第十讲人工生态系统.ppt

第十章 人工生态系统 人类出现在地球上后，为了自身的生存，就开始了对自然环境的改造。通过人类的创造性活动，现在的地球环境中，除了自然生态系统，还有人类创造的人工生态系统。这就是一万年前左右开始的农业革命，创造的农业生态系统；以及两百年前开始的工业革命，创造的近代城市生态系统。 农业生态系统 1.农业生态系统的成分与结构 2.农业生态系统的特点及其评价 农业生态系统的生产者——农作物，初级消费者——家畜、家禽都是人工创造的。作为绿色植物的农作物，其光能转换率比野生植物光能转移率要高，有的可达1.3％。在现代的生态农场中，使太阳能变为生物能的转换率，最高的可比野生植物乃至农作物高出4～12倍。另一方面，由于除了人类以外，只有初级消费者：家畜、家禽，所以，食物链很短。包括人类在内，食物链营养级只有2-3级，因此，光能的利用率较高。农业生态系统是完全由人类控制其功能而发挥作用的，尽管它仍然受着其它自然因素的影响。 农业生态系统创造以来，在人类的发展过程中起着重大作用。农业生态系统出现以前，地球上全部自然生态系统的总生产量大约只能维持一千万人口的生存。自从有了农业生态系统，人类的食物供应有了保障，维持的人口数，从一万年前的数百万直到今天的数十亿。直到今天，人类的食物供应，仍然是仰赖于一万年以前创造的农业生态系统。 农业生态系统是基本上符合生态学规律的。它具有类似自然生态系统的基本功能，而又比自然生态系统优越，因而，人类创造的农业生态系统基本上是成功的。但是，由于人口增长的压力，农业生态系统的负载过重，因而，对地球环境中的土圈，也造成了局部的破坏。表现在对土壤过分耕种，造成土壤损耗。古代我国黄河流域的水土流失、北非大片土地的沙漠化，就是例证。 当然，对环境造成的这些局部破坏，不是由于农业生态系统本身具有的性质造成的，而是“超载”给系统造成的压力之结果。 城市生态系统 一 城市生态系统的概念及特点 二 城市生态系统的结构和功能 生态城市 （2）城市生态系统是以人为主体的生态系统 城市生态系统中，人口高度集中，其他生物的种类和数量都很少。动物群落基本上是家养动物群落，其生存除部分受气候与疾病等的影响外，基本不受天敌的威胁，而主要受人的支配。人是城市生态系统中主要的消费者。 城市化是人类社会发展与进步的必然趋势。随着经济技术的飞速发展，城市的数量猛增，而且城市规模变大，不仅出现上千万人口的大都市，而且还向城市群、城市带以及国际性大都市发展。城市化发展过快，规模过大，人类活动对自然界的影响强度和范围都要增加，产生的环境污染、资源匮乏、交通拥塞等等城市环境问题也将更为严重。 生活在大城市还有多少幸福感？”这样的讨论已经成了北京、上海等大城市的热门话题。如今，交通拥堵、环境污染、入托难、就医难等诸多问题已经严重困扰城市居民的生活。 这些不尽如人意的表现有一个简单的名字：城市病，指的是人口过于向大城市集中而引发的一系列社会问题。 人工生态系统展望 1 生态农业新村 马雅农场的废物循环途径 2未来的城市 为了尽可能保持原有的自然生态系统，有人对未来的城市提出下列一些设想，如： （1）悬式城市：即于两端建造巨型铁塔，其间的钢索下悬吊楼房和道路等，城市底下是郁郁葱葱的绿地。 （2）树状城市：建造树状铁塔，楼房造于各“树”的“分枝”上，各“树”间用钢索滑车进行交通，“树”下一片葱绿。 （3）阶梯城：城中楼房高矮不一，并把一幢楼的楼顶造成是另外一幢楼的花园，或果园，或农田。研究表明，绿色植物保护了建筑的屋顶，吸收了灰尘，排除了氧，是出色的保护层，也是极好的保暖层。 这些设想的主要意义在于防止人类生活与生产活动破坏自然的环境，使城市生态系统与原有的自然生态系统结合起来，在不违反自然客观规律的基础上，利用并改造环境。 工业——农业——能源生产相结合的城市框图 建立工业、农业和能源生产相结合的新型城市，做到农村现代化、城市田园化、农业工厂化和工厂园林化，实现整个废弃物的闭路循环，最佳地维持自然之间和自然与社会之间的生态平衡，就能协调好经济效益和环境效益之间的关系。 3贝尔纳星球 半个多世纪前，英国科学家贝尔纳就想到，人类可以生活在环绕太阳运行的人造星球上。 美国科学家提出了具体方案：在位于月球环绕地球运行的轨道上，在距地球月球相等的位置，建造一个巨大的容器，内部保持大气，并由旋转产生人造的重力，做为永久的空间居住点，直径可为几公里或更大，居住数万、乃至更多的人。在住人的中央圆球两旁，各有