北大环境地质学讲义02环境地质学的基本理论问题.docx

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1、第二章环境地质学的基本理论问题第一节地质环境的内涵与基本特征一、地质环境的内涵所谓地质环境，系指岩石圈及其表层风化产物，包括地球岩石圈和表层风化 层两部分地质体的组成、结构和各类地质作用与现象。地质环境是具有一定空 间概念的客观实体，它包含物质组成、地质结构和动力作用三种基本要素。地质 环境的上限，是地表或岩石圈的表层；对地质环境下限位置的确定，目前有多种 意见，大致可分为两类：一类是从人类活动对环境影响的角度衡量，把下限定为 人类的科学技术水平和生产活动的能力所能达到的地壳深部；另一类则是从环 境对人类和其他生物的适宜性来衡量，其下限达到与区域地壳稳定程度有关的 地壳深部甚至地幔。地质环境是

2、人类生存发展的基本场所，它构成了人类生活和生产条件的客 观实体。它对人类的作用可分为地质资源开发与地质体的利用两大方面。地质 资源开发包括人类开采地下固体矿产、石油和地下水以及土地资源的开发利用； 地质体的利用主要是指人类对地质体的空间利用以及地质体的物理、化学特征 及其对人类的适宜性等，人类在地球表面修建楼房、筑路架桥、地下开挖隧道、地 质景观欣赏等。人类依赖地质环境生存和发展，同时人类活动又不断地改变着 地质环境的化学成分和结构特征。地质环境与大气、水、生物，甚至宇宙空间也有密切的关系，它与大气圈、水 圈和生物圈及宇宙环境进行着密切的物质交换和能量流动。这种物质循环与能 量交换的关系常称为

3、“地质作用”，它们之间是一个相互开放的系统。广义而 言，地质环境的空间范围包括岩石圈、水圈、生物圈和大气圈的下部，这些圈层相 互影响、相互作用，彼此之间进行着频繁而剧烈的能量迁移和物质交换。随着人类对资源需求的剧增以及科学技术日新月异的进步，人类活动对地 质环境的影响和作用越来越大，而地质环境对人类活动的干扰则表现出两种不 同的反应趋势 良性反应（正环境效应）和恶性反应（负环境效应）。人类活 动的方式以及地质环境的反馈作用共同构成了环境地质学的重要理论与实践地球系统的整体行为为对象，注重地球各圈层界面特征的研究，从总体上了解人 类赖以生存的地球系统的变化规律和原因（自然的和人为的），并预测其变

4、化趋 势是当今科学的前沿领域，是地球科学、环境科学和宏观生物学向深度和广度发 展的必然结果，也是环境地质学研究的主要目标。三、陆地水圈演化与地下水渗流理论地球水圈由大气水、地表水、地下水三部分组成，大陆范围内的大气水一地 表水一地下水既是宏观上全球水圈和水循环的一个有机组成部分，又在一定程 度上具有独立意义，即大陆水圈的大陆水循环。在地球表层系统，水圈是与岩石 圈、大气圈、生物圈相互作用的一个特定的物质系统，水是联系各个圈层的媒介。 水广泛渗透和作用于大气、岩石和生物要素中；水作为载体在水圈与岩石圈之 间、水圈与大气圈之间、水圈与生物圈之间传输物质和能量，是连接各个圈层的 纽带。地下水在土壤和

5、岩石空隙间不断运移，可溶解和富集各种离子、胶体及气 体物质，并与土壤和岩石发生物质交换，其机理是研究地下水和土壤环境污染的 基础，在固体废物处置、核废物地质处置中将发挥应有的作用。环境地质学需要开展陆地水圈的形成条件、演化规律及其在人类活动影响 下的变化趋势研究；开展地下水渗流理论、弥散理论以及在各种地质过程中水岩 相互作用的研究；开展海平面上升预测及其对沿海地区地质环境的影响、全球性 气候变化对水资源的影响、大流域地下水资源可再生性与跨流域调水、水资源短 缺与供需矛盾及其出路的研究。四、生态环境地质问题生态环境地质是研究以人类为主体的生物与地质环境之间关系的科学。 “生态地质”的概念更好地体

6、现了地球岩石圈、水圈、生物圈和大气圈之间的相 互作用。在国外，很难区分生态环境地质与地质生态学、地生态学（地学生态 学）、景观生态学的区别，它们的研究内容均体现了地学与生态学的结合。如荒 漠化、水土流失、水土资源开发利用引起的环境恶化等既是环境地质问题，也是 生态环境问题。五、医学环境地质问题生命元素在岩石一土壤一地下水一作物一人体系统中的赋存状态和不同介 质的地球化学行为及其环境地质效应；地下水环境背景值的区域规律及其对农 作物与人体健康的关系；陆地表层的地球化学环境与人类健康和地方病的关系； 农业优质高产与土壤环境以及生态系统中生命部分和非生命部分（地质环境） 之间相互作用的研究等，已成为

7、环境水文地质学研究的重要内容，日益受到环境地质研究人员的广泛关注。六、地质灾害防治地质灾害是地球表层系统演化过程中发生的渐进性或突发性的灾变，地震、 火山喷发、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、土地荒漠化、矿山瓦斯爆炸等地质灾害 给人类带来了无尽的伤痛。准确预报地质灾害发生的时间和空间位置还存在很 大困难，治理地质灾害的技术方法还有待突破。因此，运用先进的理论方法与科 学技术，开展地质灾害发生机制、分布规律、趋势预测以及综合防治研究是环境 地质学的重要课题之一。七、地质环境工程地质环境工程以环境地质学知识为基础，利用综合的工程技术手段，治理和 预防环境恶化，达到人与自然的持续协调发展。治理各种环境

8、地质问题的工程， 同其他工程技术一样，具有复杂性和综合性的特点。地质环境工程研究具有广 泛的内容，如荒漠化的防治工程，地质灾害的防灾减灾工程、复杂地基的处理技 术、地表水与地下水联合调度工程、污水净化处理工程、海水入侵防治工程等。环境污染治理工程是一个全球性的课题，许多研究人员正在积极探索生物 工程在治理环境污染中的作用，研究有机物的生物降解过程及机理，污染物在含 水层中迁移转化的生物过程，污染源防治的环境微生物学等问题。八、地球表层系统非线性演化问题地球表层系统是地球大系统中一个最复杂的系统，它由五个圈层组成，包括 三个无机圈层及生物圈与智慧圈（人类活动圈）。它们之间存在着相互作用、相 互影

9、响的非线性关系。地球表层系统处于不断变化之中，是具有耗散结构特征 的开放系统。地球表层系统的演化有着明显的阶段性，特别是环境中的随机事 件，在系统演化的相对不稳定阶段起着重要的作用。除自然因素外，地球表层系 统的演化还涉及人类社会的多个层面，使其非确定性影响因素更加复杂。因此，以动态观点，应用复杂巨系统理论和非线性动力学理论与方法来探索 地球表层系统演化的特点、预报环境演化趋势是环境地质学理论研究的前沿课 题之一。借助数值模拟、物理模拟等方法和遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全 球定位系统（GPS）等技术，利用耗散结构论、灾变理论、混沌理论和分形理论等 非线性科学研究地球表层系统非线性演

10、化将提高环境地质学的理论研究水平， 进一步完善环境地质学的学科体系。九、环境地质质量评价与区划开展地质环境质量综合评价的基本理论与评价方法研究，建立地质环境质 量评价综合指标体系，对特定流域或大型工程活动影响区的地质环境质量进行 区划研究并编制相关的图件，为土地利用、灾害防治和污染防治提供科学依据。十、环境地质信息系统建设环境地质研究的基本思路是通过调查、观测和监测采集数据，在成因机制、 分布规律分析判断的基础上，建立地质概念模型和数值模型，然后利用各种数据 进行验证、完善模型并预报未来的趋势。数据信息采集、流动、处理、加工、分析 的每一环节都与信息系统密不可分。建立全国性或特定范围内的环境地

11、质信息 系统已成为环境地质研究的热点和发展趋势。环境地质信息系统建设的目标是，以地理信息系统（GIS）为平台，结合全球 卫星定位系统（GPS）、遥感（RS）、网络技术（Web）和专家决策支持系统 （EDSS）,建立集信息采集、存储、管理、检索、分析评价、预测和制图于一体的决 策支持系统，实现基于网络GIS的多源信息的综合利用、环境地质问题动态分析 与评价、数值模拟计算的三维空间分析、环境地质专题图件的数字化编图和绘 制。基础。二、地质环境的基本特征（一）地质环境的容量地质环境的容量，即某个特定地质空间可能承受人类社会经济发展的最大 潜能。人类所有生产和生活的消费物资，都直接或间接地取自地质环境

12、；人类在 生产和生活过程中产生的一切废弃物，又都直接或间接地排放到地质环境之中。 所以，地质环境的容量，可以用特定地质空间可能提供人类利用的地质资源量和 对人类排放的有害废物的容纳能力来评价。地质资源，指地质环境系统内可供人类利用的一切物质。随着科学技术的 进步，这种资源的概念在不断地发展。在现阶段，至少有下列几个方面：矿物 资源；能源资源；建筑材料资源；土地资源；地下水资源；地质景观资 源；地质空间资源等。这些地质资源，绝大多数是不可更新资源，使用后不能 再生。水资源虽能得到更新，但其年可用量也是有限度的。所以，滥采、滥用地 质资源，必将带来严重的后果。地质环境对人类排放的有害废弃物的容纳能

13、力，取决于地下水、土壤和岩石 对污染物的净化能力。水体、土壤、岩石对污染物质具有自净功能，通过这种自 净功能，地质环境对外来的污染物质进行内部消化，起到自动调节的作用。（二）地质环境的质量地质环境的质量，在一定程度上由地球物理因素和地球化学因素决定，其好 坏对人类的生活和社会经济的发展都会有很大的影响。地质环境质量的好坏， 可以由以下几个方面的条件来评定。1 .自然地质条件的稳定性自然地质条件是决定地质环境质量的主要因素，其中最重要的有：地质构造 的稳定性、地形稳定性、地基稳定性、岩层性质以及地质灾害发育情况。2 .原生地球化学背景人类生存于地球化学场的作用下，钙、镁、钾、钠、碳、氮、氧、磷等

14、元素及某些 微量元素是人体和其他生物体发育所必需的。环境中某些元素含量过高、过低 或存在对人体有害的其他元素，均会给人的健康带来危害。所以，环境的地球化 学背景值是地质环境质量的一个重要标志。3 .地质资源的丰富程度矿物资源、能源资源、土地资源、地下水资源、建筑材料资源和地质空间资源 等是人类赖以生存和发展的重要物质基础，人们的生活水平与地质资源的丰富 程度及其可用价值的大小密切相关。矿产资源、能源资源和地下水资源等资源 的储量和开采价值也是社会财富的一种衡量指标。没有可供人类利用的各种地 质资源，现代人类文明是不可能出现的。4 .抗人类活动干扰的能力环境一方面为人类活动提供空间及物质能量，另

15、一方面容纳并消化其废弃 物。人类活动超出环境系统维持其动态平衡的抗干扰能力时，就产生种种环境 问题。抗干扰能力差的地区，地质环境质量差，人类经济活动稍有不慎，就可以 使地质环境状况更加恶化。例如，中国西北地区，气候干旱、植被稀少，人类活动 的轻微干扰即会出现荒漠化等环境恶化的现象；处于半干旱气候条件下的华北 平原，如农田水利活动不当，很容易加剧土壤盐渍化，地质环境质量较差。5 .受污染或受破坏的程度人类对自然界的干扰日益扩大，地球上几乎已不存在未受人类活动影响的 区域。天然的地质环境越来越少，人为因素对环境的影响越来越大，评定地质环 境质量的好坏，必须考虑人为因素的干扰程度。废弃物导致的环境污

16、染、大型工 程活动对生态环境的破坏均不同程度地改变了地质环境质量。地质环境的整体质量取决于各组成要素的质量。但在评价地质环境质量的 优劣时，除考虑各要素的平均状况外，还应找出质量最差的要素，并做出评价。 因为，人类活动常常使环境质量最差的因素首先受到影响，从而引起地质环境的 变异。（三）地质环境的相容性地质环境的相容性是指地质环境对人类施加的某种干扰的适应性。地球上 各种不同的地质环境，其发生、发展受地质构造、岩性、水文、地质作用和地形条 件的控制。每一类地质环境都是一种具有自身特征和功能的地质空间，它们对 各类工程活动的相容性是不一致的。因此，对人类活动的干扰，表现出不同形式 的反应。地质环

17、境对人类活动的干扰有两种不同的反应趋势：良性反应和恶性反应。 良性反应即人类活动的正环境效应，主要表现为在人类活动作用下，地质环境向 着稳定有利的方面发展。如在潜水位高的沼泽地和盐碱地上进行人工排水，降 低地下水位，加上施用有机肥料等措施，盐碱地可以逐渐改变成好地。而在有些 地区，人类活动不当，地质环境将出现恶性反应，即人类活动的负环境效应。如 在中国的黄土高原地区，脆弱的地质环境受到盲目采伐、开垦坡地、破坏植被等 人类活动的作用，会加剧水土流失，使环境向着不毛之地的方向发展。应当指 出，在同一类地质环境系统内，不同的工程活动，可能产生两种截然不同的反应 趋势，这取决于人类活动与该地区各种环境

18、要素之间的作用性质。（四）地质环境的反馈作用地质环境的反馈作用，即地质环境受人类活动干扰后对这种干扰做出某种 反应的作用。地质环境的反馈作用是环境地质学的重要理论基础。地质环境较容易受到人类活动的影响。当人类活动的规模和强度超过了地 质环境的承受极限后，必然导致地质环境发生变化，对人类活动做出反应。其实 质就是地质环境在人类作用力影响下，对物质和能量的输入与输出的动态平衡 关系进行调整。当人类作用力不大时，通过地质环境内部的调节能力，对外界的 冲击进行补偿和缓冲，就可以完成这种调整过程，维持地质环境系统的稳定性， 表现为不易觉察的“隐蔽的”形式；当人类作用力增大，超过其自身的调节能力 时，地质

19、环境只有通过剧烈的变动，才能建立起新的平衡关系，反馈就以“显露 的”形式表现出来。研究地质环境的反馈作用，是准确预测环境变化的基础，是环境地质学的核 心问题。但是，人们至今对地质环境系统各要素之间的相互作用与相互依赖的 复杂关系、能量的转换、平衡关系等反馈作用机制，尚未完全认识，有待进一步探 讨和研究。第二节环境地质作用一般而言，环境地质作用主要指人类与地质环境间的相互作用，具体包含： 各种自然地质因素、自然地质现象对人类的作用，即自然地质作用；人类活 动对地质环境的作用与反作用，即人为地质作用及上述地质环境的反馈作用。 本节重点讲述人为地质作用以及人地关系问题。一、自然地质作用传统地质学认为

20、，自然地质作用是地质动力引起的，两种基本类型的作 用一内动力地质作用和外动力地质作用，推动着地壳的运动和发展。内动力 地质作用有构造运动、岩浆活动、地震以及变质作用；外动力地质作用包括风化、 剥蚀、搬运、沉积和成岩作用等。这两种基本地质作用控制和改变着地球表面的 结构和形态。二、人为地质作用在人口剧增、社会生产力和科学技术飞速发展的情况下，地球表面受到了人 类活动的强大冲击，人类活动已成为使地球表面发生变化的又一动力，产生了其 规模与速率都可以同天然地质作用相比拟的人为地质作用。人为地质作用是环境地质学的重要研究内容。人类活动的地质作用意义， 随着社会经济的发展和科学技术的进步也不断扩大。当前

21、条件下，人为地质作 用的表现形式主要有以下几个方面：矿山剥离盖层、工程挖掘土石、农业平整土地等，都在很大程度上破坏地壳 组成物质，改变地表形态，其地质效应同天然外动力引起的剥蚀作用完全一样。 在这些区域内，人为剥蚀作用的强度与速率甚至要比天然剥蚀作用强大得多。2 .人为搬运地质作用人类在工程活动中，每年要移动许多地壳物质，有的是为了某种需要利用运 输工具加以搬运，如填筑地基、采矿、场地开挖等；有的是由于人类对资源的不合 理开发活动，造成地表物质的迁移，如盲目砍伐森林、过度放牧等引发的水土流 失。据估计，人类活动每年搬运的物质总量已超过了全球水流的搬运强度。天 然水流的搬运作用，一般将风化产物从

22、上游搬向下游，所搬运物质的大小，随水 流携带能力的消耗而变化。人为搬运作用可以把物质从低处运到高处，其物质 大小和流向一般随需要和人的意志而变化。3 .人为堆积地质作用人类活动在地球上形成了许多人工堆积土，特别是在城市地区、滨海地区， 这种人工堆积土的分布面积和厚度，可以达到相当大的规模。如日本东京港地 区的大片土地即由人工填积而成，填地范围近40km2,扩大了陆地面积。4 .人为塑造地形作用经济建设和工程活动使地表形态发生了很大的变化，形成了许多人为地貌 景观，如农业上平整的土地、梯田，水利建设中兴建的水库、运河、灌溉渠系；采矿 堆积的尾矿废石堆，采矿场陡壁斜坡、矿坑、陷落漏斗；城市区的人工

23、湖、假山；道 路路堤、路堑；海岸地带的防潮大堤、人工岛；围海、围湖造地，等等。其规模和速 率，常常比天然外动力作用对地形的塑造还要巨大。5 .人类活动的其他地质作用人类活动还可以使地壳表层内的地球化学场、应力场、水动力场、热力场等 发生改变，产生其他新的地质作用和地质现象。例如，在长期大规模强烈开采地 下水的地区，由于开采区含水层压力的降低，导致含水层发生新的压密作用，引 起地面沉降，在岩溶发育区发生地面塌陷。水动力条件的变化，引起岩石化学性 质与物理性质的变化和水化学性质的改变。大型水库、深井注水等人类活动，足 以促使某些断层活化，引起地震。矿业活动，可以改变某些矿物在地壳内的分布 状况，发

24、生矿物的人为迁移和富集作用。上述人为地质作用，必然破坏地质环境在天然地质作用下的平衡条件，形成 新的平衡关系。随着人口的增长，社会生产力的发展和科技的进步，人为地质作 用力将愈加强大，它们对地质环境的冲击亦将更加强烈。深入研究人为地质作 用现象的发生、发展，有助于评价地质环境的变化趋势。三、人地关系与可持续发展人类一经出现，就与地球环境发生了关系，也就是说，在地球上开始出现了 人类与环境的关系问题，即“人地关系”。人类是环境的产物，环境为人类的生 存和发展提供了必要的条件；同时人类又是环境的塑造者。随着生产和科学技 术的发展，人类越来越大地对自然环境发生影响，两者间密切而对立的关系日渐 加剧。

25、（一）人地关系“危机”人类通过对自然的依赖与开发，人地关系得以萌生，人地矛盾也同步形成。 但人类诞生以后的很长岁月中，生产力水平极为低下，人类只不过为了生存而适 应和利用环境，很少有意识地改造环境，对环境影响不大。随着生产的发展和科 学技术的进步，特别是农业革命和产业革命，使人类利用和改造环境的能力大大 加强。与此同时，也出现了严重的环境问题。“人类主宰自然”的狂热思想和不 惜代价地向自然开战的行为，使人与环境的矛盾日益升级，人地关系产生“危 机”，把地表环境人文时期固有的、早已存在的“环境与发展”问题激化和突出起 来，并成为人类社会可持续发展的主要阻滞力量，威胁到了人类自身的安危和盛 衰。1

26、 .人地关系“危机”的实质人口、资源、环境和社会经济发展之间的多重关系是人地关系的客观表现。 四者运动方式的失当和比例关系的失调，加剧着人地关系的矛盾和危机。人类活动与地球环境是构成人地复合系统的对立因子，它们的相互依存性 和制约性决定着系统的运行过程和演进方向，然而，人类和自然各有其独特的、 自我支配的客观规律，它们的存在方式与运动形式无时无地不在影响着对方。 任何一方的不正常“扰动”和非弹性“越轨”都会影响人地复合结构的进化与功 能的良性发挥，最终影响系统组织和自身发展，甚至导致衰退。这是人地关系 “危机”的根本原因。长期以来，人类活动的方向、方式、速率、强度和规模与自 然系统的运行规律和

27、演化趋势严重悖离，超越了地球环境的“生态阈值”，使人 与自然间相互作用的依存关系转变成了对抗性的矛盾关系。由此可见，人地关 系“危机”的实质在于人类与地球环境之间的矛盾对立，即人类的社会意识、文 化价值观念、发展战略和经济活动与生存环境的潜在利用方向、可承载能力之间 的巨大差异和全面失衡。2 .人地关系“危机”的表现形式人类对环境的影响基本上表现在两个方面：一是对环境施加积极的建设性 影响，提高环境质量，创造新的更适合于人类生活的人工生态系统；二是消极的 破坏性影响，造成环境的污染和资源的破坏。人地关系危机的表现形式包含以 下几个方面：(1)地球表层环境变迁对人类的影响：主要表现为地质灾害直接

28、或间接恶 化地表环境，降低环境质量，对人类生命财产造成危害或潜在威胁，使社会经济 蒙受巨大损失，阻碍人类社会向前发展。(2)地质资源短缺对人类社会经济可持续发展的制约作用：随着地质资源 的短缺，如水资源、矿物能源的短缺导致工业和城市发展减缓或停滞；土地资源 的不足使地球的人口承载量受到限制等。(3)人类经济活动诱发或加剧地质灾害：这些灾害，可造成地表环境退化， 反过来制约、影响人类社会的发展。如过度放牧、森林砍伐和不适当的农业利用 导致土地退化，使生态环境恶化，农业生产力下降。(4)人类活动的副产品对地球环境的污染：所谓人类活动的副产品，即人工 废弃物。由于各种废弃物品对环境的污染，地球表层已

29、很难找到一块洁净的地 方。水体污染、土壤污染和空气污染是人类健康的大敌。(二)人地关系的协调人与自然的危机日益深刻化和全球化，摆脱困境的根本出路在于人与自然 相互协调。在协调人地关系时必须把握以下几条规律：(1)人地系统主从律：即人首先是地球环境演化的产物，人地之间存在着客 观的主从关系。人类对自然的改造必须顺应自然环境的演化规律，因势利导，使 自然环境演化向着有利于人类的方向发展。(2)人地系统反馈律：即人对地的能动作用，总会伴随地对人的反作用的规 律。(3)人地关系递进律：即人类社会越是发展，对地球环境的控制能力越强、 客观依赖性越高的规律。(4)人地适应律：即人类社会发展的条件必须合乎地

30、球体系；功能释放物质 转换与能量传递的自然规律，必须合乎地球资源和自然环境的合理更新与维持 条件。人类经济活动适应环境容量是维护人类与地球环境之间良好关系的基本 前提，也是维持人地生态系统内部平衡的基本条件。只有这样，才能形成人地系 统协调发展的规律。人地关系的协调应当从多方位入手，采取各种手段：一方面，要寻找适宜某 项人类活动的最佳区位，即资源环境、生态、文化、技术和经济等各种人地关系因 子良好组合和理想匹配的空间区位；另一方面，要进行系统环境组分和结构的调 控，改变人地关系因子的特征和趋向，使其尽可能满足人类活动不断增长的多样 化需求。要达到人地关系的和谐，还必须以科学的人地观为指导，树立

31、全球共享、人 类共享的思想观念。培养全球性、长远性和差异性的环境意识，珍视和充分利用 环境质量与自净能力，减少环境损失，防止环境污染和生态破坏；培养广义性、有 限性和稀缺性的资源意识，坚持节约利用、综合利用和持续利用原则，充分发挥 资源的多重功能，提高资源利用效益和水平；培养遵从循环原则、平衡原则和共 生原则的生态意识，遵循相生相克、最佳功能和最小风险原理，保证生态的平衡 与进化。此外，还必须培养科学的人口意识、合理的生产意识、适宜的消费意识 和正确的文化意识。（三）可持续发展的人地观人与地的关系是伴随着人类的产生而出现的，人地关系思想经历了曲折漫 长的发展过程。从古代天命论的人地观，到文艺复

32、兴时期的决定论和社会达尔 文主义，再到机械唯物主义影响下的或然论，“人定胜天”的征服论，乃至目前的 协调论，无不反映了各个历史阶段的人类社会状况和科学技术水平。可持续发展的提出是人类“环境哲学”的重大进步。20世纪50年代以前， 人们总是自觉或不自觉地认为，地球向人类社会提供自然资源和环境空间的能 力是无限的。然而，随着人类对自然干预的广度和深度的不断发展，环境危害日 益严重。60年代以来，人们开始意识到地球自然资源和环境空间是一种稀缺资 源，如何支配、使用它关系到人类的幸福，当代人肩负着按照人类利益合理管理 地球环境的责任。经过7080年代的探索，以1987年联合国世界环境与发展 委员会发表

33、我们共同的未来为标志，可持续发展的人地观便应运而生。可持 续发展的定义是：“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成 危害的发展”。其基本含义是指在不损害后代满足其需要的前提下，追求一种 最大限度地满足当代人们生产、生活需要的发展模式。国际学术界和决策界曾对发展的持续性定义展开了 一场大讨论，认为持续 性包含生态、经济、社会三个方面。生态持续性指维持健康的自然过程，保护生 态系统的生产力和功能，维护自然资源基础和环境；经济持续性指保证稳定的增 长，尤其是迅速提高发展中国家的人均收入，同时用经济手段管理资源与环境， 使经济发展与资源保护协调起来；社会持续性指长期满足社会的基本需要，保

34、证 资源与收入的公平（包括代间与代内）分配。可持续发展除反映在时间维度上，还具有空间维度的含义。即在水平方向 上从全球到区域的变化，在垂直方向上从自然圈层到人类活动各部门的变换。 这些空间既相对独立又相互作用。区域可持续发展是指区域的经济、社会、环境 和资源的相互协调，即在经济发展过程中要兼顾局部利益和全局利益、眼前利益 和长远利益；要充分考虑到自然资源的长期供给能力和生态环境的长期承受能 力，既要满足当代人的现实需要，又要足以支撑或有利于后代人的潜在需要。全 球可持续发展则是满足全球需要的世界发展。可持续发展在本质上就是优化人地关系和人与人的关系，可持续发展的概念也为人地关系研究提出了一条新

35、的思路。第三节 环境地质学理论研究的几个前沿问题一、全球变化问题全球变化观点是20世纪80年代中期产生的地球科学研究的新思维。全球 变化问题的提出标志着地学、生物学及相关学科的研究进入了一个新的深度和 广度，是当前和今后几十年内自然科学，特别是地球科学领域中一个最重要的前 沿课题。地球的表生环境是一个多因素的复杂的动态平衡系统，任何一种因素的变 化都会打破系统的平衡，驱使整个系统发生有规律的调整，直至达成新的平衡。 20世纪中期以来，由于世界人口的剧增和经济的迅速发展，人类对自然环境的 作用越来越大，导致全球性气候变化，地球物质和能量循环严重失调，地球系统 结构发生畸变，产生了一系列的全球性环

36、境问题，如沙漠化、水土流失、土地退 化、森林破坏、资源衰竭、生物物种锐减、空气和水严重污染、酸沉降、有毒有害物 品扩散、臭氧层破坏、温室效应加剧等。当代全球变化的主要原因是人类活动强 度和广度在地球系统中的迅速扩大及其对地球各圈层正常秩序的严重干扰。为了研究和有效地解决全球环境变化问题，国际科联（ICSU）于1986年正 式组织国际地圈生物圈计划（IGBP）,即全球变化研究。该计划的目的在于对未 来几十年至百年的自然和人为的全球环境变化进行预测。它主要是研究和了解 地球系统中生物的、物理的和化学的过程，以及地球系统各圈层间的相互作用过 程，强调地球系统的整体行为对环境的影响，强调人与环境的相互

37、作用。全球变化研究是当今人类为迎接日益严重的全球环境问题挑战而提出的一 项战略性计划，也是环境地质学理论研究的一个重要的前沿课题。二、地球各圈层的相互作用问题地球系统是由多个圈层有机结合而成的具有特定结构和功能的有机整体， 大气圈、水圈、岩石圈和生物圈既相互联系，又相互作用。从科学角度看，人类目前面临的全球性变化问题，就涉及地球系统各圈层之 间的相互作用。如青藏高原抬升对大气环境的影响；海陆边界变化的影响；火山 爆发对大气圈的影响；大气质量对人类活动、生物生存的影响；地球内部气体向 大气圈释放，以及地壳表层风化作用对大气某些成分的吸收机制等。这些都需 要从地球系统的整体来认识和研究，否则就难以对发生在地球上的重大变化 （以及突发性灾害）做出客观的解释，并具备一定的预测能力。所以说，以研究