资源与环境课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第三章资源与环境,第三章资源与环境,1,自然资源, 自然界中人类可以直接获得的用于生产和生活的物资。,自然资源 自然界中人类可以直接获得的用于生产和生活的物,2,自然资源分为三类：,不可再生的资源,:,假定在任何对人类有意义的时间范围内，资源质量保持不变，资源蕴藏量不再增加的资源。,(,如矿产资源,),可再生的资源,:,能够通过自然力以某一增长率保持或增加蕴藏量的自然资源。,(,如森林,),取之不竭的资源,:,其贮存量不因利用而变化。,(,如太阳能、风能,),自然资源分为三类：不可再生的资源:假定在任何对人类有意义的时,3,第一节 能源与环境,在正常情况下,国民生产总值,能源耗量,国民经济增长速度, 能源增长率,环境代价,第一节 能源与环境在正常情况下国民生产总值能源,4,1.,能源结构：,一、世界能源消耗概况,目前世界上消耗最多的能源是,石油,。,1. 能源结构：一、世界能源消耗概况目前世界上消耗最多的能源,5,二、能量生产与环境污染,能源消耗最多的是电力部门，各种发电对环境产生的共同效应是,热污染,，能源不同，对环境还会产生一些特殊的污染。,二、能量生产与环境污染能源消耗最多的是电力部门，各种发电对环,6,1.,热污染,各类火电站中热能利用的平均效率为,33,。许多电厂都通过冷却水把“余热”排入环境中的水体，由于其水温比水域温度平均要高出,8,C,左右。在多数情况下会引起,热污染,。目前大多采用自然通风的湿式冷却塔使水经冷却后反复使用，可免除对水源的热污染。,1. 热污染各类火电站中热能利用的平均效率为33。许多电厂,7,水,Q,燃料,高温高压水蒸汽,汽轮机,电能,废蒸汽,冷却器,冷凝水,冷水,温水,湿式冷却塔,热空气,+,水汽,冷空气,排入水体 造成热污染,补充水,大气,水Q燃料高温高压水蒸汽汽轮机电能废蒸汽冷却器冷凝水冷水温水湿,8,2.,其他形式的污染,使用化石燃料的火电,开采：,运输：,发电：,污染大气和水体,破坏地壳的力学平衡,地陷,耗能、扬尘、污染水体。,SO,2, NO,2, CO,2,污染大气，加剧温室效应,烟尘,粉煤灰,2. 其他形式的污染使用化石燃料的火电开采：运输：发电：污染,9,据该能源统计提供的数据，截至去年底，全球原油剩余探明储量为,1.258,万亿桶（不含加拿大油砂）。,按,2008,年的年开采速度计算，可开采,42,年。,以同样方式计算，现有天然气储量能满足,60,年的开采。,而煤炭储量可生产,122,年。,据该能源统计提供的数据，截至去年底，全球原油剩余探明储量为1,10,水电：,水库建造和建成后对环境影响,生物方面,社会经济方面,水库中水的物化性能,自然方面,水电：水库建造和建成后对环境影响生物方面自然方面,11,核电：,核泄漏导致放射性污染,核能发电使用的燃料，体积小、重量轻（约为石化燃料的十万分之一），核能发电成本中，燃料成本所占的比例远较其它发电方法为低（核电为,16%,；燃煤为,60%,；燃油为,74%,；天然气为,83%,），故发电成本受国际能源价格波动的影响较小。,因此，对于缺乏自产能源的国家而言，是个不错的选择。,核电：核泄漏导致放射性污染核能发电使用的燃料，体积小、重量轻,12,任何发电方法均会对环境带来冲击。燃油及燃煤发电会造成空气污染。天然气发电的空气污染虽远较燃煤及燃油为低；但燃油、燃煤及天然气发电均有温排水的问题，也都会排放二氧化碳。水库的兴建会对生态、环境、甚至气候带来严重且不可回复的影响。,核能发电不会造成空气污染，也不会排放二氧化碳，但会造成热污染及产生低阶放射性废料与具有高辐射之使用过核燃料，核电厂所产生的放射性废料在处置上较麻烦，但数量却很少。,任何发电方法均会对环境带来冲击。燃油及燃煤发电会造成空气污染,13,已目前的技术而言，经过适当的设计，已经可以降低燃煤、燃气发电的污染程度，但还是无法防止酸雨的发生，也无法阻止地球大气温度因过量二氧化碳排放而缓慢的上升。酸雨与气候的变迁将会对后代子孙的生活带来深远的影响。但从技术层面而言，人们却,已有能力长期贮存核能废料,。（？）因此有人认为核能发电是对环境最友善，也是最符合环保需求及永续发展的能源。,已目前的技术而言，经过适当的设计，已经可以降低燃煤、燃气发电,14,核电厂正常运转时，由炉心核燃料分裂过程，伴随高温，产生大量高能中子、伽马射线及两百多种分裂产物和中子活化核种。当今核电厂设计仍无法完全控制众多复杂放射性核种，即使没意外事故时，核电厂仍排放出法规值内的少量放射性物质，但自然界无法消化分解这些人工核种，这些核种会透过食物链累积而伤害所有生物。核电厂员工、子女及厂区下风处居民致癌率均比一般人偏高很多倍。在有意外事故发生时，核电厂会以辐射尘空浮方式，排出大量气状或悬浮粒状放射性物质，或经由水体外泄放射性物质，更严重为炉心融毁，厂房爆炸，造成重大灾难！,核电厂正常运转时，由炉心核燃料分裂过程，伴随高温，产生大量高,15,核电厂只要运转就会有核废料产生，目前世界各个使用核电的国家对核废料如何妥善处理，仍然束手无策。核电厂产生的用过燃料棒、中低强度核废料及众多辐射污染物会产生中子、射线及悬浮颗粒来伤害人及其它生物；它们会产生强游离辐射效应，造成细胞核里,DNA,的核酸序列被删除或变化、转移系列位子，以及瞬间核能量造成一段,DNA,不见了，而引发癌症及遗传缺陷。在有核子污染地区，成人恶性肿瘤，如甲状腺癌、乳癌及婴儿畸形或死胎已成瘟疫式流行现象。,核电厂只要运转就会有核废料产生，目前世界各个使用核电的国家对,16,美国：现有核电站,104,座，发电量占全国总发电量,19,法国：现有核电站,59,座，发电量占全国总发电量,78,日本：现有核电站,56,座，发电量占全国总发电量,23,英国：现有核电站,23,座，发电量占全国总发电量,22,德国：现有核电站,17,座，发电量占全国总发电量,28,美国：现有核电站104座，发电量占全国总发电量19,17,中国是现在世界上在建核电站最多的国家。,我国核电在建,23,台，占世界在建,57,台机组的,40%,，“十二五”期间，中国核电建设将进入高峰。,中国是现在世界上在建核电站最多的国家。,18,会议决定立即对中国核设施进行全面安检；,立即停建不符合安全标准的核电站；,核安全规划批准前，暂停审批核电项目等。,会议要求继续加强辐射环境监控和重点区域监测。,会议决定立即对中国核设施进行全面安检；,19,三、开发新能源,1.,太阳能,太阳是以核聚变反应维持其巨大的能量释放，每秒钟释能：,6.57,亿吨氘,6.53,亿吨氦,+ 400,万吨质量亏损,能量,核聚变,(3.7510,23,千瓦,),三、开发新能源1. 太阳能太阳是以核聚变反应维持其巨大的能量,20,目前主要是光,热利用。开发光电和光化学能技术。,22,亿分之一到达地球大气的最高层。每秒钟到达地面的能量为,8.0,10,13,千瓦,550,万吨煤的能量。,目前主要是光热利用。开发光电和光化学能技术。22亿分之,21,2.,生物能源,植物通过光合作用把太阳辐射能储积于有机质中，这种能量称为生物能。,生物能的高效利用途径是将有机物进行厌氧发酵制得沼气。,2. 生物能源植物通过光合作用把太阳辐射能储积于有机质中，这,22,3.,核聚变能,将两个或多个轻原子核聚合成一个较重的原子核的过程叫核聚变。这时所释放的能量核聚变能。,高温,每克氘聚变时所释放的能量为,5.8,10,8,kJ,每克,U-235,裂变时所释放的能量为,8.2,10,7,kJ,这个反应需要非常高的温度,(10,9,C,),3. 核聚变能将两个或多个轻原子核聚合成一个较重的原子核的过,23,4.,地热能,地球中心温度高达,4500,5000,C,，,在离地表100,km,处约10001500,C,，,可为人类提供能量。,地热存在形式有三种,干蒸汽,t 150C,湿蒸汽,t = 90,150C,热 水,t 90C,4. 地热能地球中心温度高达45005000C，在离地表,24,利用地热产生的问题,热, 热污染 ,H,2,S,污染,地面沉降,利用地热产生的问题热 热污染 H2S 污染地面,25,5.,其他能源,氢 能,发热量大,(H=4C),，,产物为水，从水可得氢，可循环反复，无污染。,海洋能,波浪能、潮汐能、温差能、渗透压能。,风 能,随季节、地区而异。,5. 其他能源氢 能 发热量大(H=4C)，产物为,26,“,十二五”新能源开发七大重点,目前，我国能源消耗过高、能源结构扭曲状况突出，这是实现节能减排面临的巨大难题。加快新能源开发利用是突破瓶颈的关键一环。我国新兴能源资源丰富，具有大规模发展的资源保障。从可利用资源的角度看，风能、太阳能、生物质能和海洋能等都具有发展到每年数亿吨标准煤的水平。,未来中国新能源开发利用的战略目标是：到,2020,年，核能、风能、太阳能等新兴能源要成为能源总需求中增量部分的主力军，加上水能共提供约,6,亿吨标准煤，占一次能源消费总量的,15%,；到,2030,年，新兴能源要成为主流能源之一，加上水能共提供,20%,以上的一次能源消费量。,“十二五”新能源开发七大重点 目前，我国能源消耗过高、能源结,27,加强核电安全体系建设，加快核电发展。,规范市场秩序，大力推广太阳能热利用。,稳定陆上风电运行，积极开发海上风电。,启动国内光伏发电市场，消除太阳能光伏产业软肋。,加大煤层气勘探理论与技术研发投入，提高煤层气开发利用,.,因地制宜发展生物质能和地热能产业。,推动纯电动汽车发展，加快智能电网的研发及示范项目建设。,加强核电安全体系建设，加快核电发展。,28,矿产资源, 可耗竭资源,一、矿产资源的消耗,矿产资源,矿物燃料, 煤、石油等,金属矿物,铁、铜、锡等,非金属矿物,粘土、石膏、磷、钾矿等,第二节 矿产资源与环境,矿产资源 可耗竭资源一、矿产资源的消耗矿产资源矿物燃料,29,目前占世界人口,30,的发达国家消耗了占世界总消耗量,90,的矿产资源。,我国矿产资源齐全，世界已发现的,160,多种，我国已探查到,140,多种。,目前占世界人口30的发达国家消耗了占世界总消耗量90的矿,30,矿产优势是：,Sb,（锑）、,W,（钨 ）、,Sn,（锡 ）,稀土,储量世界第一,煤,世界第二,Zn,（锌）、,Pb,（铅）、,Nb,（铌 ）、石棉,储量占优势。,劣势：,品位低，富矿少，大宗消耗的资源大都不富有。,矿产优势是：Sb（锑）、W（钨 ）、Sn（锡 ）稀土储量世,31,二、矿山开发与环境污染,采矿、选矿,破坏土壤、污染土壤、地面塌陷,水酸度,，重金属,，选矿药剂,(,水污染,),采矿、运输、堆积, 粉尘，氧化自燃,SO,2,(,空气污染,),海洋开采, 海洋污染,二、矿山开发与环境污染采矿、选矿破坏土壤、污染土壤、地面塌,32,人类只有一个地球，土地是人类赖以生存的基础，因此土地是极其宝贵的自然资源之一。,第三节 土地资源与环境,人类只有一个地球，土地是人类赖以生存的基础，因此土地是极其宝,33,一、土地资源的可持续利用,1.,土地资源可持续利用的定义,从经济学来看，“尽可能减少对人类生存所依赖的土地资源的破坏与退化，维持一个不变或增加的资本贮量，旨在人类生活质量的长期改善，即在追求经济发展效益最大化的同时，维持和改善土地资源的生产条件和环境基础。”,一、土地资源的可持续利用1. 土地资源可持续利用的定义从经济,34,从人地关系角度出发，“人地关系的协调和共荣”,从人地关系角度出发，“人地关系的协调和共荣”,35,从土地资源供求关系看，“达到土地供求的持续平衡。”把土地资源无弹性的自然供给量，转化为有弹性的经济供给量。,从土地资源供求关系看，“达到土地供求的持续平衡。”把土地资源,36,2.,土地资源可持续利用的实质,寻求土地资源可持续利用的实质，就是寻求土地资源供给与人们对土地资源需求之间的持续平衡。,要实现土地资源的可持续利用，必须综合考虑各方面的因素，才能不断提高土地资源的供应能力。,2. 土地资源可持续利用的实质寻求土地资源可持续利用的实质，,37,二、土地资源的破坏,土地破坏的几个方面,土地侵蚀,美国良田损失土壤,3,10,9,吨,/,年,中国耕地净减,26.1,万公顷,水土流失,中国水土流失面积占国土的,1/6,，长江、黄河带走泥沙,2.6,10,9,吨,/,年，相当,40,万公顷良田。,土地荒漠化,世界荒漠化损失农田,500,700,亿公顷,/,年。,中国荒漠化以,2100km,2,/,年速度扩展.,二、土地资源的破坏土地破坏的几个方面土地侵蚀美国良田损失土壤,38,三、土壤污染,土壤是由气、液、固三相物质组成的介于生物界与非生物界之间的特殊物质体系，它经在人类环境中具有特殊的作用。,三、土壤污染土壤是由气、液、固三相物质组成的介于生物界与非生,39,1.,土壤污染和净化,肥料,农药,除草剂,灌溉水,污染物,营养,土壤,污染物,吸附、阻留、沉淀、生物吸收,土壤被污染,积累到一定量,固废,废水,土壤中积累和净化是同时进行的两种相反的作用过程,大气污染,挥发、扩散、化学、生物降解,有毒物,低毒或无毒物,土壤不被污染,(,净化,),1. 土壤污染和净化肥料污染物营养土壤污染物吸附、阻留、沉淀,40,2.,土壤污染物,(1),工业区周边地区,污水灌溉,废渣肥料,工业污染,土地酸碱化,重金属含量,某种化合物含量,2. 土壤污染物(1)工业区周边地区污水灌溉废渣肥料工业污染,41,(2),农业生产本身,农药,除草剂,残留农药和除草剂积累,(3),生物污染物,未经处理的人畜粪便,生活污水,病原菌和寄生虫,(2)农业生产本身农药除草剂残留农药和除草剂积累(3)生物污,42,生物资源,植物资源,动物资源,是人类,生产资料,食物,生活资料,的重要来源。,第四节 生物资源与自然保护,生物资源植物资源动物资源是人类生产资料食物生活资料的重要来源,43,一、森林环境资源,1.,热带森林环境,热带森林中有着世界上最丰富的物种，如目前发现热带森林中有,10,种植物对癌症有疗效,3,种植物对艾滋病有疗效,现在平均每天都有数种热带森林物种从地球上消失。,一、森林环境资源1. 热带森林环境热带森林中有着世界上最丰富,44,2.,中国的森林环境资源,我国是一个森林资源贫乏的国家，而且森林资源质量不高。,贫乏,森林覆盖率低,(%) 13.963.2,中国 相当世均 水平,(%),人均占有森林面积,(,公顷,) 0.1317.2,人均森林蓄积量,(m,3,) 8.612.0,2. 中国的森林环境资源我国是一个森林资源贫乏的国家，而且森,45,质量不高：中幼龄林比重大，占全国森林面积,71,.,森林资源分布不均：,黑龙江、吉林、云南和四川蓄积量占全国 。,西北某些省森林覆盖率, 1,。,森林是农业的生态屏障，是陆地生态系统的主体。,质量不高：中幼龄林比重大，占全国森林面积71.森林资源分布,46,3.,中国人工林地衰退现状与对策,中国人工林地面积,3,千多万公顷，为世界之最。人工林质量越来越差，幼林比重高达,87,，平均每公顷蓄积量仅为,28.3m,3,(,日本为179,m,3,),。,3. 中国人工林地衰退现状与对策中国人工林地面积3千多万公顷,47,选择优良树种,进行科学栽培,严格砍伐制度,加强病虫害防治,严防火灾发生,必须采取有效措施,选择优良树种进行科学栽培严格砍伐制度加强病虫害防治严防火灾发,48,二、草原资源,草原面积,(,公顷,) 3,10,9,2.9,10,8,占陆地面积比例,(%) 23,40,人均草地面积,(,公顷,) 0.67,0.33,生产能力,/,公顷草地,7.02 70.2 561.6,(,个畜产品单位,),世界 中国 澳大利亚 新西兰,目前,90,的草地已经或正在退化，为了草原的持续利用，有些地方必须退田还草，限制放牧，保护并合理利用草原资源。,二、草原资源草原面积(公顷) 3109 2,49,三、野生动植物资源,野生动植物资源是指非人工种植的植物和非人工驯养的动物。它们是人类不可缺少的宝贵资源。,为人类提供,生产和生活所需原料,培养新品种的源泉,生物科学研究基地,三、野生动植物资源野生动植物资源是指非人工种植的植物和非人工,50,我国有着丰富的野生动植物资源,种 类数量占世界比例,(%),主要生物类群物种总数,8.3,万种,7.5,高等植物约,3,万种,10,脊椎动物,634714,藻类,500016,真菌,800017,我国有着丰富的野生动植物资源种,51,我国拥有世界珍贵的动植物资源,大熊猫、金丝猴、扬子鳄和白鳍豚等动物。,银杉、珙桐、银杏和金钱松等植物。,我国拥有世界珍贵的动植物资源大熊猫、金丝猴、扬子鳄和白鳍豚等,52,四、自然保护,1.,自然保护的意义,人类是自然的产物，保护自然就是保护人类自己。,保护自然一方面是要保护和合理利用自然资源，但是保护自然并不是守住现有的自然，不是消极的保存现状，而是要更好地利用和完善它，使其与人类协调共处，共同繁荣。,四、自然保护1. 自然保护的意义人类是自然的产物，保护自然就,53,2.,自然保护区,(1),自然保护区的概念,狭义的概念：,各种类型保护区中的一种特定类型的保护区，是用国家法律形式确定的长期保护和恢复的自然综合体，以及自然资源整体的一切经营性生产活动。,这是国际上通常所指的自然保护区。,2. 自然保护区(1)自然保护区的概念 狭义的概念：各种类,54,广义的概念,各类型保护区的统称。,这在国际上一般称作为生物圈保护区。, 广义的概念各类型保护区的统称。这在国际上一般称作为生物圈,55,(2),自然保护区的类型,根据自然保护区保护对象进行分类,a.,具有代表不同自然地带典型的自然综合体及其生态系统或遭破坏急待恢复和更新的同类地区；,(2) 自然保护区的类型 根据自然保护区保护对象进行分类a,56,b.,具有本国特产的或世界性珍贵稀有物种，或具有重要经济意义而濒于灭绝的生物种的地区；,c.,具有特殊意义的地区；,d.,具有自然历史遗迹、名胜风景或革命历史圣地所在地的自然环境和文化景观地区。,b. 具有本国特产的或世界性珍贵稀有物种，或具有重要经济意义,57,按自然保护区的性质和任务进行分类,a.,自然保护区：,保护或恢复自然综合体和自然资源整体为主的地区，此范围内严禁生产经营性活动。,(,永久保护区,), 按自然保护区的性质和任务进行分类a. 自然保护区：保护或,58,b.,国家公园、自然公园：,保护或恢复自然综合体的一种保护区。包括一定的自然风景区及名胜古迹，可作旅游场所。,c.,保护性禁区：,包括禁猎区、禁伐区、禁渔区、储备地和动物产卵场保护区等,一般说来，这是有时间性的，在一定时期内，规定保护和恢复某些特定的自然资源。,b. 国家公园、自然公园：保护或恢复自然综合体的一种保护区。,59,按自然保护区管理系统进行分类,a.,国家级：,由国家中央管理的保护区，如四川卧龙,b.,地方级：,指由省(区)、市、县管辖的保护区,自然保护区是保护、利用、监测和改造自然环境和自然资源整体的战略基地，是自然生态系统和生物种源的一个储备地。, 按自然保护区管理系统进行分类a. 国家级：由国家中央管理,60,最小可存活种群（,MVP,）,Minimum Viable Population,测定确保一个物种生存所需要的,最小数量,是保护生物学很重要的课题。,一个个体,，,一对个体,不能构成一个繁殖种群的最小单位。,保护的目标是对最稀有的物种维持一个最小可存活种群。,最小可存活种群（MVP）Minimum Viable Pop,61,不同国家和地区，不同的社会经济条件，人们对同一物种制定的,MVP,的标准可能不同。,存活概率标准可以是,50%,、,95%,或,99%;,保持遗传多样性的标准可以是,95%,或更高；,而存活时间期限可定为,50,年、,100,年等。,通常把低于或等于,100,年的存活期限称短期存活，,高于,100,年至几百年的存活期限定为中期存活，,1000,年或高于,1000,年的存活期限称为长期存活。,不同国家和地区，不同的社会经济条件，人们对同一物种制定的MV,62,通常定义为种群数量足够大以致在,200,年内能够保留该物种,90%,的基因多样性，或者种群数量足够，可以,95%,的可信度确保该物种存活,100,年。,理想的是能有一个神奇的,MVP,数值可以满足所有物种，但是没有。,随着种群规模增大，它们的灭绝几率减小，由不同原因导致的灭绝危险减小。,少于,10,对，几代之内。,20-50,，容易近亲繁殖。,大于,50,，短期,MVP,大于,500,，中期,MVP,通常定义为种群数量足够大以致在200年内能够保留该物种90%,63,谢谢！,谢谢！,64,