第二章 生态系统
第一节 生态系统的基本概念
由各自独立又相互联系、相互作用的组分构
成的统一整体，就是一个系统。
生态系统是一定空间内由生物成分和非生物生态系统是一定空间内由生物成分和非生物
成分组成的一个生态学功能单位成分组成的一个生态学功能单位
一、生态系统的组成、结构和类
型
生
态
系
统
的
组
成
1、无机物
2、有机化合物
3、气候因素
4、生产者
5、消费者
6、分解者
生态系统的类型
1、生物成分：生产者、消费者和分解者
2、根据地理条件不同分类：
水生生态系统
陆地生态系统
二、食物链和食物网
三、营养级和生态金字塔
四、生态系统的功能
（一）能量流动
能
量
输
入
的
来
源
太阳能：食物、化石燃料
地球生态系统中的能量流
四、生态系统的功能
（二）物质循环
关键元素（能量元素）：碳、氢、氧、氮
1、碳循环
基本形式：光合作用生成碳水化合物
第二种形式：
第三种形式：
2、氮循环
大
气
氮
进
入
生
物
有
机
体
的
途
径
生物固氮
工业固氮
岩浆固氮
大气固氮
3、硫循环
大气圈中天然的硫包括
H2S,SO2 和硫酸盐
4、磷循环
生
态
系
统
中
磷
的
特
点
全部来自于岩石风化
循环过程中和微生物的关系
磷不进行大气循环
人
对
自
然
磷
循
环
的
干
扰
磷肥和洗涤剂
养殖厂排水和
城市污水
（三）信息传递
? 1、物理信息
? 2、化学信息
? 3、营养信息
? 4、行为信息
第二节、生态平衡及破坏
生态系统是一定空间内由生物成分和非生物 生态系统是一定空间内由生物成分和非生物
成分组成的一个生态学功能单位成分组成的一个生态学功能单位
五大环境问题
? 自然灾害
? 生态破坏
? 资源耗竭
? 环境污染
? 人口剧增
不
和
谐
的
音
符
◆ 自然灾害
天文灾害
地质灾害
气象水文灾害
生物灾害
天体撞击、太阳辐射异常
电磁异暴、宇宙射线
火山、地震、岩崩
水灾、旱灾、风暴、冰雹、雪灾、热浪、寒
潮 ……
病虫害、森林火灾、物种灭绝 ……
◆ 生态破坏
水土流失
沙漠化、荒漠化
土壤次生盐碱化
森林锐减
草场退化、土地退化
生物多样性的减少
湖泊的富营养化
◆ 资源耗竭
矿产资源危机
能源危机
水资源短缺
土地资源紧缺
生物多样性的减少
土壤资源的退化
◆ 环境污染
水环境污染
大气环境污染
土壤环境污染
生物污染
物理环境污染
◆ 人口剧增
人口剧增
的结果
使得
上面所有的问题
都
被大大地
放大了
第三章 人口与资源
第一节 世界人口发展状况
一、人口过程
人口是生活在特定社会、特定地
域具
有一定数量和质量，并在自然环境和
社会环
境中同各种自然因素和社会因素组成
复杂关
系的人的总称。
人口在时空上的发展和演变过程，
人口自然增长率 =人口出生率 — 人口死亡率
指数增长：指在一段时期内，人口数量以固
定 百分率增长。
倍增期：表示在固定增长率下，人口增长一
倍所需的时间。
其计算公式为：
Td=0.7/r
Td — 倍增期 ; r— 年增长率
指数增长可用下式表达,
A= A0ert
A----某一增长值
A0----某初始值
r------增长率
t------时间
二、世界人口发展状况
（一）发展趋势
1、高出生率，高死亡率，低增长率
阶段
2．高出生率，低死亡率，高增长率
阶段
年份 人口数量（亿人） 相隔年数
250万年前 人类祖先出现
（公元） 1000年 2.8
1650年 5.0 650年
1804年 10.0 154年
1927年 20.0 123年
1960年 30.0 33年
1974年 40.0 14年
1987年 7月 11日
（联合国报告“世界 50亿人口
日”）
50.0 13年
1999年 10月 12日（ 联合国报
告,世界 60亿人口日” ）
60.0 12年
2050年（联合国预测） 89.0 51年
世界人口每增长 10亿所用时间
人口（亿） 年代 所用时间（年）
10 1800 —
20 1930 130
30 1960 30
40 1975 15
50 1987 12
60 1999 12
预计
70 2013 14
80 2028 15
2001年若干国家的总生育率 国家 2001年中人口 总生育率
俄罗斯 1.44亿 1.2
日 本 1.27亿 1.3
德 国 0.82亿 1.3
英 国 0.60亿 1.7
中 国 12.73亿 1.8
法 国 0.59亿 1.8
美 国 2.85亿 2.1
巴 西 1.72亿 2.4
印 尼 2.06亿 2.7
印 度 10.33亿 3.2
巴基斯坦 1.45亿 5.6
坦桑尼亚 0.36亿 5.6
沙特阿拉伯 0.21亿 5.7
尼日利亚 1.27亿 5.8
埃塞俄比亚 0.65亿 5.9
也门 0.18亿 7.2
资料来源,人口数据局, 2001年世界人口数据挂图,
1、随经济的发展而有所不同
2、年龄结构两极分化
3、城市人口急剧膨胀
（二）增长特点
国家 粗出生率 粗死亡率 自然增长率
全世界 27 9 17
发达国家 14 9 5
不发达国家 30 9 21
瑞典 14 11 3
日本 10 7 3
美国 17 9 8
联邦德国 11 11 0
英国 14 12 2
法国 14 9 4
中国 21 7 14
原苏联 18 10 8
印度 31 10 20
加纳 44 13 32
随经济的发展而有所不同,
返回
返回
（三）世界人口预测
第二节 中国人口的发
展状况
一,中国人口发展特点
（一）人口增长速度快
（二）农村人口比重大
1983年农业人口为 7.837亿，占世界总农业
人口 22.7亿的 62.3%。
（三）人口城市化加快
1995年的统计表明，已有 1/3的人口居住在城
市。
年份 人口总数 (亿 ) 出生率 (‰ ) 死亡率 (‰ ) 自然增长率 (‰ )
1684 1.0
1850 4.30
1949 5.42 36.00 20.00 16.00
19531 5.88 37.00 14.00 23.00
1959 6.72 24.78 14.59 10.19
1960 6.62 20.86 25.43 -4.57
19642 7.05 39.14 11.50 27.64
19823 10.17 22.28 6.60 15.68
19904 11.43 21.06 6.67 14.39
1991▲ 11.58 19.68 ▲ 6.70 12.98
1998● 12.48 16.03 6.05 9.57 ●
20005 12.66 14.65 6.45 8.20
2003 12.93
衡量人口老龄化的标准：以 65岁及以
上人口
在总人口中所占的百分比来衡量（ 7%）。
人口老龄化是人口出生率下降和人口
平均寿
命延长而造成的人口现象。
2000年 65岁以上的老年人口占 6.7%。
（四）人口老龄化
年龄结构的划分
年轻型、成年型和老年型。
以 65岁以上 (含 65岁 )人口在总人口中所
占比例作为划分标准。 65岁以上的老年人
占总人口 4％以下为年轻型人口．占 4％一
7％为成年型人口；占 7％以上为老年型人
口。据统计资料分析，世界人口处于”老
化”
过程中。
（五）男女性别比偏高
据 1990年的人口普查,1989年男女婴儿
比已
大到 114,100。
燕赵都市报 2004年 5月 14日（北京消
息）：
2003年北京市出生人口性别比达 108,100；
流动
人口在北京出生的性别比高达 128,100。
正常情况下出生人口男女性别比例应
（六 ）人口分布不均
地
区
全
国
人
口
密
度
西
北
部
六
省
区
东
南
部
24
个
省
江
苏
上
海
黑
龙
江
甘
肃
内蒙
古自
治区
青
海
西
藏
新
疆
人 口
密 度
人
118 14 142 738 78 49 16 6
中国人口分布情况 (1990年 )
全国人口密度为 118人 /km2
黑河
腾冲
面积占全国的
46%
人口占全国人
口的 96%
面积占全国的
54%
人口只占全国
人口的 4%
(七 ) 人口素质 丞待提高
（六）人口素质丞待提高
人口素质：广义的人口素质包括身体素
质、文化水平、劳动技能、思想和道德品
质。
身体素质：人口的自然属性。
文化水平、劳动技能、思想和道德品质
是人口素质的社会属性。
人文发展指数：是衡量社会经济发展程度的
指数它主要由人口预期寿命、识字率或受教育程
度和按国际购买力平价计算的人均国民生产总值
而得。指数在 0-1之间，越大表明发展水平越高。
1987年中国的人文发展指数为 0.716。
1、中国历史上的人口增长
二、中国人口发展趋势
1、自然增长率趋于稳定。
2、死亡率继续下降。
3、乡村人口比重大，生育率较高。
第三节 人口增长对资源的
压力
一、自然资源
（一）自然资源的定义
自然资源是人类从自然条件中摄取并用于人
类生产和生活所必须的各种自然组成成分，
通常所指的有土地、土壤、水、森林、草地
、湿地、海域、原生动植物及矿物等。
（二）自然资源的分类
按自然资源的特征分类
（ 1）非耗竭性资源：又称无限资源。
（ 2）耗竭性资源：又称有限资源。
①可更新资源，又称为再生资源。
②不可更新资源，又称为非再生资源。
（三）中国自然资源的特点
1、资源总量多，人均占有量少
2、各类资源总体组合较好
3、资源空间分布不平衡
4、资源质量差别悬殊
（二）、人口增长对自然资源的
压力
(一 )人口对土地资源的压力
据国土资源部发布公报,2003年最新
统计,
人均耕地占有量为 0.095公顷（ 2002年，
0.098公
顷），仅相当于世界人均水平的 40%。
联合国粮农组织提出的人均耕地最低
界限为
0.05hm2 。
(二 )人口对森林资源
的影响
全国人均森林面积为 0.11hm2,
只及世界人均水平的 1/6。名列第
120位。
(三 )人口增长对水资源的压力
① 年降水量约为 60000m3 相当于全球降水量的
5%，居世界第三位；
② 我国多年平均河川径流量为 27225× 108 m3。
③多年地下水资源量 8288 m3
以上三项合计，全国水资源总量 28124× 108
m3，居世界第六位。
人均水资源量 2700 m3,不及世界平均值 1/4 。
(四 )人口对能源的影响
已探明我国煤炭储量 1 × 1012 t；陆上
石油储
量（ 300-1000） × 108 t；海上石油储量 53
×
108 t；
内 容 美国 全世界
原油总储藏量（ 109m3 ） 30 215— 320
目前年开采量
（ 109m3）
0.55 25
按目前速率总的开
采年数（ a）
55 85— 130
按目前速率剩余储
藏量开采年数（ a）
30 70— 115
石油储藏量与可开采速率之间的关系（ 1970年 ）
世界主要矿产的探明储量与估计可供使用年限
据估算，中国生物资源的经济价值在
1000亿美元以上。
（五）人口增长对物种资源的压力
三、环境对人口的承载力
(一 )地球的人口环境容量
环境承载力,在一定时期、范围和自然条
件下，维持人 -环境系统结构不发生质的改变，
环境功能不遭到破坏的前提下，人 -环境系统
所能承受人类活动的阈值。
在一定的生态环境条件下．全球或者地区
生态系统所能维持的最高人口数。所以有时又
称之为人口最大抚养能力或最大负荷能力。
国际人口生态学界曾提出了世界人口容
量的定义：世界对于人类的容量是指在不损
害生物圈或不耗尽可合理利用的不可更新资
源的条件下，世界资源在长期稳定状态基础
上能供应的的人口数量的大小。这个人口容
量定义强调指出人口的容量是以不破坏生态
环境的平衡与稳定，保证资源的永续利用为
前提的。
地球的人口环境容量
(二 )中国的人口环境
容量
人口学家普遍认为中国人口
的极限为 16亿，到 21世纪中期将
达到 16亿。 2010年中国人口总数
将控制在 14亿 。
第二篇 当代资源与环境问题
资源与环境问题是当前世界上人类面临
的重要问题之一。这些问题是多方面的，本
篇讨论的资源与环境问题主要是由于人类利
用资源和环境不当，以及人类社会发展中与
自然不相协调所致。本篇主要针对现代已经
存在的矛盾，着重介绍在资源短缺、环境污
染和生态破坏等方面的内容。
第四章 资源短缺
第一节 水资源
一、全球淡水资源短缺形势分析
1、水资源问题的提出
1997年 6月，在纽约召开的联合国第二次
全球环境首脑会议首次提出了水资源的问提，
并警告：“地区性水危机可能预示着全球性危
机的到来”。
2、地球上水量的分布
整个地球水量,13.6亿 Km3
海水,97.3%；淡水,2.7%；可开发利
用的淡水资源储量约为 400Km3,占全球总量
的 0.3%。
3、水资源短缺问题
中东地区水资源短缺严重，主要表现在
大流量江河湖泊；地下水属不可再生型；年
降雨量不足 160mm。
4、水资源引发的国际争端
二、中国水资源短缺形势分析
1,中国人均水资源只相当于世界人均水
资源占有量的 1/4，居世界第 110位。
2、水资源分布不均
3、城市缺水严重
据 1994年统计，全国 600多个城市中，缺水
城市已达 300多个。其中严重缺水的城市有 114
个。
表 4-1 全国重点城市水资源供需和缺水量表 单位,108 m3
分区 2000供水量 2000需水量 2000缺水量
全国总计 208.57 462.28 253.71
东北区 33.19 69.29 36.10
华北区 52.27 107.23 54.96
西北区 13.56 32.37 18.81
西南区 17.16 40.42 23.26
东南区 92.39 212.97 120.58
国土资源部 2003年 10月 30日公布的新一轮
全国地下水资源评价显示，目前全国形成的
地下水降落漏斗已有 100多个面积达 15万平方
公里。勘测结果表明，目前华北平原深层地
下水已形成跨越 冀、京、津、鲁的区域地下
水降落漏斗，有近 7万平方公里面积的地下水
位低于海平面。
4、干旱造成草原退化，沙漠面积扩大，也会
市使河流湖泊面积缩小。
第二节 土地资源
一、世界土地资源
1、陆地面积,13300× 104 Km2
人口,1900年 16亿；人均耕地,10hm2
1987年 50亿；人均耕地,3hm2
当前 60亿； 人均耕地,2.5hm2
2、土地质量
“土地的通达性”
陆地面积：“限制性环境”面积占 70%，
“适居地”占 30%。实际人均占有土地 0.75，其
中耕地面积约占 60%~70%。
二、世界耕地需求的未来趋势
20世纪 70年代提供数字：世界可耕地面积
29.5× 108hm2 ；已被耕种 15.4 × 108hm2 。
世界人均良田面积已从 1980年的 0.16hm2
减少至 1990年的 0.14hm2,预计到 2000年进一
步减至 0.12hm2 。
三、中国的土地资源
中国的土地面积 960× 104Km2 。耕地占世
界总耕地的 7%。
（一）我国耕地的特点
1、人均耕地面积小，只有世界人均耕地
面积的 1/4。
1995年统计数字，人均耕地面积大于
0.14hm2 的主要集中在我国东北、西北地区。
联合国粮农组织提出的人均耕地面积的最
低界线为 0.05hm2
2、分布不均匀
3、自然条件差
（二）我国耕地面临的压力
我国依靠占世界 7%的耕地养活了占世界
22%的人口。所以我国的可持续发展在很大
程度上依赖于耕地的保护。
第三节 能源
一、能源的分类
二、世界能源消耗
（一）能源主要来自一次不可再生能源
20世纪 70-80年代，世界一次能源消耗结
构为：石油占 40%以上；煤占 20%以上；天
然气占 10%以上。
（二）能源消耗水平差异大
（三）能源消耗在继续增长
能耗强度：能源消耗 /国民生产总值
能源消耗指数：能源消费年平均增长率
与国民经济年平均增长率之比。
三、中国能源发展和面临的问题
（一）中国能源的发展
（二）中国的能源问题
1、人均能源资源和人均消费量不足
2、能源分配不均
3、能源构成以煤为主
4、工业部门消耗能源所占比重较大
5、农村能源短缺，主要以生物质能为主
四、能源利用对环境的影响
（一）城市大气污染
（二）增加了大气中 CO2 的积累
（三）酸雨
（四）核废料问题
第四节 矿产资源
一、矿产资源分布及其特点
1、不可再生性和可耗竭性
2、区域性分布不平衡
3、动态性
二、矿产资源的供需矛盾
三、中国的矿产资源
第七章 全球性环境问题
气候是指包括温度、湿度和降水等在内的综合
信息。
在过去 100年间：气温上升 0.2-0.5℃ ；
降水增加 1%；
海平面上升 10-25cm
（一）、全球变暖
全球气候变化引起了世界各国政府的高度重
视 1992年 6月，有 154个国家参加的联合国环境
与发展大会在巴西里约热内卢召开，会议通过
了, 气候变化框架公约, 。 1997年 12月在日本
京都,170多个国家的政府首脑聚集在一起就人
类密切关注的全球气候变化的问题达成了一个
世界性的协议，希望在气候变化导致严重后果
发生之前，采取一致的行动，控制，控制气候
变化的发展趋势。
全球变暖 原因：温室效应的加剧
温室效应：
太阳发出的短波辐射透过大气层到达地面，使地表温度
上升，发出长波辐射，大气中的温室气体对短波吸收很弱，
而对长波辐射吸收很强。因此地表从太阳辐射获得的热量相
对多，而散失到大气层以外的热量相对少，地球表面的温度
得以维持，这就是大气的温室效应。
温室气体：
二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、
CFC11,CFC12、四氯化碳、一氧化碳
19世纪初，大气中 CO2 浓度为 270ppm；
1988年上升到 350ppm；
大气中 CO2浓度急剧增加的原因主要有两个：
首先，随着工业化的发展人口的剧增，人类消耗的
矿物燃料迅速增加燃烧产生的 CO2释放进入大气层，
使大气中 CO2浓度增加；其次，森林、植被的减少，
使全球总的光合作用减小，从而增加了 CO2在大气中
的积累。
二氧化碳（ CO2 ）
甲烷（ CH4）
CH4 对温室效应的影响是 CO2 的 21倍。
单个 CH4分子的红外辐射吸收能力超过 CO2。
1、海平面上升,低地被淹，海岸被冲蚀，排洪不畅，
土地盐渍化，海水倒灌等。
2、对动植物的影响,一些地区某些物种将会消失，而
有些则从气候变暖中得到益处。
3、对农业的影响,世界粮食生产的稳定性和分布状况
的改变，农产品贸易模式的变化。
全球变暖可能产生的影响
未来海平面变化的预测
预测者 预测年份 上升量（ cm）
世界气象组织（ WMO） 2025 20~140
Mercer 2030 500
日本环境厅 2030 26~165
Bloom 2030 100
欧洲共同体 21世纪 20~165
Barth&Titus 2025 13~55
联合国环境规划署（ UNEP） 21世纪末 65
减缓全球变暖的对策
主要是控
制 CO2
1、排放控制对策,控制化石燃料消耗，以抑制 CO2的排放；
2、固定化对策,使已生成的 CO2变为其他物质，以防止其向
大气中排放；
3、适应对策,在已发生全球变暖的情况下，采取相适应的
对策以使其影响降低到最小程度。
（二）臭氧层破坏
太阳光中的紫外线辐射，紫外线辐射按照其波长的不
同，可划分为 UV-A（ 315~400nm）, UV-B（ 280~315nm）
和 UV-C（ 280nm以下 ） 三个波段，特别是 UV-B辐射对生
物有较大的伤害。而阻挡 UV-B辐射的就是臭氧。
太阳光组成：红外光 50%；可见光 40%；
紫外光 10%；其余部分 1%；
1、英国住南极考察站的科学家法曼（ Farman）等人报道了该
考察站自 1975年起每年早春（ 10月份）的臭氧观测结果，
该地区的总臭氧在这一时期会减弱 30%。
2、近几年臭氧洞的深度和面积仍在继续扩展,1998年臭氧洞
的持续时间超过了 100天，是南极臭氧洞发现以来的最长记
录，而且臭氧洞的面积也在扩大，几乎可以相当于 3个澳大
利亚。
3、我国青藏高原上空也存在一个相对周围地区浓度
较低的区域。
3333 3ü33
300
333÷3333
3¨+ 33
3¨- 33
333÷33
333÷33
333÷3333
333333
3¨+ 33
3¨- 33
3¨+ 33
333333
333333
333333
33333333
200 250
333333333¨K 33
500
3000
70
80
50
60
20
40
90
300
400
200
100
0
10
30
?
?
?
è
￡
¨
k
m
￡
?
3
33
33
¨k
m
3
3
每升高 100m，
气温降低 0.65℃
O3
越往上氧、氦等气体的原子态越多
紫外线的强烈照
射,N2和 O2产生
不同程度的离解
大气中 90%的臭氧存在于平流层中，它是平流层
中最重要的化学组分，我们将这一层高浓度的臭氧称
为“臭氧层”。
臭氧浓度的表示法：柱浓度法，单位用多布森来
表示（ Dobson unit,简称 D.U.）。
D.U.的含义：将 0℃,一个大气压力下,10-5 m厚
的臭氧定义为 1个 Dobson 单位。
臭氧洞被定义为臭氧的柱浓度小于 200D.U.,即臭
氧的浓度较臭氧洞发生前减少超过 30%的地区。
大多数科学家认为，人类过多地使用氟氯烃类化学物质
（ CFCS）是破坏臭氧层的主要原因。
（ CFCS 于 1930年由美国杜邦公司投入生产，二战后
开始大量使用，主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂等）
臭氧层中存在着 O,O2,O3的动态平衡,CFCS非同
寻常的稳定性使 NOX,Cl,Br活性物质很容易在臭氧层
中聚集，使平衡向着臭氧分解的方向转移。
臭氧层破坏的原因
臭氧层破坏的危害
1、对人体健康的影响：破坏 DNA，皮肤病，白内障等
2、对陆生植物的影响：产量和质量下降，间接影响
3、对材料的影响：加速老化
4、对水生生态系统的影响：降低生产力，影响幼体
主要是控制 CFCS的使用。
目前各国都在加紧替代物品的开发，从长远看，采用
生物圈中固有的、对环境不起任何破坏作用的物质
是制冷剂发展的方向。
1985年, 保护臭氧层维也纳公约,
1987年, 关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书,
1999年 11月 29日, 北京宣言,
臭氧层的保护
1995年诺贝尔化学奖获得者
(三 ) 酸雨
它是 。 指大气中的酸通过降水（如雨、雾、
雪）迁移到地表，或在含酸气团气流的作用下
直接迁移到地表。引起酸沉降的主要物质是人为
和天然排放的 SOX（ SO2和 SO3） 和 NOX（ NO和 NO2）,
其天然源一般是全球分布的，而人为排放的 SOX
和 NOX则具有地区性分布的特点。
降水的 pH 小于 5.6
（ 1）对水生态系统的影响
（ 2）导致土壤酸化
（ 3） 腐蚀建筑物及名胜古迹
酸雨的危害
峨眉山冷杉受酸雨的影响
受酸雨破坏的树林
1992年 6月在巴西召开的联合国环境与发
展大会上，通过了, 生物多样性公约, 。
1994年，中国发布了, 中国生物多样性
保护行动计划, 。
(四 ) 生物多样性锐减
(五 ) 海洋污染
一、石油烃污染
二、近海海域赤潮
三、污染海洋的新罪犯 —有机锡
1、三丁酯锡（ TBT）的毒性,TBT具有突出的
“灭杀生物能力”。
2、三丁酯锡（ TBT）流入海洋的途径
第一节 生态系统的基本概念
由各自独立又相互联系、相互作用的组分构
成的统一整体，就是一个系统。
生态系统是一定空间内由生物成分和非生物生态系统是一定空间内由生物成分和非生物
成分组成的一个生态学功能单位成分组成的一个生态学功能单位
一、生态系统的组成、结构和类
型
生
态
系
统
的
组
成
1、无机物
2、有机化合物
3、气候因素
4、生产者
5、消费者
6、分解者
生态系统的类型
1、生物成分：生产者、消费者和分解者
2、根据地理条件不同分类：
水生生态系统
陆地生态系统
二、食物链和食物网
三、营养级和生态金字塔
四、生态系统的功能
（一）能量流动
能
量
输
入
的
来
源
太阳能：食物、化石燃料
地球生态系统中的能量流
四、生态系统的功能
（二）物质循环
关键元素（能量元素）：碳、氢、氧、氮
1、碳循环
基本形式：光合作用生成碳水化合物
第二种形式：
第三种形式：
2、氮循环
大
气
氮
进
入
生
物
有
机
体
的
途
径
生物固氮
工业固氮
岩浆固氮
大气固氮
3、硫循环
大气圈中天然的硫包括
H2S,SO2 和硫酸盐
4、磷循环
生
态
系
统
中
磷
的
特
点
全部来自于岩石风化
循环过程中和微生物的关系
磷不进行大气循环
人
对
自
然
磷
循
环
的
干
扰
磷肥和洗涤剂
养殖厂排水和
城市污水
（三）信息传递
? 1、物理信息
? 2、化学信息
? 3、营养信息
? 4、行为信息
第二节、生态平衡及破坏
生态系统是一定空间内由生物成分和非生物 生态系统是一定空间内由生物成分和非生物
成分组成的一个生态学功能单位成分组成的一个生态学功能单位
五大环境问题
? 自然灾害
? 生态破坏
? 资源耗竭
? 环境污染
? 人口剧增
不
和
谐
的
音
符
◆ 自然灾害
天文灾害
地质灾害
气象水文灾害
生物灾害
天体撞击、太阳辐射异常
电磁异暴、宇宙射线
火山、地震、岩崩
水灾、旱灾、风暴、冰雹、雪灾、热浪、寒
潮 ……
病虫害、森林火灾、物种灭绝 ……
◆ 生态破坏
水土流失
沙漠化、荒漠化
土壤次生盐碱化
森林锐减
草场退化、土地退化
生物多样性的减少
湖泊的富营养化
◆ 资源耗竭
矿产资源危机
能源危机
水资源短缺
土地资源紧缺
生物多样性的减少
土壤资源的退化
◆ 环境污染
水环境污染
大气环境污染
土壤环境污染
生物污染
物理环境污染
◆ 人口剧增
人口剧增
的结果
使得
上面所有的问题
都
被大大地
放大了
第三章 人口与资源
第一节 世界人口发展状况
一、人口过程
人口是生活在特定社会、特定地
域具
有一定数量和质量，并在自然环境和
社会环
境中同各种自然因素和社会因素组成
复杂关
系的人的总称。
人口在时空上的发展和演变过程，
人口自然增长率 =人口出生率 — 人口死亡率
指数增长：指在一段时期内，人口数量以固
定 百分率增长。
倍增期：表示在固定增长率下，人口增长一
倍所需的时间。
其计算公式为：
Td=0.7/r
Td — 倍增期 ; r— 年增长率
指数增长可用下式表达,
A= A0ert
A----某一增长值
A0----某初始值
r------增长率
t------时间
二、世界人口发展状况
（一）发展趋势
1、高出生率，高死亡率，低增长率
阶段
2．高出生率，低死亡率，高增长率
阶段
年份 人口数量（亿人） 相隔年数
250万年前 人类祖先出现
（公元） 1000年 2.8
1650年 5.0 650年
1804年 10.0 154年
1927年 20.0 123年
1960年 30.0 33年
1974年 40.0 14年
1987年 7月 11日
（联合国报告“世界 50亿人口
日”）
50.0 13年
1999年 10月 12日（ 联合国报
告,世界 60亿人口日” ）
60.0 12年
2050年（联合国预测） 89.0 51年
世界人口每增长 10亿所用时间
人口（亿） 年代 所用时间（年）
10 1800 —
20 1930 130
30 1960 30
40 1975 15
50 1987 12
60 1999 12
预计
70 2013 14
80 2028 15
2001年若干国家的总生育率 国家 2001年中人口 总生育率
俄罗斯 1.44亿 1.2
日 本 1.27亿 1.3
德 国 0.82亿 1.3
英 国 0.60亿 1.7
中 国 12.73亿 1.8
法 国 0.59亿 1.8
美 国 2.85亿 2.1
巴 西 1.72亿 2.4
印 尼 2.06亿 2.7
印 度 10.33亿 3.2
巴基斯坦 1.45亿 5.6
坦桑尼亚 0.36亿 5.6
沙特阿拉伯 0.21亿 5.7
尼日利亚 1.27亿 5.8
埃塞俄比亚 0.65亿 5.9
也门 0.18亿 7.2
资料来源,人口数据局, 2001年世界人口数据挂图,
1、随经济的发展而有所不同
2、年龄结构两极分化
3、城市人口急剧膨胀
（二）增长特点
国家 粗出生率 粗死亡率 自然增长率
全世界 27 9 17
发达国家 14 9 5
不发达国家 30 9 21
瑞典 14 11 3
日本 10 7 3
美国 17 9 8
联邦德国 11 11 0
英国 14 12 2
法国 14 9 4
中国 21 7 14
原苏联 18 10 8
印度 31 10 20
加纳 44 13 32
随经济的发展而有所不同,
返回
返回
（三）世界人口预测
第二节 中国人口的发
展状况
一,中国人口发展特点
（一）人口增长速度快
（二）农村人口比重大
1983年农业人口为 7.837亿，占世界总农业
人口 22.7亿的 62.3%。
（三）人口城市化加快
1995年的统计表明，已有 1/3的人口居住在城
市。
年份 人口总数 (亿 ) 出生率 (‰ ) 死亡率 (‰ ) 自然增长率 (‰ )
1684 1.0
1850 4.30
1949 5.42 36.00 20.00 16.00
19531 5.88 37.00 14.00 23.00
1959 6.72 24.78 14.59 10.19
1960 6.62 20.86 25.43 -4.57
19642 7.05 39.14 11.50 27.64
19823 10.17 22.28 6.60 15.68
19904 11.43 21.06 6.67 14.39
1991▲ 11.58 19.68 ▲ 6.70 12.98
1998● 12.48 16.03 6.05 9.57 ●
20005 12.66 14.65 6.45 8.20
2003 12.93
衡量人口老龄化的标准：以 65岁及以
上人口
在总人口中所占的百分比来衡量（ 7%）。
人口老龄化是人口出生率下降和人口
平均寿
命延长而造成的人口现象。
2000年 65岁以上的老年人口占 6.7%。
（四）人口老龄化
年龄结构的划分
年轻型、成年型和老年型。
以 65岁以上 (含 65岁 )人口在总人口中所
占比例作为划分标准。 65岁以上的老年人
占总人口 4％以下为年轻型人口．占 4％一
7％为成年型人口；占 7％以上为老年型人
口。据统计资料分析，世界人口处于”老
化”
过程中。
（五）男女性别比偏高
据 1990年的人口普查,1989年男女婴儿
比已
大到 114,100。
燕赵都市报 2004年 5月 14日（北京消
息）：
2003年北京市出生人口性别比达 108,100；
流动
人口在北京出生的性别比高达 128,100。
正常情况下出生人口男女性别比例应
（六 ）人口分布不均
地
区
全
国
人
口
密
度
西
北
部
六
省
区
东
南
部
24
个
省
江
苏
上
海
黑
龙
江
甘
肃
内蒙
古自
治区
青
海
西
藏
新
疆
人 口
密 度
人
118 14 142 738 78 49 16 6
中国人口分布情况 (1990年 )
全国人口密度为 118人 /km2
黑河
腾冲
面积占全国的
46%
人口占全国人
口的 96%
面积占全国的
54%
人口只占全国
人口的 4%
(七 ) 人口素质 丞待提高
（六）人口素质丞待提高
人口素质：广义的人口素质包括身体素
质、文化水平、劳动技能、思想和道德品
质。
身体素质：人口的自然属性。
文化水平、劳动技能、思想和道德品质
是人口素质的社会属性。
人文发展指数：是衡量社会经济发展程度的
指数它主要由人口预期寿命、识字率或受教育程
度和按国际购买力平价计算的人均国民生产总值
而得。指数在 0-1之间，越大表明发展水平越高。
1987年中国的人文发展指数为 0.716。
1、中国历史上的人口增长
二、中国人口发展趋势
1、自然增长率趋于稳定。
2、死亡率继续下降。
3、乡村人口比重大，生育率较高。
第三节 人口增长对资源的
压力
一、自然资源
（一）自然资源的定义
自然资源是人类从自然条件中摄取并用于人
类生产和生活所必须的各种自然组成成分，
通常所指的有土地、土壤、水、森林、草地
、湿地、海域、原生动植物及矿物等。
（二）自然资源的分类
按自然资源的特征分类
（ 1）非耗竭性资源：又称无限资源。
（ 2）耗竭性资源：又称有限资源。
①可更新资源，又称为再生资源。
②不可更新资源，又称为非再生资源。
（三）中国自然资源的特点
1、资源总量多，人均占有量少
2、各类资源总体组合较好
3、资源空间分布不平衡
4、资源质量差别悬殊
（二）、人口增长对自然资源的
压力
(一 )人口对土地资源的压力
据国土资源部发布公报,2003年最新
统计,
人均耕地占有量为 0.095公顷（ 2002年，
0.098公
顷），仅相当于世界人均水平的 40%。
联合国粮农组织提出的人均耕地最低
界限为
0.05hm2 。
(二 )人口对森林资源
的影响
全国人均森林面积为 0.11hm2,
只及世界人均水平的 1/6。名列第
120位。
(三 )人口增长对水资源的压力
① 年降水量约为 60000m3 相当于全球降水量的
5%，居世界第三位；
② 我国多年平均河川径流量为 27225× 108 m3。
③多年地下水资源量 8288 m3
以上三项合计，全国水资源总量 28124× 108
m3，居世界第六位。
人均水资源量 2700 m3,不及世界平均值 1/4 。
(四 )人口对能源的影响
已探明我国煤炭储量 1 × 1012 t；陆上
石油储
量（ 300-1000） × 108 t；海上石油储量 53
×
108 t；
内 容 美国 全世界
原油总储藏量（ 109m3 ） 30 215— 320
目前年开采量
（ 109m3）
0.55 25
按目前速率总的开
采年数（ a）
55 85— 130
按目前速率剩余储
藏量开采年数（ a）
30 70— 115
石油储藏量与可开采速率之间的关系（ 1970年 ）
世界主要矿产的探明储量与估计可供使用年限
据估算，中国生物资源的经济价值在
1000亿美元以上。
（五）人口增长对物种资源的压力
三、环境对人口的承载力
(一 )地球的人口环境容量
环境承载力,在一定时期、范围和自然条
件下，维持人 -环境系统结构不发生质的改变，
环境功能不遭到破坏的前提下，人 -环境系统
所能承受人类活动的阈值。
在一定的生态环境条件下．全球或者地区
生态系统所能维持的最高人口数。所以有时又
称之为人口最大抚养能力或最大负荷能力。
国际人口生态学界曾提出了世界人口容
量的定义：世界对于人类的容量是指在不损
害生物圈或不耗尽可合理利用的不可更新资
源的条件下，世界资源在长期稳定状态基础
上能供应的的人口数量的大小。这个人口容
量定义强调指出人口的容量是以不破坏生态
环境的平衡与稳定，保证资源的永续利用为
前提的。
地球的人口环境容量
(二 )中国的人口环境
容量
人口学家普遍认为中国人口
的极限为 16亿，到 21世纪中期将
达到 16亿。 2010年中国人口总数
将控制在 14亿 。
第二篇 当代资源与环境问题
资源与环境问题是当前世界上人类面临
的重要问题之一。这些问题是多方面的，本
篇讨论的资源与环境问题主要是由于人类利
用资源和环境不当，以及人类社会发展中与
自然不相协调所致。本篇主要针对现代已经
存在的矛盾，着重介绍在资源短缺、环境污
染和生态破坏等方面的内容。
第四章 资源短缺
第一节 水资源
一、全球淡水资源短缺形势分析
1、水资源问题的提出
1997年 6月，在纽约召开的联合国第二次
全球环境首脑会议首次提出了水资源的问提，
并警告：“地区性水危机可能预示着全球性危
机的到来”。
2、地球上水量的分布
整个地球水量,13.6亿 Km3
海水,97.3%；淡水,2.7%；可开发利
用的淡水资源储量约为 400Km3,占全球总量
的 0.3%。
3、水资源短缺问题
中东地区水资源短缺严重，主要表现在
大流量江河湖泊；地下水属不可再生型；年
降雨量不足 160mm。
4、水资源引发的国际争端
二、中国水资源短缺形势分析
1,中国人均水资源只相当于世界人均水
资源占有量的 1/4，居世界第 110位。
2、水资源分布不均
3、城市缺水严重
据 1994年统计，全国 600多个城市中，缺水
城市已达 300多个。其中严重缺水的城市有 114
个。
表 4-1 全国重点城市水资源供需和缺水量表 单位,108 m3
分区 2000供水量 2000需水量 2000缺水量
全国总计 208.57 462.28 253.71
东北区 33.19 69.29 36.10
华北区 52.27 107.23 54.96
西北区 13.56 32.37 18.81
西南区 17.16 40.42 23.26
东南区 92.39 212.97 120.58
国土资源部 2003年 10月 30日公布的新一轮
全国地下水资源评价显示，目前全国形成的
地下水降落漏斗已有 100多个面积达 15万平方
公里。勘测结果表明，目前华北平原深层地
下水已形成跨越 冀、京、津、鲁的区域地下
水降落漏斗，有近 7万平方公里面积的地下水
位低于海平面。
4、干旱造成草原退化，沙漠面积扩大，也会
市使河流湖泊面积缩小。
第二节 土地资源
一、世界土地资源
1、陆地面积,13300× 104 Km2
人口,1900年 16亿；人均耕地,10hm2
1987年 50亿；人均耕地,3hm2
当前 60亿； 人均耕地,2.5hm2
2、土地质量
“土地的通达性”
陆地面积：“限制性环境”面积占 70%，
“适居地”占 30%。实际人均占有土地 0.75，其
中耕地面积约占 60%~70%。
二、世界耕地需求的未来趋势
20世纪 70年代提供数字：世界可耕地面积
29.5× 108hm2 ；已被耕种 15.4 × 108hm2 。
世界人均良田面积已从 1980年的 0.16hm2
减少至 1990年的 0.14hm2,预计到 2000年进一
步减至 0.12hm2 。
三、中国的土地资源
中国的土地面积 960× 104Km2 。耕地占世
界总耕地的 7%。
（一）我国耕地的特点
1、人均耕地面积小，只有世界人均耕地
面积的 1/4。
1995年统计数字，人均耕地面积大于
0.14hm2 的主要集中在我国东北、西北地区。
联合国粮农组织提出的人均耕地面积的最
低界线为 0.05hm2
2、分布不均匀
3、自然条件差
（二）我国耕地面临的压力
我国依靠占世界 7%的耕地养活了占世界
22%的人口。所以我国的可持续发展在很大
程度上依赖于耕地的保护。
第三节 能源
一、能源的分类
二、世界能源消耗
（一）能源主要来自一次不可再生能源
20世纪 70-80年代，世界一次能源消耗结
构为：石油占 40%以上；煤占 20%以上；天
然气占 10%以上。
（二）能源消耗水平差异大
（三）能源消耗在继续增长
能耗强度：能源消耗 /国民生产总值
能源消耗指数：能源消费年平均增长率
与国民经济年平均增长率之比。
三、中国能源发展和面临的问题
（一）中国能源的发展
（二）中国的能源问题
1、人均能源资源和人均消费量不足
2、能源分配不均
3、能源构成以煤为主
4、工业部门消耗能源所占比重较大
5、农村能源短缺，主要以生物质能为主
四、能源利用对环境的影响
（一）城市大气污染
（二）增加了大气中 CO2 的积累
（三）酸雨
（四）核废料问题
第四节 矿产资源
一、矿产资源分布及其特点
1、不可再生性和可耗竭性
2、区域性分布不平衡
3、动态性
二、矿产资源的供需矛盾
三、中国的矿产资源
第七章 全球性环境问题
气候是指包括温度、湿度和降水等在内的综合
信息。
在过去 100年间：气温上升 0.2-0.5℃ ；
降水增加 1%；
海平面上升 10-25cm
（一）、全球变暖
全球气候变化引起了世界各国政府的高度重
视 1992年 6月，有 154个国家参加的联合国环境
与发展大会在巴西里约热内卢召开，会议通过
了, 气候变化框架公约, 。 1997年 12月在日本
京都,170多个国家的政府首脑聚集在一起就人
类密切关注的全球气候变化的问题达成了一个
世界性的协议，希望在气候变化导致严重后果
发生之前，采取一致的行动，控制，控制气候
变化的发展趋势。
全球变暖 原因：温室效应的加剧
温室效应：
太阳发出的短波辐射透过大气层到达地面，使地表温度
上升，发出长波辐射，大气中的温室气体对短波吸收很弱，
而对长波辐射吸收很强。因此地表从太阳辐射获得的热量相
对多，而散失到大气层以外的热量相对少，地球表面的温度
得以维持，这就是大气的温室效应。
温室气体：
二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、
CFC11,CFC12、四氯化碳、一氧化碳
19世纪初，大气中 CO2 浓度为 270ppm；
1988年上升到 350ppm；
大气中 CO2浓度急剧增加的原因主要有两个：
首先，随着工业化的发展人口的剧增，人类消耗的
矿物燃料迅速增加燃烧产生的 CO2释放进入大气层，
使大气中 CO2浓度增加；其次，森林、植被的减少，
使全球总的光合作用减小，从而增加了 CO2在大气中
的积累。
二氧化碳（ CO2 ）
甲烷（ CH4）
CH4 对温室效应的影响是 CO2 的 21倍。
单个 CH4分子的红外辐射吸收能力超过 CO2。
1、海平面上升,低地被淹，海岸被冲蚀，排洪不畅，
土地盐渍化，海水倒灌等。
2、对动植物的影响,一些地区某些物种将会消失，而
有些则从气候变暖中得到益处。
3、对农业的影响,世界粮食生产的稳定性和分布状况
的改变，农产品贸易模式的变化。
全球变暖可能产生的影响
未来海平面变化的预测
预测者 预测年份 上升量（ cm）
世界气象组织（ WMO） 2025 20~140
Mercer 2030 500
日本环境厅 2030 26~165
Bloom 2030 100
欧洲共同体 21世纪 20~165
Barth&Titus 2025 13~55
联合国环境规划署（ UNEP） 21世纪末 65
减缓全球变暖的对策
主要是控
制 CO2
1、排放控制对策,控制化石燃料消耗，以抑制 CO2的排放；
2、固定化对策,使已生成的 CO2变为其他物质，以防止其向
大气中排放；
3、适应对策,在已发生全球变暖的情况下，采取相适应的
对策以使其影响降低到最小程度。
（二）臭氧层破坏
太阳光中的紫外线辐射，紫外线辐射按照其波长的不
同，可划分为 UV-A（ 315~400nm）, UV-B（ 280~315nm）
和 UV-C（ 280nm以下 ） 三个波段，特别是 UV-B辐射对生
物有较大的伤害。而阻挡 UV-B辐射的就是臭氧。
太阳光组成：红外光 50%；可见光 40%；
紫外光 10%；其余部分 1%；
1、英国住南极考察站的科学家法曼（ Farman）等人报道了该
考察站自 1975年起每年早春（ 10月份）的臭氧观测结果，
该地区的总臭氧在这一时期会减弱 30%。
2、近几年臭氧洞的深度和面积仍在继续扩展,1998年臭氧洞
的持续时间超过了 100天，是南极臭氧洞发现以来的最长记
录，而且臭氧洞的面积也在扩大，几乎可以相当于 3个澳大
利亚。
3、我国青藏高原上空也存在一个相对周围地区浓度
较低的区域。
3333 3ü33
300
333÷3333
3¨+ 33
3¨- 33
333÷33
333÷33
333÷3333
333333
3¨+ 33
3¨- 33
3¨+ 33
333333
333333
333333
33333333
200 250
333333333¨K 33
500
3000
70
80
50
60
20
40
90
300
400
200
100
0
10
30
?
?
?
è
￡
¨
k
m
￡
?
3
33
33
¨k
m
3
3
每升高 100m，
气温降低 0.65℃
O3
越往上氧、氦等气体的原子态越多
紫外线的强烈照
射,N2和 O2产生
不同程度的离解
大气中 90%的臭氧存在于平流层中，它是平流层
中最重要的化学组分，我们将这一层高浓度的臭氧称
为“臭氧层”。
臭氧浓度的表示法：柱浓度法，单位用多布森来
表示（ Dobson unit,简称 D.U.）。
D.U.的含义：将 0℃,一个大气压力下,10-5 m厚
的臭氧定义为 1个 Dobson 单位。
臭氧洞被定义为臭氧的柱浓度小于 200D.U.,即臭
氧的浓度较臭氧洞发生前减少超过 30%的地区。
大多数科学家认为，人类过多地使用氟氯烃类化学物质
（ CFCS）是破坏臭氧层的主要原因。
（ CFCS 于 1930年由美国杜邦公司投入生产，二战后
开始大量使用，主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂等）
臭氧层中存在着 O,O2,O3的动态平衡,CFCS非同
寻常的稳定性使 NOX,Cl,Br活性物质很容易在臭氧层
中聚集，使平衡向着臭氧分解的方向转移。
臭氧层破坏的原因
臭氧层破坏的危害
1、对人体健康的影响：破坏 DNA，皮肤病，白内障等
2、对陆生植物的影响：产量和质量下降，间接影响
3、对材料的影响：加速老化
4、对水生生态系统的影响：降低生产力，影响幼体
主要是控制 CFCS的使用。
目前各国都在加紧替代物品的开发，从长远看，采用
生物圈中固有的、对环境不起任何破坏作用的物质
是制冷剂发展的方向。
1985年, 保护臭氧层维也纳公约,
1987年, 关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书,
1999年 11月 29日, 北京宣言,
臭氧层的保护
1995年诺贝尔化学奖获得者
(三 ) 酸雨
它是 。 指大气中的酸通过降水（如雨、雾、
雪）迁移到地表，或在含酸气团气流的作用下
直接迁移到地表。引起酸沉降的主要物质是人为
和天然排放的 SOX（ SO2和 SO3） 和 NOX（ NO和 NO2）,
其天然源一般是全球分布的，而人为排放的 SOX
和 NOX则具有地区性分布的特点。
降水的 pH 小于 5.6
（ 1）对水生态系统的影响
（ 2）导致土壤酸化
（ 3） 腐蚀建筑物及名胜古迹
酸雨的危害
峨眉山冷杉受酸雨的影响
受酸雨破坏的树林
1992年 6月在巴西召开的联合国环境与发
展大会上，通过了, 生物多样性公约, 。
1994年，中国发布了, 中国生物多样性
保护行动计划, 。
(四 ) 生物多样性锐减
(五 ) 海洋污染
一、石油烃污染
二、近海海域赤潮
三、污染海洋的新罪犯 —有机锡
1、三丁酯锡（ TBT）的毒性,TBT具有突出的
“灭杀生物能力”。
2、三丁酯锡（ TBT）流入海洋的途径
