环境学基本原理

环境学基本原理第1页，共83页，2023年，2月20日，星期二第一章环境学及其基本规律1环境2环境问题3环境科学4环境基本规律第2页，共83页，2023年，2月20日，星期二什么是环境呢？1.1环境环境是相对于中心事物而言的.与某一中心事物有关的周边事物的集合，就是这个中心事物的环境。（surrounding）1环境主体客体环境范围是相对于某一中心而言，作为某一中心事物的对立而存在。第3页，共83页，2023年，2月20日，星期二丹顶鹤的环境滩涂、沼泽等水域保护区内部保护区周边农田保护区内其它生物其它迁徙路线上相关湿地、农田等学习环境学校、教室、机房实验室、图书馆学校周边活动中心、城市宿舍、食堂、操场生活环境教师、学校氛围第4页，共83页，2023年，2月20日，星期二人类环境=自然环境，大自然不能创造出人类的所有环境原生的自然环境自然环境经过人类的改造形成的人工环境人类环境——环境科学研究的环境建筑、交通工具、城市、潜艇、宇宙飞船、家、工厂、休闲场所、伦理、道德、法律、音乐……宇宙、太阳系、地球、分子、原子、质子、电子、夸克、水环境、大气环境、土壤环境、生物环境……主体：人类客体：和人类相关的一切事物的集合范围：包括地球环境和地球外时空环境岩石圈：位于地表，主要由富含硅、铝的硅酸盐类岩石所构成，又称为地壳。水圈：包括地球表面的湖泊、江河、海洋等水域，是一个连续而不规则的圈层。大气圈：环绕地球最外层的气体圈层。

生物圈：地球上存在生命物质的空间，上至海平面上十多公里，下至海平面以下十余公里乃至地下几百米。地球环境第5页，共83页，2023年，2月20日，星期二

也称环境基质，指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分。自然环境要素和人工环境要素。水水体水圈大气大气层大气圈生物体生物群落生物圈环境要素环境系统环境结构单元1.2环境要素最差（小）限制律等值性整体性大于个体和出现先后，互相联系，互相依赖第6页，共83页，2023年，2月20日，星期二2环境问题2.1环境问题广义：由自然力或人力引起生态平衡破坏，最后直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在的问题。狭义：由于人类的生产和生活活动，使自然生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。

第7页，共83页，2023年，2月20日，星期二2.2环境问题的分类：五大环境问题

人口剧增环境污染生态破坏资源耗竭自然灾害第8页，共83页，2023年，2月20日，星期二◆

自然灾害天文灾害

地质灾害气象水文灾害生物灾害

天体撞击、太阳辐射异常电磁异暴、宇宙射线火山、地震、岩崩水灾、旱灾、风暴、冰雹、雪灾、热浪、寒潮…病虫害、森林火灾、物种灭绝……

第9页，共83页，2023年，2月20日，星期二水土流失

沙漠化、荒漠化

土壤次生盐碱化

森林锐减

草场退化、土地退化

生物多样性的减少◆

生态破坏第10页，共83页，2023年，2月20日，星期二◆

资源耗竭矿产资源危机能源危机水资源短缺土地资源紧缺土壤资源的退化第11页，共83页，2023年，2月20日，星期二

环境污染水环境污染大气环境污染土壤环境污染固体废物污染物理环境污染第12页，共83页，2023年，2月20日，星期二◆

人口剧增人口剧增的结果使得上面所有的问题都被大大地放大了第13页，共83页，2023年，2月20日，星期二2.3环境问题的产生和发展根据环境问题发生的先后和轻重程度，可大致分为三个阶段：（1）环境问题的产生与生态环境早期破坏。包括人类出现以后直至产业革命的漫长时期，又称早期环境问题。（2）城市环境问题突出和“公害”加剧。从产业革命到1984年发现南极臭氧空洞止，又称近代城市环境问题阶段。（3）全球性大气环境问题，即当代环境问题阶段。它始于1984年英国科学家发现，1985年美国科学家证实南极上空出现“臭氧空洞”。这一阶段的核心是“全球变暖”、“臭氧层破坏”和“酸沉降”三大全球性大气环境问题。

核心问题：土地——人口剧增，原始森林、植被破坏核心问题：环境污染——五十年代前后出现的“八大公害事件”；近年来六大公害事件第14页，共83页，2023年，2月20日，星期二2.4环境问题的性质和实质环境问题的性质：（1）环境问题具有不可根除和不断发展的属性，它与人的欲望、经济的发展、科技的进步同时产生、同时发展，呈现孪生关系；（2）环境问题范围广泛而全面，存在于生产、生活、政治、工业、农业、科技等全部领域中；

（3）对人类的行为具有反馈作用，使人类的生产方式、生活方式、思维方式等一系列问题引起新的变化；

（4）可控性，即通过教育，提高人们的环境意识，充分发挥人的智慧和创造力，借助法律的、经济的和技术的手段，总可以把环境问题控制在影响最小的范围内。

环境问题的实质是一个经济和社会问题,由于人类对自然环境规律认识不足，盲目发展、不合理开发利用自然资源而造成的环境质量恶化和资源浪费甚至枯竭第15页，共83页，2023年，2月20日，星期二全球变暖臭氧层破坏酸雨淡水资源短缺土地荒漠化森林植被破坏生物多样性锐减2.5全球环境问题第16页，共83页，2023年，2月20日，星期二

全球气候变化及其趋势全球地面气温在升高：过去100年升0.3-0.6℃；2050年升3.6-4.5“温室效应”什么是温室效应？温室气体：CO2

、CH4、O3、二氯乙烷

、CFC等温室气体的来源：自然源：火山喷发、太阳活动、人为源：砍伐森林、矿物燃料的燃烧、制冷设备及泡沫塑料的使用等全球变暖的危害1、海平面上升2、物种的影响3、自然灾害的加重：热带风暴、龙卷风等4、改变农业结构第17页，共83页，2023年，2月20日，星期二臭氧层破坏臭氧层中的臭氧可以吸收紫外线中的有害物质臭氧层破坏的原因3、过多使用氟氯烃类物质（CFCS）臭氧层破坏的危害人体危害；破坏生态系统；威胁人类生存；引起新的环境问题。1、O3O+O22、氮氧化物、氯、溴等4、1个氯原子可破坏10万个臭氧分子第18页，共83页，2023年，2月20日，星期二

酸雨污染什么是酸雨？现在通常把pH值小于5.6的雨雪或者其他方式形成的大气降水称为“酸雨”湿沉降干沉降酸雨的危害1.损害生物和自然生态系统以及人体健康;2.腐蚀建筑材料及金属结构;3.破坏文物古迹;4.湖泊酸化和土壤酸化。第19页，共83页，2023年，2月20日，星期二

生物多样性锐减国际生物多样性日1994年12月29日，联合国大会49/119号决议案宣布12月29日为“国际生物多样性日”。从2001年起，根据第55届联合国大会第201号决议，国际生物多样性日由原来的每年12月29日改为5月22日。Biologicaldiversity第20页，共83页，2023年，2月20日，星期二生物多样性锐减生物多样性的减少情况受威胁物种的现状

灭绝濒危渐危稀有未定全球受威胁总数植物384332530226749559819078鱼类23811358321343两栖类299201050爬行类2137394132170无脊椎动物982212341886141355鸟类113111671226241037哺乳类831721413764497转引《保护世界的生物多样性》，中国环境科学出版社1991年版生物多样性减少的原因1．不合理利用生物资源2．环境污染3．外来种引入4．人口膨胀5．全球影响第21页，共83页，2023年，2月20日，星期二土地荒漠化的基本状况什么是土地荒漠化？土地荒漠化——是指在干旱、半干旱和某些半湿润、湿润地区，由于气候变化和人类活动等各种因素所造成的土地退化,它使土地生物和经济生产潜力减少,甚至基本丧失。第22页，共83页，2023年，2月20日，星期二土地荒漠化是当今世界最严重的环境与经济问题之一土地荒漠化的基本状况世界荒漠化状况

面积（万平方公里）占干地的比例*（%）1．退化的灌溉农地430.82．荒废的依赖降雨农地2164.13．荒废的放牧地（土地和植被退化）75714.64．退化的放牧地（植被退还地）257650.05．退化的干地（1＋2＋3＋4）359269.56．尚未退化的干地158030.07．除去极干旱沙漠的干地总面积5172100各大洲荒漠化状况

干地总面积（万平方公里）退化面积和比例（万平方公里）（%）非洲1432.591045.8473.0亚洲1881.431341.7071.3澳洲701.21375.9253.6欧洲145.5894.2864.8北美洲578.18428.6274.1南美洲420.67305.8172.7第23页，共83页，2023年，2月20日，星期二

土地荒漠化土地荒漠化的成因土地荒漠化自然因素：异常的气候条件(干旱、洪水、滑坡)人为活动：过度放牧、乱砍滥伐、开垦草地

土地荒漠化的危害土地生产力下降，农牧业减产防止土地荒漠化的基本途径及战略1．制订经济发展和资源保护一体化的政策；2．逐步建立合理的土地使用权制度体系；3．合理规划和使用耕地和草地，营造防护林和薪碳林，保护植被，防止水土侵蚀；4．改变过度放牧和过度垦殖的状况，限制载畜量，退耕还牧，有效改善退化的土地。第24页，共83页，2023年，2月20日，星期二

森林植被破坏全球森林植被破坏状况按地区统计的全球森林现状（1990）地区森林及其他林地（百万公顷）年变化量（千公顷）人均森林（公顷）森林占土地比例

欧洲195＋1910.327

前苏联942＋512.235

北美749－3171.725

亚洲大洋洲178－40.59

非洲1137－28280.98

亚太660－9990.219

拉美和加勒比1260－60472.248所有地区5120－99530.627资料来源：联合国粮农组织《1990森林资源评估：全球综合》第25页，共83页，2023年，2月20日，星期二

森林植被破坏森林破坏的原因砍伐林木开垦林地采集薪材大规模放牧酸雨等空气污染直径一米的巨大母生树被锯倒森林生态被破坏的佐证森林减少的影响与危害产生气候异常增加CO2排放物种灭绝和生物多样性减少加剧水土侵蚀减少水源涵养，加剧洪涝灾害第26页，共83页，2023年，2月20日，星期二淡水资源危机淡水资源短缺生活废水工业废水农业污染物的地面径流争夺淡水资源第27页，共83页，2023年，2月20日，星期二第28页，共83页，2023年，2月20日，星期二

当代中国环境问题环境污染生态恶化自然灾害大气污染水污染固体废物污染噪声污染气候灾害地震灾害地质灾害海洋灾害第29页，共83页，2023年，2月20日，星期二控制人口，加强教育，提高人口素质，增强环境意识，强化环境管理。必须有相当的经济实力，即需要付出巨大的财力、物力并需要经过长期的努力。

借助科技进步解决环境问题的根本途径末端治理清洁生产防治技术$第30页，共83页，2023年，2月20日，星期二第31页，共83页，2023年，2月20日，星期二水污染1.中国七大水系的污染程度依次是：辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江、长江;2.河流城市段:87%受不同程度污染;3.湖泊水库:全国湖泊和水库普遍受到总磷、总氮的污染，富营养化严重，有机物污染面广，个别湖泊水库出现重金属污染;4.地下水:普遍受污染，污染面已达50%；5.近岸海域:受到不同程度的污染。

我国水环境质量状况

第32页，共83页，2023年，2月20日，星期二城市垃圾Urbangarbage生活垃圾Domesticgarbage白色污染Whitepollution工业废渣Industrialwasteresidue固体废物污染第33页，共83页，2023年，2月20日，星期二特点：来源广、种类多、数量大、成分复杂危害：水体、土地、大气和人类健康固体废物污染第34页，共83页，2023年，2月20日，星期二噪声污染听力杀手危害健康第35页，共83页，2023年，2月20日，星期二生态恶化水土流失森林资源贫乏草地退化土地荒漠化生物物种减少第36页，共83页，2023年，2月20日，星期二气候灾害第37页，共83页，2023年，2月20日，星期二海洋灾害第38页，共83页，2023年，2月20日，星期二第39页，共83页，2023年，2月20日，星期二科

学科学的任务在于揭示客观规律。环境科学的任务在于揭示环境规律。环境学的任务在于揭示环境基本规律。3环境科学第40页，共83页，2023年，2月20日，星期二自然现象社会现象经济现象技术现象环境现象自然规律社会规律经济规律技术规律环境规律自然科学社会科学经济科学技术科学环境科学五类现象五类规律五类科学第41页，共83页，2023年，2月20日，星期二1环境学环境自然科学环境社会科学环境经济科学环境技术科学＋＋环境科学其它分支学科，如环境规划学等环境科学学科体系4X第42页，共83页，2023年，2月20日，星期二环境基本规律环境多样性人与环境和谐五律协同规律与规则环境学基本原理环境多样性原理人与环境和谐原理五律协同原理规律与规则原理环境学第43页，共83页，2023年，2月20日，星期二环境自然科学环境自然科学是环境科学和自然科学的交叉学科；环境自然科学用自然科学的原理和方法研究环境问题；规律联合作用是产生交叉学科的源泉；环境自然科学研究环境规律和自然规律联合作用的机理。第44页，共83页，2023年，2月20日，星期二环境自然科学环境规律自然规律环境科学

自然科学环境自然科学从单一学科出发研究多种环境要素第45页，共83页，2023年，2月20日，星期二环境规律社会规律环境伦理环境法学环境管理公民国家政府环境社会科学——环境规律与社会规律的联合作用第46页，共83页，2023年，2月20日，星期二环境规律经济规律环境经济学环境经济科学——环境规律与经济规律的联合作用第47页，共83页，2023年，2月20日，星期二

技术环境

污染治理环境监测清洁生产环境技术科学——环境规律与技术规律的联合作用第48页，共83页，2023年，2月20日，星期二X环境评价学环境规划学可持续发展……第49页，共83页，2023年，2月20日，星期二自然

技术

经济

社会环境环境过程环境功能环境效应清洁生产污染治理环境监测市场政府GDP公众：环境伦理国家：环境法律政府：环境管理第50页，共83页，2023年，2月20日，星期二规律：亦称法则。是客观事物发展过程中的本质联系，是事物本身所固有的、深藏于事物背后并决定或支配现象的内在因素。

客观性隐蔽性普遍性稳定性强制性重复性4环境基本规律

什么是规律？第51页，共83页，2023年，2月20日，星期二环境规律人类与环境相互作用的规律环境基本规律人类与环境相互作用的基本规律1.环境基本规律2.环境自然规律3.环境社会规律4.环境经济规律5.环境技术规律1.环境多样性2.人与环境的和谐3.五律协同4.规律与规则第52页，共83页，2023年，2月20日，星期二环境基本规律1环境多样性人类的需求和创造人和环境的相互作用自然环境物质多样性；环境过程多样性；环境形态多样性；环境功能多样性。人类需求多样性；人类创造多样性。作用界面；作用方式作用过程；作用效应。第53页，共83页，2023年，2月20日，星期二•••自然环境病毒无脊椎动物原生动物脊椎动物腔肠动物扁形动物线性动物环节动物软体动物节肢动物鱼类两栖动物爬行动物鸟类哺乳动物动物植物裸子植物被子植物藻类植物苔藓类植物蕨类植物种子植物真菌细菌物质的多样性微生物已知140万种，其中：昆虫75万种，脊椎动物4.1万种，高等植物25万种。第54页，共83页，2023年，2月20日，星期二已知112种元素，300多种原子质子电子中子d、u、s、c、b、t六味夸克自然环境物质的多样性轻子第55页，共83页，2023年，2月20日，星期二河流、湖泊海洋、沼泽自然环境水域平原、盆地、丘陵山地、高原环境形态的多样性陆地环境过程的多样性物理过程、化学过程、生物过程、生态过程迁移、分散、富集、转化、降解、循环……

第56页，共83页，2023年，2月20日，星期二自然环境面对需求的功能生态功能防风固沙保持水土涵养水源降低噪音净化空气光合作用调节气候美化环境保护生物木材香料休闲欣赏果实油料环境功能的多样性森林海洋?第57页，共83页，2023年，2月20日，星期二人的需求物质的需求精神的需求衣、食、住、行、用通讯、医疗、保健、娱乐、文化、咨询…教育、旅游、休闲永不会被满足人类的需求和创造第58页，共83页，2023年，2月20日，星期二地球上出现了自然环境不能形成的大量人工创造的事物1、物质建筑：茅草屋、竹楼、木屋—砖瓦房—钢筋混凝土楼房摩天大楼、别墅、教堂、庙宇、宫殿……乡村、城市、工厂、学校、园林、道路、广场、军事基地汽车、火车、潜艇、军舰、宇宙飞船、空间站……人的创造人类的需求和创造第59页，共83页，2023年，2月20日，星期二技术创造来自于实践经验和对自然科学的认识。2、技术农业、医学、电子、机械、计算机、自动控制、化工、水利、冶金、土木工程、环境保护、轻工、纺织、城市规划、航空航天、海洋开发……随着人类社会的发展和科学的发展，技术日新月异创造的结果人类的需求和创造第60页，共83页，2023年，2月20日，星期二3、精神文化诗歌小说散文戏剧戏曲小品话剧歌剧电影电视雕刻美术文化传统音乐……创造的结果人类的需求和创造第61页，共83页，2023年，2月20日，星期二作用界面太

空：太空飞行、卫星发射、空间探索大气层：航空飞行、人类活动、废气排放地

面：种植放牧、城市建设地

下：矿产开采、勘探、地质研究生

物：捕猎驯化，解剖……人和环境的相互作用第62页，共83页，2023年，2月20日，星期二资源开发工农业生产……废物排放城市建设物理过程化学过程……生物过程生态过程作用方式人和环境的相互作用作用过程人和环境的相互作用第63页，共83页，2023年，2月20日，星期二生物效应分子细胞组织器官个体种群群落遗传物质变异伤害膜系统（过氧化）、干扰通透性组织坏死、干扰重要内分泌物的形成靶器官积累、病变和功能的丧失致病、致畸、致突变、致死数量减少到难以维系种群的正常繁衍生态破坏、多样性减少人类与环境之间相互作用的效应数不胜数作用效应人和环境的相互作用第64页，共83页，2023年，2月20日，星期二战争人员伤亡、资源消耗、精神痛苦生态摧毁和环境破坏、贫困和痛苦作用效应人和环境的相互作用目前环境科学的多数分支学科正在解读各种各样的环境效应，以及其背后的规律。第65页，共83页，2023年，2月20日，星期二人类社会的发展提高人与环境的和谐程度和谐度增加人与环境的和谐环境基本规律2第66页，共83页，2023年，2月20日，星期二人口剧增资源耗竭生态破坏人均耕地减少人均粮食减少废弃物增加森林锐减沙漠化和荒漠化生物多样性锐减水资源短缺土地资源紧缺能源危机矿产资源危机适应生存

人类生存面临的危机

人类难以适应生存第67页，共83页，2023年，2月20日，星期二天文灾害地质灾害气象水文灾害生物灾害生物安全环境公害核威胁环境安全面临的挑战环境安全战争第68页，共83页，2023年，2月20日，星期二地方性甲状腺肿地方性氟病癌症心血管病克山病、大骨节病生物性地方病地方病环境污染水污染大气污染土壤污染生物污染噪声污染......环境健康面临的威胁环境健康第69页，共83页，2023年，2月20日，星期二适宜的人口密度充足的绿地广场宽敞的住宅良好的环境质量完善的城市基础设施便捷的城市交通快捷的信息通讯服务方便的服务系统丰富的休闲娱乐场所……舒适的人居环境环境舒适的表现环境舒适第70页，共83页，2023年，2月20日，星期二人的精神需求山水天象气象生物文化遗产城市建筑园林绿化工艺美术环境欣赏的内容环境欣赏第71页，共83页，2023年，2月20日，星期二人与环境和谐人与环境和谐人与自然和谐人与自然环境的和谐人与人工环境的和谐人工环境与自然环境的和谐第72页，共83页，2023年，2月20日，星期二自然规律社会规律经济规律技术规律环境规律环境基本规律3五律协同制约人类生存与发展的客观规律有以下五类：第73页，共83页，2023年，2月20日，星期二出发点目标偏离协同拮抗环境基本规律3五律协同

人类在实现重大战略目标的过程中，会受到多种规律的作用，其作用状态有三：规律作用方向与目标一致者，称之为协同规律作用方向与目标背离者，称之为拮抗规律作用方向与目标偏离者，称之为偏离第74页，共83页，2023年，2月20日，星期二出发点目标环境自然

社会

经济

技术

当五类规律的作用方向都与目标一致时，称为五律协同。人类实践已反复证明，若要实现重大战略目标，其行为必须实现五律协同。环境基本规律3五律协同第75页，共83页，2023年，2月20日，星期二一律作用域二律协同域人类行为五律作用域示意图

社会圈

经济圈

自然圈