教案环境管理概论.docx
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教案环境管理概论
教案
顺序号
1
授课班级
环保1431、分析1434、分析1435
授课日期
年月日第三周星期第节
授课方法
讲授
授课章节名称
1 环境保护基础知识
1.1 环境问题
1.1.1 环境
1.1.2 环境问题
教学目的
环境保护基础
教学
重点与难点
环境
更改、补充
删节内容
使用教具
课外作业
课后笔记
检查意见
签字:
教学过程设计
第一节环境及其组成
一、环境与环境要素
二、环境的分类包括聚落环境、地理环境、地质环境和宇宙环境
三、环境的功能特性主要有:
整体性、有限性、不可逆性、隐显性、持续反应、灾害放大性
第二节环境问题
一、环境问题的定义与分类:
我们在这里所指的环境问题是从狭义上讲的,它是指由于人类的生产和生活方式所导致的各种环境污染、资源破坏、和生态系统失调。
环境问题可分为原生环境问题和次生环境问题两大类。
环境学主要研究对象是次生环境问题,其表现形式为环境破坏、环境污染与干扰。
二.环境问题产生与原因:
人口压力、资源的不合理利用、片面追求经济增长。
三.环境问题的实质:
社会、经济、环境之间的协调发展问题以及资源的合理开发利用问题。
环境问题的特点:
全球化、综合化、社会化、高科技化、积累化、政治化。
四.环境问题的发展趋势
环境问题贯穿与人类发展的整个阶段,在不同的历史阶段,由于生产方式和生产力水平的差异,环境问题的类型、影响范围和程度也不尽一致。
这一小节主要让我们了解当前全球化将导致怎样的未来环境,对人类社会的持续发展又将产生怎样的影响。
第三节环境学的研究内容和任务
一.环境学的研究主要有四方面内容:
1.环境质量的基础理论
2.污染控制与防治
3.环境检测分析技术,环境质量预测、预报技术
4.环境问题与人体健康的关系
二.环境学主要任务:
1.探索全球范围内自然环境演化的规律
2.探索全球范围内人与环境的相互依存关系
3.协调人类的生产、消费活动同生态要求之间的关系
4.探索区域污染综合防治的途径
教案
顺序号
2
授课班级
环保1431、分析1434、分析1435
授课日期
年月日第三周星期第节
授课方法
讲授
授课章节名称
1 环境保护基础知识
1.2 环境保护
1.2.1 环境科学
1.2.2 环境承载力
1.2.3 环境保护
教学目的
环境保护
教学
重点与难点
环境承载力
更改、补充
删节内容
使用教具
课外作业
课后笔记
检查意见
签字:
教学过程设计
环境承载力是指在一定时期内,在维持相对稳定的前提下,环境资源所能容纳的人口规模和经济规模的大小。
地球的面积和空间是有限的,它的资源是有限的,显然,它的承载力也是有限的。
因此,人类的活动必须保持在地球承载力的极限之内。
环境承载力又称环境承受力或环境忍耐力。
它是指在某一时期,某种环境状态下,某一区域环境对人类社会、经济活动的支持能力的限度。
人类赖以生存和发展的环境是一个大系统,它既为人类活动提供空间和载体,又为人类活动提供资源并容纳废弃物。
对于人类活动来说,环境系统的价值体现在它能对人类社会生存发展活动的需要提供支持。
由于环境系统的组成物质在数量上有一定的比例关系、在空间上具有一定的分布规律,所以它对人类活动的支持能力有一定的限度。
当今存在的种种环境问题,大多是人类活动与环境承载力之间出现冲突的表现。
当人类社会经济活动对环境的影响超过了环境所能支持的极限,即外界的“刺激”超过了环境系统维护其动态平衡与抗干扰的能力,也就是人类社会行为对环境的作用力超过了环境承载力。
因此,人们用环境承载力作为衡量人类社会经济与环境协调程度的标尺。
生态承载力大体可以分为土地资源承载力、水资源承载力等类型。
在人类面临粮食危机、土地日趋紧张的情况下,科学家提出了土地承载力的概念。
在环境污染蔓延全球、资源短缺和生态环境不断恶化的情况下,科学家相继提出了资源承载力、环境承载力、生态承载力等概念。
环境承载力,指维持人与自然环境之间的和谐的前提上,环境所能够承受的人类活动的阈值。
区域环境承载力:
在一定区域内环境对开发活动的强度和规模的可承受能力。
环境承载力:
是指环境能持续供养的人口数量。
也就是人口容量,大于人口合理容量。
教案
顺序号
3
授课班级
环保1431、分析1434、分析1435
授课日期
年月日第四周星期第节
授课方法
讲授
授课章节名称
2 生态系统与生态保护
2.1 生态系统
2.1.1 生态学
2.1.2 生态系统
2.1.3 生态系统的功能
教学目的
生态系统
教学
重点与难点
生态系统
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删节内容
使用教具
课外作业
课后笔记
检查意见
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教学过程设计
第一节生态学的含义及其发展
生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的学科。
由于人类环境问题和环境科学的发展,生态学扩展到人类生活和社会形态等方面,把人类这一个生物物种也列入了生态系统中,研究并阐明整个生物圈内生态系统的相互关系问题,这样便形成了人类生态学,形成了这一领域更广泛、内容更丰富的学科。
现代生态学应该是一门多学科的自然学科,它研究生命系统与环境系统之间相互作用的规律及机理。
生态学发展的进程特点:
1.从定性探索生物与环境的相互作用,到定量研究;2.从个体生态系统到复合生态系统,由单一到综合,由静态到动态地认识自然界的物质循环与转化规律;3.与基础学科、应用学科相结合,发展了生态学,扩大了生态学领域。
第二节生态系统
生态系统是一定空间内生物和非生物通过物质的循环、能量的流动和信息的交换而相互作用、相互依存所构成的一个生态学功能单位。
本小节主要讲生态系统的组成、结构、类型以及特征。
第三节生态系统的功能
生态系统的基本功能是由生态系统中的生命物质---生物群落来实现的。
其包括生物生产、生态系统中的能量的流动、生态系统中的物质循环以及生态系统的信息传递。
教案
顺序号
4
授课班级
环保1431、分析1434、分析1435
授课日期
年月日第四周星期第节
授课方法
讲授
授课章节名称
2 生态系统与生态保护
2.2 生态平衡
2.2.1 生态平衡的概念
2.2.2 生态平衡的破坏
2.2.3 生态学在环境保护中的作用
教学目的
生态平衡
教学
重点与难点
生态平衡
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删节内容
使用教具
课外作业
课后笔记
检查意见
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教学过程设计
第四节生态平衡与失调
生态平衡是指在一定时间内生态系统中的生物和环境之间,生物各个种群之间通过能量流动、物质循环和信息传递,使它们相互间达到高度适应、协调和统一的状态。
破坏生态平衡的因素有自然因素和人为因素。
本小节将介绍生态平衡的标志、生态系统的调节机制以及生态系统的自我调节能力。
第五节生态学的一般规律
生态学的一般规律主要有:
1.相互依存与相互制约规律;2.物质循环转化与再生规律;3.物质输入输出的动态平衡规律;4.相互适应与补偿的协同进化规律;5.环境规律的有效极限规律。
第六节生态学在环境保护中的应用
人类活动对环境的影响
充分利用生态系统的调节能力
综合利用自然资源和能源
中国生态现状以及保护措施
教案
顺序号
5
授课班级
环保1431、分析1434、分析1435
授课日期
年月日第五周星期第节
授课方法
讲授
授课章节名称
2 生态系统与生态保护
2.3 生态保护
2.3.1 环境质量的生物评价
2.3.2 生物净化作用
2.3.3 生物多样性
教学目的
生物多样性
教学
重点与难点
生物多样性
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删节内容
使用教具
课外作业
课后笔记
检查意见
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教学过程设计
物种多样性-生态系统功能关系是全球生态学者所关注的重点内容。
科学家利用植物、动物及微生物对物种多样性与生态系统功能关系进行了大量研究,这些研究就物种多样性对系统生产力、分解性、养分循环、稳定性和入侵性的作用进行了探讨,表明物种多样性对生态系统功能有重要影响。
但随着生物多样性的急剧丧失,生物群落的物种成分发生了重大改变,导致了生态系统功能的破坏,进而影响着生态系统对人类的服务功能,使得这一问题成为生态学界继续关注的重大科学问题。
人类活动导致全球环境变化,加速了生境丧失和物种绝灭的速率,对生态系统构成严重胁迫物种的丧失或增加(如外来种的入侵)对生态系统的功能和稳定性会造成怎样的影响,需要我们做出客观的评估和预测(McCann,2000)。
生物多样性与生态系统稳定性这一古老的论题再一次成为生态学界关注的焦点根据食物网理论提出稳定性随着能量通路的增加而提高的论点。
因此,生物多样性可以提高系统对扰动的抵抗力或增加生态系统的可靠性认为,系统中的联结越大,系统就越不稳定,而高的多样性总是与系统的分室结构和互作强度的减弱相关联。
一多样性与稳定性概念评议
1.1生物多样性
物种多样性是群落生物组成结构的重要指标,它不仅可以反映群落组织化水平,而且可以通过结构与功能的关系间接反映群落功能的特征。
生物群落多样性研究始于本世纪初叶,当时的工作主要集中于群落中物种面积关系的探讨和物种多度关系的研究。
70年代以后,Whittaker(1972)、Pielou(1975)、Washington(1984)和Magurran(1988)等对生物群落多样性测度方法进行了比较全面的综述,对这一领域的发展起到了积极的推动作用。
生物多样性通常包含三层含义,即生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性。
狭义的遗传多样性是指物种的种内个体或种群间的遗传(基因)变化,亦称为基因多样性。
广义的遗传多样性是指地球上所有生物的遗传信息的总和。
物种多样性是指一定区域内生物钟类(包括动物、植物、微生物)的丰富性,即物种水平的生物多样性及其变化,包括一定区域内生物区系的状况(如受威胁状况和特有性等)、形成、演化、分布格局及其维持机制等。
生态系统多样性是指生物群落及其生态过程的多样性,以及生态系统的内生境差异、生态过程变化的多样性等。
从目前来看,生物群落的物种多样性指数可分为α多样性指数、β多样性指数和γ多样性指数三类。
α多样性指数包含两方面的含义:
①群落所含物种的多寡,即物种丰富度;②群落中各个种的相对密度,即物种均匀度。
β多样性指数可以定义为沿着环境梯度的变化物种替代的程度。
不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少,β多样性越大。
精确地测定β多样性具有重要的意义。
这是因为:
①它可以指示生境被物种隔离的程度;②β多样性的测定值可以用来比较不同地段的生境多样性;③β多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性。
1.2生态系统稳定性
生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持自身结构和功能相对稳定的能力,以及在受到一定的干扰后恢复到原来平衡状态的能力。
它包括以下几个概念。
1.抵抗力稳定性和恢复力稳定性抵抗力也叫抗变能力,表示生态系统抵抗外界干扰和维持系统的结构和功能保持原状的能力。
恢复力稳定性表示生态系统在受到外界干扰后恢复到原来状态的能力。
2.局域稳定性和全域稳定性局域稳定性表示生态系统在经受小的干扰后回到原状的能力。
全域稳定性表示生态系统在经受一次大的干扰后恢复到原状的能力。
对不同的生态系统来说,这两种稳定性可能有下列4种情况
(1)局域稳定性和全域稳定性都低(图中以小球是否容易保持稳定来表示);
(2)局域稳定性高,全域稳定性低;(3)局域稳定性低,全域稳定性高;(4)局域稳定性和全域稳定性都高。
3.脆弱性和强壮性能在环境条件改变不大的情况下保持稳定的生态系统称为脆弱的生态系统。
能在环境变化范围很大的条件下保持稳定的生态系统称为强壮的生态系统
二多样性与稳定性相关机理初探在生物多样性与生态系统稳定性研究动态的基础上,从生物多样性和稳定性的概念出发,可以确定忽视多样性和稳定性的生物组织层次可能是造成观点纷争的根源之一。
特定生物组织层次的稳定性可能更多地与该层次的多样性特征相关。
探讨多样性和稳定性的关系应从不同的生物组织层次上进行。
扰动是生态系统多样性与稳定性关系悖论中的重要因子,如果根据扰动的性质,把生态系统(或其他组织层次)区分为受非正常外力干扰和受环境因子时间异质性波动干扰"类系统,稳定性的结合对群落和种群层次多样性与稳定性相关机制的初步讨论:
在特定的前提下,多样性可以导致稳定性。
例如采用多样性理论和冗余理论对固沙植物群落稳定性机制进行论述.物种多样性的变化能很好地反映固沙植物群落的稳定性状态.在生物学各级水平都存在冗余,冗余是生命系统在长期的进化过程中逐渐形成的一种特性,其主要功能是确保生物个体和群体更好地适应极端环境、维持正常的生长发育和保持稳定,而且其功能只是在受到干扰时才明显地表现出来.削弱冗余,会导致在个体、种群或群落水平上产生补偿作用,以此来增加群落的功能.固沙植物群落的稳定程度主要取决于群落内冗余的数量和结构,冗余越多结构越复杂,群落越稳定.削弱固沙群落的根系冗余可获得生物量上的补偿,但使群落稳定性下降.
①多数生态学家认为,群落的多样性是群落稳定性的一个重要尺度,多样性高的群落,物种之间往往形成了比较复杂的相互关系,食物链和食物网更加趋于复杂,当面对来自外界环境的变化或群落内部种群的波动时,群落由于有一个较强大的反馈系统,从而可以得到较大的缓冲。
从群落能量学的角度来看,多样性高的群落,能流途径更多一些,当某一条途径受到干扰被堵塞不通时,就会有其它的路线予以补充
②May(1973,1976)等生态学家认为,生物群落的波动是呈非线形的,复杂的自然生物群落常常是脆弱的,如热带雨林这一复杂的生物群落比温带森林更易遭受人类的干扰而不稳定。
共栖的多物种群落,某物种的波动往往会牵连到整个群落。
他们提出了多样性的产生是由于自然的扰动和演化两者联系的结果,环境的多变的不可测性使物种产生了繁殖与生活型的多样化。
三.物种多样性在生物系统中的功能和作用
3.1.有关物种在生物系统中作用的假说物种以什么样的机制维持生物系统的稳定?
这是一个非常重要的但是目前还仍然没有解决的生态学问题,而且是生物多样性与生物系统功能关系中的核心问题。
目前有关物种在生态系统中作用的假说有下列4种。
(1)冗余种假说(Redundancyspecieshypothesis):
生物系统保持正常功能需要有一个物种多样性的域值,低于这个域值系统的功能会受影响,高于这个域值则会有相当一部分物种的作用是冗余的(Walker1992)。
(2)铆钉假说(Rivethypothesis):
铆钉假说的观点与冗余假说相反,认为生物系统中所有的物种对其功能的正常发挥都有贡献而且是不能互相替代的(Ehrlich,1981),正像由铆钉固定的复杂机器一样,任何一个铆钉的丢失都会使该机器的作用受到影响。
(3)特异反应假说(Idiosyncraticresponsehypothesis):
特异反应假说认为生物系统的功能随着物种多样性的变化而变化,但变化的强度和方向是不可预测的,因为这些物种的作用是复杂而多变的。
(4)零假说(Nullhypothesis)零假说认为生物系统功能与物种多样性无关,即物种的增减不影响生物系统功能的正常发挥。
3.2概念与类型上述4个假说中都没有对每个物种的作用程度做出明确的说明。
在生物系统中不同物种的作用是有差别的。
其中有一些物种的作用是至关重要的,它们的存在与否会影响到整个生物系统的结构和功能,这样的物种即称为关键种(Keystonespecies)或关键种组(Keystonegroup)。
关键种的作用可能是直接的,也可能是间接的;可能是常见的,也可能是稀有的;可能是特异性(特化)的,也可能是普适性的。
依功能或作用不同,可将关键种分为7类。
关键种的鉴定目前比较成功的研究多在水域生态系统,而陆地生态系统的成功实例相对较少(Menge等,1994)。
3.3.功能群的划分及其意义:
为了更好地认识生物多样性与生物系统结构和功能的关系,有必要引入功能群的概念。
功能群是具有相似的结构或功能的物种的集合,这些物种对生物系统具有相似的作用,其成员相互取代后对生物系统过程具有较小的影响。
将生物系统中的物种分成不同的功能群的意义表现在:
(1)使复杂的生物系统简化,有利于认识系统的结构和功能
(2)弱化了物种的个别作用,从而强调了物种的集体作用。
四.多样性稳定性的意义及其价值
生物多样性是地球上生命长期进化的结果,更是人类赖以生存的物质基础。
由于当今世界人口的高速增长,人类经济活动的不断加剧,生物多样性正面临着日益严重的威胁,其原因原因在于以下几点:
(1)人口增加;
(2)生境破坏;(3)环境污染;(4)人类大规模的迁移。
除外界因素之外,物种本身的遗传特点,也往往促成了灭绝的发生。
如某些种定居与食物链的高级位,还有一些种分布的范围十分有限,某些种散步和定居的能力很弱,它门对环境有特殊的要求,等等这些原因。
通过对生物多样性稳定性的研究,从生物多样性的保护与持续利用的角度出发,很好的利用生物多样性具有的现实及其未来的社会经济价值,等等。
随着生物多样性研究的不断深入,从以物种为中心转向一生态系统为重点,即从多样性的生物学研究向转向多样性的生态学研究,在大多数物种特化群落或营养级网络层次上认识种群和群落的多样性结构、功能和动态特征。
这样将能使种群生物学和保护生物学与生态学的研究内容有机的联系起来,予以它们某种统一规律的认识。
充分考虑生物多样性从个体至生态系统的多层次组织结构及其功能的重要性,从而深入了解生物多样性的产生、维持和濒危机制,以及生物多样性结构与动态变化过程的相互关系。
教案
顺序号
6
授课班级
环保1431、分析1434、分析1435
授课日期
年月日第五周星期第节
授课方法
讲授
授课章节名称
3 资源的利用与保护
3.1 资源3.1.1 资源的概念3.1.2 资源的分类
3.2 资源的利用与保护
3.2.1 土地资源3.2.2 水资源3.2.3 生物资源3.2.4 矿产资源
3.2.5 海洋资源3.2.6 人口与资源
教学目的
资源
教学
重点与难点
资源的利用与保护
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删节内容
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教学过程设计
第一节自然资源
自然资源概述:
自然资源是指在自然界中能被人类用于生活和生产的物质和能量的总称,它是自然环境的重要组成部分。
它包括土地资源、水资源、气候资源、生物资源和矿产资源。
其基本特征有整体性、区域性、多用性、两重性、有限性。
人类与自然资源的关系:
1.原始型---依附性利用;2.传统型---改造性利用;3.现代型---掠夺性利用;4.未来型---协调性利用。
合理开发、利用自然资源就是要尽可能地避免资源的退化和耗竭,并能以较少的自然资源为人类创造出较多的物质财富,获得较高的经济效益,同时又能很好的保持生态平衡,不断提高环境质量。
第二节土地资源的利用与保护
土地是地球陆地表面人类生活和生产活动的主要空间场所。
本小节主要介绍土地的类型、土地资源的利用概况以及土地资源的保护和合理利用。
第三节水资源的利用与保护
(一)水资源及其重要作用
水是地球上最丰富的自然资源,是可再生的,通过自己的循环过程不断的复原。
这里的水资源即淡水资源。
因为地球上的海洋、河流、湖泊、冰川的水,地下水,土壤水和生物水,在地球周围形成一个紧密联系的,相互作用又相互不断交换的水圈。
但是这绝大部分的水不能或不适用于人类所用,因为只有淡水才是人类的主要水资源!
水资源的重要作用有:
1.水是生命之源;2.水是农业的命脉;3.水是工业的血液;4.水是城市发展繁荣的基本条件;5.水对调节自然环境有特殊的作用。
(二)世界水资源的利用概况
水资源的消耗主要有:
生活用水、工业用水和农业用水。
随着人类文明的进步,对水资源的需求量将越来越大,但是可供人类使用的水资源将不会增加,甚至会因人为的污染等因素而使质量变差,数量减少。
因此,水资源匮乏是全球性的普遍问题。
(三)我国水资源的利用概况:
水资源总量大、水资源的时空分布不均匀、我国水资源开发利用各地不平衡、水资源利用率低,浪费严重,供需矛盾尖锐。
(四)水资源的保护和合理开发
这一小节主要介绍我国淡水资源利用面临的问题以及水资源的保护措施。
第四节森林资源的利用与保护
森林资源是地球上比较复杂的蕴藏着丰富生物资源和基因库资源的一种自然生态系统。
森林与森林生态系统
主要介绍森林生态系统的结构、功能;森林对气候的影响;森林涵养水源的功能;森林保持水土的功能;森林生态系统对环境的保护功能;维持全球生态平衡,保护物种多样性。
世界森林资源概况
由于森林资源一直在不断的发生着量变和质变,有人工的造林和砍伐,也有森林的自然生长、演替、衰老和退化,所以至今,世界森林资源尚没有一个精确的数字。
我国森林资源状况
我国森林资源不足,覆盖率低,人均水平更低;分布不均匀,可及率低;结构失调,可采资源继续减少;防护能力减弱;森林质量不高。
(四)我国森林资源开发利用中存在的问题
1.毁林开荒和滥伐现象及其严重;2.缺乏科学管理,资源浪费严重;3.森林火灾及病虫害损失严重。
(五)森林资源的保护
1.经营和管理好现在的森林资源;2.大力植树造林,提高森林覆盖率;3.积极建设防护林体系;4.积极发展经济林;5.适当开发薪炭林;6.依靠科技进步,加强科学管理,促进森林资源的保护与发展。
矿产资源的利用与保护
矿产资源及其特征:
矿产资源的有限性、矿产资源具有共生性、伴生性、分布不均匀性。
世界矿产资源的储量
对于矿产资源的储量,有两个不同的概念:
一个是已探明储量,即为人类所确知的矿产资源的数量;另一个是估计储量,即专家根据各种资料对矿产资源总量的估计。
我过矿产资源概况:
中国矿产资源总量多,人均占有量少、中国矿产资源有丰有歉、中国大宗矿产贫矿多,富矿少、中国矿床规模有大有小、中国矿产资源分布面广但不均衡
我国矿产资源开发利用中存在的主要问题:
需求对矿产资源压力大、资源浪费严重、环境污染严重
海洋资源的利用与保护
海洋资源的概
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