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人与自然的协调发展
随着科技水平地飞速发展，人类认识自然、改造自然的能力越来越强，该如何协调人与自然的发展？《普通生态学》是这样描述的，可点击下图查看。
编辑于2020-09-29 20:13:39- 人与自然协调发展
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人与自然的协调发展
生态系统的调控机制
一、自然的调控系统
（一）自然调控机制
（二）自然生态系统的稳态调控机制
1、不同组织层次上的稳态调控
2、结构上的功能组分冗余与稳态调控
地球上所有大大小小生态系统构成的最大的生态系统——生物圈或生态圈，也是一个巨大的能自我调节的冗余假说
在生态上，把冗余定义为“一个以上的物种或成分具有执行同种功能的现象”，这样生态系统中某个物种或成分的丧失不会对整个系统功能产生太大的影响
冗余元件：在生命系统里，生物要维持其正常的生存和繁衍后代，抵御如干旱、雨雪、霜冻、病虫害、动物采食和践踏等不良环境，需要提高系统稳定性和可靠性时，也依靠大量的备用元件，这是生物适应环境波动的一种生存对策
从生命系统的各种器官到个体、种群、群落、生态系统的层次都存在一定的冗余结构，甚至在分子水平上也存在这样的冗余
1、分子水平上的冗余
基因行为的冗余是复杂生命形式的发育和进化所必需的
生物个体的发育可看成信息从卵细胞到成熟有机体的信息传递过程，而信息的传递由于环境的变化（如热、冷、渗透胁迫或饥饿）总是一个有差错倾向的过程
2、个体水平上的功能冗余
器官冗余：个体水平上的功能冗余
指植物体的某些器官是由执行相同功能的若干组分组成，某些器官的一定程度的损坏不会对植株个体产生太大的影响
3、种群与群体水平上的冗余
某些个体被伤害致死（致死可能比不致死更好），邻近未受害的个体（植株）将起补偿作用
4、群落和生态系统水平上的冗余
群落和生态系统水平上的冗余指在一个群落或生态系统中某些物种的丧失不会对群落或生态系统的结构和功能产生很大的影响
物种冗余假说
某些物种在生态功能上有相当程度的重叠，因此其中某一个物种的丢失并不会对生态功能发生大的影响。
那些高度冗余的物种对于保护生物学工作来说，具有较低的优先权
这并不意味着冗余种是不必要的，冗余是避免生态系统功能丧失的一种保险
3、反馈关系与稳态调控
反馈：无论是系统输出被回送而重新成为同一系统的输入成分，还是系统的输出信息被回送而成为统一系统输入的控制信息
反馈包括：正反馈和负反馈
正反馈：是指使系统输出的变动在原变动方向上被加速的反馈
负反馈：是使系统输出的变动在原变化方向上减速或逆转的反馈
4、生态系统不同水平上的稳态调控机制
（1） 个体水平的稳态调控机制
主要通过生理与遗传的变化去适应环境的变化，通过适应，形成生活型、生态型、亚种以致新种，使物种多样性和遗传基因的异质性得到加强，同时提高了对环境资源的利用效率
一些低等动物受伤后，器官有再生能力，如蚯蚓、海星和蜗虫等具有再生功能，
高等动植物受伤后也有很强的愈合能力，一些不能愈合的缺损部位的功能可以为其他部位补偿
（2）群体水平的稳态调控机制
在群体水平上，种群密度达到一定程度后，往往导致增值率和个体生长率下降，动物通过生殖能力和行为变化可协调种群密度与资源的关系
密度制约（密度制约死亡、自疏）
同时随着植物群体密度的增加，在没有其他因子影响的情况下，个体死亡率逐渐增大。这种死亡是拥挤所造成的
（3）群落水平的稳态调控机制
（4）生态系统水平的稳态调控机制
在生态系统水平上，交错的种群关系、生态位的分化和严格的食物链量比关系等，都对系统稳态有积极作用
二、人类的直接调控系统
（一）生态环境调控
1、对土壤环境的调节
物理方法
传统的犁翻、耙、起畦、排灌和建造梯田等
化学方法
施肥或增施土壤改良剂等
生物方法
作物秸秆还田、种植绿肥和豆科作物、放养红萍和繁殖蚯蚓等
2、对气候因子的调节
3、对水分因子的调节
4、对火因子的调节
调控火因子的一个方法是“以火克火”
（二）投入产出调控
（三）生物个体和群落结构的调控
（四）系统综合调控
三、社会的间接调控系统
人类社会发展对生态的影响
一、农业社会对生态的影响
二、工业社会对生态的影响
1、森林资源减少和覆盖率降低
2、荒漠化在扩展
我国是受荒漠化危害最严重的国家之一 ——西北地区
3、水资源危机
4、环境污染
三、可持续发展社会对生态的影响
从经济学上看，人类已经普遍地觉察到生态环境对经济发展的极端重要性，并把可持续发展作为经济和社会发展的基本战略
莱切尔·卡尔逊 发表《寂静的春天》，揭示了农药和人工化合物的大量使用对环境的恶劣影响，从而引起广泛反响
《人类环境宣言》宣告：“保护和改善人类环境已经成为人类一个迫切任务”
《里约宣告》明确把“可持续发展”作为全球“21世纪议程”的发展战略
工业文明的口号是：“征服自然，向大自然挑战”
生态文明则提倡“尊重自然，保护自然，与大自然为友”
人口、资源和环境问题
一、人口增长
（一）人口增长的动态
1、高出生率、高死亡率、低增长率阶段
人类诞生至工业革命前
2、高出生率、低死亡率、高增长率阶段
工业革命后
3、低出生率、低死亡率、低增长率阶段
（二）人口发展的特点
1、数量增长不平衡
2、人口老龄化
3、城市人口急剧膨胀
（三）世界人口的承载力
国际人口生态学界将世界人口容量定义为：在不损害生物圈或不耗尽不可再生资源（可利用的）的情况下，世界资源在长期稳定的基础上能供应人口数量的多少。
它强调人口的容量是以不破坏生态环境的平衡与稳定，保证资源的可持续利用为前提的。 主要决定于自然条件和生产力水平、生活方式及科学技术进步程度
二、资源现状与危机
(一）水资源
1、水资源概况
其中海洋水面积占全球面积的71%， 而海水占全世界储水量的97.5%，淡水只占总水量的2.5%
2、我国水资源特点及危机
① 人均占有量少
② 分布不平衡
③ 污染严重
重点流域的铵态氮、生化需氧量、高锰酸盐指数和挥发酚等有机污染突出
湖泊以富营养化为特征，总磷、总氮、化学需氧量和高锰酸盐指数等污染指标居高不下
近岸海域的无机氮、活性磷酸盐和重金属仍呈加剧之势
3、合理利用水资源途径
（1）多渠道增加水资源
① 加强雨水集蓄利用
② 利用废水和回归水
③ 海水淡化与污水净化
④ 沿海城市积极利用海水
（2）节约用水
① 降低工业和城市用水量，提高水的重复利用率
② 推广节水农业新技术，减少农业用水量，提高用水效率
③ 实行按量收费，制止浪费，降低灌溉定额
④ 先用地表水，少用地下水
（3）宏观控制与水资源调节
（二）土地资源
1、人均耕地资源少
2、土地质量不高
3、土地退化严重
① 水土流失
指在水力、重力、风力等自然力和人为因素综合作用下水土资源的破坏和损失
我国水土流失的特点
1. 水土流失分布广
2. 水土流失总量大
3. 土壤侵蚀强烈
产生水土流失的建设活动主要有以下几个方面：
陡坡开荒，破坏植被； 过渡采伐，林地锐减； 草原垦殖，超载过牧； 开发建设，忽视保护
严重的水土流失破坏了宝贵的水土和生物资源，引起气候、自然和生态环境恶化，阻碍了社会经济的发展
② 荒漠化
指包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化
导致我国荒漠化的基本过程主要有风蚀、水蚀、盐渍化和冻融侵蚀
造成全球荒漠化的主要原因有5个
贫瘠土壤的过渡耕作
脆弱牧场的过度放牧
旱地薪柴的过度砍伐
森林砍伐
不合理的灌溉方式导致农地的盐碱化
③ 土壤盐渍化
是由于土壤中盐分或钠离子含量增加，土壤PH上升，导致土壤理化性质恶化，土地生产力下降的过程
造成土地盐碱化面积增加的主要原因
1、 北方干旱地区的灌溉农田面积扩大，这一地区用于灌溉的水量有限，但蒸发量大，盐分向上移动大于向下淋洗的数量
2、 过量灌溉造成的水分蒸发后盐分留在地表，导致表层土壤盐分积累
3、 排灌不畅
4、 农田耕作、土壤培肥不合理，土壤理化性质恶劣，肥力降低导致土壤盐碱化危害加重
（三）能源资源
能源资源：包括不可再生的化石燃料能源和可再生的非化石能源资源，前者如煤、石油和天然气，后者如核变能、太阳能、水能、地热能和海洋能等
开发利用优质、高效、清洁和不易枯竭的新型能源将是人类社会努力的主要方向之一，如太阳能、风能、海洋能、生物质能、地热能和氢能等的利用
1、我国能源资源状况
2、我国能源资源消费现状与存在的问题
① 资源消耗多
② 环境污染严重
③ 供需矛盾突出
④ 消耗结构不尽合理
⑤ 能源资源利用技术落后
（四）矿产资源
矿产资源：是地壳形成后，经过几千万年、几亿年甚至几十亿年的地质作用而生成，露于地表或埋藏于地下的具有利用价值的自然资源
我国矿产资源的特点表现在一下5个方面
1、资源总量大、人均占有量少
2、富矿少，贫矿多
3、地区分布不平衡
4、规模小，生产效率低
5、注重传统矿产资源开发利用，非传统矿产资源利用少
三、人类生态环境问题
（一）温室效应
1、概述
全球变暖：指的是全球平均地表气温的升高
而普遍认为温室效应是造成全球变暖的主要原因
温室效应：指的是大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加，从而使较多的辐射能被截留在地球表层而导致温度上升
2、主要温室气体
主要包括：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氟氯烷烃（CFC）、六氟化硫、臭氧（O3）
其中二氧化碳贡献最大，对温室效应的贡献超过50% 甲烷对温室效应的贡献占19% 氟氯烷烃占15%；臭氧占8%
3、温室效应的影响
温室效应的影响：是深远和广泛的，造成全球气温升高，降水分配在时间和空间格局上的变化，以及灾害性天气的增加
厄尔尼诺现象：指东太平洋面在赤道处的海水变暖的现象，它与北太平洋和北美洲的天气特点密切相关
当发生的厄尔尼诺现象较强烈时，附近就会产生很明显的气候变化（如 台风和洪水灾害）
拉尼娜现象：指东太平洋洋面在赤道附近的海水变冷的现象
拉尼娜现象也会显著影响全球气候，此外，全球气温升高可能会导致气候带北移，使湿润区与干旱区重新配置
温室效应的影响后果
1、导致全球变暖，使得极地和高山冰川融化，海平面上升，一些沿海城市和生态系统会随着消失
2、气候模式发生变化，包括气温、降雨量和极端气候模式的改变
3、生态系统的结构和功能受到深刻的影响，生物的生长、繁殖以及区域分布受到影响，部分物种消亡速度加快，生物多样性进一步下降
温室效应的应对措施
1、关键在于控制温室气体的排放，提高能源利用效率
2、开发新能源，改善能源结构
4、防治对策
减缓全球气候变化的关键是控制温室气体的排放和颗粒物的形成，也即最主要是控制化石能的消耗。
控制化石能消耗量的措施：
① 通过各种技术措施提高化石能的能效以降低使用量
② 开发其他形式的能源，减少对化石能的依赖，如太阳能、核能、风能、水能、地热能和生物能
主要措施：
保护森林的对策方案
汽车燃料的改善
改善能源使用效率
对化石燃料的限制
鼓励使用天然瓦斯
汽车的排气限制
鼓励使用太阳能
开发替代能源
设法挖掘海洋吸收碳的潜力
（二）臭氧层破坏
1、臭氧空洞的形成
臭氧是地球的保护层
臭氧对地球有两个主要作用
1、防止有害紫外线辐射和吸收来自地面的长波辐射
2、能有效地阻挡太阳辐射对地面生物的伤害作用
臭氧层破坏与人类活动紧密相关，罪魁祸首是人工合成的含氯和含溴的物质，最典型的是氟氯烃化合物
氯和溴通过催化化学过程破话臭氧
2、臭氧层破坏的危害
① 对人体健康的影响
② 对生态系统的影响
③ 对空气质量和大气组成的影响
④ 对材料的影响
3、防治对策
必须控制氟氯烃类物质的生存量和消耗量，养殖氟氯烃类物质的代用品
加强氟氯烃物质的代用品的研发开发力度
国际上针对臭氧层的破坏问题，开展了一系列保护活动，通过了一系列的公约或行动计划
建立国际间和各国的臭氧层保护法律的约束机制，控制破坏臭氧层物质的排放
提高对保护臭氧层的认识，牢固树立环境意识
（三）酸雨
1、成因
酸雨：PH低于5.6的降水
涉及的主要污染物有硫氧化物、氮氧化物、重金属微粒、环境中稳定的有机化合物和有助于形成光化学氧化剂的活性有机物
2、危害
① 对植物的影响
② 对土壤的影响
③ 对水体的影响
④ 对人类的直接影响
⑤ 对建筑物等的影响
3、防治对策
① 调整能源战略
节约能源，减少煤炭和石油的消耗量
开发新能源
② 解决污染大气问题
以法律形式加以固定
实施一些具体的国际合作，规定减少各国的SO2的排放标准
③ 其他措施
降低烟筒的高度
减少污染物排放高度
烟筒内放入某些中和物质
培育抗性生物
施用石灰
（四）生态多样性丧失
1、生物多样性的概念
生物多样性：是指所有来源的形形色色的生物体，这些来源包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体；这包括物种内部、物种之间和生态系统的多样性
生物多样性的3个层次
① 遗传多样性
是种内所有遗传变异信息的总和
在个体水平可表现为生理代谢差异、形态发育差异以及行为习性的差异
② 物种多样性
是指以种为单位的生命有机体
其评价指标通常有：
物种丰富度
物种密度
特有物种比例
物种（分布的）均匀度
③ 生态系统多样性
指生物圈内生境、生物群落和生态系统的多样性以及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性
主要功能是：物质循环和能量流动，它是维持系统内生物生存与演替的前提条件
保护生态系统多样性就是维持系统中能量和物质流动的合理过程，保证物种的正常发育和生存，从而保持物种在自然条件下的生存能力和种内的遗传变异度
生态系统多样性是物种多样性和遗传多样性的前提和基础
2、生物多样性的丧失
① 物种丧失速度加快
② 生态系统多样性受到威胁
③ 遗传资源严重流失
3、生物多样性的保育对策
（1） 制定保护生物多样性的国际公约和国家政策
1992年《生物多样性公约》
1995起，每年的12月29日定为“国际生物多样性日”《濒危野生动植物种国家贸易公约》
（2）建立自然保护区和国家公园
就地保护是保护生物多样性的主要具体措施之一
自然保护区和国家公园是生物多样性就地保护的主要措施
（3）迁地保护
（4）建立种子库和基因资源库
四、可持续发展——人口、资源、环境的协调统一
（一）可持续发展的提出
1987年，联合国发表了《我们共同的未来》正式提出了可持续发展的模式
1992年，巴西的里约热内卢的《21世纪议程》是全球范围内可持续发展的行动计划
标志着人类第一次把可持续发展由理论推向行动，树立环境与发展相协调的观点，确立了可持续发展作为人类发展的新战略
（二）可持续发展的内涵和特征
1、可持续发展的概念
可持续发展：即满足当代人的要求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展
所谓可持续发展就是人与环境的协调发展，具体来讲就是经济、社会、环境的协同发展，是即实现人类赖以生存的自然环境与环境的和谐，又使子孙后代能够安居乐业、得以永续发展
2、可持续发展的基本内涵
① 从自然属性来看
② 从社会属性来看
③ 从经济属性来看
④ 从科技属性来看
（三）可持续发展的主要内容
1、资源的可持续利用
资源持续性主要是自然资源利用的可持续性
2、环境保护
3、清洁生产
4、可持续消费
5、公众参与
（四）可持续发展的指标体系
1、驱动力指标
驱动力指标包括：就业率、人口净增长率、成人识字率、土地利用的变化、农药和化肥的使用、人均可耕地面积、温室气体等大气污染排放量等（与人生存，生活有关）
2、状态指标
状态指标包括：贫困度、人口密度、人均居住面积等
3、响应指标
响应指标包括：人口出生率、教育投资占国民生产总值的比率等（政治方面）
（五）可持续发展的实践
（六）我国可持续发展的实施
1、组织和参与制定一系列推动可持续发展的政策、方案
2、将环境保护目标和措施纳入国家计划，把可持续发展落到实处
3、积极参与环境与发展领域的国际合作
4、加强可持续发展的立法工作
5、广泛开展环境教育，加强舆论监督和公众参与
生态与经济的协调发展
一、资金流与能量流、物质流的基本关系
（一）资金流的构成
（二）资金流与能量流、物质流之间的关系
资金流和能量流、物质流通过价格偶联的关系，单独的资金流和单独的能量流、物质流的关系
1、资金流和能量流、物质流通过价格相偶联，方向相反
2、单独的资金流，不直接与能量流、物质流相联系
3、单独的能量流、物质流，不直接与资金流联系
（三）与资金流和能量流、物质流有关的经济外部性问题
（四）解决经济外部性问题的一般途径
二、高斯理论与资源产权
在一个信息灵通、市场充分发育和交易成本足够低的条件下，不管产权界定给谁，经济外部性问题都可以通过资源的产权确定来解决，而且产权的确定会同时使资源利用的社会总效益达到最大
三、生态系统服务功能与资产定价
生态系统服务：指人类生存和生活质量有贡献的生态系统产品和服务
生态系统服务的价值主要包括：直接使用价值、间接使用价值、潜在价值
直接使用价值 包括：农业、林业、畜牧业、渔业、医药业和部分工业等产品和加工品的直接使用价值，还包括生物资源的旅游观赏价值、科学文化价值等
间接使用价值 主要通过生态功能来体现
1、生物多样性提供生态系统演替与生物进化所需要的丰富的物种与遗传资源
2、生物多样性在形成维持生态系统的结构和功能方面的作用
3、表现为生态系统的服务功能
潜在使用价值 包括野生动植物在将来有用的选择价值和在伦理学上的存在价值
价值评估方法
1、直接根据市场价值或劳动生产率来评价
2、根据替代品或辅助物品来评价
3、应用调查技术来评价
四、绿色核算
绿色核算：就是在对经济核算的基础上，增加对资源、环境的核算，建立资源—经济—环境核算体系
绿色国内生产总值（GDP）——真正的国民财富
五、收获理论
除从事农业生产外，人类还直接从自然界获取多种生物，如森林、鱼类、鹿、蘑菇和草药等用作食物或其他用途
生态学理论的应用
一、生态工程
（一）生态工程的概念及发展情况
我国学者 马世骏 将生态工程定位为：是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理及结构与功能协调原则，结合系统分析的最优化方法，设计的分层多级利用物质的生存工艺系统
生态工程与环境工程最大的区别在于：
生态工程考虑利用生态系统的自我设计特点，是有利于人类和自然二者的设计。 而环境工程则是一系列科学原理，去净化和防治环境污染。 与传统工程相比，生态工程是一类低消耗、多效益、可持续的工程体系
（二）生态工程原理
（三）生态工程实例
二、生态恢复与重建
（一）生态恢复与恢复生态学
生态恢复：是帮助研究生态整合性的恢复和过程的科学
我国 余作岳 提出：恢复生态学是研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建的技术与方法、生态学过程与机理的科学
与生态恢复相关的概念还有
重建
即去除干扰并使生态系统恢复到原有的利用方式
改良
改进
修补
再植
（二）恢复生态学的主要研究内容
生态恢复：是针对受损而言的，受损就是生态系统结构、功能和关系的破坏。因而，生态恢复就是恢复生态系统合理的结构、高效的功能和协调的关系
（三）恢复生态学的理论基础
（四）生态恢复的过程、途径及标准
1、过程与途径
生态恢复的一般过程：
本底调查→区域自然和社会经济条件（水、土、气候、可利用的条件等）综合分析→恢复目标的制定→恢复规划→恢复技术体系组配→生态恢复实施→生态管理→生态系统的综合利用→自然—社会—经济复合系统的形成
2、生态恢复的标准
① 可持续性（可自然更新）
② 不可入侵性（像天然群落一样能抵制入侵）
③ 生产力高（与自然群落一样高）
④ 营养保持力高
⑤ 具有丰富的生物间相互作用
（五）生态恢复实例
三、生态规划
（一）生态规划的产生与发展
生态规划与设计的概念
以生态学原理和城乡规划原理为指导，应用系统科学、环境科学等多学科的手段辨识、模拟和设计人工复合生态系统内的各种生态关系，确定资源开发利用和保护的生态适宜度，探讨改善系统结构与功能的生态建设对策，促进人与环境关系的协调发展的一种规划方法
（二）生态规划的原则
1、整体规划原则
2、协调共生原则
3、生态功能分区原则
4、高效和谐原则
5、生态平衡原则
6、可持续发展原则
（三）生态规划的工作程序
（四）生态规划的内容
四、生态旅游
（一）生态旅游的产生
旅游可持续发展的前提条件是景观资源的可持续利用
旅游资源的管理应当即满足经济、社会和美学的需要，又维持文化完整性、基本的生态过程、生物多样性和生命保障系统
不断保持环境资源和文化完整性，并能给旅游区的居民公平地分配旅游业的社会经济效益，是旅游可持续发展的本质
生态旅游，通过减轻环境压力来平衡经济利益，通过保持旅游区景观资源和文化的完整性实现代间的利益共享和公平性，是实现旅游景观资源可持续利用的良好途径
（二）生态旅游与传统旅游的区别
（三）生态旅游的功能
1、旅游功能
2、保护功能
3、扶贫功能
4、环境教育功能
（四）生态旅游的理论基础
（五）生态旅游的发展
五、生态农业
生态农业：是根据生态学、生态经济学的原理，将我国传统农业技术与现代科学技术结合起来所建立的一种多层次、多结构、多功能的集约经营管理的综合农业生产体系
（一）生态农业的基本特点
1、整体性
2、协调性
3、地域性
4、战略性
5、多样性
6、高效性
7、层次性
8、持久性
（二）生态农业的理论基础
生态农业经营和发展最根本就是要遵循“整体、协调、循环、再生”这一基本原理
六、生态工业
是由企业层次上升到企业群落、城市或更大的范围，其基本思想是仿照自然界生态系统中物质循环与能量流动的方式来重新规划工业生产、消费和废物处理系统
七、生态城市
生态城市：是社会、经济、自然协调发展，物质、能量、信息高效利用，技术、文化与景观充分融合，人与自然的潜力得到充分发挥，居民身心健康，生态持续和谐的集约型人类聚居地
生态城市的标准
① 城市结构合理、功能协调
② 产业结构合理，实现清洁生产
③ 物质、能量循环利用率高
④ 生活质量高，环境质量高
⑤ 尊重居民的文化和生活特性
⑥ 居民身心健康，有自觉的生态意识和环境道德观念
⑦ 建立完善的、动态的生态调控管理与决策系统
八、循环经济
循环经济：是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革
循环资源的“3R”原则
1、减量化原则
2、再使用原则
3、再循环原则
九、低碳经济
低碳生活：是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型和新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭和石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态
“低碳生活”的概念最早出现在2003年的英国能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》中