉处罚•,建设污水处理厂、垃圾处理设施等环保基础设施•恢复植被覆盖实施退耕还林还草工程增加森林草原面积•,开展荒山绿化、防护林建设•保护天然林禁止乱砍滥伐•,修复湿地保护水源涵养区•,防止水土流失建设梯田实施坡地改造•,种植防护林带固土保水•,合理开发利用土地避免过度开垦•,加强小流域综合治理•保护关键物种建立自然保护区、国家公园保护珍稀濒危物种•,实施物种拯救计划开展人工繁育•,严厉打击非法捕猎、走私野生动物行为•保护关键种和生态工程师物种•构建生态屏障建设三北防护林等重点生态工程•保护青藏高原、黄土高原等生态脆弱区•加强长江、黄河等流域生态保护•防治荒漠化保护绿洲生态系统•,个人与社会的生态责任生态保护不仅是政府和企业的责任每个人都应该成为生态文明的践行者个人的小行动汇聚起来就是保护地球的大力量,节约资源减少浪费,节约用水用电随手关灯关水龙头•,减少一次性用品使用自带购物袋、水杯•,合理消费避免过度购买和浪费食物•,纸张双面使用废纸回收再利用•,参与环保活动参加植树造林、清理垃圾等志愿活动•监督举报环境违法行为•向家人朋友宣传环保知识•通过社交媒体传播生态保护理念•支持绿色生活方式选择公共交通、自行车等低碳出行方式•购买环保产品支持绿色企业•,做好垃圾分类促进资源循环利用•,节能减排降低个人碳足迹•,地球不是我们从父辈那里继承来的而是从子孙那里借来的,印第安谚语——让我们从现在做起从身边小事做起用实际行动为保护生态环境贡献力量每个人的参与都很重要只有全社会共同努力才能建设美丽中国实现人与自然,,,,,和谐共生未来展望绿色发展与生态文明:面向未来人类必须走绿色发展道路建设生态文明实现经济发展与环境,,,保护的双赢这需要转变发展方式构建人与自然和谐共生的现代化,可持续发展的核心理念坚持绿水青山就是金山银山的理念推动绿色低碳循环发展实现碳达峰、碳中和目标建设资源节约型、环境友好型社会能源转型科技创新大力发展太阳能、风能等可再生能源减少化石能源依赖降低碳排放利用大数据、人工智能等技术进行环境监测、生态评估和精准治理,,生态修复国际合作运用先进技术修复受损生态系统恢复生物多样性和生态功能加强全球环境治理合作共同应对气候变化等跨国生态挑战,,生态恢复成效对比上图展示了生态修复工程实施前后的显著变化左侧为生态退化状态植被稀疏、土壤裸露、水土流失严重右侧为恢复后状态森林覆盖率大幅提升、:;:植被茂密、生物多样性恢复亿23%50+

1.8森林覆盖率提升濒危物种恢复荒漠化治理面积通过退耕还林等工程我国森林覆盖率持续增长大熊猫、朱鹮等多种濒危物种种群数量显著累计治理荒漠化土地亿公顷部分沙化土地实,

501.8,增加现逆转这些成就证明只要采取科学有效的措施生态系统是可以恢复的但我们也要认识到生态恢复是一个长期过程需要持续投入和耐心等待保护永远比,,,,恢复更重要、更经济因此预防生态破坏应该放在首位,课堂互动你能为生态安全做些什么:让我们一起思考和分享如何在日常生活中践行生态保护理念为建设美丽家园贡献自己的力量,,讨论话题在日常生活中你可以做哪些事情来保护生态环境哪些行为习惯需要改变,经验分享分享你身边的环保小故事或者你参与过的环保活动激励更多人加入生态保护行动,创意行动日常实践传播影响设计环保宣传海报垃圾分类从我做起向家人传播环保知识•••组织校园环保社团节约每一滴水电在社交平台分享环保理念•••开展生态调查项目绿色出行优先步行参与环保志愿活动•••制作环保短视频拒绝使用一次性餐具监督举报环境违法•••思考延伸除了个人行动我们还能如何推动学校、社区、社会层面的生态保护如何让更多人意识:,到生态安全的重要性守护家园生命生态与安全我们的共同责任——生态系统是生命的基础保护生态安全人人有责生态系统为人类提供空气、水、食物等生存必需每个人都是生态保护的参与者和受益者让我们携,品维持着地球生命的延续手共建美好家园,共创可持续美好未来坚持绿色发展实现人与自然和谐共生为子孙后代留下绿水青山,,只有一个地球人类共同的家园,让我们从现在做起从身边做起用实际行动守护我们的蓝色星球为生态文明建设贡献力量生态安全关,,,系你我保护环境就是保护我们自己,!。