应用生态学是应用生态学原理来解释并解决日常生活中产生的问题，以取得良好的经济、生态和社会效益。
第一节全球生态变化
1.温室效应——全球变暖问题
关于全球变暖的问题，书中在前面已经叙述过，这里不再赘述。
下面我们主要介绍地球的臭氧层。
2.地球保护伞——臭氧层
（1）臭氧层及其作用
臭氧分子是由3个氧原子通过电子吸引结合形成的。这种电价键比氧气中的共价键弱得多，使得臭氧比氧气更具活性。高空中的氧气在紫外光的作用下，从普通的氧气构型转变成了臭氧。高空平流层中的氧分子吸收波长为180～240纳米的紫外光后，解离变成两个氧原子，自由氧原子加入一分子氧气形成臭氧。
大气中约90%臭氧分布在距地表20～30千米处的大气平流层中，这一气层称为臭氧层。臭氧层在保护生态环境方面起着十分重要的作用：一方面，臭氧层吸收太阳紫外辐射把电磁能变为热能，使平流层大气因吸收太阳短波辐射而增温，使我们行星上的生命得以持续下去；另一方面，由于臭氧层有强烈吸收太阳紫外辐射的功能，特别是有效吸收对人类健康有害的波长为290～315纳米的紫外线，使地球生命免受伤害。此外，臭氧层让对地球生命无害的紫外线和可见光等太阳辐射通过，有助于各种生物生长而构成食物链的基础。透过的少量紫外线可起到杀菌治病的作用。
（2）臭氧层破坏的危害
臭氧层大量损耗后，吸收紫外辐射能力就会大大减弱，到达地球表面的紫外辐射便会增多。臭氧层形成之前，生物能在水中生活，水能反射紫外线，陆地生物不可能出现。DNA吸收紫外线，尤其吸收波长在280～320纳米的紫外线，因此，紫外线辐射会中断DNA复制，致使其死亡或繁殖失败。因此，臭氧层的完整是陆生生物存在的先决条件。紫外辐射的少量增加便会使DNA复制过程中发生突变的概率增加，从而导致癌变，引起皮肤癌等癌症。
紫外线同样对光合作用系统有极大的破坏性，会减少初级生产力，从而影响整个生态系统。研究表明，地球大气平流层中的臭氧体积分数正在逐渐减少。
国际臭氧趋势观察小组提供的1978～1987年高空飞行观测数据显示，南纬39°～60°的臭氧减少5%～10%，北纬40°～64°减少1.2%～1.4%。20世纪80年代中期，观测还发现南极上空每到春季（9～11月）臭氧层极薄，与周围相比像是形成一个“洞”，直径达几千千米，形成“臭氧空洞”。而平流层中臭氧每减少1%，到达地球表面的紫外线辐射量将增加2%。据现在臭氧层破坏速度推算，到2075年臭氧层将比1985年减少40%，全球皮肤癌患者将达1.5亿，农作物产量将减少7.5%，水产品将损失25%，人体免疫功能也将减退。
（3）造成臭氧层破坏的原因
臭氧层缺损主要来源于人类活动，多数科学家认为，人类过多使用氟氯碳类物质是臭氧层破坏的一个主要原因。人工合成的含氯和含溴的物质对臭氧层有很强的破坏作用，被称之为破坏臭氧层物质，典型的是氟氯化碳和哈龙。
氯氟烃作为超制冷剂、烟雾剂、杀虫剂被广泛应用。研究表明氯氟烃能上升到平流层降解臭氧。氯氟烃在紫外线照射下分子键结合改变，使得一个氯原子松散的连接在分子上。这种活化的氯氟烃遇到一个臭氧分子，一个氯原子能脱离下来，从臭氧分子中夺取一个氧原子，形成氧化氯。氧化氯活性仍然很大，当它遇到另一个臭氧分子时，会夺取臭氧分子中的一个氧原子而形成二氧化氯。二氧化氯在紫外线作用下裂解成一个自由氯原子和一个氧分子。依此下去，一个氯原子可以裂解10万个臭氧分子。
（4）保护臭氧层
由于臭氧层耗损对人类生存、地球上的生态系统将产生直接的破坏性影响，而且通过研究，已经知道氟氯化碳、哈龙等是破坏臭氧层的主要物质，因此科学家呼吁国际社会尽快采取行动，保护我们共有的臭氧层。
国际社会在联合国环境规划署的号召和组织下，进行了有关保护臭氧层的国际谈判。1977年通过了《保护臭氧层行动世界计划》，1985年通过了《保护臭氧层维也纳公约》，明确了保护臭氧层的原则。1987年9月，23个国家协议通过了要求各国积极参加的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，对5种氯氟烃和3种哈龙的生产和消费作了限定规定。1996年1月，《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》开始执行，发达国家停止了氯氟烃工业化学品的生产，发展中国家也要逐步淘汰，10年后停产。
第二节环境的污染与保护
人类一直以为地球上的陆、空是无穷尽的，所以从不担心把千万吨废气送到天空去的危害，又把数以亿吨计的垃圾倒进海洋。大家都认为世界这么大，这一点废物算什么？我们错了，其实，地球虽大（半径6300多千米），但生物只能在海拔8千米到海底11千米的范围内生活，而占了95%的生物都只能生存在中间约3千米的范围内。人类无视生态效益的短视行为几近于自杀。
环境污染按环境要素可分为：空气污染、水体污染和土壤污染。
1.“垃圾”效应——大气污染
（1）空气污染
大气是由一定比例的氮、氧、二氧化碳、水蒸气和固体杂质微粒组成的混合物。就干洁空气而言，按体积计算，在标准状态下，氮气占78.08％，氧气占20.94％，氩气占0.93％，二氧化碳占0.03％，而其他气体的体积则是微乎其微的。各种自然变化往往会引起大气成分的变化。例如，火山爆发时有大量的粉尘和二氧化碳等气体喷射到大气中，造成火山喷发地区烟雾弥漫，毒气熏人；雷电等自然原因引起的森林大面积火灾，也会增加二氧化碳和烟粒的含量等。一般来说，这种自然变化是局部的，短时间的。
随着现代工业和交通运输的发展，向大气中陆续排放的物质数量越来越多，种类越来越复杂，大气成分也在发生着急剧的变化。当大气正常成分之外的物质达到对人类健康、动植物生长以及气象气候产生危害的时候，我们就说大气受到了污染。
（2）大气污染的危害
生物生活在大气的包围中，并时刻呼吸着空气。可想而知，如果大气被污染，对生物造成的危害有多大。
首先，对人体健康的危害。人需要呼吸空气以维持生命，一个成年人每天呼吸大约2万多次，吸入空气达15～20立方米，因此，被污染了的空气对人体健康有直接的影响。大气污染物对人体的危害是多方面的，主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍，以及眼鼻等黏膜组织受到刺激而患病。
比如，1952年12月5日至8日，英国伦敦发生的煤烟雾事件死亡4000人。人们把这个灾难的烟雾称为“杀人的烟雾”。据分析，这是因为那几天伦敦无风有雾，工厂烟囱和居民取暖排出的废气烟尘弥漫在伦敦市区经久不散，烟尘最高浓度达4.46毫克/立方米，二氧化硫的日平均浓度竟达到3.83毫升/立方米。二氧化硫经过某种化学反应，生成硫酸液沫附着在烟尘上或凝聚在雾滴上，随呼吸进入器官，使人发病或加速慢性病患者的死亡。
由上例可知，大气中污染物的浓度很高时，会造成急性污染中毒，或使病状恶化，甚至在几天内夺去几千人的生命。即便大气中污染物浓度不高，如果人体长年累月呼吸这种污染了的空气，也会引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。
其次，大气污染对植物的危害。大气污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。当污染物浓度很高时，会使植物叶表面产生伤斑，或者直接使叶枯萎脱落。当污染物浓度不高时，会对植物产生慢性危害，使植物叶片褪绿。或者表面上看不见什么危害症状，但植物的生理机能已受到影响，造成植物产量下降，品质变坏。
再次，大气污染对天气和气候的影响。大气污染物对天气和气候的影响十分显着，概括起来有以下几方面：
①减少到达地面的太阳辐射量。从工厂、发电站、汽车、家庭取暖设备向大气中排放的大量烟尘微粒，使空气变得非常混浊，遮挡了阳光，到达地面的太阳辐射量减少。据观测统计，在大工业城市烟雾不散的日子里，太阳光直接照射到地面的量比没有烟雾的日子减少近40％。大气污染严重的城市，天天如此，就会导致人和动植物因缺乏阳光而生长发育不良。
②增加大气降水量。从大工业城市排出来的微粒，其中有很多具有水气凝结的作用。因此，当大气中有其他一些降水条件与之配合的时候，就会出现降水天气。在大工业城市的下风地区，降水量更多。
③下酸雨。有时候，从天空落下的雨水中含有硫酸。这种酸雨是大气中的污染物二氧化硫经过氧化形成硫酸，随自然界的降水形成的。硫酸雨能使大片森林和农作物毁坏，能使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎，能使金属的防锈涂料变质而降低保护作用，对建筑物也有腐蚀、污染的危害。
④增高大气温度。在大工业城市上空，由于有大量废热排放到空气中，因此，近地面空气的温度比四周郊区要高一些。这种现象在气象学中称做“热岛效应”。
⑤对全球气候的影响。近年来，人们逐渐注意到大气污染对全球气候变化的影响。经过研究，人们认为在有可能引起气候变化的各种大气污染物质中，二氧化碳具有重大的作用。从地球上无数烟囱和其他种种废气管道排放到大气中的大量二氧化碳，约有50％留在大气里。二氧化碳能吸收来自地面的长波辐射，使近地面层空气温度升高，这叫做“温室效应”。经粗统计，如果大气中二氧化碳含量增加25％，近地面气温可以升高0.5℃～2℃。如果增加100％，近地面温度可以升高1.5℃～6℃。有的专家认为，大气中的二氧化碳含量照现在的速度增加下去，若干年后，南北极的冰也会融化，导致全球气候异常。
（3）主要污染源
大气污染源就是大气污染物的来源，主要有以下三个：
①工业：工业是大气污染的一个重要来源。工业排放到大气中的污染物，种类繁多，性质复杂，有烟尘、硫的氧化物、氮的氧化物、有机化合物、卤化物、碳化合物等。
其中有的是烟尘，有的是气体。
②生活炉灶与采暖锅炉：城市中大量民用生活炉灶和采暖锅炉需要消耗大量煤炭，煤炭在燃烧过程中要释放大量的灰尘、二氧化硫、一氧化碳等有害物质污染大气。特别是在冬季采暖时，污染地区往往烟雾弥漫，且非常呛人，甚至使人咳嗽，这也是一种不容忽视的污染源。
③交通运输：汽车、火车、飞机、轮船是当代的主要运输工具，它们燃烧煤或石油产生的废气也是重要的污染物。特别是城市中的汽车，量大而集中，排放的污染物能直接侵袭人的呼吸器官，对城市的空气污染很严重，成为大城市空气的主要污染源之一。汽车排放的废气主要有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和碳氢化合物等，前三种物质危害性更大。
（4）大气污染的防治
大气污染的防治措施很多，但最根本的一条是减少污染源。一般采用以下几种措施：
①工业合理布局：这是解决大气污染的重要措施。工厂不宜过分集中，以减少一个地区内污染物的排放量。另外，还应把有原料供应关系的化工厂放在一起，通过对废气的综合利用，减少废气排放量。
②区域采暖和集中供热：分散于千家万户的炉灶和市内密如树林的矮烟囱，是煤烟粉尘污染的主要污染源。采取区域采暖和集中供热的方法，即用设立在郊外的几个大的、具有高效率除尘设备的热电厂代替千家万户的炉灶，是消除煤烟的一项重要措施。
③减少交通废气的污染：减少汽车废气污染，关键在于改进发动机的燃烧设计和提高汽油的燃烧质量，使油得到充分的燃烧，从而减少有害废气。
④改变燃料构成：实行自煤向燃气的转换，同时加紧研究和开发其他新的能源，如太阳能、氢燃料、地热等。这样，可以大大减轻烟尘的污染。
⑤绿化造林：茂密的丛林能降低风速，使空气中携带的大粒灰尘下降。树叶表面粗糙不平，有的有绒毛，有的能分泌黏液和油脂，因此能吸附大量飘尘。蒙尘的叶子经雨水冲洗后，能继续吸附飘尘。
如此往复拦阻和吸附尘埃，能使空气得到净化。
2.世界头号杀手——水污染
（1）水污染的定义
水污染是指由有害化学物质造成水的使用价值降低或丧失，污染环境。污水中的酸、碱、氧化剂，以及铜、镉、汞、砷等化合物，苯、酚、二氯乙烷、乙二醇等有机毒物，会毒死水生生物，影响饮用水源、风景区景观。污水中的有机物被微生物分解时，消耗水中的溶解氧，影响鱼类等水生生物的生存，水中溶解氧耗尽后，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、硫醇等难闻气体，使水质进一步恶化。还会因石油漂浮水面，影响水生生物的生命，引起火灾。
人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水受到污染。目前，全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5万亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。
