资源与环境.pptx

第三章资源与环境自自然然资资源源 自自然然界界中中人人类类可可以以直直接接获获得得的的用用于生产和生活的物资。于生产和生活的物资。自然资源分为三类：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)第一节第一节 能源与环境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1.能源结构：能源结构：一一、世世界界能能源源消消耗耗概概况况目前世界上消耗最多的能源是石油。二二、能能量量生生产产与与环环境境污污染染能能源源消消耗耗最最多多的的是是电电力力部部门门，各各种种发发电电对对环环境境产产生生的的共共同同效效应应是是热热污污染染，能能源源不不同，对环境还会产生一些特殊的污染。同，对环境还会产生一些特殊的污染。1.热污染热污染各各类类火火电电站站中中热热能能利利用用的的平平均均效效率率为为33。许许多多电电厂厂都都通通过过冷冷却却水水把把“余余热热”排排入入环环境境中中的的水水体体，由由于于其其水水温温比比水水域域温温度度平平均均要要高高出出8 C左左右右。在在多多数数情情况况下下会会引引起起热热污污染染。目目前前大大多多采采用用自自然然通通风风的的湿湿式式冷冷却却塔塔使使水水经经冷冷却却后后反反复复使使用用，可可免免除除对水源的热污染。对水源的热污染。水Q燃料高温高压高温高压水蒸汽水蒸汽汽轮机汽轮机电能电能废蒸汽废蒸汽冷却器冷却器冷凝水冷凝水冷水冷水温水温水湿式冷却塔湿式冷却塔热空气热空气热空气热空气 +水汽水汽水汽水汽冷空气冷空气冷空气冷空气排入水体排入水体 造成热污染造成热污染补充水补充水大气大气大气大气2.其他形式的污染其他形式的污染使用化石燃料使用化石燃料的火电的火电开采：开采：运输：运输：发电：发电：污染大气和水体污染大气和水体破坏地壳的力学平衡破坏地壳的力学平衡地陷地陷耗能、扬尘、污染水体。耗能、扬尘、污染水体。SO2,NO2,CO2污染大气，污染大气，加剧温室效应加剧温室效应烟尘烟尘粉煤灰粉煤灰据该能源统计提供的数据，截至去年底，全球原油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剩余探明储量为1.2581.258万亿桶（不含加拿大油砂）。万亿桶（不含加拿大油砂）。按按20082008年的年开采速度计算，可开采年的年开采速度计算，可开采4242年。年。以同样方式计算，现有天然气储量能满足以同样方式计算，现有天然气储量能满足6060年的开年的开采。采。而煤炭储量可生产而煤炭储量可生产122122年。年。水水水水电电电电：水水库库建建造造和和建建成成后对环境影响后对环境影响生物方面生物方面社会经济方面社会经济方面水库中水的物化性能水库中水的物化性能自然方面自然方面核电：核电：核电：核电：核泄漏导致放射性污染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，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燃料成本所占的比例远较其它发电方法为低（核电为（核电为16%；燃煤为；燃煤为60%；燃油为；燃油为74%；天；天然气为然气为83%），故发电成本受国际能源价格波），故发电成本受国际能源价格波动的影响较小。动的影响较小。因此，对于缺乏自产能源的国家而言，是个不因此，对于缺乏自产能源的国家而言，是个不错的选择。错的选择。任何发电方法均会对环境带来冲击。燃油及燃煤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。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。性废料在处置上较麻烦，但数量却很少。已目前的技术而言，经过适当的设计，已经可以已目前的技术而言，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，人们却术层面而言，人们却已有能力长期贮存核能废料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，（？）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。也是最符合环保需求及永续发展的能源。核电厂正常运转时，由炉心核燃料分裂过程，伴核电厂正常运转时，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！为炉心融毁，厂房爆炸，造成重大灾难！核电厂只要运转就会有核废料产生，目前世界各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，造成细胞核里辐射效应，造成细胞核里DNADNA的核酸序列被删除或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变化、转移系列位子，以及瞬间核能量造成一段DNADNA不见了，而引发癌症及遗传缺陷。在有核子污不见了，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。儿畸形或死胎已成瘟疫式流行现象。美国：现有核电站美国：现有核电站104座，发电量占全国总发电量座，发电量占全国总发电量19 法国：现有核电站法国：现有核电站59座，发电量占全国总发电量座，发电量占全国总发电量78 日本：现有核电站日本：现有核电站56座，发电量占全国总发电量座，发电量占全国总发电量23 英国：现有核电站英国：现有核电站23座，发电量占全国总发电量座，发电量占全国总发电量22 德国：现有核电站德国：现有核电站17座，发电量占全国总发电量座，发电量占全国总发电量28 中国是现在世界上在建核电站最多的国家。中国是现在世界上在建核电站最多的国家。我国核电在建我国核电在建23台，占世界在建台，占世界在建57台机组的台机组的40%，“十二五十二五”期间，中国核电建设将进入高峰。期间，中国核电建设将进入高峰。会议决定立即对中国核设施进行全面安检；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；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。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会议要求继续加强辐射环境监控和重点区域监测。域监测。三三、开开发发新新能能源源1.太阳能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(3.751023千瓦)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 8.01013千瓦550万吨煤的能量。2.生物能源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。3.核聚变能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 108kJ每克U-235裂变时所释放的能量为8.2 107kJ这个反应需要非常高的温度(109 C)4.地热能地热能地球中心温度高达45005000C，在离地表100km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=90150C热 水 t 90C利用地热产生的问题热 热污染 H2S 污染地面沉降5.其他能源其他能源氢氢氢氢 能能能能 发热量大(H=4C)，产物为水，从水可得氢，可循环反复，无污染。海海海海洋洋洋洋能能能能 波浪能、潮汐能、温差能、渗透压能。风风风风 能能能能 随季节、地区而异。“十二五十二五”新能源开发七大重点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，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，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，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。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：到未来中国新能源开发利用的战略目标是：到2020年，年，核能、风能、太阳能等新兴能源要成为能源总需求中核能、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，加上水能共提供约增量部分的主力军，加上水能共提供约6亿吨标准煤，亿吨标准煤，占一次能源消费总量的占一次能源消费总量的15%；到；到2030年，新兴能源年，新兴能源要成为主流能源之一，加上水能共提供要成为主流能源之一，加上水能共提供20%以上的一以上的一次能源消费量。次能源消费量。加强核电安全体系建设，加快核电发展。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。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。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。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发利用.因地制宜发展生物质能和地热能产业。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。目建设。矿产资源矿产资源 可耗竭资源可耗竭资源一一、矿矿产产资资源源的的消消耗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 第二节第二节 矿产资源与环境矿产资源与环境目前占世界人口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。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：劣势：品位低，富矿少，大宗消耗的资源大都不富有。二二、矿矿山山开开发发与与环环境境污污染染采矿、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SO2(空气污染)海洋开采 海洋污染人类只有一个地球，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。第三节第三节 土地资源与环境土地资源与环境一一、土土地地资资源源的的可可持持续续利利用用1.土地资源可持续利用的定义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。”从从人人地地关关系系角角度度出出发发，“人人地关系的协调和共荣地关系的协调和共荣”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。2.土地资源可持续利用的实质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。二二、土土地地资资源源的的破破坏坏土地破坏的土地破坏的几个方面几个方面土土 地地 侵侵 蚀蚀美美国国良良田田损损失失土土壤壤3 109吨吨/年年中国耕地净减中国耕地净减26.1万公顷万公顷水水 土土 流流 失失 中中国国水水土土流流失失面面积积占占国国土土的的1/6，长长江江、黄黄河河带带走走泥泥沙沙2.6 109吨吨/年年，相相当当40万万公公顷顷良田。良田。土土 地地 荒荒 漠漠 化化世世界界荒荒漠漠化化损损失失农农田田500700亿公顷亿公顷/年。年。中中国国荒荒漠漠化化以以2100km2/年年速速度扩展度扩展.三三、土土 壤壤 污污 染染土壤是由气、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。1.土壤污染和净化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)2.土壤污染物土壤污染物(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)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。第四节第四节 生物资源与自然保护生物资源与自然保护一一、森森林林环环境境资资源源1.热带森林环境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。2.中国的森林环境资源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(m3)8.612.0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。3.中国人工林地衰退现状与对策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 28.3m3(日本为179m3)。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 生必必须须采采取取有有效效措措施施二二、草草 原原 资资 源源草原面积(公顷)3109 2.9108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。三三、野野生生动动植植物物资资源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。四四、自自然然保保护护1.自然保护的意义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。2.自然保护区自然保护区(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。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。(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；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。按自然保护区的性质和任务进行分类a.a.自然保护区：自然保护区：自然保护区：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。(永久保护区永久保护区永久保护区永久保护区)b.b.国国国国家家家家公公公公园园园园、自自自自然然然然公公公公园园园园：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.c.保保保保护护护护性性性性禁禁禁禁区区区区：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。按自然保护区管理系统进行分类a.a.国国国国家家家家级级级级：由国家中央管理的保护区，如四川卧龙b.b.地方级：地方级：地方级：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。最小可存活种群（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测定确保一个物种生存所需要的最小数量最小数量是保护生物是保护生物学很重要的课题。学很重要的课题。一个个体一个个体，一对个体一对个体不能构成一个繁殖种群的最小单不能构成一个繁殖种群的最小单位。位。保护的目标是对最稀有的物种维持一个最小可存活种保护的目标是对最稀有的物种维持一个最小可存活种群。群。不同国家和地区，不同的社会经济条件，人们对同一不同国家和地区，不同的社会经济条件，人们对同一物种制定的物种制定的MVP的标准可能不同。的标准可能不同。存活概率标准可以是存活概率标准可以是50%、95%或或99%;保持遗传多保持遗传多样性的标准可以是样性的标准可以是95%或更高；或更高；而存活时间期限可定为而存活时间期限可定为50年、年、100年等。年等。通常把低于或等于通常把低于或等于100年的存活期限称短期存活，年的存活期限称短期存活，高于高于100年至几百年的存活期限定为中期存活，年至几百年的存活期限定为中期存活，1000年或高于年或高于1000年的存活期限称为长期存活。年的存活期限称为长期存活。通常定义为种群数量足够大以致在通常定义为种群数量足够大以致在200年内能够保留年内能够保留该物种该物种90%的基因多样性，或者种群数量足够，可以的基因多样性，或者种群数量足够，可以95%的可信度确保该物种存活的可信度确保该物种存活100年。年。理想的是能有一个神奇的理想的是能有一个神奇的MVP数值可以满足所有物数值可以满足所有物种，但是没有。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。因导致的灭绝危险减小。少于少于10对，几代之内。对，几代之内。20-50，容易近亲繁殖。，容易近亲繁殖。大于大于50，短期，短期MVP大于大于500，中期，中期MVP