生态平衡与生态失调精.ppt
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1、生态平衡与生态失调第1页,本讲稿共69页生態平衡與失調的概念生態平衡與失調的概念生態系是一種環境與生物間的綜合協調狀態,也是一個不斷在做內部調整的動態平衡 系統。平衡是動態的而非絕對的,當生態系所承受的干擾超過其自動調節的能耐,失調的現象就會隨之出現。第2页,本讲稿共69页生態平衡的特質生態平衡的特質1.有多樣化的組成成分有多樣化的組成成分穩定、平衡的生態系,內部的生物成分是多樣化的,且彼此之間的協調適應,都會呈現出相當程度的依附和共生現象。例如成熟的生態系其族群組成較複雜,空間運用上也有更豐富的垂直分層與水平分布變化。第3页,本讲稿共69页2.有複雜化的傳遞途徑有複雜化的傳遞途徑生態系中的傳
2、遞功能表現在三種作用上:第一是能量流動能量流動;第二是物質循環物質循環;第三是信信息傳遞息傳遞。信息傳遞是指動物運用物理或化學的方法,來表達其外在的行為或內在的生理訊息。如鳥類的鳴聲和哺乳類的氣味。第4页,本讲稿共69页3.有平衡性的能量進出有平衡性的能量進出生態系趨向成熟穩定後,其總生產量與呼吸消耗量的比值會接近於一。代表生態系自外輸入的能量與向外輸出的接近平衡。3.有自我修復的調節能力有自我修復的調節能力平衡的生態系即使受到某些內在或外來的破壞,它仍會經由自身的調節能力而達到自我修復的功能。第5页,本讲稿共69页生態系的調節機制生態系的調節機制生態系的調節能力由下列五種機制所展現:1.1.
3、輸出與輸入的調節輸出與輸入的調節如果一個生態系中輸入的能量減少,那它就會以降低總生產量來因應。例如一個池塘因雨量減少而水域面積縮減,藻類與水草的初級生產量降低,那草食性動物如魚、蝸牛等就會因為食物競爭而降低族群密度,水禽、蛇類也會因為捕食機率減少而遷出這個生態系。第6页,本讲稿共69页2.2.負回饋控制調節負回饋控制調節生態系中的某一成分發生變化時,以回過頭來抑制最初的變化不要再繼續下去的方式來恢復平衡,是為負回饋控制。例如森林中如果鳥類大量增加(最初變因),子代數量就相對成長,但因為食物競爭加劇,造成很多雛鳥缺乏食物而不能育成。結果鳥類的數量就會受到抑制(最初變因消失)而恢復原來的平衡狀態。
4、第7页,本讲稿共69页3.3.生物與環境間的適應調節生物與環境間的適應調節不論變因是來自生物或環境,對應的另一方都會以因應性的改變來調整雙方的互動,使彼此的關係再恢復到原有的協調狀態。例如台灣冬天的低溫原本不適合吳郭魚的生存,但經由一代代的遺傳生理調節,吳郭魚已經在台灣全島定居下來,這就是調節生理以適應環境的一例。第8页,本讲稿共69页4.抵抗力調節抵抗力調節生態系承受外來干擾的耐受度稱為抵抗力。構造越複雜、發展越成熟的生態系,就會表現出越強的抵抗力來。例如森林群落對乾旱的耐受度就比草原群落要高一些;而海洋生態系對抗污染的自淨作用也比湖泊、河流要強許多。第9页,本讲稿共69页5.恢復力調節恢復
5、力調節生態系如果遭受強力的干擾,經過一段時間之後,仍然可以回復其原來的樣子,這就是生態系的恢復力。恢復力源自於生物延續其生命的堅韌本質,例如很多植物的種子或根、莖等繁殖體,在乾旱或火災過後都還有伺機而動的能力。第10页,本讲稿共69页生態失調的徵兆生態失調的徵兆生態失調的原因:儘管生態系具有各種自動調節的功能,但如果干擾強度過大,或承受干擾的時間過久,生態系仍然難逃被毀滅的命運。生態失調的原因可以為兩類:一是自然災變;另一是人為破壞。生態失調時會出現下列四種徵兆:組成成分組成成分缺損缺損、結構比例失衡結構比例失衡、能量流動受阻能量流動受阻、物質物質循環中斷循環中斷。第11页,本讲稿共69页1.
6、組成成分缺損組成成分缺損生態失調的第一種徵兆是構成生態系的某種成分消失了,常見的例子是人工性的森林砍伐。2.結構比例失衡結構比例失衡比成分缺損較輕微的徵兆是生態結構比例失衡的問題,這是指穩定的營養階層遭受干擾,使“底層多於上層”的比例關係發生變化。第12页,本讲稿共69页3.能量流動受阻能量流動受阻能量流動受阻經常伴隨食物鏈破壞或營養階層比例失衡而出現。4.物質循環中斷物質循環中斷正常的生態系中,生物與環境之間不斷在進行物質交換,這種生生不息的循環現象是生態穩定的指標。但在許多人為干擾下,物質循環中斷是目前常見的生態失調徵兆。例如農業栽培的全株採收,就會造成物質循環中斷。第13页,本讲稿共69
7、页現存的生態失調問題現存的生態失調問題著人類科技文明的發展,以及活動領域不斷擴張,生態問題有更多、更複雜的傾向。以問題的核心來區分,全球性的生態失調問題有人口人口、糧食糧食、水水、大氣大氣、海洋海洋、土壤土壤、物種滅絕物種滅絕與物理污染物理污染等八大項。第14页,本讲稿共69页1.1.人口的問題人口的問題人口暴增是貧困和污染的根源,因為要應付人口成長的需求,人類必須擴張耕地、伐林建屋、提高工業生產等等,於是生態失衡的問題也就源源不斷的出現。人口問題牽涉到許多社會和政治層面,問題的本質也不僅只是“量的增加”而已,它還伴隨著其他人口老化、素質下降等現象。第15页,本讲稿共69页世界的人口成長趨勢世
8、界的人口成長趨勢:2007年的全球總人口數,正在逼近63億人,中國13億人。人口增長的區域性差異人口增長的區域性差異:人口增長率的高低與現代化程度呈負相關,非洲及拉丁美洲增加最快。人口素質的隱憂人口素質的隱憂:人口素質,是指人民健康狀況、文化水平、知識道德、生產技能等綜合表現。由於經濟、教育較落後的地區或家庭,其子女數較多,造成人口素質因而劣化。人口傾向老齡化人口傾向老齡化:一個國家或地區,其60歲以上人口佔總人口數10%以上,或65歲以上人口佔總人口數7%以上,則稱該區域為老齡化社會。而人口結構逐漸老齡化是全世界的共同趨勢。第16页,本讲稿共69页第17页,本讲稿共69页2.2.糧食問題糧食
9、問題 全世界人口平均可得的耕地越來越少。但由於農業技術改良,每人平均可得的糧食仍然增加。歐、美、加等地區糧食產量佔全球的二分之一,但總人口數只有30%,地球另外70%的人口只分享另一半糧食。第18页,本讲稿共69页目前全球仍有三分之二的人口居住在糧食生產不足的地區,而有五分之一的人口仍處於營養不良的狀態。為了解決糧食不足的問題,擴大耕地與改良農技的後果,對生態環境產生相當程度的衝擊。第19页,本讲稿共69页第20页,本讲稿共69页3.3.水的問題水的問題全球的水問題可分為水源不足、水污染、地下水超量抽取三方面:水源不足水源不足:海水站總水量之97%,77%之淡水凍結在冰川及冰原,全球實際可供動
10、、植物以及人類使用的水,只佔總水量的0.65%而已。降水分布與耕地、人口分布不成比例,“水多地少”或“水少地多”的情形普遍存在。全球三分之一的人口仍在忍受缺水之苦。第21页,本讲稿共69页水污染水污染:目前嚴重的水污染問題有優養化優養化與毒性污染毒性污染二種。優養化(eutrophication),是指水體被過多的氮、磷、鉀等有機營養物所污染,初期會引發水中的藻類大量增殖,但最後則造成動植物全部消失。優養化的污染源是氮、磷、鉀等有機物,主要來自耕地或果園流失的人工施肥,其次是含有排泄物、食物殘渣及含磷清潔劑等生活廢水。台灣約1/4河川及1/2水庫已遭受優氧化威脅第22页,本讲稿共69页第23页
11、,本讲稿共69页造成水體毒性污染的污染源主要是重金屬及有機毒物。毒性污染隨著食物鏈而累積,就是所謂的生物累積作用。第24页,本讲稿共69页地下水超量抽取地下水超量抽取 以動力機械大量抽取深層地下水,造成地質構造遭受破壞而出現嚴重的地層下陷現象。第25页,本讲稿共69页綠牡蠣事件綠牡蠣事件(水污染案例水污染案例)牡蠣又叫蚵仔或生蠔,是一種營養豐富的水產食品。民國75年元月,高雄縣茄定鄉的養殖牡蠣呈現不正常的綠色,面積廣達四百五十公頃。經實驗發現,牡蠣體內如果堆積了銅離子,顏色就會轉變成奇異的翠綠色。第26页,本讲稿共69页茄定鄉養殖牡蠣之所以變綠,是因為二仁溪上游的廢五金處理廠以鹽酸、硫酸、硝酸
12、等液體酸洗廢五金後,將未經處理的含銅廢水直接排入二仁溪中。牡蠣對銅離子的毒性具有極高的忍受力,所以即使在體內堆積高濃度的銅離子也不至於死亡。第27页,本讲稿共69页但由於人類對銅離子的毒性非常敏感,微量吸收就可能引發中毒症狀。為免危及民眾健康,茄萣鄉受污染的綠牡蠣最後全部焚毀,因此造成高達四千餘萬元的損失,這就是台灣水質污染史上名噪一時綠牡蠣事件。第28页,本讲稿共69页4.4.大氣的問題大氣的問題大氣圈是生態系中很重要的一環,主要成分78.09%為氮氣,20.95%為氧氣,其它還有氬氣、二氧化碳以及氖、氦等微量氣體。目前大氣的問題,包括空氣污染空氣污染、酸雨酸雨、大氣溫室效應大氣溫室效應、臭
13、氧層破壞臭氧層破壞、逆溫層加逆溫層加重空氣污染的嚴重性重空氣污染的嚴重性等五個層面。第29页,本讲稿共69页空氣污染空氣污染空氣污染是指在某一區域內,空氣中被輸入一種或多種的污染物,並持續一段時間足以對動、植物和人類產生危害的現象。空氣污染的污染源有:粉塵、光化學煙霧、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氟化氫等。第30页,本讲稿共69页酸雨酸雨早期對酸雨的認定是以pH值低於5.6為準,但之後將之修訂為pH值低於5.0,台灣環保署採用修訂後的標準。酸雨形成的原因是:空氣中的一氧化氮或二氧化硫被陽光照射產生光化學氧化作用,其後溶解在空氣中的水蒸氣而成硝酸或硫酸,再隨雨水落下即成酸雨。第31页,本讲稿共
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