安师大《环境学》课程讲义01环境学基本原理.docx

环境学课程讲义第一章环境学基本原理环境、环境污染、臭氧层破坏、全球变暖、可持续发展等词汇是最近几年出 现频率较高的词汇。我们大家都很熟悉，似乎都很了解。环境科学成了很热门的 科学。这是好事，我们就希望出现人人关心环境，人人爱护环境的局面。第一节环境一、环境：（一）、环境的科学定义：指围绕着人的空间以及其中一切可以影响人的生活与发 展的各种天然的与人工改造过的自然要素的总称。可见，环境是一个很大的概 念。如果按要素分，有自然环境与社会环境。其中，自然环境包括大气环境、水 环境、土壤环境、地质环境、矿藏环境、生物环境、星球环境、宇宙环境等。社 会环境包括聚居环境（如院落、村镇，城市）、生产环境（如厂矿、农场）、交通环 境（如车站、港口）、文化环境（如学校、剧院、风景名胜、自然保护区）等。如果按功能分，有劳动环境、生活环境、生态环境、区域环境、流域环境、全球 环境等。（二）、环境的法律定义：1989年12月颁布施行的中华人民共和国环境保护法 的第二条，对环境作了以下的界定：”本法所称的环境，是指影响人类生存和发 展的各种天然的和经过人工改造的自然要素的总体，包括大气、水、海洋、土地、 矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、 城市和乡村等”。可见，中国环保法规定的也是一个“大环境”的概念，即包括 自然环境，也包括人工环境；即包括生活环境，也包括生态环境。二、自然资源自然资源的定义：联合国环境规划署将自然资源定义为：一定时空条件下，能够产生经济价值 提高人类当前和未来福利的自然环境因素的总称。大不列颠百科全书对自然资源的定义为：人类可以利用的自然生成物以 及生成这些成分的环境功能。前者包括土地、水大气、岩石、矿物及其群聚一一 森林、草地、矿产、海洋等。后者则指太阳能、风能、水能、生态系统的环境机 能、地球物理化学的循环机能等。比较和思考以上不同的说法，可以得出以下结论：1、自然资源是人类生产和生活来源。2、在人类认识能力和利用能力的限制下，相对于人类需要，自然资源具有 稀缺性。3、自然资源表现形式是多样的。第二节环境要素及属性一、环境要素的概念地面下沉：如两淮煤矿，矿陷区的生态修复是环境保护的一个重要问题，塌 陷区改造成人工湖，用来休闲和养鱼。湖泊富营养化：富营养化即水体老化的一种表现。主要原因是水体中N、P的 含量超过临界值，导致藻类及其他浮游生物急剧和过量地生长，藻类死亡后其分 解作用大大降低了水中溶解氧的含量而形成厌气条件，使水质恶化，造成鱼类和 其他生物大量死亡。而且，水中藻类的优势种也往往由硅藻、绿藻转为蓝藻，这 种藻类不适宜作饵料，其分解产物往往有毒，并给水体带来不良气味，严重地降 低了水质。如巢湖。（三）资源耗竭自然资源是人类生存发展不可缺少的物质依托和条件，也是实现可持续发展首 先要解决的问题之一。全球资源匮乏的主要表现在：可利用土地资源紧缺、森林资源不断减少、淡水 资源严重不足、生物多样性资源严重减少、某些重要矿产资源（包括能源）濒临枯 竭等。一一水环境恶化已成为不容忽视的重要问题。我国水体水质总体上呈恶化 趋势。2000年全国污水排放量为620亿立方米，其中近80%末经处理直接排入 江河湖库水域。全国水土流失面积356万平方公里，占国土面积的37%。全国 地下水多年平均超采量约74亿立方米，已形成164地下水超采区。部分地区出 现地面沉降，海水入侵等问题，北方一些地区有河皆干、有水皆污'，南方许 多重要河流、湖泊严重污染。人民日报2002年3月23日据我国55500公里河段调查，不符合饮用水和渔业用水水质标准的有47700 公里，占85.9%,不符合地面水水质标准的为26100公里，占47%,其中污染严 重、鱼虾绝迹的河段有24000多公里，全国七大水系近一半河段污染严重，86% 的城市河段水质普遍超标，全国七亿人口饮用大肠杆菌超标水，L64亿人口饮用 有机物污染严重的水，3500万人口饮用硝酸盐超标水。新华网2003-03-14»（四）环境污染环境污染是指由于人为的或自然的因素，使得有害物质或者因子进入环境， 并在环境中扩散、迁移、转化，破坏了环境系统正常的结构和功能，降低了环境 质量，对人类或者环境系统本身产生不利影响的现象。引起环境污染的物质或者 因子称谓环境污染物或者环境污染因子，简称污染物或者污染因子。环境污染是世界各国都十分关注的问题。汽车发动机的废气排放是城市大气 污染的主要污染源，而且其排放高度处于人的呼吸带，对人类危害更为严重。这 种排放物达140多种，主要有CO、C02、NOx、Sox、HC、甲醛和微粒等。某 些化学活性较强的HC、NOx在太阳光照射下会引起化学作用而产生地面臭氧, 过氧化酰基硝酸盐、醛类等。而形成光化学烟雾。这种烟雾刺激眼睛和咽喉、阻 碍生物生长。微粒特别是可吸入的悬浮微粒，直径一般小于是lum,吸入肺部后 刺激引起气管炎、肺炎、心脏病等多种疾病，微粒中多环芳烂，如苯并茂是致癌 物质，直接威胁人的生命,排气中的铅对中枢神经有破坏作用，对儿童危害尤大。 我国大城市中如北京、上海、广州、成都、兰州等大气污染已十分严重。根据1991-1995年的调查表明，我国汽车发动机水平，只相当于国外20世 纪7。年代末和80年代初的水平，平均污染排放量比发达国家产品高3-5倍，有 些正在运行中的汽车高达10倍，甚至于更高。目前，在全世界20个大气质量最 差的城市中，我国占10个。中国人口资源环境与可持续发展P218按照污染因子的性质可以将污染分为：化学污染、生物污染和物理污染。按照环境要素可以分为大气污染、水污染、土壤污染、生物污染、物理污染。按照污染产生的原因可以分为工业污染、农业污染、交通污染生活污染等。（五）人口剧增人口剧增对环境的影响，将在第二章节详细介绍，这里不讲了，以避免重复。污染物：人口义产量/人口乂污染物/产量上式反应了污染物与人口数量，人均产量以及生产技术水平之间的关系。以上从五个方面介绍了环境问题，自从环境问题引起人类重视以来，人们一 直认为“环境问题的出现是人类活动违背自然规律的结果”。总结起来，环境问 题的实质到底是什么？环境问题的实质，一是人类经济活动索取资源的速度超过了资源本身及其替 代晶的再生速度，二是向环境排放废弃物的数量超过了环境的自净能力。我们必 须深刻了解以下两个简单而重要的事实。环境容量是有限的全球每年向环境排放大量的废水、废气和固体废物。这些废物排入环境后， 有的能够稳定地存在上百年，因而使全球环境状况发生显著的变化。例如，大气 二氧化碳浓度已有工业化前的280ppm升高到353Ppm,甲烷浓度由0. 8ppm升 高到1. 72Ppm，一氧化二氮浓度由285ppb上升至310ppb,这些温室气体的增多已 经使地球表面温度在过去的一百年中大约上升了3-0. 6摄氏度。臭氧层的破 坏则归咎于氯氟碳（CFCs）的使用。20世纪70年代后期在南极上空发现了臭氧层 空洞，空洞还在不断扩大，南极上空低平流层臭氧总量平均减少了 39%-40%。大气中的臭氧含量仅一亿分之一。在离地面20-3。公里的平流层里，存在一个 臭氧层，其中臭氧含量占这一高度的十万分之一。臭氧含量虽然极微，却具有非 常强烈的吸收紫外线的功能，它能把波长为200-300纳米的紫外线吸收掉。而紫 外线，尤其是260-340纳米的紫外线，对生物具有极强的杀伤力。正由于臭氧层 能够有效地挡住来自太阳的紫外线侵袭，才保护了地球上各种各样生命的存在、 繁衍和发展。氟利昂被广泛地用作致泠剂、发泡剂和清洁剂。火箭使用的推进器也是平流层 中氟利昂的一大来源。进入平流层的氟利昂在紫外线作用下释放出氯原子，氯原 子马上和臭氧发生连锁反应，一个氯原子可以破坏10万个臭氧分子。由于平流 层很少有上下对流，没有雨雪的冲洗，污染物可以在平流层停留很长时间，对臭 氧层的破坏很大。臭氧层破坏的后果是很严重的：（1）臭氧的减少使皮肤癌和角膜炎患者增加， 也会损害人的免疫能力，使传染病的发病率猛增。“绿色和平组织”的代表指出： 臭氧层如果损耗10%意味着增加30万例皮肤癌患者。（2）破坏地球上的生态系统。 过量的紫外线影响植物的光合作用，使农作物减产。紫外线还能导致某些生物物 种的突变。（3）引起新的环境问题。过量的紫外线能使塑料等高分子材料更加容 易老化和分解，结果又带来新的环境污染一一光化学大气污染。（二）自然资源的补给和再生、增加都是需要时间的，一旦超过了极限，要想 恢复是困难的，有时甚至是不可逆转的。森林采伐应不超过其可持续产量。森林具有涵养水土、储存二氧化碳、栖息 动植物群落、提供林产品、调节区域气候等功能。过度砍伐使森林和生物多样性 面临毁灭的威胁。土地利用应谨慎地控制其退化速度。1988年，全世界-农耕地约为46. 87 亿公顷，其中12. 3亿公顷已退化，全世界干旱地，半干旱地面积为61. 5 亿公顷，其中近70%已中等程度荒漠化（邓楠，1993）o近年来沙尘暴的影响，就 是由于过度采伐森林，土地的退化有关。“从（2002年）3月19日到20日，沙尘暴袭击了甘肃、内蒙古、宁夏、山西、 陕西、河北、北京、天津等八省（市、区）120多个县，总面积140万平方公里， 耕地428万亩，草地3540万亩，总人口 13亿”人民日报2002年3月21日“满卷狂风蚀春色，迷蒙黄沙掩繁花”。“沙尘暴使北京空气中的大气颗粒 物成倍增加，最多时总悬浮颗粒物浓度高达11000微克/立方米，是国家空气质 量二级标准的40倍，两次沙尘暴在北京的总降尘量高达5.6万吨”。人民日报2002年3月23日 "（2002年）3月19日到20日，1。年来强度最大、波及范围最广的沙尘暴袭 击了我国北方8个省市区，其中甘肃酒泉的鼎新和金昌市为特强沙尘暴。金昌市 的大风像山洪一样在市区的楼群间轰鸣，风力达到9级,瞬间风速每秒达22米。 在鼎新，甚至还刮起了黑风，能见度一度为零，伸手不见五指”。“据史料记载，沙尘暴发生的频率，500年前，150年发生一次：到250年 前，沙尘暴不到8年发生一次；近100年前，5年发生一次；进入20世纪90年 代后，沙尘天气一年发生多次，且时间提前、强度增大、波及范围更广。2000 年一年发生12次，2001年仅1-4月就出现了 9次”。沙尘暴对酸雨有中和作用：中科院大气物理研究所王自发研究员与日本大气化 学界创始人秋原肇、沙尘暴模拟专家鹏野共同研究的土壤气溶胶对东亚酸雨分 布的影响一文指出，沙尘暴对酸雨有中和作用，能减轻我国北方、韩国、日本 酸雨危害。结果表明，PH值在7-8之间、并富含碳酸钙的沙尘可使得中国北方、 韩国、日本的降雨的PH值分别增加0. 8-2. 5,0. 5-0. 8,0. 2-0. 5。由于沙尘 中含有大量的铁钙等离子，在韩国、日本沉降后，其对海洋的生物链也有良好的 促进作用。2003年2月13日新华网甘肃人口 50年间翻了一番多，而耕地仅增加了 4%。人地的矛盾导致新中 国成立后的20年间，西北地区先后搞了 3次大规模的毁林开荒，破坏草地667 万公顷，毁林18.7万公顷。到上个世纪的90年代末，甘肃全省水土流失面积 38. 9万平方公里，占总面积的85.6%。人民日报2002年3月24日_水并不是取之不尽的。人类消费淡水量的迅速增加导致严重的淡水资源的 短缺。水资源短缺已经成为经济社会发展的主要制约因素。按照日前的正常需要和 不超采地下水，全国年缺水总量约300-40。亿立方米。中国人口资源环境与可 持续发展P107-112从经济学角度看，环境问题实质上也是一个经济问题。这是因为：1环境问题是随经济活动开展而产生的，它是经济活动发展的副产品。经济活动 需要从环境中开采资源，因此会造成生态破坏，经济活动所排放的废弃物，又 造成环境污染。2、环境问题使人类遭受到巨大经济损失，且限制了经济的进一步发展。3、环境问题的最终解决还有待于经济的进一步发展，经济的发展，为解决环境 问题奠定了物质基础。因为解决环境问题需要大量的人力、物力、财力的投入， 否则环境问题是无法解决的。环境经济学姚建主编，西南财经大学生出版社，2001污染物：人口 X产量/人口 X污染物/产量上式反映了污染物与人口数量、人均产量以及生产技术水平之间的关系。三、人与环境和谐人与环境的和谐是人类与环境相互作用中最本质的内在联系，是人类与环境 相互作用中的核心规律。人与环境的和谐就是在人类与环境相互作用中取得的一 种相互协调、相互平衡的状态。人与环境的和谐包含三个层次：1、人与自然的和谐；2、人与环境的和谐；、 3、人工环境与自然环境的和谐。和谐程度体现在五个方面：适应生存一环境安全一环境健康一环境舒适一环 境欣赏。与马斯诺的需要理论相一致。第四节 环境规律什么叫规律？同一类现象的本质关系或本质之间的稳定联系。规律具有6性:1、隐蔽性2、普遍性3、稳定性4、可重复性5、具有严肃性和强制性6、适应性环境规律是指人类与环境相互作用的规律。环境多样性是人类与环境相互作用的基础规律，人与环境和谐是人类与环境相互作用的核心规律。制约人类发展 的规律有五类一一自然规律、社会规律、经济规律、技术规律和环境规律。人类 要实现重大的战略目标，其行为必须遵循五类规律，即五律协同。一、环境规律环境规律是指人类与环境相互作用的规律。环境规律的基本内容是；环境多 样性和人与环境和谐。规律是事物发展中的本质的、必然的、稳定的联系，它是不依人的意志为转 移的，如人的生老病死。二、五律协同五律：自然规律、社会规律、经济规律、技术规律和环境规律协同：规律的作用方向与目标一致者称为协同。拮抗：规律的作用方向与目标相反者称为拮抗。偏离：规律的作用方向偏离预期目标者称为偏离。显然，协同者是实现目标的动力，拮抗者是实现目标的阻力，偏离者是实现目标 的离心力。f协同二出发点目标一拮抗I偏离相关规律作用示意图自然规律社会规律出发点经济规律一一一目标技术规律环境规律规律联合作用示意图使五类规律的作用都成为协同者，从而使五类规律都成为实现目标的动力，这种 状态称为“五律协同”。三、规则与规律规则是人为规定的、规范人类行为的伦理道德、规章制度、法律条例、标准 规范的总和。它包括：社会规则：调节和规范人们的社会关系和社会行为。如道德、法律。经济规则：规范人们的经济关系和经济行为。如计划经济、市场经济。技术规则：规范人们的技术行为。如产品质量、标准化。环境规则：规范人类的环境行为。规律是客观事物本身所固有的，既不能人为创造，也不能人为地消灭。规则与规律之间的关系：偏离规律的规则是事物发展的离心力，背离规律的 规则是发展的阻力，顺应规律的规则是发展的动力。四、环境调控环境调控是采取适宜的措施调整人类的行为，以实现社会、经济和环境的协 调发展。环境调控的手段：技术手段、法律手段、行政手段、经济手段和教育手段。要进行环境调控，就必须制定一系列的环境规则。如环境伦理、环境法规、 环境管理制度、环境标准、环境规划和与环境相关的国家能源战略、生态保护战 略、资源战略等。宏观手段：环境战略、环境管理体制、重大环境政策和环境规划 环境调控手段/微观手段：将宏观调控手段逐一落实到环境保护的具体事务上。人类行为调控：社会调控、经济调控、环境调控。第五节环境科学一、环境学科学的任务在于提示客观规律。环境学的任务在于揭示人类与环境相互作用的 基本规律，它的基本原理包括环境多样性原理、人与环境和谐原理、五律协同原理和规则规律原理。长期以来， 人们认为生态学理论是环境科学唯一的理论基础。本书认为，环境科学的基础理 论是环境学。生态学的任务在于揭示生态规律，环境学的任务在于揭示环境规律。 生态规律与环境规律的联系与区别就是环境学与生态学的联系与区别。二、环境科学环境科学是以“人类-环境”系统为其特定的研究对象，它是研究“人类-环 境“系统发生和发展、调节和控制、改造和利用的科学。它的任务在于揭示环境 规律，即人类与环境相互作用的规律。具体来说有以下四点：第一、探索全球范围内环境演化的规律，了解人类环境变化的过程、环境的 基本特性、环境结构和演化机理，以便应用这些认识使环境质量向有利于人类的 方向发展，避免对人类不利的变化。第二、揭示人类活动同自然环境之间的关系，以便协调社会经济发展与环境 保护的关系，使人类社会和环境协调发展。第三、探索环境变化对人类生存的影响，发挥环境科学的社会功能，探索污 染物对人体健康危害的机理及环境毒理学研究，为人类正常、健康的生活服务。第四、研究区域环境污染综合防治的技术措施和管理措施。因此，环境科学有众多的交叉学科。如环境自然科学：它研究的重点是，在人类活动作用下自然环境和人工环境中 的演化规律、环境演化对人体的生理影响和毒素效应等。按学科体系可分为环境 地学、环境化学、环境物理学、环境生物学、环境毒理学、环境数学等。环境社会科学：它研究的重点是人与环境之间的关系和人类环境行为的调控。可分为环境、伦理学、环境法学和环境管理学。环境经济学：它研究的重点是利用经济学和环境科学相互作用，探索将环境 资源纳入主流经济轨道的理论与途径。环境技术科学：它主要研究的是在环境规律作用下的技术创新。它包括工业 生态学、环境监测学、环境工程学等。环境要素，又称环境基质，是构成人类生存环境整体和各个独立的、性质不 同而又服从整体演化规律的基本物质组分。环境要素可分为自然环境要素和人工 环境要素。其中自然环境要素通常指水、大气、生物、岩石、土壤等。环境要素组成环境结构单元，环境结构单元又组成环境整体或环境系统。例 如，由水组成江、河、湖、海等水体，全部水体组成水圈；由大气组成大气层, 整个大气层总称为大气圈；由生物体组成生物群落，全部生物群落构成生物圈等 等。二、环境要素的基本属性环境要素具有一些十分重要的特点。它们不仅是制约各环境要素间互相联系、 互相作用的基本关系，而且是认识环境、评价环境、改造环境的基本依据。环境 要素的摹本属性可概括如下：1 .最差（小）因子限制律在这里，最差（小）因子限制律是针对环境质量而言。它是由德国化学家J, V, 李比西于1804年首先提出，20世纪初英国科学家布来克曼所发展而趋于完善。 该定律指出：“整体环境的质量，不能由环境诸要素的平均状态决定，而是受环 境诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所控制。就如在“木桶原理”中，那 块最短的木板决定这个木桶的装水量。这就是说，环境质量的好坏取决于诸要素 中处于“最低状态”的那个要素，而不能用其余处于良好状态的环境要素去替代， 去弥补。因此,在改进环境质量时,，必须对环境诸要素的优劣状态进行数值分类， 遵循由差到优的顺序依次改进，使之均衡地达到最佳状态。2 .等值性各个环境要素，无论它们本身在规模或数量上如何不同，但只要是一个独立的 要素，那么对于环境的限制作用并无质的差异，也就是说，各个环境要素对环境 质量的限制，在它们处于最差状态时，具有等值性。3 .整体性大于各个体之和一处环境的性质，不等于组成该环境的诸要素性质简单相加之和，而是比这个 “和”丰富得多，复杂得多。就是说，环境的整体性大于环境诸要素之和。环境 诸要素互相联系，互相作用产生的整体效应，是在个体效应基础上的质的飞跃。4 .互相联系及互相依存环境诸要素在地球演化史上的出现，有先后之别，但它们又是相互联系、相互 依存的。从演化的意义上看，某些要素孕育着其他要素。岩石圈的形成为大气圈 的出现提供了条件；岩石圈和大气圈的存在，又为水圈的产生提供了条件；岩石 圈、大气圈和水圈孕育了生物圈，而生物圈又会影响岩石圈、大气圈和水圈的变 化。三、自然环境的特点自古以来，环境似乎一直是一种公共财产，人们可以自由地、免费地、长期 地使用它而不必付出任何的代价。比如说公用的牧场问题，由于牧场是公用的, 而牲畜是个人的，所以当牲畜的头数已经超过草地承载力的时候，每个牧民都还 认为，继续增加他所所拥有的牲畜头数，对他个人来说是有利的。增加一头或更 多牲畜的全部效益都归他个人所有，而草场过度放牧的绝大部分代价却由其它牧 民分担了。由于所有的牧民都会这样想和这样做，结果公用牧场上的这种个人自 由给全体牧民带来了灾难。也严重影响了畜牧业的发展和草原地区的生态环境。 中国百亩草地产肉量为22.5公斤，产奶26.8公斤，毛3公斤。公为相同气候带下美 国的4%,新西兰的1%。又比如，有一些排污的工厂，将污水直接排放，减少 了作为工厂应该承担的治污费用，而将这笔费用转嫁给了社会。环境作为一种公用品或公共财产，具有以下特点：（一）稀缺性一些不可再生资源（如煤、石油、矿藏等）会逐渐耗竭。即使如空气和水等 到资源，如遭到了污染，人们想要寻求干净的、无损于人体健康的空气和淡水也 并不是那样容易的。（二）非独占性与非排它性如空气，每个人都可以享受，而且在一定限度内，在你享用的同时也不会降 低其它人的可利用性。（三）外部性社会之所以往往不能在经济产值同环境质量之间建立起一种适当的、均衡的 经济联系，其中原因就在于，许多污染引起的费用并非由污染者来承担。这称之 为“外部性”。结果，环境污染与生态破坏这种“外部性”的费用并没有反映在 造成这些污染（或破坏）的生产成本之中。只要污染的代价不是由污染者来承担 或由其产品的消费者来承担的现象继续存在，社会经济活动所造的福利中间的一 部分，总会在再分配的过程中，从污染受害者手中转移到社会的其它一些人（如 污染者）的手里。如果污染的总代价（资源、生态与公众健康的损失）超过了污染者 及其产品的消费者所获得的利益时，这样的生产活动便是“无效”劳动，即，社 会的总财富并没有由于进行了该生产活动而得到增加。中国人口资源环境与可持续发展P107-112四、自然环境的作用：人们对环境的作用与价值是逐步认识的。迄今为止， 人们认识到，环境至少有以下四大作用：1、提供资源：人们的衣、食、住、行和生产所需的各种原料，无一不是取自至 然要素。环境是人类从事生产的物质基础，也是各种生物生存的基本条件。如 煤、石油、天然气、粮食等。上百万年宋，环境一直给人们提供着大量的资源。2、消纳废物：限于经济、技术条件和人们的认识，有些副产品不能被利用，而 成为废物排入环境。环境通过各种各样的物理、化学、生物反应，容纳、稀 释、转化这些废弃物，并由存在于大气、水体和土壤中的大量微生物将其中 的一些有机物分解成为的无机物，又重新进入不同元素的循环中，称之为环 境的自净作用。如果环境不具备这种自净功能，整个自然界早就充斥了废弃 物。环境消纳废物的能力又称为“环境容量”。3、美学与精神享受：环境不仅能为经济活动提供物质资源，还能满足人们对舒 适性的要求。清洁的空气和水既是工农业生产必需的要素，也是人们健康愉 快生活的基本需求。全世界有许多优美的自然与人文景观，如中国的桂林山 水，美国的黄石公园，埃及的金字塔等，每年吸引着成千上万的游客。优美舒适的环境使人们心情愉快，精神放松，有利于提高人体素质，更有效地工 作。经济越增长，对于环境舒适性的要求越多。4、生命支持系统：人类不可能孤零零地生活在这个星球上。自然界中，由上千 万中生物物种及其生态群落和各种各样环境因素构成的系统正在支持着人类 的生存。1995年，美国“生物圈2号”试验的失败，说明人类离不开地球环 境这个生命支持系统。生物圈2号的有关资料地球养育着人类和所有生物，所以，人们称地球为“生物圈1号"。1984年在 美国亚利桑那州的沙漠里，出现了一座用钢架玻璃盖成的密封建筑，占地1万3 千平方米，里面有林草、耕地、牧场和“人工海洋”等等，耗资2亿多美元。人 们称其为“生物圈2号”1993年，8名科学家进入其中。他们计划一边耕作养殖， 一边科学研究，同时，要努力维持在密封型建筑中的小小的生态系统的平衡，包 括气候(尤其是氧气含量)和食物。原定这些科学家在密封建筑中停留2年，以检 验人类能否在同地球隔绝的模拟的“生物圈2号”环境中长期生活。但是，1年 多以后，氧气含量从21%下降到了 14%,所种下的粮食歉收，无奈只能吃种子。 在这种情况下，不得不提前撒出。随后，这套建筑移交给了哥伦比亚大学。1996 年9月，对该试验的总结认为，在现有条件下，人类无法模拟可供人类生存的地 球生态环境。资料来源：梁从军等，地球家园，太原：山西教育出版社，1998从这个例子引证了一个结论，要善待地球，地球是不能够克隆的。五、自然环境价值自然环境是一切直接和间接影响人类的、自然形成的物质、能量和现象的总 体。即地球的空间环境、阳光、地磁、空气、气候、水、土壤、岩石、动植物、 微生物以及地壳的稳定性等自然因素的总和。自然环境的价值何在?世界银行于1995年向全球公布了新的衡量可持续发 展的指标体系，并宣称，“这一新体系在确定国家发展战略时，不仅是用收入 (INCOM),而是用财富(WEALTH)作为出发点”。充分肯定了环境的价值。(一)、衡量国家财富的四种资本1、产品资本或人造资本。指的是所使用的机器、厂房、道路以及所生产的 产品与所提供的服务等，这在以往一直用GNP来表示。它代表可转换为 市场需求的能力。2002年3月，朱荣基总理在回答外国记者“这届政府 是赤字政府时”说，我们这届政府给下届政府留下了大量的基础设施 等，实际上指的是产品资本。2、自然资本。包括水资源、农田、草原、森林、自然保护区、非木材的森 林价值、金属与矿产以及石油、煤与天然气等。它代表生存与发展的物质 基础。3、人力资本或人力资源。包括种类不同的劳动力、知识与技能、对教育、 保健与营养方面的投资等。它代表对于生产力发展的创造潜能。4、社会资本。指的是一个社会能够发挥作用的文化基础、社会关系和制度 等。它代表国家或地区的组织能力与稳定程度。世界银行1995年公布的世界财富的基本结果I人力资本I产品资本I自然资本I全世界平均| 64| 16| 20|高收入国家 I 67| 16| 17|发展中国家 I撒哈拉以南非洲1311-F-1711 52H111I东非与南非| 321，1 1 |15| 512|111I西非251 2511| 501111I印度与中国1 721，11118| 911111I南非7611 511 9111I1I1亚洲其它国家I 75|1113|112111I拉美与加勒比地区| 50 11 151| 351111I中东与北非1 3S1)1 2I19| 312 111I东欧411 1611 43111I（二）自然资本的价值国民生产总值（GDP）只能反映产品资本，而可持续发展理论则尤其重视自然 资本及人力资本的作用及其价值，强调自然资本是人类能否生存与永续发展的基 础。过去传统的价值理论均未赋予自然资源以价值的概念，人们在使用自然资源 过程中也从未考虑其成本，结果造成了自然资源的过度消耗、水源枯竭、空气恶 化等等。自然资源的使用价值与存在价值及其本身的有限性、稀缺性决定了它们 确实是很有价值的。现在环境经济学已经发展了一系列方法用来估算这些价值 （如生产价格法、成本法、净价法、间接定价法等）。名词解4十环境科学：是研究人与环境相互作用的科学，目的在于揭示人与环境相互作用 中存在的规律。环境学是环境科学的核心，阐述环境科学体系中最基本的规律。环境学将环境基本规律概括为环境多样性、人与环境和谐、规则与规律、五律协 同（自然规律、社会规律、经济规律、技术规律和环境规律）。环境规律：人类与环境相互作用的规律。主体是人，人遵循的是环境规律。生态规律：主体是生物，生物遵循的是生态规律。环境规律的三重性：独立性，不从属于自然规律；不违背自然规律；人与环境的 组成部分。环境学的四个基本原理:环境多样性原理;人与环境和谐原理;规则与规律原理； 五律协同原理。中国人口资源环境与可持续发展P107-112第二节环境多样性环境多样性是环境的基本属性之一。它包括自然环境多样性、人类需求与创 造多样性、人类与环境相互作用多样性。一、自然环境多样性（一）物质多样性生命物质多样性（生物多样性）：遗传多样性、物种多样性、生态系统多 样性、生物景观多样性。非生命物质多样性：包括生命物质在内自然形成的纯净物。之所以把生 物多样性单列出来，是为了讲课的方便。（二）环境过程多样性多种多样的自然物质，有着丰富多彩的运动变化过程。参与物质的不同、 时间尺度的差别以及变化过程本身性质的不同，共同组成了环境过程的多样性。从时间尺度上讲，以秒计算的，如闪电；以天计算的，如疾病；以月、 年计算的如生物的生长；以地质年代的概念来计算的，如矿产资源的形成（煤矿、 石油）。从变化本身的性质上讲：有物理过程、化学过程、生物过程、生态过程。（三）环境形态多样性环境形态多样性包括地形地貌多样性、气象多样性、物质形态多样性、生物 形态多样性、景观多样性。（四）环境功能多样性在自然系统中，各种事物之间存在着非常复杂、或多或少的联系，而这些联 系本身就在一定程度上体现着事物的功能。在物质多样性、系统多样性和自然过 程多样性的基础上，环境功能多样性就大大增加了。二、人类需求与人类创造多样性人类对环境的影响，其内在的驱动力是人类的需求。（一）物质需求的多样性（二）精神需求的多样性相对于物质需求，精神需求具有更强的社会性。一般来讲，精神需求是在人 们基本的物质获得满足的基础上出现的。当人们不需要为解决基本生存而奔波劳 碌时候，精神需求就会逐渐成为人们最渴望的追求。（三）创造多样性人类文明的成就都来源于人类创造的多样性，人工环境是人类精神文明和物 质文明发展的标志，是人类智慧的结晶，随着人类文明的演进而不断地丰富和发 展着。建筑是人工环境的典型代表。音乐是流动的建筑，建筑是固定的音乐。三、人类与环境相互作用多样性（一）作用界面多样性生产活动界面：工厂、农业、生活活动界面：住房、电器科技活动界面：生物工程、（二）作用多本羊t生人类对环境作用的方式主要是对资源的开发利用、工农业生产、物品使 用、废弃物排放、城市建设、乡村建设、道路建设和科学研究，有些时候是直接 作用，有些时候是间接作用。（三）作用过程多样性人类与环境相互作用的过程，大致可分为物理过程、化学过程、生物 过程和生态过程。（四）作用效果多样性有些是物质的（资源开发、废物排放），有些是能量的（能源的生产、利 用有些是显著的（噪声），有些是隐蔽的（镉污染造成的骨疼病，是经过很长 时间才发现的）。第三节人与环境和谐一、人类与环境相互作用的历程学生自己看。将在第二章第一节结合人口变迁来讲。二、环境问题环境问题指的是任何不利于人类生存和发展的环境结构的变化（一）自然灾害自然灾害是自然环境自身变化所引起的，主要受自然力的操控，在人类失去 控制能力的情况下，使人类生存和发展的环境受到一定的损害，一般也叫原生环 境问题或第一环境问题。人国自然灾害发生比较平常，最牵动人心的是梅雨季的洪涝灾害。1998年的 大水，超过了历年的最高水位，长江流域，松花江流域的水情全面告急，至今仍 然记忆犹新。因此每年到这个季节，各级政府都要组织抗洪抗灾。洪灾可以引发 各种传染病。与洪灾相反的是旱灾，每年的夏季大旱，给我们国家也造成很大的损失。旱 灾主要发生在北方地区。旱灾可以引发各种病虫害的大发生。可以引发森林火灾。 虽然有的森林大火是人为因素造成的，但有的森林大火是自然界因素生成的（如 电火花）。太阳黑子的大量活动，可以干扰地磁场（电磁波发生变化）可以诱发海啸，地 震。（二）生态破坏生态破坏是人类社会活动引起的生态退化及由此衍生的环境效应，导致了环 境结构和功能的变化，对人类生存发展以及环境本身发展产生不利影响的现象。 主要包括：水土流失，土地退化（土地沙漠化、荒漠化），森林锐减，生物多样性 减少，湖泊富营养化，地下水漏斗，地面下沉等。我们来看一看中国人口资源 环境与可持续发展所提供的一些数据（P51-53）：水土流失：建国初期中国水土流失面积大约150万平方千米，约占国土面积 的1/6。经过50多年的努力，初步治理了 67万平方千米。但由于沉重的人口 压力，又增加了新的水土流失。据估计，目前全国的水土流失的面积为190万平 方千米，约占国土面积的1/5。耕地面积从3.9亩下降到1.59亩，减少一半 以上。新华网贵阳5月1日电（记者石新荣）11日凌晨2时左右，贵州省黔东南苗族 侗族自治州三穗县台烈镇寨头发生山体滑坡，凯里至玉屏高速公路工地30多名 民工被埋。新华网20030511我国现有耕地是18.37亿亩，而18.24亿亩,是满足13亿人口粮食必需的警戒 线。我国每年占用耕地的速度是I。万亩，照此下去，再过二年就达到了最低 警戒线。CCTV新闻联播，2005-8-6o号召全国人民房子不要太大，原房基地可 以开垦为耕地。节约用地等。荒漠化：据联合国有关荒漠化资料，地球上受到和预计会受到荒漠化威胁和 影响的面积共有4560. 8万平方公里，约占全球土地面积的35%。就地区分布 而言，荒漠及荒漠化土地在非洲占其土地总面积的55%,在北美及中美洲占其 土地面积的19%,南美洲占其土地面积的10%,在亚洲占其土地面积的34%, 在澳大利亚占其土地面积的75%,在欧洲占其土地面积的2%。中国北方地区土 地荒漠化土地有33.4万平方千米。其中已沙漠化的有17. 6万平方千米（1975 年）潜在的沙漠化土地15.8万平方千米。1975年以来，尽管局部地区沙漠化面 积有所减少，但整体看仍在发展。全国沙漠化土地新增2.5万平方千米，潜在 沙漠化土地相对减少到了 13.3万平方千米。案例：内蒙古自治区锡林格勒盟浑善达克沙漠化土地面积7.1平方公里2001年以前已经沙漠化后不 能住人。2001年开始治理，先从离北京最近的南缘带开始，长420公里，宽20公里，涉及到5个旗县。 采取的封（封闭，分区采用禁牧、休牧和轮牧的措施），移（生态移民，18464人），治（治理，栽种当 地土树种和种草）。经过4年的努力，现在已经基本恢复。CCTV一新闻20059一14森林资源；中国森林蓄积量由20世纪80年代初的每年3亿立方米“赤 字”增加到现在的39亿立方米盈余，这表明中国林林的可持续发展已有良好 的势头。但是，用村林的消耗量仍然高于生长量，森林质量不高，育闭度偏低（全 国平均为52）,大片的森林继续受到无法控制的退化。生物多样性减少：中国动植物种类中已有15%-20%受到威胁，高于世界 10% 15%的水平。在濒危野生动植物种国际贸易公约附录所列640个物 种中，中国占156个。在这个问题上，我们