《環(huán)境生物學(xué) 生態(tài)退化及其對生物的影響》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《環(huán)境生物學(xué) 生態(tài)退化及其對生物的影響（92頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第五章生態(tài)退化及其對生物的影響,生態(tài)退化（ecologicaldegradation）定義：由于自然環(huán)境發(fā)生變遷，或人為對資源的過渡或者不合理的利用而造成生態(tài)系統(tǒng)功能衰退的現(xiàn)象。,主要表現(xiàn)：環(huán)境因子數(shù)量和質(zhì)量的配置劣變，不適于生物的生存，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)惡化，功能降低，使生態(tài)系統(tǒng)處于一種不穩(wěn)定或失衡狀態(tài)。后果：退化的生態(tài)系統(tǒng)對自然或人為干擾的抵抗力較低，緩沖能力較弱，并有較強(qiáng)的敏感性和脆弱性，生態(tài)系統(tǒng)朝著低生產(chǎn)力、不穩(wěn)定的方向發(fā)展。生態(tài)退化是生態(tài)系統(tǒng)的一種逆向演替過程。,生態(tài)退化,水土流失,土壤退化,生物多樣性喪失,1水土流失及其生態(tài)效應(yīng),我國水土流失的現(xiàn)狀,黃土高原,長江中上游丘陵,東北平原,

2、水土流失重災(zāi)區(qū),水土流失面積43萬平方公里,南方12省水土流失面積達(dá)150萬平方公里,發(fā)展速度快，30-50萬平方公里。,全國總水土流失面積約300萬平方公里。,（一）定義水土流失（soilandwaterloss或soilerosion）：在水力、重力、風(fēng)力等外營力作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失，包括土地表層侵蝕和水的損失。,一、水土流失的概念,（二）分類,面蝕：由于分散的地表徑流沖走地面表層物的一種侵蝕現(xiàn)象，是土壤侵蝕中最常見的一種形式。溝蝕：即線狀侵蝕，是指由匯集在一起的地表徑流沖刷，破壞土壤及母質(zhì)，形成切入地表及以下的一種水土流失形式。崩塌、滑坡和泥石流：是水土流失和流失物的

3、重力因素共同作用形成的破壞更大的一種水土流失。,1、根據(jù)侵蝕形式劃分,淺溝、切溝、沖溝,2、根據(jù)侵蝕營力劃分,水蝕由大氣降水，尤其是降雨所導(dǎo)致的侵蝕過程。細(xì)溝、淺溝、沖溝等侵蝕形式山洪沙壩石海,風(fēng)蝕空氣受力而沖擊地下土粒、砂礫使其脫離地表，被搬運(yùn)和堆積的過程。土地沙漠化沙塵暴,重力侵蝕在水力侵蝕及下滲水分的共同作用下，以重力為其直接原因所導(dǎo)致的地表物質(zhì)移動。,凍融侵蝕熱融滑塌、凍融泥流、凍融坍塌,二、水土流失的成因,自然原因：氣候；土壤；地形；植被對水土流失的保持（對雨水的截流、吸收；對風(fēng)的抵抗；對土壤的保持）人為原因：植被的破壞；土地不合理利用；過渡放牧；工業(yè)交通城市建設(shè)的影響。,1、氣候降

4、水和風(fēng),降雨暴雨是主要影響因素，降雨強(qiáng)度與侵蝕量呈正相關(guān)。降雪冬季經(jīng)過雪的作用，土壤將會改變物理性質(zhì)和機(jī)械組成；春季來臨時，由雪融化成的雨水產(chǎn)生徑流不能隨土壤下滲，造成大量的水土流失。風(fēng)風(fēng)速的大小決定侵蝕的程度。,2、土壤,土壤抗蝕性土壤抗沖性土壤透水性,土壤抵抗徑流對土壤中土粒的分散和懸浮的能力,土壤抵抗各種侵蝕營力的機(jī)械破壞和推移的能力,土壤質(zhì)地、土壤的膨脹系數(shù)、土壤孔隙、土壤硬度、土壤疏松度、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤結(jié)構(gòu)體、土壤中植物根的數(shù)量、土壤利用方式等等。,3、地形,坡度坡度能直接影響徑流的沖刷能力。一般來講，坡度越陡，徑流越大，越容易發(fā)生水土流失；臨界坡度,坡長一般來講，當(dāng)其他條件相

5、同時，坡面越長，徑流速度越大，會集的流量越多，其侵蝕就越強(qiáng)。坡形,4、植被,植被對雨水截留、吸收植被對風(fēng)的抵抗植被對土壤的保持,喬木層,灌木層,草本,凋落物,減小雨滴的動能，降低對地表的侵蝕能力,截留雨水，減緩徑流，增加土壤蓄水能力和下滲能力,植被對雨水截留、吸收,植被對土壤的保持,植被的固土作用植物對土壤的涵養(yǎng)，改良土壤物理、化學(xué)性質(zhì)植被增加土壤的蓄水能力和下滲能力,（二）人類成因,1、植被破壞直接砍伐、毀壞森林植被對森林凋落物的破壞過度挖掘,火紅郁金香,2、不合理的土地利用及耕作方式陡坡開荒不合理的耕作方式3、過度放牧4、工業(yè)交通建設(shè)工程的影響5、現(xiàn)代城市的發(fā)展6、城市水土流失,曇花,三、

6、水土流失的生態(tài)效應(yīng),1、對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響對土地資源的影響對土壤性質(zhì)的影響對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)潛力的影響,綠色玫瑰,2、對水域生態(tài)系統(tǒng)的影響污染水體，影響水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定泥沙淤積，加劇洪澇災(zāi)害，降低水利設(shè)施綜合利用,豹皮花,3、對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響對森林中樹木的影響；對森林中種子庫的影響；對森林的生物多樣性的影響,淡煙色郁金香,4、對城市生態(tài)系統(tǒng)的影響城市水土流失導(dǎo)致了城市生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定5、各種災(zāi)害的產(chǎn)生6、對自然經(jīng)濟(jì)社會復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的影響,2土壤退化及其生態(tài)效應(yīng),全國總水土流失面積：1.5億公頃，幾乎1/6國土；荒漠化面積：262萬平方公里，占國土27.3%草地退化面積：8700萬公頃，

7、占全部草地30%；,西部荒漠化,東部肥力退化,西南石質(zhì)化,華北、東北鹽堿化,黃土高原水土流失,長江第二黃河,1971年，聯(lián)合國糧農(nóng)組織出版土壤退化一書。土壤退化包括類：侵蝕、鹽堿、有機(jī)廢料、傳染性生物、工業(yè)無機(jī)廢料、農(nóng)藥、放射性、重金屬、肥料和洗滌劑、旱澇障礙、養(yǎng)分虧缺、非農(nóng)占用,我國對土壤退化的分類：1級6類（A、B、C、D、E、F）2級18種,（一）概述1、土壤退化（soildegradation）：即土壤貧瘠化，是指土壤在遭受干擾時，物理、化學(xué)和生物性質(zhì)的惡化，引起生產(chǎn)力、調(diào)節(jié)能力及可持續(xù)利用性下降的過程。,物理退化：侵蝕；荒漠化；沙漠化化學(xué)退化：次生鹽堿化；污染；酸化生物退化,蝴蝶蘭,

8、（二）土壤退化的形式,荒漠化,荒漠化：是指由于自然和人類活動的影響，出現(xiàn)植被減少，表土裸露等造成土壤生產(chǎn)力下降的土壤退化形式,荒漠化的發(fā)展現(xiàn)狀,世界荒漠化,我國干旱、半干旱和亞濕潤干旱地區(qū)的主體界線大體在大興安嶺以西,錫林郭勒高原、黃土高原北部,祁連山以北,柴達(dá)木盆地、青藏高原西北部,至國界環(huán)繞成一個干燥而寒冷的荒漠化氣候區(qū)域。,我國荒漠化土壤的分布,沙漠化,沙化：指土壤在風(fēng)蝕作用下，表層土壤細(xì)顆粒減少而粗質(zhì)砂粒增多的過程。沙漠化：是土壤在風(fēng)蝕作用下，向沙漠生境演化的過程。沙漠是沙漠化的頂極狀態(tài)。,風(fēng)嘯嘯沙龍舞！大漠漫漫歸何處？,沙進(jìn)人退,多么頑強(qiáng)的沙生植物梭梭,毛烏素流動沙丘,鹽堿化,土壤鹽

9、漬化是指易溶性鹽分在土壤表層積累的現(xiàn)象或過程，也稱鹽堿化。鹽漬化分為兩種類型：天然的和人為的，后者即所謂的“次生鹽漬化”,鹽堿土的可溶性鹽主要包括鈉、鉀、鈣、鎂等的硫酸鹽、氯化物、碳酸鹽和重碳酸鹽。硫酸鹽和氯化物一般為中性鹽，碳酸鹽和重碳酸鹽為堿性鹽。鹽土主要指含氯化物或硫酸鹽較高的鹽漬化土壤，土壤呈堿性，但pH值不一定很高。堿土是含碳酸鹽或重碳酸鹽土壤，pH值較高，土壤呈堿性。鹽堿土的有機(jī)質(zhì)含量少，土壤肥力低，理化性狀差，對作物有害的陰、陽離子多，作物不易促苗。,濱海鹽土景觀,曲周鹽堿土,白堿土危害,由于發(fā)展引水自流灌溉，導(dǎo)致地下水位上升超過其臨界深度，使地下水和土體中的鹽分隨土壤毛管水通過

10、地面蒸發(fā)耗損而聚于表土。利用地面或地下礦化水（尤其是礦化度大于3g/L時)進(jìn)行灌溉，而又不采取調(diào)節(jié)土壤水鹽運(yùn)動的措施，導(dǎo)致灌溉水中的鹽分積累于耕層中。在開墾利用心底土積鹽層的土壤過程中，過量灌溉的下滲水流溶解活化其中的鹽分，隨蒸發(fā)耗損聚于土壤表層。,次生鹽漬化的成因,50年代大搞平原水庫導(dǎo)致我國平原地區(qū)次生鹽堿化面積大增,污染,D1無機(jī)物（包括重金屬和鹽堿類）污染D2農(nóng)藥污染D3有機(jī)廢物（工業(yè)及生產(chǎn)中的生物易降解有機(jī)毒物）污染D4化學(xué)肥料污染D5污泥、礦渣和粉煤灰污染D6放射性物質(zhì)污染D7寄生蟲、病原菌和病毒污染,酸化,土壤酸化的基本原因是土壤中產(chǎn)生氫離子。酸雨長期過量單純的使用化肥會使土地酸

11、化。比如硫酸銨（NH4）2SO4土壤中的微生物和植物根系的代謝作用可以產(chǎn)生碳酸。在土壤內(nèi)也有許多反應(yīng)可以產(chǎn)生氫離子，例如有機(jī)氮的礦化和硝化、有機(jī)硫的礦化和氧化、有機(jī)磷的礦化、銨離子的硝化以及金屬離子的絡(luò)合作用等。當(dāng)土壤由還原態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘧B(tài)時，還原性物質(zhì)如硫化氫、硫化鐵、亞鐵離子等的氧化反應(yīng)中都產(chǎn)生氫離子。,危害,鹽基離子的大量淋失，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分貧瘠活性鋁的溶出，影響作物生長有毒重金屬元素的活化，增加土壤污染程度影響土壤中固氮菌、硝化菌、氨化菌等維生物群落,二、退化原因,自然原因：氣候；水文；地形；生物；自然災(zāi)害人為原因：人口增加；人類不合理利用資源,1、人口增加,要求土地的產(chǎn)出增加；城鎮(zhèn)建設(shè)用

12、地增加；土壤污染加重,2、人類不合理的行為,濫墾、濫伐森林和草地濫牧濫采采挖中藥材、采礦水資源的不合理利用超采地下水、水源配置不當(dāng)農(nóng)業(yè)管理不當(dāng),城市化和工業(yè)化城市化過程導(dǎo)致土壤資源數(shù)量縮減城市化加劇土壤侵蝕城市化導(dǎo)致土壤利用格局改變城市化對土壤過程的影響（土壤理化過程、土壤生物過程、對土壤環(huán)境的影響）,三、土壤退化的生態(tài)效應(yīng),（一）對農(nóng)牧業(yè)的影響1、對作物產(chǎn)量的影響退化的土壤中，由于某種元素或物質(zhì)缺乏而影響生物繁殖、生長；退化的土壤大多缺乏植被的保護(hù)，地表溫度變幅很大，不利于生物新陳代謝作用的進(jìn)行，作物的產(chǎn)量受影響；鹽堿土中，存在著大量鹽類和堿類物質(zhì)，影響作物的生長；酸化土壤會使大量的鹽基離子

13、和微量元素流失，造成土壤鹽分失衡，影響土壤生產(chǎn)力；通氣不良的土壤中，CO2濃度過高會破壞根系的呼吸作用，對植物產(chǎn)生的毒害作用，導(dǎo)致其死亡。,2、對作物品質(zhì)的影響,酸化土壤中種植出來的稻谷各種營養(yǎng)成分都相應(yīng)降低，而酸化土壤中大量積累的AL離子，能使作物對Ca的吸收受阻，導(dǎo)致缺鈣，作物品質(zhì)受到影響。由于土壤污染而導(dǎo)致污染物在生物體內(nèi)的富集、積累，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)重下降。,3、對牧業(yè)的影響,（二）對自然群落的影響影響群落的生產(chǎn)力影響群落的結(jié)構(gòu)影響群落演替,桂花七里香,（三）其他生態(tài)效應(yīng)土壤退化造成地表對陽光反射和吸收性能的變化，影響局部氣溫、水分和風(fēng)等因素的變化；土壤退化直接影響植被，當(dāng)植被被破壞后

14、，死的有機(jī)體分解將釋放C，增加溫室氣體的濃度；土壤退化，尤其是侵蝕和荒漠化情況下，將導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。,3生物多樣性喪失及其生態(tài)效應(yīng),一、概念Biodiversity：一般指地球上生命的所有變異。比如：遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個層次。,（一）遺傳多樣性,遺傳多樣性：即基因多樣性，生物物種內(nèi)基因的變化，包括不同的種群之間以及同一種群內(nèi)的遺傳變異。一個物種由許多具有非常豐富的遺傳變異的種群組成，從而使其具有大量的基因型。遺傳多樣性是物種未來生存機(jī)會的多樣性,（二）物種多樣性,物種多樣性：動物、植物及微生物種類的豐富度。物種多樣性是基因多樣性的現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)和載體，豐富遺傳多樣性必須要求一

15、定數(shù)量的種群個體承載，并且個體之間有最大的變異度。物種多樣性是連接基因多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的紐帶,（三）生態(tài)系統(tǒng)多樣性,生態(tài)系統(tǒng)多樣性：生物圈內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)過程的多樣性。生境多樣性是指無機(jī)環(huán)境多樣性，如地形、地貌、氣候、水文等的多樣性；生物群落多樣性是指群落的組成、結(jié)構(gòu)和功能的多樣性；生態(tài)過程多樣性是指生態(tài)系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)和功能在時間、空間上的變化。,森林生態(tài)系統(tǒng),草原生態(tài)系統(tǒng),荒漠生態(tài)系統(tǒng),農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng),海洋生態(tài)系統(tǒng),濕地生態(tài)系統(tǒng),寒溫性針葉林生態(tài)系統(tǒng)、溫帶針闊混交林生態(tài)系統(tǒng)、暖溫帶闊葉林和針葉林生態(tài)系統(tǒng)、亞熱帶常綠闊葉林和針葉林生態(tài)系統(tǒng)、熱帶雨林和季雨林生態(tài)系統(tǒng),溫帶草原高寒草原荒漠區(qū)山地草原,小喬木荒漠灌木荒漠半灌木荒漠小灌木荒漠,稻田生態(tài)系統(tǒng)麥田生態(tài)系統(tǒng)茶園生態(tài)系統(tǒng),淺水湖泊生態(tài)系統(tǒng)河流生態(tài)系統(tǒng)沼澤生態(tài)系統(tǒng),二、生物多樣性喪失的成因,掠奪式利用生物資源棲息地的較少和生態(tài)破壞環(huán)境污染全球氣候變化外來物種的引入導(dǎo)致當(dāng)?shù)匚锓N的滅絕農(nóng)業(yè)、牧業(yè)和林業(yè)品種的單一化,三、生物多樣性喪失的影響,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受損生態(tài)系統(tǒng)功能下降生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力的削弱,例加利福尼亞海獺是海岸生態(tài)系統(tǒng)的一員。為了獲得海獺的皮張，人們曾一度幾乎獵殺了所有的海獺，結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了加利福尼亞海岸生態(tài)系統(tǒng)的巨大變化。1998年Blockste在Science上著文，推測由于旅鴿的滅絕，可能導(dǎo)致了萊姆病的爆發(fā)。,