环境生物学模板课件

环境生物学主讲：xx1感谢你的观看2019年8月29环境生物学1感谢你的观看2019年8月29l选用教材：环境生物学孔繁翔主编 高教出版社 2000l参考书目：环境生物学 熊治迂 主编 武汉大学出版社 2000环境生物学 蒋志学、邓士谨主编 中国环境科学出版社 1989 环境生物学 林昌善 中国环境科学出版社 1986 环境工程微生物学周群英、高廷耀 主编 高教出版社 2000 l考试形式：闭卷，平时40%；卷面60%2感谢你的观看2019年8月29选用教材：2感谢你的观看2019年8月29绪 论 l环境与环境问题?l环境科学?l环境生物学?3感谢你的观看2019年8月29绪 论 3感谢你的观看2019年8月291 环境与环境问题l环境（Environment）的概念：请思考以下三个问题：“这里环境真优美！”中的“环境”指的是什么？作为环境科学术语的“环境”指的是什么？生态学中“环境”的概念又是什么？4感谢你的观看2019年8月291 环境与环境问题环境（Environment）的概念：4感l一般工具书中定义的一般工具书中定义的“环境环境”概念概念是是指指人人以以外外的的客客观观事事物物，将将环环境境作作为为一一种种人人以以外外的的客客观观存存在在来加以定义，如新华字典中定义为：周围的一切事物。来加以定义，如新华字典中定义为：周围的一切事物。l作为环境科学术语的作为环境科学术语的“环境环境”概念概念环环境境科科学学所所研研究究的的中中心心事事物物是是“人人”，则则环环境境是是以以人人类类为为主主体体的的外外部部世世界界，是是“人人类类生生存存的的环环境境”，在在此此基基础础上上定定义义：影影响响人人类类生生存存和和发发展展的的各各种种天天然然的的和和经经过过人人工工改改造造的的自自然然因因素的总和。素的总和。l生态学中生态学中“环境环境”的概念的概念生生态态学学研研究究的的中中心心事事物物是是“生生物物”，则则环环境境是是以以整整个个生生物物界界的的生生命命为为主主体体，是是“生生物物生生存存的的环环境境”，可可定定义义：直直接接或或间间接影响生物生存和发展的各种因素的总和。接影响生物生存和发展的各种因素的总和。5感谢你的观看2019年8月29一般工具书中定义的“环境”概念5感谢你的观看2019年8月2小结：小结：“环境”具有相对性，在不同的学科中含义不同，主体的改变往往导致环境概念含义的不同。人类是环境发展到一定阶段的产物，环境是人类生存的物质基础，环境在影响人类生产、生活的同时，人类也在不断地利用和改造自然环境。故人类和环境密切联系，相互作用。6感谢你的观看2019年8月29小结：6感谢你的观看2019年8月29环境问题l环境问题的概念环境问题的概念指由于人类活动作用于人们周围的环境所引指由于人类活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化，以及这种变化反过来对起的环境质量变化，以及这种变化反过来对人类生产、生活和健康的影响问题。人类生产、生活和健康的影响问题。其产生是人类社会发展到一定阶段人类与环其产生是人类社会发展到一定阶段人类与环境矛盾激化的产物。境矛盾激化的产物。其实质是由于人类活动超出了环境的承受能其实质是由于人类活动超出了环境的承受能力，对其所赖以生存的自然生态系统的结构力，对其所赖以生存的自然生态系统的结构和功能产生了破坏作用，导致人与其生存环和功能产生了破坏作用，导致人与其生存环境的不协调。境的不协调。7感谢你的观看2019年8月29环境问题环境问题的概念7感谢你的观看2019年8月29l环境问题的分类环境问题的分类环境污染环境污染生态破坏生态破坏l重大的环境问题重大的环境问题温室效应和气候变暖温室效应和气候变暖臭氧层的破坏臭氧层的破坏酸雨酸雨有毒物质污染有毒物质污染生态破坏生态破坏8感谢你的观看2019年8月29环境问题的分类8感谢你的观看2019年8月2920世纪著名的八大公害事件表绪1 2020世纪著名的八大公害事件世纪著名的八大公害事件9感谢你的观看2019年8月2920世纪著名的八大公害事件表绪1 20世纪著名的八大公害事温室效应与全球变暖l温室效应温室效应大气对地表热辐射能遮挡保温的属性类似温室中玻璃具有的大气对地表热辐射能遮挡保温的属性类似温室中玻璃具有的作用，故被称为温室效应。作用，故被称为温室效应。l温室气体温室气体大气中能强烈吸收地面辐射产生温室效应的气体。包括：二大气中能强烈吸收地面辐射产生温室效应的气体。包括：二氧化碳、水汽、甲烷、氧化亚氮、臭氧等。氧化碳、水汽、甲烷、氧化亚氮、臭氧等。10感谢你的观看2019年8月29温室效应与全球变暖10感谢你的观看2019年8月29l全球变暖问题全球变暖问题主要指人为活动造成的温室气体增加，主要指人为活动造成的温室气体增加，温室效应增强带来的气候变化。温室效应增强带来的气候变化。人类活动对气候变暖的影响主要表现为人类活动对气候变暖的影响主要表现为由于由于工业生产工业生产需要的需要的化石燃料化石燃料使用量大使用量大增；增；人口激增人口激增城市化发展等引起城市化发展等引起人为排人为排放放的二氧化碳等温室气体不断增加；的二氧化碳等温室气体不断增加；热热带森林和温带植被带森林和温带植被破坏严重，破坏严重，光合作用光合作用吸收吸收二氧化碳的能力减弱。二氧化碳的能力减弱。11感谢你的观看2019年8月29全球变暖问题11感谢你的观看2019年8月29l资料表明资料表明1860年以来，全球地表年平均气温升高了年以来，全球地表年平均气温升高了0.3-0.6；根据跨政府气候变化委员会预测，从根据跨政府气候变化委员会预测，从1990到到2100年，全球陆面气温将增加年，全球陆面气温将增加2；l气候变暖的直接结果气候变暖的直接结果是世界各地冰川的溶化（后退），引起海平面的是世界各地冰川的溶化（后退），引起海平面的上升。海平面升高的后果是严重的，将直接威胁上升。海平面升高的后果是严重的，将直接威胁世界沿海城市及世界沿海城市及30多个岛屿的生存和发展。美国多个岛屿的生存和发展。美国环保专家预测，再过环保专家预测，再过5070年，东京、大阪、曼年，东京、大阪、曼谷、威尼斯、圣彼得堡、阿姆斯特丹以及中国等谷、威尼斯、圣彼得堡、阿姆斯特丹以及中国等一些沿海城市会被完全和局部淹没。一些沿海城市会被完全和局部淹没。l气候变暖的间接结果气候变暖的间接结果是灾害性气候：厄尔尼诺现象。厄尔尼诺可以引是灾害性气候：厄尔尼诺现象。厄尔尼诺可以引起全球大范围的干旱，也可使某些地区暴雨成灾。起全球大范围的干旱，也可使某些地区暴雨成灾。例如，例如，1997年年3月开始的第月开始的第14次厄尔尼诺：中国：次厄尔尼诺：中国：长江、松花江、嫩江全流域大洪水，直接损失几长江、松花江、嫩江全流域大洪水，直接损失几千亿元。千亿元。98年年1月月10日张北地区日张北地区62级地震。级地震。11月月19日云南宁蒗又生生日云南宁蒗又生生62级地震。级地震。12感谢你的观看2019年8月29资料表明12感谢你的观看2019年8月29臭氧层破坏l臭氧臭氧O3臭氧大部分集中在臭氧大部分集中在1030km的平流层。的平流层。平流层中臭氧的存在对于地球生命物质至关重要，通平流层中臭氧的存在对于地球生命物质至关重要，通过吸收太阳辐射维护地球的能量平衡和生态平衡。过吸收太阳辐射维护地球的能量平衡和生态平衡。因为，它阻挡了因为，它阻挡了UV-B段紫外辐射到达地面。研究表段紫外辐射到达地面。研究表明明UVB能破坏生物蛋白质和基因物质，造成细胞死能破坏生物蛋白质和基因物质，造成细胞死亡；使八类皮肤癌发病率增高；伤害眼睛导致白内障亡；使八类皮肤癌发病率增高；伤害眼睛导致白内障而使眼睛失明；抑制植物如大豆、瓜类、蔬菜等的生而使眼睛失明；抑制植物如大豆、瓜类、蔬菜等的生长；并穿透长；并穿透10m深的水层，杀死浮游植物和微生物，深的水层，杀死浮游植物和微生物，从而危及水中生物的食物链和自由氧的来源，影响生从而危及水中生物的食物链和自由氧的来源，影响生态平衡和水体的自净能力。因此，臭氧层实际上已成态平衡和水体的自净能力。因此，臭氧层实际上已成为地球生命系统的保护层。为地球生命系统的保护层。13感谢你的观看2019年8月29臭氧层破坏臭氧O313感谢你的观看2019年8月29l南极臭氧层空洞南极臭氧层空洞Ozone Hole80年代观测发现，自每年年代观测发现，自每年9月份下旬开始，月份下旬开始，南极洲上空的臭氧总量迅速减少一半左右，南极洲上空的臭氧总量迅速减少一半左右，极地上空臭氧层的中心地带，近极地上空臭氧层的中心地带，近90臭氧被臭氧被破坏，若从地面向上观测，高空臭氧层已极破坏，若从地面向上观测，高空臭氧层已极其稀薄，与周围相比象是形成了一个直径上其稀薄，与周围相比象是形成了一个直径上千公里的洞，称为千公里的洞，称为“臭氧洞臭氧洞”。14感谢你的观看2019年8月29南极臭氧层空洞Ozone Hole14感谢你的观看201酸雨l一般将pH小于5.6的降雨称为酸雨。l酸雨的成因？l酸雨的危害？15感谢你的观看2019年8月29酸雨一般将pH小于5.6的降雨称为酸雨。15感谢你的观看20被严重腐蚀的建筑物16感谢你的观看2019年8月29被严重腐蚀的建筑物16感谢你的观看2019年8月29有毒物质污染有毒物质污染是指对生态系统和人类健康有毒害作用的物质排放到环境中而引起的危害。这些物质都是生产和生活过程中的产物，如废水、废气和固体废弃物、农药、化肥和放射性物质等。17感谢你的观看2019年8月29有毒物质污染有毒物质污染是指对生态系统和人类健康有毒害作用的生态环境破坏l生态环境破坏是由于对自然资源的不合理开发和利用而引起的。例如：中国科学院发布的一份国情报告：中国在90年代的沙漠化速度是每年2100km2，相当于两个半香港，或30个北京城。而2000年已达2460 km2，2003年已超过3000 km2。遥感普查数字表明：中国水土流失面积已达367万km2，约占国土面积的38，总量达每年50亿吨，相当于全国的耕地每年被剥去1cm的肥土层，损失N.P.K肥4000多万吨，相当于全国1年生产化肥的总和。地球土层的平均厚度18cm，在温带地区的自然条件下,每形成1cm的表土需100400年，即使管理极好，也需20年。此外，黄河断流，塔里木河断流，罗布泊消失，长江危机，长江每年表土流失24亿吨，5亿吨流入东海。还有，滥用化肥和农药，造成土壤退化，我国中低产田已由原来的60上升到80。18感谢你的观看2019年8月29生态环境破坏18感谢你的观看2019年8月29 小结 解决环境问题的根本途径是调节人类社会活动与调节人类社会活动与环境的关系环境的关系。要真正实现这种调节必须具备下列条件：掌握自然生态规律。通晓环境变化过程，能预测人类活动引起的环境影响，运用规律去利用自然资源、改造自然。19感谢你的观看2019年8月2919感谢你的观看2019年8月292 环境科学概述 2 2.1 1环环境境科科学学的的研研究究对对象象和和任任务务l环境科学的研究对象环境科学是是以“人类环境人类环境”系统为其特定的研究对象，它是研究“人类环境人类环境”系统的发生、发展、调节和控制以及改造和利用的科学。l环境科学的任务环境科学的任务是揭示人类环境人类环境矛盾的实质，研究两者之间的辨证关系，掌握其发展规律，调控人类环境之间的物质和能量交换过程，寻求解决矛盾的途径和方法，以改善环境，促进人类社会的向前发展。20感谢你的观看2019年8月292 环境科学概述 2.1环境科学的研究对象和任务20感谢你2.2 环境科学的发展史l相关学科的探索：19世纪末期，地学、生物学、化学、物理学、医学和一些工程技术学科的学者分别从本学科的角度开始对环境问题进行探索和研究。l环境科学的孕育：20世纪50年代，在地学、生物学、化学、物理学、医学和一些工程技术学科的基础上，逐渐形成了一些新的边缘学科，如环境生物学、环境化学、环境物理学、环境医学、环境工程学、环境经济学、环境管理学等等，在这些分支学科的基础上，孕育着环境科学。l环境科学的形成：1972年，英国经济学家B.沃德、美国微生物学家R.杜德斯主编出版了只有一个地球一书，该书被认为是环境科学的一部绪论性质的著作，从此形成了环境科学相对独立的研究体系。l环境科学的新境界：1992年，在里约热内卢会议上提出了“可持续发展”的新概念。在这一新发展观的指导下，环境科学又进入了一个更高的境界，将从此发展成为一门崭新的、独立的科学。21感谢你的观看2019年8月292.2 环境科学的发展史21感谢你的观看2019年8月292 2.3 3 环环境境科科学学的的内内容容l探索全球范围内环境演化的规律 l揭示人类活动同自然生态之间的关系 l探索环境变化对人类生存的影响 l研究区域环境污染综合防治的技术措施和管理措施 22感谢你的观看2019年8月292.3 环境科学的内容探索全球范围内环境演化的规律 22感谢3 环境生物学概述3 3.1 1环环境境生生物物学学的的定定义义、研研究究对对象象和和目目的的l什么是环境生物学？环境生物学是研究生物与受人类干扰的环境之间相互作用规律及其机理的科学。l环境生物学的研究对象 受人为干扰（胁迫）的生物系统。研究在自然条件下生物没有或少见的现象，并遵循某些特殊的生物学规律。对生物个体的研究是基础 微观：细胞、基因（分子）机理探讨宏观：种群、群落、系统 生态效应23感谢你的观看2019年8月293 环境生物学概述3.1环境生物学的定义、研究对象和目的什 l环境生物学的研究目的环境生物学的研究目的：在于为人类维护生态健康，保护和改善环境，为合理利用自然和自然资源提供科学基础，促进环境和生物的相互关系以有利于人类的生存和社会的可持续发展。24感谢你的观看2019年8月29 24感谢你的观看2019年8月293.2 3.2 环境生物学的任务与研究内容环境生物学的任务与研究内容任务阐明环境污染的生物学或生态学效应探索生物对环境污染的净化原理探讨自然保护生物学和恢复生态学、保护生态学的原理与方法研究内容环境污染的生物效应环境污染的生物净化保护生态学25感谢你的观看2019年8月293.2 环境生物学的任务与研究内容任务阐明环境污染的生物学或3 3.3 3 环环境境生生物物学学的的形形成成与与发发展展1908/09：提出污水生物系统；1924：对曼彻斯特桦尺蠖（蛾）黑化的研究；1962：寂静的春天，环境生物学新纪元的开端。之后，毒理学、生态毒理学研究成为环境生物学研究的主流。20世纪60年代：生物监测70年代：生物净化、处理80年代：生物多样性保护90年代：环境激素研究26感谢你的观看2019年8月293.3 环境生物学的形成与发展1908/09：提出污水生物系3 3.4 4 环环境境生生物物学学的的研研究究方方法法l野外调查和试验l实验室试验l模拟研究27感谢你的观看2019年8月293.4 环境生物学的研究方法27感谢你的观看2019年8月23.5 3.5 环境生物学的发展趋势环境生物学的发展趋势目前发展的趋势主要表现在以下几个方面：l生态毒理学研究生态毒理学（Ecotoxicology）是研究环境压力对生态系统内的种群和群落的生态学和毒理学效应，以及物质或因素的迁移途径和与环境相互主要规律。环境生物学正向宏观和微观两极方向深入发展：宏观领域内，研究对象已由个体、种群、群落转移到生态系统和景观生态，向在生态系统水平上评价生态效应的方法和模型发展；在微观领域，采用分子生物学、遗传学等生物学方法和技术，研究污染物及其代谢物与生物大分子及细胞的相互作用等。l环境污染的生物净化研究开发对高浓度有机废水、生物难降解物质、氮磷营养物质等能有效去除的新工艺和新方法。l环境生物技术环境质量的生物监测与评价技术的发展污染净化和受损环境修复的生物技术l保护生态学自然保护生态学恢复生态学28感谢你的观看2019年8月293.5 环境生物学的发展趋势目前发展的趋势主要表现在以下几个3 3.6 6 环环境境生生物物学学与与相相关关学学科科的的关关系系l与生态学学科的关系生态学的研究重点在生态系统和生物圈各组成成分之间的相互关系。环境生物学是以生态学的基本原理作为其理论基础的，但其研究的环境是以人类人类为主体的环境，从研究的切入点和研究层次上两者是不同的。l与毒理学学科的关系毒理学是研究外来化合物外来化合物对生物体毒性作用的一门学科。环境生物学在毒理学的基础上，进一步应用生态学、分子生物学、生物化学及生物物理学等基础学科对环境污染物的毒作用机理、影响其毒性作用的各种因素和控制规律等众多内容进行深入研究。29感谢你的观看2019年8月293.6 环境生物学与相关学科的关系与生态学学科的关系29感谢本课程的重点内容和学习要求l环境污染的生物效应要求：理解污染物在环境中的迁移、转化和积累的生物学规律以及在各个水平上对生物的影响和危害，在此基础上，掌握环境污染的生物监测与生物评价的基本理论和方法。l环境污染的生物净化：要求：理解环境污染生物净化的基本原理和方法，理解生物降解的规律、原理和途径，了解现代生物技术在污染物生物净化中的应用。30感谢你的观看2019年8月29本课程的重点内容和学习要求环境污染的生物效应30感谢你的观看在学习了本章内容之后，请思考以下问题：在学习了本章内容之后，请思考以下问题：l环境生物学在环境科学研究中有哪些作用？l应如何开展环境生物学的研究？31感谢你的观看2019年8月29在学习了本章内容之后，请思考以下问题：环境生物学在环境科学研32感谢你的观看2019年8月2932感谢你的观看2019年8月29