环境保护概论 ( 第二专题) 可持续发展战略与生物多样性保护,浙江工业大学生物与环境工程学院环境系 2002年8月,引 言,一、发展是人类永恒的主题 二、人类的发展依赖于对地球的索取 三、人类的发展让地球承受大量弃物 四、一取，一弃使地球受到双重伤害 五、我们住在金鱼缸里吗？,“工业革命”,海洋生态破坏,天灾？人祸？ 沙尘暴中的兰州,天灾？人祸？ 臭氧空洞1,天灾？人祸？ 臭氧空洞2,天灾？人祸？ 洛杉基光化学烟雾,天灾？人祸？ 日本水俣病事件,天灾？人祸？ 日本痛痛病事件,天灾？人祸？ 酸雨的危害,天灾？人祸？ 氰化钠事,悲观的环保主义 观点,悲观的环保主义以麻省工学院D.梅多斯(Dennis.L.Meadows)为首的罗马俱乐部提交了一份研究报告增长的极限为代表。报告认为：由于世界人口增长、粮食生产、工业发展、资源消耗和环境污染这五项基本因素的运作方式是呈指数增长的,全球增长将会在下世纪某时段达到极限,即“世界末日”的来临。该书一出版，立即引起了西方学术界的激烈争论。在世界范围内引起了对人类自身前途的极大关注。,地球上的最后 最后一片森林,地球上的最后 最后一棵树,地球上的最后 最后的家园,地球上的最后 最后的晚餐,地球上的最后 最后一滴水,地球上的最后 最后的生命,乐观的环保主义观点,乐观的环保主义以英国经济学家皮尔斯和沃福特在1993年出版的世界无末日一书为代表。该书认为：地球环境通过全球的共同努力是可以达到人与环境的和谐。,还地球的美丽 蓝天白云和树1,还地球的美丽 蓝天白云和树2,还地球的美丽 草原,还地球的美丽 蓝天,还地球的美丽 桂林山水,还地球的美丽 林荫道,还地球的美丽 秋色,还地球的美丽 梦想与树为邻,还地球的美丽 山野的宁静,还地球的美丽 秋水,还地球的美丽 极光,还地球的美丽 清流,2.1 可持续发展战略的由来,一、寂静的春天对传统行为和观念的反思 二、增长的极限引起世界反响的“严肃忧虑” 三、联合国人类环境会议人类对环境问题的觉醒 四、我们共同的未来环境与发展问题的重要 飞跃 五、联合国环境与发展大会环境与发展的里程碑,2.1.1 可持续发展的概念,（1）布伦特兰我们共同的未来给可持续性发展下的定义是：“既满足当代人的需求，又不危及后代人满足其发展的需求”。以上论述，包含了两个重要的概念，一是人类要满足发展的需求，二是不能损害自然界支持当代人和后代人的生存能力。 （2）英国经济学家皮尔斯和沃福特在1993年出版的世界无末日一书中提出了如下的定义：“当发展能保证当代人的福利增加时，也不应使后代人的福利减少。”,2.1.2 可持续发展的基本原则,一、公平性原则 、本代人之间的公平性 、代际之间的公平性 二、持续性原则 资源的永续利用和生态环境的可持续性 三、共同性原则 人类要共同促进自身之间和自身与自然之间的协调发展,可持续发展的实质 （1）人类生态系统稳定运作不随时间推移而衰减 （2）可持续运作的生态系统是无限永恒存在的状态 （3）经济发展不应超出环境容量的极限 （4）经济与发展必须协调发展,可持续发展思想的核心 在于正确规定两大基本关系： （1）“人与自然”之间的关系 （2）“人与人”之间的关系 但是在现实中人与自然的关系有时是不和谐的，甚至是血淋淋的， 请看组图残忍、野蛮和犯罪。,残忍、野蛮和犯罪 生吃活猴,残忍、野蛮和犯罪 偷猎1,残忍、野蛮和犯罪 青蛙,残忍、野蛮和犯罪 偷猎2,2.1.3 中国古代可持续发展思想,可持续发展的思想，并非是现代西方人的发明。我国早在2200多年前的春秋战国时代，先儒们就有了正确处理人与自然关系的论述。 春三月，山林不登斧斤，以成草木之长； 夏三月，川泽不入网置，以成鱼鳖之长。 逸周书.大聚解 竭泽而渔，岂不获得？而明年无鱼； 焚薮而田，岂不获得？而明年无兽。 吕氏春秋 古代这种朴素的辩证唯物主义思想至今仍对我们有指导意义。但是古代与现代关于人与自然的思想，大多建立在以人为中心和明显的功利主义之上的， 人与自然关系不是互相尊重、和谐相处的关系，而是索取和盘剥的关系。,2.1.4可持续发展的经济学观点,一、对传统国民生产总值（GNP)的修正 二、建立自然资源帐户 三、可持续收入的概念 可持续收入=GNP-生产资本-人力资本-自然资本-各种资本的折旧 四、产品价格与投资的评估,2.1.5环境影响方程研究,、环境影响方程 环境影响人口人均富裕程度谋求富裕造成的的环境影响 、损害方程 损害人口人均经济活动使用的资源该资源对环境的压力该种压力的危害,2.1.6资源可持续利用的两个概念 （1）最低安全标准,社会使用可再生资源的速度，不得超过再生资源的更新速度； 社会使用不可再生资源的速度，不得超过作为其替代品的开发速度； 社会排放污染物的速度，不得超过环境对污染物的吸收能力。,（2）代际公平,尚未出身的子孙后代没有发言权，保持资源基础的完整无缺是我们这代人的伦理标准。,2.2 生态系统与可持续发展,2.2.1 生态系统的概念 生态系统是指在一定的时间、空间范围内，生命系统与环境系统的组合。 生命系统与环境系统是密切相关的、不可分割和相辅相存的。 2.2.2 生态规律 尊重生态规律，掌握生态规律，按生态规律办事，是经济 发展必须遵循的法则和原则，否则必然受到自然法则的惩罚。 （1）物物相关律 （2）相生相克律 （3）时空有宜律 （4）负载有额律 （5）能物循环律,滇池的变化,西双版纳被烧荒,沙漠逼近京城,2.3 中国人口的可持续发展,2.3.1 人口膨胀 2.3.2 人口膨胀带来的压力 2.3.3 中国的人口环境容量 2.3.4 中国人口发展中的问题 （1）人口数量过多，仍是可持续发展的首要问题 （2）城乡就业矛盾依然突出，结构性失业更加严峻 （3） 劳动力市场机制尚不完善 （4） 社会保障体系不健全，人口老龄化、体制改革和经济结构调整对社会保障的压力迅速增大 2.3.5 中国人口可持续发展 （1）有效控制人口规模，稳定低生育水平，提高出生人口素质。 （2） 努力保持就业规模稳定增长，进一步改善就业结构 （3） 加速推进社会保障体系建设。,2.4 中国能源可持续发展,2.4.1 中国能源的特点 中国水力资源居世界第1位；煤炭探明储量居第3位；石油探明储量居世界第10位；天然气探明储量居第18位。 “多煤缺油少气，望水兴叹”，“北多南少，西丰东缺” 2.4.2 中国能源政策的反思 （1）重油轻气令人痛惜 （2）石油增产与出口 中国错过了整个廉价的石油时代。 2.4.3 中国能源可持续发展 （1）调整能源结构，减少煤炭消耗，增加清洁能源比重。 （2）开发转化石油 （3）全面勘探我国石油资源 （4）立足国内，面向世界。 （5）推行“走出去”战略。 （6）重视农村能源的开发利用。 （7）保障我国能源安全。,中国能源分布图,中国能源构成图,浙江酸雨区,2.5 中国农业可持续发展,2.5.1 中国农业的现状 2.5.2 中国农业存在的问题 2.5.3 加入WTO后中国农业的机遇和挑战 2.5.4 生态农业是中国农业可持续发展的方向 生态农业模式图,2.6 水资源与可持续发展,2.6.1 世界各国的水资源 2.6.2 21世纪的中国水资源 2.6.3 我国水资源存在的问题 2.6.4 国家可持续发展对综合治水的要求 （1）建立防洪安全保障体系 （2）建立水资源供给保障体系 （3）建立生态环境保护保障体系 （4）坚持东中西部协调发展 （5）坚持科学治水 （6）水资源开发利用 （7）防治水污染和加强生态环境保护,渴望 水源性缺水,污水横流 水质性缺水,第二章 生物多样性保护,1、生物多样性：biodiversity 1.1定义： 生物多样性是大自然物种拥有程度的一种衡量。,地球生态系统的物种是非常丰富的,自十八世纪博物学家开始对地球上的物种进行鉴别和记录以来，目前已有170万的生物种类得到鉴定和研究。而对于未知物种数量的估计在1000万到1亿之间，主要是昆虫、鱼类、真菌、微生物等。美国国家科学理事会(National Science Board)1989年预计，到2014年，25或者更多的地球物种可以得到鉴别。由此可见，地球生态的生物种类众多，所包含的生物多样性是极其丰富的。,地球生态系统是封闭、自支持的稳定系统,地球生态系统基本上可以被视为一个封闭系统，与外界以能量交换为主，物质循环主要在内部完成，所有的生物在生态系统中生存、繁衍、进化。 地球生态系统为何包含如此众多的生物，生物多样性为什么是必需的，生态系统内部循环的稳定性和生物多样性之间有何关联，这些问题尚未得到充分的研究。 从不同的角度观察，我们对于生态系统和生物多样性的关系可以得到以下启示。,1.1.1、多样性是复杂性的源泉,从物理学的角度对系统进行考察，可以知道系统所蕴含的物体越多，系统的运动形式越复杂。 复杂性的产生是以多样性为前提的。 复杂性是生命的基础。,单物体系统：是孤立和静止的，没有任何相互作用，也不可能存在任何运动； 双物体系统：两个物体之间的相互作用导致了运动，构成了经典意义上的稳定运动，例如行星围绕恒星的的轨道运动。 三物体系统：多物体的相互作用产生复杂性，系统的运动开始具有不可预测性，开始有混沌，系统开始具有复杂性和不可预测性。,生命和生态系统都是复杂系统，在最简单的细胞中，新陈代谢也包含着几千个相互关联的化学反应。因此，生命存在的基础就是系统的复杂性。 生态系统的存在也是建筑在生物多样性的基础上的，没有生物多样性，就不可能存在地球上多采多姿的生物圈。 生物多样性是人类可持续发展的基础。,1.1.2、对生态系统的模拟远未成功,对于生态系统的多样性、复杂性和稳定性的关系的研究，规模最大的是目前由美国哥伦比亚大学管理的人工模拟生态系统复杂性试验装置Biosphere 2 (生物圈二号)，其命名的内在含义指地球是生物圈一号。,该装置设立的初衷是在一个密封的环境里引入3800多种生物，模拟构成地球上的多种有代表性的生态系统，希望藉此实现内部生态的自主循环。但是试验开始后不久，装置内的大气氧含量就急剧下降，以至于不得不多次与外界交换空气，一年以后，所引入的物种死亡了1/4，原定实验目标根本无法实现。,Bio2实验室全貌,Bio2的大气循环,Bio2的水循环,实验得出的重要结论：,人类当前的科学技术对地球生物圈大尺度生态过程的模拟和控制能力非常有限，用科学技术圈代替生物圈不可能实现。地球生物圈保持稳定所需要的生物多样性的最低要求目前还是未知数。人类对生物多样性的盲目破坏，将有可能从根本上破坏全球生态环境的存在基础，是极其危险的。,1.2生物多样性的层次：,1.2.1、基因多样性 1.2.2、物种多样性 1.2.3、生态系统多样性,1.2.1、基因多样性,基因是物种遗传信息的单位，它决定种内的变异，并遗传给下一代，所以基因多样性又称遗传多样性。例如，玉米籽粒的颜色、田螺的花纹、狗的不同体态等，世界上找不到完成相同的两个个体，这一切指的就是基因多样性。基因多样性是指在同一个物种内部的基因变异性。,1.2.2、物种多样性,物种是生物进化的单元。物种多样性对于生态系统的稳定具有重要作用。 单一物种大规模人工培养非常容易造成病虫害大规模爆发。而在未受人类干扰的原始生态条件下，生态系统具有良好的食物链结构，病虫害是很少发生的。,1.2.3、生态系统多样性：,生态复合系统的多样化和健康状态 生态系统多样性的含义指生态系统内的群落由不同的种类组成，它们在生态系统中执行的功能不同，因而在生态过程中的作用是多样的。 生态系统也是多样的，如森林生态系统，湿地生态系统，农田生态系统，