可持续发展(重要)

第二章环境及环境问题第一节环境一、环境的概念**所谓环境总是相对于某项中心事物而言的，对我们来讲，中心事物是人，环境就是以人类为主体的外部世界的总称；指人类赖以生存与发展的全部条件的总和。**《中华人民共和国环境保护法》明确指出：“本法所称环境，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因素的总体，包括大气、水、海洋、土地，矿藏、森林、草原，野生动物、自然遗迹，自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等”。由此可见，环境保护法所指的环境，是人类生存的环境，是作用于人类并影响人类生存和发展的外界事物。二、环境的类型**根据对人类生存与发展的制约大小及关系的远近不同，可将环境分为：宇宙环境、地球环境和社会环境等不同的规模和层次。**宇宙环境地球环境（自然地理环境）社会环境（聚落环境）**宇宙环境是人类环境的极限，也是人类能够继续发展的最宏观的制约条件。**地球环境（自然地理环境）是人类赖以生存的环境要素的总和。包括有空气、阳光、水、土壤、矿物、岩石和生物等。这些要素在时空上呈现出圈层结构，即大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈。这是与人类生存关系最为密切的环境，也构成了人类社会发展的宏观制约条件。**银河系:在大约200亿年以前，在一片混沌宇宙中，随着一声大爆炸，出现了原始的星云，之后，宇宙不断膨胀，物质重新组合，形成了银河系。在银河系内部有一个以太阳为中心的星系叫做太阳系。我们人类居住的地球就是太阳系的成员。**地球大约形成于46亿年前，刚开始地球上没有任何生命，在漫长的演化过程中，地球系统从简单到复杂，从无机到有机，出现了生命形式.**人类是地球的产物，是地球生态系统的重要组成部分，人类无法离开地球而生存，也无法脱离其生态系统（自然生态环境）。社会环境是人类社会制度等上层建筑条件，包括社会的经济基础、聚落结构以及同各种社会制度相适应的政治、经济、法律、宗教、艺术、哲学的观念和机构等。这些要素组成了另一个圈层，叫人类智慧圈。三、环境的特性整体性有限性不可逆性潜在性持续反应性放大性**人类是自然的一部分，是地球的产物。因而，人与自然环境是一个整体，地球的任一部分或任一系统，都是人类环境的组成部分，各部分之间存在着相互依存和互相制约的关系。所以环境的影响是整体的，无国界的。**环境系统是一个开放的复杂系统，系统内外之间存在着物质的循环、能量的流动和信息的交流。环境系统是一个不可逆系统。它一旦遭到破坏，根据物质循环规律，可以实现局部的恢复，但不能彻底回到原来的状态。**除了个别情况（如：骤发性自然灾害和人为污染）可直观其后果外，一般情况下环境的变化对人类的影响需要较长时间才能显示出来。**环境对人类的影响是可以持续的，不仅对当代人，而且对子孙后代有着深远地影响。如黄土高原的生态状况可以理解为我们祖先欠下的生态债，而这个债则要我们子孙后代偿还。**根据系统科学的原理，系统对初始条件有极端敏感性。某一局部环境状况的较小变化，经过系统的协同放大后，可能会对周边环境造成较大的影响。第二节环境问题一、环境问题及类型环境问题是指全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的各种现象。环境问题是目前世界人类面临的几个主要问题之一，其类型多样,但大致可分为两类：原生环境问题和次生环境问题。由自然力引起的为原生环境问题，也称第一环境问题，由于人类的生产和生活活动引起生态系统破坏和环境污染，反过来又危及人类自身生存和发展的现象，为次生环境问题，也叫第二环境问题。（一）自然灾害问题（原生环境问题）是由自然界本身运动引起的，人们无法避免的客观事实。但是人为的作用可以加速或延缓灾害的发生，加大或减轻灾害的影响和损失。自然灾害种类繁多，其分类如下。1、按其成因分有：（1）地质灾害，包括地震、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、地面塌陷、地裂缝、土地沙漠化、火山爆发等；（2）灾害性天气，如台风、飓风、飑风、龙卷风、雷击、冰雹、暴雨、旱灾等；（3）水文灾害，如洪涝灾害等；（4）生物灾害，如病、虫、草、鼠害等。2、按其表现方式可分为：（1）、骤发性自然灾害，如地震、火山暴发、龙卷风、飓风、飑风等。骤发性灾害的特点是：猛烈地突然发生、持续的时间很短、灾害影响和危害巨大，灾区地理位置容易确认。（2）、长期性自然灾害，其特点是：缓慢发生、持续时间长、潜在危害大。如沙漠化、水土流失等。**各种自然灾害既可能单独发生，也可能与其他灾害连锁反应，形成群发性灾害，其影响和危害更为惨重。在所有的自然灾害中，水灾造成的损失最大，约占40%，发生在1998年7-8月份长江及松花江流域百年不遇的洪涝灾害就是最有说服力的证明；其次是热带风暴和台风，占20%，地震和旱灾各占15%；其他灾害占10%。（二）环境污染和生态破坏问题（次生环境问题）环境污染和生态破坏是伴随着人类经济和社会发展活动而产生的，特别是与城市化、工业化和农业集约化有着十分密切的关系。**环境污染是指人类活动产生并排入环境的污染物或污染因素超过了环境容量和环境自净能力，使环境的组成或状态发生了改变，环境质量恶化影响和破坏了人类正常的生产和生活。如大气、水体和土壤等的污染均属此类。**生态破坏是指人类开发利用自然环境和自然资源的活动超过了环境的自我调节能力，使环境质量恶化或自然资源枯竭，影响和破坏了生物正常的发展和演化以及可更新自然资源的持续利用。如水土流失、土地沙漠化、盐渍化及生物多样性的锐减等。二、环境问题的产生与发展环境问题的出现，是人与环境关系不相协调的结果。它是人与环境在一定的时空中相互作用的具体体现，也是随着人类社会和经济的发展而发展的。如果按人类环境明显变化的时间为划分依据，我们可将人与环境的关系分为三个阶段。（一）生态环境的早期破坏（二）近代城市环境问题（八大公害事件为代表）（三）当代环境问题阶段（全球环境问题为代表）**八大公害事件1、马斯河谷事件：1930年12月1日到5日，比利时马斯河谷工业区上空出现了很强的逆温层，致使13个大烟囱排出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累在近地大气层，对人体造成严重伤害。一周内有60多人丧生，许多牲畜死亡。2、洛杉矶光化学烟雾事件：1943年夏季，洛杉矶市250万辆汽车燃烧的1100吨汽油所产生的碳氢化合物等气体，在太阳紫外线照射下引起化学反应，形成了浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼。1955年和1970年洛杉矶又两度发生该类事件，分别有400多人死亡和全市四分之三的人患病。3、多诺拉烟雾事件：1948年10月下旬，美国的宾夕法尼亚州多诺拉城大雾弥漫，受反气旋和逆温控制，工厂排出的有害气体扩散不出去，全城14000人中有6000人眼痛、喉咙痛、头痛胸闷、呕吐、腹泻。17人死亡。4、伦敦烟雾事件：自1952年以来，伦敦发生过12次大的烟雾事件。1952年12月那一次，伦敦大雾，燃煤排放的粉尘和二氧化硫无法散去。迫使所有飞机停飞，汽车白天开灯行驶，行人走路困难。烟雾事件使呼吸道疾病患者猛增，5天内有4000多人死亡，两个月内又有8000多人死去。5、水俣病事件：1953－1956年，日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的含汞废水，使汞在海水、底泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒。1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。6、骨痛病事件：1955－1972年，日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水，废水在河流中积累了重金属“镉”。人长期饮用这样的河水，食用浇灌含镉河水生产的稻谷，出现了骨骼严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折等病症。7、四日哮喘病事件：1961年，日本四日市由于石油冶炼和工业燃油产生的废气，严重污染大气，引起居民呼吸道疾病聚增，尤其是哮喘病的发病率大大提高，形成了一种突出的环境问题。8、米糠油事件：1968年，在日本北九州一带，由于鸡和人吃了含有多氯联苯的米糠油，先是几十万只鸡吃了有毒饲料后死亡。继而有13000多人开始眼皮发肿，手掌出汗，全身起红疙瘩，接着肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。**现代环境问题大气污染全球气候变暖（温室效应）臭氧层破坏酸雨的危害生物多样性锐减森林锐减水土流失土地沙漠化垃圾及固体废弃物污染水资源污染其他污染(城市交通噪声污染\飞机噪声污染\工厂噪声污染\冶炼钢铁的高温环境\造船厂的焊接眩光污染)第三节环境科学一、环境科学的概念环境科学是以“人类-环境”系统为其特定的研究对象。是研究“人类-环境”系统的发生、发展和调控的科学。它是一门内容丰富、领域广泛的新兴学科。是在自然科学、社会科学、经济科学和技术科学的基础上发展起来的交叉学科。二、环境科学的任务环境科学的任务在于揭示人类与环境相互作用的规律，抓住人类与环境这一对矛盾的实质，研究其间的对立统一关系，充分认识二者之间的作用，以便能动地改造环境并积极调节其间物质和能量的交换过程，促使环境朝着有利于人类的方向演化。**人类与环境相互作用的规律大体可以分为自然规律、社会规律、经济规律、技术规律和环境规律等五个方面。这五个规律相互影响，互相制约，经系统的协同、放大，对整个系统的运动产生不同的影响。人类在这个作用过程中担当着重要的角色，其活动如果得当，可使系统向着好的方向发展，否则会出现系统恶化的情况。三、环境科学的研究内容环境自然科学环境社会科学环境经济科学环境技术科学第四节环境保护与可持续发展一、环境保护（一）环境保护的概念和任务环境保护是指人类为解决现实的或潜在的环境问题，协调人类与环境的关系，保障经济社会的持续发展而采取的各种行动的总称。环境保护的任务是调控发展和环境之间的关系。即在促使经济稳步发展的同时，运用各种措施（包括行政的、法律的、经济的、教育的、科学技术的）保护自然环境和自然资源，防治环境污染和生态破坏，提高环境质量，创造生态健全的工作和生活环境。（二）环境保护的方法和内容环境保护的方法和手段有工程技术的、行政管理的，也有法律的、经济的、宣传教育的等。（三）我国环境保护的基本思路在1996年7月份召开的第四次环境保护会议上明确了我国环境保护的基本思路。具体如下：1、实行可持续发展战略2、遏制环境恶化趋势二、可持续发展朴素的可持续发展观念古来有之，但现代意义上的可持续发展概念则是挪威首相布伦特兰夫人在《我们共同的未来》报告中首次提出的。所谓可持续发展是指：“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”。这一定义得到广泛的接受，并在1992年联合国环境与发展大会上取得共识。**我国学者对这一定义作了如下的补充：可持续发展是“不断提高人群生活质量和环境承载能力的、满足当代人需求又不损害子孙后代满足其需求能力的、满足一个地区或一个国家人群需求又不损害别的地区或国家人群满足其需求能力的发展”。（一）可持续发展的背景1、古代朴素的可持续发展思想2、现代可持续发展思想的形成（1）《寂静的春天》——对人类行为和观念的早期反思（2）《增长的极限》——引起全世界反响的“严肃思考”（3）联合国人类环境会议——人类对环境问题的正式挑战（4）《我们共同的未来》——环境与发展思想的重要飞跃（5）联合国环境与发展大会——环境与发展的里程碑（6）可持续发展世界首脑会议——责任与义务的体现（二）可持续发展的内涵与特征1、可持续发展战略的基本思想鼓励经济增长提倡资源的永续利用和保持良好的生态环境谋求社会的全面进步2、可持续发展的内涵（1）公平性内涵（2）持续性内涵（3）共同性内涵第二章生态学基础知识第一节概述一、生态学及其发展（一）生态学的定义**生态学（Ecology）一词最早是由德国生物学家黑格尔于1869年提出的。他把生态学定义为“自然界的经济学”。其英文词首和经济学（Economics）是相同的，均来自于希腊文，表示家庭居处或环境的意思，可见，生态学与经济学、家庭、环境等有着密切的关系。后来有的学者把生态学定义为“研究生物或生物群体与其环境的关系，或生活着的生物与其环境之间相互联系的科学”。**我国著名生态学家马世骏把生态学定义为“研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学”。生态学中所说的生物包含植物、动物和微生物。最近，由于人类环境问题和环境科学的发展，生态学也扩展到人类生活和社会形态等方面，把人类这一生物种也列入生态系统中，来研究并阐明整个生物圈内生态系统的相互关系问题。（二）生态学的发展生态学原是一门研究生物与其生活环境相互关系的科学，是生物学的重要分科之一。初期主要研究植物，后来逐渐涉及动物和人类。目前，随着现代科学技术的发展并向生态学的不断渗透，赋予它新的内容和动力，使其成为多学科、较活跃的科学领域之一。二、生态系统（一）生态系统的概念**生物自从在地球上出现以来就与自然环境有着密不可分的关系，长期以来形成了相互依存、相互制约的关系。地球上的生物十分庞杂，其中包括动物2000万种以上，植物30多万种，微生物10多万种。这些生物通过新陈代谢不断与环境进行着物质的交换、能量的传递和信息的交流，从而引起环境与生物自身的变化。生物在长期的进化中对环境具有依附性和适应性，但生物也不是被动的适应环境，生物也具有其本身独特的遗传特性。生物受到环境的影响，反过来又作用于环境。**一个生物物种在一定的范围内所有个体的总和称为生物种群（Population）；在一定自然区域的环境条件下，许多不同种的生物相互依存，构成了有着密切关系的群体，称为生物群落（Community）。随着环境条件的千差万别，地球上出现了各种各样的生物群落（森林、草原、荒漠等等）。而特定的生物群落又维持了相应的环境条件。一旦生物群落发生变化，也会影响到环境条件的变化。因此，人们把生物群落与其周围非生物环境的综合体，称为生态系统（Ecosystem），也即生命系统和环境系统在特定空间的组合。**在生态系统中，各种生物彼此间以及生物与非生物的环境因素之间互相作用，关系密切，而且不断进行着物质的交换、能量的传递和信息的交流。目前，人类所生活的生物圈内有无数大小不等的生态系统。**生产者：主要是绿色植物，凡能进行光合作用制造有机物的植物种类，包括单细胞藻类，均属于生产者。还有一些能利用化学能把无机物转化为有机物的化能自养型微生物，也应列入生产者之列。**消费者：主要是动物，又分为一级消费者（如草食性动物）；二级消费者（如肉食动物）；……等等。**分解者：指各种具有分解能力的微生物，也包括一些微型动物，如鞭毛虫，土壤线虫等。无生命物质：指生态系统中的各种无生命的无机物、有机物和各种自然因素（如土壤、空气、水等）。（三）生态系统的结构1、生态系统的形态结构：生态系统的生物种类，种群数量、种的空间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变化（发育、季相）等构成了生态系统的形态结构。如：在森林生态系统中，有各种乔木、灌木和草本植物，有各种动物和复杂的微生物种群。它们各自的数量、空间的分布和种的时间的变化就构成了森林生态系统特有的形态结构。2、生态系统的营养结构：生态系统各组成部分之间建立起来的营养关系，构成了生态系统的营养结构。它是生态系统中能量流动和物质循环的基础。生态系统中，由食物关系把多种生物联接起来，一种生物以另一种生物为食，另一种生物再以第三种生物为食，……彼此形成一个以食物联接起来的链锁关系，称为食物链。比如：老鼠以农作物为食，而鼬鼠又以老鼠为食，这就构成了一个最简单的食物链。再如：碎屑-蘑菇-昆虫-蛙-蛇-鹰就构一个较为复杂的食物链。按照生物间的相互关系，一般可把食物链分为：1、捕食性食物链，即由一些以其他动物为食的动物构成的食物链。例如由狐狸和野兔构成的食物链。2、碎食性食物链，是由一些食碎屑生物构成的。诸如秃鹫、蚯蚓、千足虫、白蚁、蚁和甲虫等。3、寄生性食物链，是由一些寄生性生物构成的。它们是与其“捕获物”建立起一种紧密地联系，长期地以“捕获物”为生。比如：动物肠内的绦虫、寄生在动物体外的蜱、虱或七鳃鳗以及一些植物如菟丝子、槲寄生等。4、腐生性食物链，是由腐生性生物构成的。如水晶兰、真菌等。**在一个生态系统中，食物关系往往复杂，各种食物链相互交错，形成所谓食物网。能量的流动，物质的迁移和转化，就是通过食物链或食物网进行的。见下图（四）生态系统的功能生态系统中能量流动、物质循环和信息联系构成了生态系统的基本功能。1、生态系统中的能量流动**生态系统中全部生命活动所需要的能量均来自太阳。太阳能在生态系统中的流动是按热力学定律进行的。热力学第一定律告诉我们：“在一个封闭系统中（我们通常把以地球为中心包括太阳在内的宇宙环境看成是一个封闭系统），能量和物质是不能产生或消灭的。即能量和物质不能凭空产生也不能凭空消亡”。**热力学第二定律告诉我们：“熵在增加”。根据这一定律，从一种能向另一种能的任何转换都不是完全有效的，能的消费是不可逆的过程。在能量的转换过程中，总有一些能量失掉了。因此，如果没有新的能量从外部投入，一个封闭系统最终会耗尽其能量。因为生命需要能量，能量耗尽了，生命也就停止了。当然，地球并不是封闭系统，地球从太阳得到能量。**环境卡片——能量流动的1/10规律**在生态系统中，能量从植物体内转移至草食动物体内时大约为总能量的1/10，而再转移到肉食动物体内时，为草食动物能量的1/10左右。一般说来，能量沿着绿色植物→草食动物→一级肉食动物→二级肉食动物逐级流动，而后者所获得的能量大体等于前者所含能量的1/10，这就是说，在能量流动过程中，约有9/10的损失掉了。2、生态系统中的物质循环生态系统中的一切生物（动物、植物、微生物）和非生物的环境，都是由运动着的物质构成的。并在地球长期的演化过程中建立起来了各种循环体系。其中碳、氢、氧、氮、硫、磷等的循环是生态系统基本的物质循环。锰、锌、铜、钼、钴、钙、镁、钾等微量元素，也在生态系统中的构成了各自的循环。而与人类环境关系比较密切的主要有水、碳、氮、三大循环。3、生态系统中的信息联系在生态系统的各组成部分之间及各组分内部，伴随着能量和物质的传递与流动还同时存在着各种信息的联系，而这些信息把生态系统联成一个统一的整体，起着推动物质流动、能量传递的作用。信息在生态系统中表现为多种形式，主要有营养信息、化学信息、物理信息、遗传信息和行为信息。三、系统的平衡与稳定在任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断地进行着，但在一定的时期内，生产者、消费者和分解者之间都保持着一种相对的平衡状态，这种平衡是动态的平衡，不是静止的平衡。系统内部的因素和外界因素的变化，尤其是人为的因素，都可能对系统产生影响，并引起系统的改变，甚至破坏系统的平衡。第二节生态平衡及生态系统的动态变化一、生态平衡的概念**如果某生态系统各组成成分在较长时间内保持相对协调，物质和能量的输出接近相等，结构与功能长期处于稳定状态，在外来干扰下，能通过自我调节恢复到最初的稳定状态，则这种状态可称为生态平衡。生态平衡包括三个方面：即结构上的平衡、功能上的平衡以及输入和输出物质数量上的平衡。**生态平衡是相对的平衡、动态的平衡。在系统各组分之间、生物与环境之间不断的物质、能量与信息的流动，使得生态系统中旧的平衡不断打破，新的平衡不断建立。只有这样，地球才会由一片死寂变得生机盎然。绝对的平衡则意味着没有发展和变化。但这种变化如果太快，则系统各组分之间不可能有一个相对稳定的相互关系，会产生一系列严重的问题，生物不能适应这种变化则导致物种的大量灭绝。（一）生态系统的演替**一些生态系统，依靠自身的发展和活动的本性，一方面消灭某些物种，另一方面又允许别的物种侵入，以此来改变它们的环境。因而，在占领这个地区的各种生物中，存在着一种渐近的变化。最后，一个生态系统可能被另一个生态系统全部代替。生态系统中的这种变化过程就叫做演替。1、原生演替**如果这个地域先前没有生物占领，那么，一个生态系统被另一个生态系统所代替的过程就称为原生演替。**裸露的岩石表面被生物逐步侵入，最后变成了森林生态系统就是一个典型的范例。2、次生演替**开始于次生裸地或原生芜原（不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸露地段）上的演替。比如，当一个地区被开垦，后又被废弃时，这个地区在开垦前的优势生态系统，将经过一系列明显的阶段而得到恢复。由于这是重建原来就已经有的生态系统，所以把这个过程叫做次生演替。3、顶极生态系统**这是演替到最后阶段的一种生态系统。全部已有的物种继续彼此按比例繁殖，并不再发生变化的平衡状态称为顶极。这个系统也就叫做顶极生态系统。顶极生态系统的类型依这个地区占优势的非生物因素的不同而异。在炎热的干旱地区，顶极是热带荒漠生态系统；在炎热的潮湿地区，顶极是热带雨林。（二）影响生态系统演替变化的因素**当生态系统的演替进行到顶极时，则可以理解为达到了动态的平衡。这种平衡也不是一成不变的，特别是当自然因素和人为因素的强烈干扰和变动，往往破坏了生态平衡。1、自然因素主要是指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的对人类和生物的有害因素。如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、地震、台风、流行病等自然灾害，都会使生态平衡遭到破坏。2、人为因素主要指人类对自然资源的不合理利用、盲目发展生产带来的环境污染等问题。**环境专栏—人类对生态系统的影响达到极限1、过去一个世纪来，地球上有一半的湿地消失。2、毁林造田使得地球森林覆盖率下降了20％－50％。3、地球上有9％的树种濒临灭绝。4、地球上70％的海洋鱼类面临滥捕滥捞的威胁，有些已处于生存极限状态。5、近半个世纪来，全球有2／3的农业用地发生水土流失现象。6、由于拦河造坝或修建其它水利设施，使全球60％的大型河流系统遭到破坏、水流速度减缓，河流源头与其入海口之间的落差增加了2倍。三、生态学的一般规律（一）相互依存与相互制约规律相互依存与相互制约，反映了生物间的协调关系，是构成生物群落的基础。生物间的这种协调关系主要分为两类：1、普遍的依存与制约，亦称“物物相关”规律。有相同生理、生态特性的生物，占据与之相适宜的小生境，构成生物群落或生态系统。系统中不仅同种生物相互依存、相互制约，异种生物（系统内各部分）间也存在依存与制约的关系；不同群落或系统之间，也同样存在依存与制约关系，亦可说彼此影响。2、通过“食物”而相互联系与制约的协调关系，亦称为“相生相克”规律。具体形式就是食物链和食物网。即每一种生物在食物链或食物网中，都占据一定的位置，并具有特定的作用。各生物物种之间相互依赖、彼此制约、协同进化。被食者为捕食者提供生存条件，同时又为捕食者控制；反过来，捕食者又受制于被食者，彼此相生相克，使整个体系（或群落）成为协调的整体。（二）物质循环与再生规律生态系统中，植物、动物、微生物和非生物成分，借助能量的不停流动，一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的物质，另一方面又随时分解为原来的简单物质，即所谓“再生”，重新被植物所吸收，进行着不停顿的物质循环。（三）物质输入输出的动态平衡规律物质的输入输出规律又称为协调稳定规律，它涉及生物、环境和生态系统三个方面。当一个生态系统不受人类活动干扰时，生物与环境之间的输入与输出，是相互对立的关系，生物体进行输入时，环境必然进行输出，反之亦然。生物体一方面从环境摄取物质，另一方面又向环境排放物质，以补偿环境的损失（这里的物质输入和输出，包含着量和质两个指标）。（四）相互适应与补偿的协同进化规律生物与环境之间，存在着作用与反作用的过程。或者说，生物给环境以影响，反过来环境也会影响生物。如：生物在土壤形成过程中的作用。（五）环境资源的有效极限规律任何生态系统中作为生物赖以生存的各种环境资源，在质量、数量、空间和时间等等方面，都有其一定的限度，不能无限制地供给，因而其生物生产力通常都有一个大致的上限。也因此，每一个生态系统对任何的外来干扰都有一定的忍耐极限；当外来干扰超过这一极限时，生态系统就会被损伤、破坏、以致瓦解。如：草场的退化、森林的过度采伐和过量捕鱼等。第三章人口与可持续发展当今世界环境污染和生态破坏日益严重，已威胁到人类的生存和发展。其产生的原因主要是人类的不适当活动，特别是人口的激增。在人类影响环境的诸因素中，人口是最主要、最根本的因素。人口问题是一个复杂的社会问题，也是人类所面临的一个基本的生态学问题。第一节世界人口发展状况一、人口与人口过程人口是生活在特定社会、特定地域、具有一定数量和质量，并在自然环境和社会环境中同各种自然因素和社会因素组成复杂关系的人的总称。**人口过程是人口在时空上的发展和演变过程，它包括了人口的出生和死亡（人口数量的增加和减少）；人口的迁入和迁出（人口数量在空间上发生分布和密度的改变）；人口社会结构的改变（职业结构、民族结构、文化结构和行业结构等）。人口过程反映了人口与社会、人口与环境的相互关系。**反映人口过程的自然变动指标是人口出生率、死亡率和人口自然增长率。人口自然增长率与出生率和死亡率的关系是：自然增长率%=出生率%－死亡率%（一）发展趋势世界人口一直在迅速地增长，而且增长速度越来越快。世界人口发展的历程，大致经历了3个历史阶段。1、高、高、低阶段（高出生率、高死亡率、低增长率）自从人类诞生以来，直到工业革命以前，世界人口发展绝大部分处于这个阶段。据估算，本阶段人口总数很少，每200km2少于1人，平均每千年增长20‰。2、高、低、高阶段（高出生率、低死亡率、高增长率）工业革命之后，人类社会的生产力水平迅速提高，人们生活和医疗卫生水平也有显著改善，世界人口于公元1600年达到了5亿。到1800年，经过200年人口达到10亿。尤其是第二次世界大战后，世界人口增长达到了历史高峰，出现了人口爆炸的局面，以至在300年来人口增加了约10倍。3、低、低、低阶段（低出生率、低死亡率、低增长率）由于各种原因，欧美发达国家中人口的自然增长率呈现了下降的趋势，有些国家出现了人口零增长甚至负增长现象，但发展中国家的人口依然继续增长从全球来看，人口增长速度开始减缓，但全世界每年仍能增加近1亿人。（二）增长特点1、人口分布：目前世界人口已超过60亿，其中绝大多数生活在发展中国家。发达国家人口出生率下降，发展中国家人口猛增，自20世纪60年代起发达国家就出现了人口增长率下降的趋势，而发展中国家人口增长率呈上升趋势，预计到2025年，这种情况仍将存在。**世界人口分布不均，有的地区非常稠密，有的地区则人烟稀少。人类主要聚居在地球的四个地区，这些地区的人口密度大，超过100人/km2。它们是：（1）西部和中部欧洲特别是英国、法国、比利时、卢森堡、德国和意大利；（2）北美东中部即美国东部和加拿大东南地区；（3）南亚次大陆包括巴基斯坦、印度、孟加拉和斯里兰卡；（4）亚洲的远东部分特别是中国东部、朝鲜、日本等地区。**据联合国人口与发展委员会2001年发表的调查报告指出，世界较发达地区的人口密度为每平方公里22人，而欠发达地区的人口密度为每平方公里59人，几乎是发达地区的３倍。2、年龄结构：世界人口的年龄结构两极分化，发达国家面临人口老龄化问题，而发展中国家的人口年轻的多，有生育能力的人多，这就决定了发展中国家今后的人口还要持续增长。从全世界来看，人口正在老化，年龄中值从1950年的22.9岁提高到1985年的23.3。预计到2050年，年龄中值将超过30岁。3、健康状况：世界人口健康状况都有所改善。所有各地区5岁以下儿童死亡率和婴儿死亡率大约下降了1/3。但是发展中国家的人口健康状况与发达国家之间仍存在着较大的差距。特别是由于环境恶化造成的健康为害对发展中国家的影响更为严重。4、文化程度：绝大多数国家人口的文化程度都不断提高。但据统计，世界上大约有1/5的成年人不能读和写，这些人口主要分布在发展中国家和地区。世界大多数国家中，妇女的文化程度都比男性低。5、城市人口急剧膨胀：近些年来，世界城市人口增长达到惊人的程度。据统计，1950—1980年，世界城市人口由6.98亿增加到18.7亿，从占总人口的28.1%增加到42.2%。特别是发达国家的城市人口增加得更快。1950年，美国城市人口占总人口的64%，到1980年上升到82.7%。同时，英国由77.9%上升到88.3%，法国由55.4%上升到78.3%，日本由35.8%上升到63.3%，中国由11.0%上升到29.37%。由此可见，随着社会的发展，城市人口所占的比重逐年增大。（三）世界人口预测**按目前的年龄结构和增长率，联合国人口司预测2000年和2050年世界人口分别为61亿和82亿，也可能达到63.6亿和91.8亿。以2000年为界，世界人口绝对增加数量将发生根本性转折。此前，人口绝对增长率逐年增加，此后，绝对增长率逐年下降。**联合国的同期预测指出，世界人口零增长的时间为100多年后的2110年，那时世界人口可能徘徊在105.8亿上下。欧美发达国家在2062年以前进入人口静止状态；亚非拉等发展中国家最快也需在21世纪末才会实现人口零增长，并且它们的人口总数占世界的85.9%。另据联合国及世界银行的预测，到21世纪末至22世纪初世界人口才能达到稳定值，其低值为72亿，高值为149亿。第二节中国人口发展状况中国人口在很早以前就居世界各国之首。在1760年为2亿，140年后（即1900年）为4亿，相隔54年后的1954年为6亿，再相隔15年后的1969年为8亿，1981年已达到10亿，1990年7月我国大陆人口达11.34亿，1995年底我国人口达12.1，2000年第5次人口普查表明中国大陆人口达到12.9亿人。若搞好计划生育工作，到下世纪中叶达15-16亿。这时中国才可渡过人口的高峰期，实现人口零增长。中国人口状况对世界人口有着至关重要的影响。一、中国人口发展特点（一）人口增长速度快（二）分布不均衡（三）农村人口比重大，城市化迅速发展中国是一个农业大国，农村人口基数大，占总人口的比率高。80年代以来，随着经济的繁荣，工业化进程的加快，农村人口向大城市集中，使城镇人口数量迅速增加。我国1965年城市人口占总人口的比例为18.2%，1990年为26.2%，而1998年则上升为30.4%。随着我国社会经济的不断发展以及户籍制度的改革，城镇人口还会进一步增加。预计到2025年我国城市人口比例将达到58%，2050年则达到70%左右。（四）人口老龄化我国人口年龄结构正在经历一场革命性的变迁。未来几十年内，年龄结构类型不仅将从成年型转向老年型，而且将向高度老年型发展。1982年第三次人口普查时老年人口只占总人口的4.9%，1990年为5.1%，2000年达到6.7%。到2003年超过7%，从而进入老龄化社会。至2025年将超过12%，年龄结构已成为典型的老年型人口类型。2050年会上升到20%以上，中国人口的年龄结构进入高度老化阶段。（五）男女性别比偏高我国人口男女性别比（是以女性100人为基数计算的男性与女性的比例）不仅显著高于发达国家，而且也稍高于某些发展中国家。我国三次人口普查的性别比分别为：104.88（1953年），103.88（1964年），107.15（1982年）近年来，我国男女性别比呈上升趋势。据1990年的人口普查，男女婴儿的性别比达到114/100。2004年高达121.2人口性别比的差异是导致社会不稳定的重要因素之一，应该得到广泛的重视与关注。（六）人口素质亟待提高我国人口素质的改善与提高是在一个较低水平上开始的。随着社会经济的发展，人民物质文化生活水平的不断提高，中国人口的身体素质和科学文化素质都有了明显提高。人均寿命从1949年的35岁提高到现在的70岁左右，人口死亡率由1949年的20‰降至现在的7‰左右，人均受教育年限达到1990年的5.18年，每万人大学生数由1952年的3.3人增加到1994年的23.4人，学龄前儿童入学率已达到98.4%，1987年中国的人文发展指数达到0.716。虽然如此，但我国与发达国家相比，差距还很大。二、中国人口的发展趋势（一）人口生育率已降到较低水平，自然增长率已由1974年22.2‰下降到1983年的11.5‰，几乎降低了一半，这是世界人口史上罕见的，但生育率继续下降的余地已经不大了。（二）由于20世纪60—70年代生育高潮形成的人口年龄结构的影响，在1995年前后形成一个生育高峰，平均每年进入婚育年龄的人数在1100万对以上，生育率的降低较为困难。（三）中国目前人口死亡率在世界上是属于较低的，随着经济的迅猛发展，生活水平和医疗水平的进一步提高，死亡率继续下降是有可能的。（四）人口城乡结构比较落后，乡村人口比重仍然很大，且在相当长的时间里降低乡村的人口生育率仍然较为困难。**综上所述，以目前人口为基础，人口增长率能继续得到控制，到21世纪中期将达到16亿人。人口学家普遍认为，这是中国人口的极限，即中国土地可负荷和供养的最大人口数。此后我国人口数会略有回落，并在某一时期到达最佳人口数而稳定下来。**环境专栏—未来25年中国人口将达到16亿**国家统计局调查数据表明，1987年7月10日，中国人口达10亿人；11亿人的时间是1990年；12亿的时间是1995年2月14日；1998年底中国人口总数已达12亿4800万人，当年出生1991万人，死亡807万人，净增1184万人，人口出生率在这一年首次降到了10‰。据此，科学家按未来25年内年均增长12‰测算，到2025年，人口总数大约为16亿5625万人。第三节人口对资源环境的影响**人的生产，指人类生存和繁衍的总过程。该过程消费物质生产产出的生活资料和环境生产所提供的生活资源，产生人力资源以支持物质生产和环境生产，同时产生消费废弃物返回环境，产生消费再生物返回物质生产环节。**环境生产则是指在自然力和人力的共同作用下环境对其自然结构和状态的维持与改善，包括消纳污染（加工废弃物、消费废弃物）和产生资源（生活资源、生产资源）。二、人口对资源环境的影响人口增长对土地资源的压力人口对森林资源的影响人口对能源的影响人口对城市环境的影响人口对工业发展的影响人口对气候的影响三、环境对人口的承载能力**从生态学的角度分析，地球又能养活多少人呢？地球植物的总产量，按能量计算每年为2.77×1021焦耳。人类维持正常生存每天需能量107焦耳，则每年需3.68×109焦耳。按此数值计算，地球上植物总产量可养活7534亿人。**但由于以下原因：第一，以植物为食的，不仅仅是人类，其他各种动物也都直接或间接地以植物为食；第二，有许多植物和动物是不能供人类食用的。因此，据估计人类只能获得植物总产量的1%，即只能养活75亿人。**地球环境对人口的承载能力，或称为人口环境容量，是指一定的生态环境条件下地球对人口的最大抚养能力或负荷能力。通常人口容量并不是生物学上的最高人口数，而是指一定生活水平下能供养的最高人口数，它随所规定的生活水平的标准而异。如果把生活水平定在很低的标准上，甚至仅能维持生存水平，人口容量就接近生物学上的最高人口数；如果生活水平定在较高目标上，人口容量在一定意义上说就是经济适度人口。在70年代国外生态学家曾对地球生态系统的人口容量进行了估算，最乐观的估计是地球可养活1000亿人，但多数认为只能养活100亿人左右。（二）中国的人口环境容量**环境专栏—中国与世界的理想人口和极限人口**根据中国科学院国情分析研究小组估测：我国人口承载量最高应控制在16亿左右。最合适的人口数量为7亿左右。这就是说，16亿或者说17亿是中国的一条生命线。科学家根据生态系统的负荷能力，提出我国生态的理想负荷能力应为7亿到10亿人口。主要基于以下5点：按粮食产量，不应超过12.6亿人；按能源的理想负载，不应超过11.5亿人；按土地资源，不应超过10亿人；按淡水供应，不宜超过4.5亿人；按动物蛋白供应，不宜超过2.6亿人。第四节可持续发展的人口战略一、人口与发展战略（一）实行降低出生率的人口政策；（二）适当控制生活改善的过高要求，制订循序渐进的提高计划，扩大国内积累；（三）最大限度地动员经济发展所需要的内资、外资；（四）充分利用最大的生产要素（庞大的劳动力队伍）。二、经济发展战略**在经济上要采取鼓励储蓄，促进积累的政策。克服资本缺乏，主要是由积累供给资本。首先，要想扩大国内资本的供给，只有扩大国民的储蓄。其次，要通过政治方面的努力和制度方面的措施，动员外资。如扩大外国援助资金；增加借款等国际合作资金；扩大并促进外国技术的引进。在产业政策方面应选择在开放经济中具有比较优势的劳动密集型产业，以充分利用人力资源，缓解人口增长过快带来的消极后果。三、人口教育和劳动力培训**为了经济发展的启动必须积极进行人口教育和劳动力的培训。在教育体系中，基础教育应该尽量扩大其覆盖面，使尽可能多的人掌握基本的文化知识和技能。受到基础教育的人力从事生产活动，也必须接受必要的职业培训。培养熟练的劳动力需要相当长的年限，因此技能教育、培训措施必须尽早开始加强扩大。必须培养受过高等教育的专门人才。总之，发展教育可以提高劳动力整体素质，并可起到推迟就业年龄、减少就业压力的作用。四、人口的城市化和非农化**合理促进人口的城市化和非农化，保证经济转型的同时实行社会现代化，从而促进人口发展的现代化，实现人口增长向新的平衡状态的过渡。第五章自然资源的可持续利用第一节概述一、自然资源及其属性（一）自然资源的概念**自然资源有狭义和广义两种理解。狭义的自然资源只是指可以被人类利用的自然物。广义的自然资源则要延伸到这些自然物所赖以生存、演化的生态环境。最有代表性的广义解释是联合国环境规划署于1972年提出的：“所谓自然资源，是指在一定时间条件下，能够产生经济价值以提高人类当前和未来福利的自然环境因素的总和”。（二）自然资源的特点1、相互联系、相互影响、相互制约**自然界是一个统一体，各种自然资源之间是相互联系、相互影响、相互制约的。例如，在热带湿润气候条件下，形成了热带雨林和季雨林环境以及与之相适应的土壤（砖红壤和赤红壤）、水和生物资源。反过来，这样的土壤条件是保证这些植被正常生长的因素，而这样的植被环境，又是降雨量多，气候湿润的保证。它们是一个相互联系、相互影响、相互制约的整体。完整环境中任何资源要素的变化都可能引起整体效应的降低。2、分布不匀，地域性差异明显**自然资源必须占据一定的地域空间，而自然地域的差异性决定了自然资源分布的地域差异性。例如，我国野生动植物种类一半以上集中在云南、四川和西藏的东南部；森林资源主要分布在降水量大于400㎜的西南和东北部，草地资源主要分布在北部和西部年降水量少于400㎜的省区；北方多煤，南方有色金属资源较为丰富等等。3、利用范围和利用率取决于国家政策和技术水平**一般说来，自然资源是有限的，但只要依靠正确的政策和先进的科学技术，其生产潜力和资源利用率都可不断扩大和提高，使自然资源发挥更大的作用。（三）自然资源与自然环境和人类生存发展的关系1、自然资源与自然环境的关系**自然环境是人类赖以生存、发展生产所必需的自然条件和自然资源的总称。自然环境既为人类提供了生存环境，也为人类生存提供了必要的资源。自然资源与自然环境的密不可分的，自然资源是自然环境的重要组成部分。2、自然资源利用与人类社会经济发展的关系**自然资源是社会和经济发展必不可少的物质基础，是人类生存和生活的重要物质源泉。同时，自然资源为社会生产力发展提供了劳动资料，是人类自身再生产的营养库和能量来源。无论是作为活动场所、环境、劳动对象，还是从中制造劳动对象，都要开发利用自然资源，而被开发利用的自然资源数量、种类、组成等都会受到社会生产系统中经济政策、技术措施及人的数量、质量等方面的影响，也就是说，社会经济发展又对自然资源利用产生巨大的作用。二、自然资源的类型（一）可更新资源**可更新资源（原生性自然资源、可再生资源、续发性资源、非耗竭性资源、无限资源）是能够通过自然力以某一增长率保持或增加蕴藏量的自然资源。例如太阳能、大气、风、降水、气候、森林、鱼类、农作物以及各种野生动植物等，随着地球形成及其运动而存在，基本上是持续稳定产生的。（二）可耗竭资源**可耗竭资源（次生性自然资源、非续发性自然资源、耗竭性资源、有限资源）是指：假定在任何对人类有意义的时间范围内，资源质量保持不变，资源蕴藏量不再增加的资源。这种自然资源是在地球自然历史演化过程中的特定阶段形成的，质与量是有限定的，空间分布是不均匀的。**耗竭既可看作是一个过程，也可以看作是一种状态。可耗竭资源的持续开采过程也就是资源的耗竭过程。当资源的蕴藏量为零时，就达到了耗竭状态。确切地说，当开采成本过高，使市场需求为零时，尽管资源蕴藏量不为零，也可视为资源耗竭。**可耗竭资源按其能否重复使用，又分为可回收的可耗竭资源和不可回收的可耗竭资源。1、可回收的可耗竭资源**资源产品的效用丧失后，大部分物质还能够回收利用的可耗竭资源是可回收的可耗竭资源。这主要是指金属等矿产资源。如汽车报废后汽车上的废铁可以回收利用。2、不可回收的可耗竭资源**使用过程不可逆，且使用之后不能恢复原状的可耗竭资源是不可回收的可耗竭资源。主要指煤、石油、天然气等能源资源，这类资源被使用后就被消耗掉了，如煤燃烧变成热能，热便消散到大气中，变得不可恢复了。三、自然资源的蕴藏量关于资源蕴藏量有三个不同的概念，即已探明储量、未探明储量和蕴藏量。（一）已探明储量：已探明储量是在现有的技术条件下，其资源位置、数量和质量可以得到明确证实的储量。又分为：1、可开采储量是指在目前的经济技术水平下有开采价值的资源。2、待开采储量是指储量虽已探明，但由于经济技术条件的限制，尚不具备开采价值的资源。（二）未探明储量：未探明储量是指目前尚未探明但可以根据科学理论推测其存在或应当存在的资源。分为：1、推测存在的储量可据现有科学理论推测其存在的资源。2、应当存在的资源。今后由于科学的发展可以推测其存在的资源。（三）蕴藏量：资源蕴藏量等于已探明储量与未探明储量之和，是指地球上所有资源储量的总和。对于可耗竭资源来说，蕴藏量是绝对减少的；对于可更新资源来说，蕴藏量是一个可变量。这个概念之所以重要，是因为它代表着地球上所有有用资源的最高极限。四、中国资源历史与现状1、资源的人均占有量相对不足：中国国土面积(陆地)为960万km2，占世界土地面积的7.2%，占亚洲的25%，仅次于俄罗斯和加拿大，居世界第三位。人均占有土地面积不到1hm2，只及世界平均数的1／3，耕地实际面积1.33亿hm2，居世界第4位，林地面积1.25亿hm2，居世界第6位，草地面积4亿hm2，居世界第2位，但人均占有量分别只有0.12hm2，0.11hm2和0.35hm2，为世界平均水平的1／3，1／6和1／2。**我国有1.8万公里海岸线，近300万km2的管辖海域，500km2以上的岛屿7372个，海洋资源遭受掠夺性开发，沿海生态环境破坏严重。**中国地表水资源总量2.8万亿m3，全国河流纵横，湖泊密布，河川径流量为2.7万亿m3，但人均水资源只有2700m3，居世界第109位，被列为世界人均水资源的13个贫水国家之一。**到1998年底，我国已发现171种矿产，矿产地25000多处。探明有储量的矿产153种，其中45种主要矿产探明储量潜在价值约占世界矿产总价值的12%，列美国和俄罗斯之后。但人均有矿产资源潜在总值1.5万美元，居世界第53位，是俄罗斯的1／5，美国的1／8，每平方米拥有矿产资源潜在总值172万美元，居世界第24位，比美国低46%，比俄罗斯低43%。2、中国资源结构不理想，质量相差悬殊：我国地处中纬度地区，南北跨纬度49°，东西跨经度62°，不仅国土辽阔，而且地形多样，气候复杂，矿产资源种类齐全，其中能源矿产6种；黑色金属矿产、有色金属、稀有、稀土及贵金属矿产59种；非金属矿产92种，水气矿产6种，是世界上少数几个矿种配套较为齐全的国家之—，为国家建立独立完整的工业体系提供了物质基础。**尽管我国资源种类齐全，但结构却不尽理想，质量相差悬殊。土地资源中难以利用的土地面积比例高，中国境内有流动沙丘0.45亿公顷，戈壁0.56亿公顷，海拔4000米以上难以利用的高山1.93亿公顷，难以利用的土地面积达2.93亿公顷，占国土面积的30.68%，耕地资源中质量好的一等耕地约占40%，中下等耕地和有限制耕地占60%。草地资源中干旱，半干旱地区与山区分布面积大，质量较差。**矿产资源中贫多富少，共生伴生矿多，单一矿少，中小型矿多，大型超大型矿少，铁矿石大型矿床仅占5.2%，但储量却占整个储量的63%。铜矿大型矿仅占2.6%，其储量却占58%。在已探明的储量中，铁矿86%是贫矿，品位在30%～35%之间。铜矿品位大于2%的只占6%，品位大于1%的不到30%，70%的矿品位小于1%。我国的磷矿品位大于或等于36%的只有7%，铝土矿中铝硅比大于7的不到20%。在我国一个矿床中往往有几种主要矿产贮存在一起，一种主要矿产往往伴随有几种甚至十几种有益元素。3、我国资源分布不均衡，资源开发利用受到制约：我国资源分布显示出明显的东西、南北分异的空间和时间特征。中国降水的70%～80%集中在6～9月份，并多以暴雨形式出现，使我国供水和储水成本提高。我国耕地资源、森林资源、水资源90%以上集中在大兴安岭向南至青藏高原东缘一线以东，而矿产资源、能源及天然草地相对集中于中西部，东西差异极为显著。从南北组合看也有很大不同。长江以北平原广，耕地多，耕地资源占全国63.9%，但水资源贫乏，只占全国水资源的17.2%，长江以南山地面积大，耕地面积少，只占全国耕地的36.1%，但水资源充沛，占全国水资源的82.6%。**矿产分布不均的情况也十分明显。如煤炭集中于晋、陕、蒙三省区，占全国保有储量的68%；磷矿集中于云、贵、川、鄂四省，占全国保有储量的70%。此外，还有一些大型矿床分布于我国边远地区。这种分布格局，使矿产资源的开发利用严重地受到交通运输条件的制约，也给运输、基础设施建设带来巨大的压力。**资源时空分布不平衡，资源组合配置不协调，给资源的开发利用带来极大制约，成本增高，效益降低。南水北调，北煤南运，西电东送，南粮北运，给运输增加极大压力，使资源开发受到动力的强度制约。另外，许多重要矿产资源多分布在边远地区，基础设施差，经济发达程度低，也使开发利用受到限制。第二节水、土地、生物、矿产资源的可持续利用一、水资源的可持续利用（一）水资源概述**水资源是一种可以更新的自然资源。广义水资源是指地球水圈中多个环节多种形态的水。狭义水资源是指参与自然界的水循环，通过陆海间的水分交换，陆地上逐年可得到更新的淡水资源，而大气降水是其补充源。狭义水资源是人类重点调查评价、开发利用和保护的水资源。1、水的分布：全球总贮水量估计为13.86亿km3，但其中淡水总量仅为0.36亿km3。除冰川和冰帽外，可利用的淡水总量不足世界总贮水量的1%。这部分淡水与人类的关系最密切，并且具有经济利用价值。虽然在较长时间内它可以保持平衡，但在一定时间、空间范围内，它的数量却是有限的，并不像人们所想象的那样可以取之不尽、用之不竭。2、水的循环：地球上各种形态的水都处在不断运动与相互转换之中，形成了水文循环。水循环直接涉及到自然界中一系列物理、化学和生物过程，对于人类社会的生产、生活以至整个地球生态都有着重要意义。（1）水的自然循环：传统意义上的水循环即水的自然循环，它是指地球上各种形态的水在太阳辐射和重力作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗、径流等环节，不断发生相态转换的周而复始的运动过程。（2）水的社会循环：水是关系人类生存发展的一项重要资源。人类社会为了生产、生活的需要，抽取附近河流、湖泊等水体，通过给水系统用于农业、工业和生活。在此过程中，部分水被消耗性使用掉，而其他则成为污、废水，需要通过排水系统妥善处理和排放。**给水系统的水源和排水系统的受纳水体大多是邻近的河流、湖泊或海洋，取之于附近水体，还之于附近水体，形成另一种受人类社会活动作用的水循环，这一过程相对于水的自然循环而言，称之为水的社会循环。这所以称之为“循环”，是从天然水的资源效能角度而言的，它使附近水体中的水多次更换，多次使用，在一定的空间和一定的时间尺度上影响着水的自然循环。3、水的作用：水作为一种自然资源，对人类的生活、生产以至于社会发展都具有极其重大的意义。（1）可调节地球气候（2）可改变地球表面形态（3）具有物质运输功能（4）是一切生物必不可少的物质（5）是人类赖以生存的物质基础（二）水资源危机（1）全球的水资源短缺陆地上的淡水资源不但总量不多，而且分布也很不均匀。由于受气候和地理条件的影响，北非和中东很多国家（如埃及、沙特阿拉伯等）降雨量少、蒸发量大。因此，径流量很小，人均及单位面积土地的淡水占有量都极少。相反，冰岛、厄瓜多尔、印度尼西亚等国，以每公顷土地计的径流量比贫水国高出1000倍以上。**据联合国最近几年的统计显示：全世界淡水消耗自20世纪初以来增加了6～7倍，比人口增长速度高2倍。目前世界上有80个国家约15亿人严重的淡水不足，其中26个国家3亿多人口完全生活在缺水状态之中，据专家们估计，在2000年，大约30个国家的占全世界20%的人口面临水资源短缺问题。估计到2010年还将有8个国家加入缺水国行列。而到2025年，将会有大约50个国家的占全世界30%（即23亿人）的人口面临水危机。在淡水消费增长的同时，淡水资源污染也日益严重。（2）中国的水资源短缺：20世纪80年代以来，由于经济社会的高速发展，气候持续干旱，污染日益严重，中国不少地区出现了不断加剧的水资源短缺问题，特别是在北方及部分沿海地区，水资源的供需矛盾十分突出，已成为制约经济和社会发展的重要因素。**根据世界水资源研究所提出的标准，中国人均水资源量处于缺水上下限（1000－5000m3/人）的中低值，总体缺水。而且中国的水资源分布也极不均匀。北方地区人均水资源量仅988m3，低于1000m3的重度缺水标准，黄河、淮河、海河流域及内陆河流域共有11个省、市、区的人均水资源拥有量低于1750立方米的缺水紧张线，其中山东为380m3，河北为330m3，北京不足300m3，天津仅为150m3，成为世界上最缺水的地区之一。更为严峻的，部分地区严重的水污染，造成合格水源减少，水质性缺水已威胁到我国业已不足的水资源供给。联合国已将中国列为全球13个最缺水的国家之一。**环境专栏—中国缺水现状**中国水资源总量为2.8亿m3，居世界第6位。我国人均占有水资源量，按1995年的人口计算为2238.6m3，相当于世界人均数的1/4，也是美国的1/5，前苏联的1/7，为世界第109位。人均水量少于2000m3的，国际社会称之为严重缺水边缘。中国有9个省（市、区）的人均占有水量为500m3。中国600个城市中缺水的近400个，严重缺水的为108个。**环境专栏—中国水污染严重**水利部近日公布了最新一次调查的结果表明，全国水污染状况相当严重。在水利部门对全国评价的近十万公里长的河流中，被污染河长已经占半数，其中有4万公里不符合渔业水质标准，2400公里河长鱼虾绝迹，一些大中城市的中小河流已变成排污河，90%以上城市水域污染严重。主要湖泊的26%已达到富营养化，严重威胁供水安全和渔业生产。（三）水资源的可持续利用**目前，人类避免水资源危机所采取的行动主要有以下几方面：（1）控制人口增长（2）改变观念，循环用水。（3）运用高新技术（4）兴修水利，拦洪蓄水，植树造林，涵蓄水源（5）发展水产淡水业二、土地资源的可持续利用（一）土地资源概述1、土地资源：土地资源是农业生产最重要的物质基础，也是人类赖以生存发展而必不可少的有限资源。土地是一种自然系统和人类生产及经济活动影响的综合体，是由气候、地貌、水文地质、生物、土壤和人类经济活动组成的一种自然综合体。其基本属性是具有生产能力。作物产量、木材生产量、草场生产率等都是其生产能力的综合反映。（1）世界土地资源概况在全球51000×104km2总面积中，陆地占29.2%，约13000万km2，其中与人类关系最大的是可耕土地。世界上现有耕地13.7亿hm2，约占土地总面积的10.5%。对于世界居民而言，这些土地无疑是一个巨大的数字。用当前世界总人口60亿计，人均占有2.5hm2。**但是，考虑到土地的质量属性，则这些数字就得大打折扣了，从农业利用的角度来看，包括土地的地理分布、土层厚度、肥力高低、水源的远近、潜水埋深和地势高低、坡度大小等。这些属性对农业生产都有着不同程度的影响。从工矿和城乡建设用地的角度，还要考虑地基的稳定性、承压性能和受地质地貌灾害（火山、地震、滑坡等）、气象灾害（干旱、暴雨、大风等）威胁的程度等。在土地质量诸要素中，还有一个重要的因素即土地的通达性，包括土地离现有居民点的远近，以及道路和交通情况等因素，这些因素影响着劳动力与机械到达该土地所消耗的时间和能量。**这样一来，则陆地面积中大约有20%处于极地和高寒地区，20%属于干旱区，20%为陡坡地，还有10%的土地岩石裸露，缺少土壤和植被。这4项共占陆地面积的70%，在土地利用上存在着不同程度的限制因素，即限制性环境。其余30%土地限制性较小，适宜于人类居住，称为适居地，也就是可居住的土地，包括可耕地和住宅、工厂、交通、文教和军事用地等。按人均2.5hm2的30%计算，人均占有0.75hm2。在适居地中，可耕地约占60%－70%，折合人均面积为0.45－0.53hm2。（2）我国土地资源概况：我国是土地资源相对贫乏，土地质量较差的国家。国土面积中干旱、半干旱土地大约占一半，山地、丘陵和高原占66%，平原仅占34%。而且随着人口的不断增长，工矿、交通、城市建设用地不断增加，人均耕地不断减少。与此同时，由于人类不合理的生产活动，致使水土流失严重，土地沙化、盐渍化和草场退化面积不断扩大而损失掉大片的良田。因此，合理的利用和保护有限的土地资源是关系到我国社会、经济和生态环境可持续发展的关键。**中国土地总面积居于世界第三位，但人均土地面积仅为0.777hm2，相当于世界人均土地的三分之一。其中耕地面积大约占世界总耕地的7%。虽然我们用世界上7%的耕地养活了22%的人口，取得了举世瞩目的成就，但这种情况不可能无休止的维持下去。（二）土地资源危机的原因引起土壤和土地资源危机的原因既有自然因素，又有人为影响，但其最主要的因素还是人类不合理的活动,具体体现在以下几个方面:耕地减少水土流失土地荒漠化**20世纪下半叶起，全球人均耕地日益减少，且减少步伐相当迅速，1950年全球人均耕地有5667m2，1960年减至4733m2，1968年为4067m2，1974年为3733m2，1979年为3200m2，1991年为2667m2。耐人寻味的是，1950～1990年间，世界人口增加整整1倍，全球人均耕地也恰恰减少一半。这表明，全球人口爆炸是构成全球人均耕地减少的主要因素。**目前，我国耕地减少的情况也比较严重，具体表现出了以下几个方面的特点：（1）人均耕地面积小（2）耕地利用程度高（3）耕地占用严重（4）分布不均匀（5）自然条件差**水土流失是指土壤在水的浸润和冲击作用下，结构发生破碎和松散，随水流动而散失的现象。在自然条件下，降水所形成的地表径流会冲走一些土壤颗粒。但土壤如果有森林、野草、作物或植物的枯枝落叶等良好覆盖物的保护，则这种流失的速度非常缓慢，使土壤流失的量小于母质层变为土壤的量。在过度砍伐或过度放牧引起植被破坏的地方，水土流失便逐渐加重。当今世界森林正以每年1800-2000万公顷的速度从地球上消失，全世界每年有260亿吨土壤耕作层流失。这种人为的植被破坏是加速水土流失的根本原因。**我国水土流失总面积356万平方公里。其中水蚀165万平方公里，风蚀191万平方公里。在水蚀和风蚀面积中，水蚀风蚀交错区土壤侵蚀面积为26万平方公里。按流失强度分，全国轻度水土流失面积为162万平方公里，中度为80万平方公里，强度为43万平方公里，极强度为33万平方公里，剧烈为38万平方公里。黄河每年流出三门峡的泥沙量为16亿吨，个别年份最大输沙量达26.5亿吨，在世界上占第一位。**荒漠化是指由于气候变异和人为活动等因素，干旱、半干旱或亚湿润地区的土地退化。根据地表形态特征和物质构成，荒漠化分为风蚀荒漠化、水蚀荒漠化、盐渍化、冻融及石漠化。目前全国荒漠化土地面积超过262.2万km2，占国土总面积的27.3％，其中沙化土地面积为168.9万km2。荒漠化及其引发的土地沙化已成为严重制约我国经济社会可持续发展的重大环境问题。（三）土地资源的可持续利用人类依赖陆地生态系统从事农业、牧业、林业以及其他多种经济活动。合理地开发利用土地资源，维持土地数量相对稳定，保持土壤肥力的久用不衰是提高社会经济效益，促进生态良性循环，保证人类生存和发展的千秋大计。就我国而言，应采取以下措施：1、制定土地利用规划，加强土地管理2、健全土地管理政策和法规3、改造中低产田，提高质量和耕地生产力4、提高农业科技应用水平5、适度控制工业和城市用地三、生物资源的可持续利用（一）森林资源的可持续利用森林是由乔木或灌木组成的绿色植物群体，是整个陆地生态系统中的重要组成部分，自然界物质和能量交换的重要枢纽。对于地面、地下和空间的生境都有多方面的影响。森林是一种极重要的自然资源，其中拥有大量的生物资源，是地球上蕴藏最丰富的生物群落，是巨大的遗传资源库。森林本身是陆地生态系统中面积最大、结构最为复杂、功能最稳定、生物总量最高的生态系统。它对整个陆地生态系统有着决定性的影响。1、概况：世界森林历史上曾达到过76亿hm2，覆盖着2/3的陆地，直到1862年降到55亿hm2。目前，地球上有五分之一的地面为森林所覆盖，总面积40.8亿hm2，总蓄积3100亿m3，每年能生产23亿m3木材。据国内外的经验，一个较大的国家和地区，其森林覆盖率达到30%以上，而且分布比较均匀，那么这个国家或地区的自然环境就比较好，农牧业生产也就比较稳定。当今世界，由于人类不合理的利用，滥砍滥伐森林，严重地破坏了人类赖以生存的环境。全世界森林每年正以1800～2000万hm2的速度消失，据世界粮农组织卫星测定，热带雨林现仅剩9亿公顷。**据2001年中国环境公报，我国现有林业用地26300万hm2，森林面积15900万hm2，活立木蓄积量1248800万m3，森林蓄积量1126700万m3。森林覆盖率为16.55%，比世界平均水平低10.45个百分点；全国人均占有森林面积为0.128hm2，相当于世界人均森林面积的1／5；人均蓄积量为9.048m3，只有世界人均蓄积量72m3的1／8。与前一次全国森林资源清查结果相比，森林面积、蓄积量继续保持双增长，林木的生长量大于消耗量。2、森林资源的重要功能和巨大效：森林作了给人类提供大量的直接产品外，在维护生态环境方面的功能十分突出，主要表现在下面几个方面：（1）涵养水源和保持水土（2）吸收CO2，放出O2（3）吸收有毒有害气体和监测大气污染（4）驱菌和杀菌（5）阻滞粉尘和减低噪声（6）保护野生生物和美化环境（7）防风固沙（8）调节气候3、森林资源的可持续利用我国林业发展的总战略即总任务是：切实保护和经营好现有森林；大力造林、育林、扩大森林资源；永续、合理利用森林资源；充分发挥森林的多种功能和效益，逐步满足社会主义建设和人民生产生活的需要：（1）端正指导思想，改革管理体制（2）做好调查设计，实行森林资源的档案化管理（3）调整结构布局（4）认真贯彻《森林法》，坚持以法治林（5）加强对森林的管护、防止火灾、病虫害的发生（6）加速培养林业人才（二）草地资源的可持续利用1、概况：全球共有25亿hm2草场，其出产的产品对全球经济的食物、能源和工业部门起着重要的作用。我国有各类天然草原3.93亿hm2，约占世界草地面积的12.4%，占国土面积的41.7%，仅次于澳大利亚而居世界第二位。其中可利用草地面积约3.3亿hm2，占全国陆地总面积的1/3以上，为耕园地面积的2倍多。但我国人均占有草地仅0.33hm2，为世界人均面积的一半。2、草地利用、保护现状及问题（1）草地利用、保护和建设（2）草地利用、保护存在的主要问题：①天然草地生产力低②草地资源退化严重③草地环境功能减弱3、草地资源的可持续利用（1）合理放牧并进行草地封育（2）建立草库仑（3）严禁盲目开荒（4）进行草地改良并建立人工草地（三）野生动植物资源的可持续利用1、概况：所谓野生动植物是指非人工驯养、种植的动植物。地球上的生物种类是经历了约40亿年的历程演化而来的。从约30亿年以来，生物逐渐进化并趋向多样性。新物种的形成伴随着旧物种的灭绝。整个物种经历了多次变化，从而形成了今天地球上丰富多彩的生物世界。物种灭绝是生物进化过程的一个组成部分，但是自从地球上有了人类，物种形成和灭绝除受自然因素制约外，更多地受到人类活动的影响。最近400年来，人类活动加快了物种灭绝的速度，出现了生物多样性锐减的严重现象。进而影响了人类的生存与发展。（1）生物多样性的概念生物多样性是指活的有机体（包括植物、动物、微生物）的种类、变异及其生态系统的复杂性程度，它通常包含三个不同层次的多样性：一是遗传多样性，它是指遗传信息的总和，包含在栖居于地球的植物、动生和微生物个体的基因；二是物种多样性，是指地球上生命有机体的多样化，估计在500-5000万种之间；三是生态系统的多样性，与生物圈中的生境、生物群落和生态过程的多样化有关，也与生态系统内部由于生境差异和生态过程的多样化所引起的极其丰富的多样化有关。（2）生物多样性的丰度据估计，地球上现在生存着的500-5000万种生物中，订名的仅140-170万种，生物多样性末知部分仍有待于继续探索研究。在已订名的物种中，昆虫75万种，脊椎动物4.1万种，高等植物25万种，其他为无脊椎动物（昆虫除外）和微生物。**我国地域辽阔，生物种类繁多，是生物多样性最丰富的国家之一，其丰度占世界第8位。有高等植物30000种，占世界的10%，居第三位，其中裸子植物250种；有脊椎动物6347种，占世界的14%，其中鸟类1244种，鱼类3862种，均属世界前列。属于中国特有的高等植物17300种，脊椎动物667种。中国湿地面积共6300万公顷，约占国土面积的2.7%，占世界湿地面积的10%以上，列世界第四位。其中天然湿地2600多万公顷，包括沼泽1100万公顷，湖泊1200万公顷，滩涂和盐沼地210万公顷。**我国在纬度上地处热带、亚热带、暖温带、温带和寒温带，在经度上由于距海洋的远近不同，形成湿润、半湿润、半干旱和干旱气候，再加之全国山地众多，特别是青藏高原隆起，自然环境复杂。因此，我国形成各种类型的生态系统。据统计，我国有森林生态系统16大类，185类；还有4大类草原生态系统，7大类荒漠生态系统和各种高山植被系统等约460多类生态系统。（3）生物多样性的重要性：①为人类提供食物来源人类的主要食物用作物、家禽、家畜均源自野生祖型。②为人类提供药物来源发展中国家80%的人依靠野生动植物来源的药物治病，发达国家40%以上的药物依靠自然资源。③为人类提供各种工业原料如木材、纤维、橡胶、造纸原料、天然淀粉、油脂等。④生物多样性保存了物种的遗传基因为人类繁殖良种提供了遗传材料，用它作为外源基因，可培养出更多、更有价值的生物新品种。⑤生物多样性为维护自然界生态平衡，保持水土，促进重要营养元素的物质循环等方面起着重要作用。2、生物多样性遭受威胁的现状和原因（1）生物多样性遭受威胁的现状当今物种和生态系统所受的威胁是有记载历史以来最大的。所有这些威胁实质上是由人类对生物资源的管理不当所引起的。伴随着人类文明的进程，野生动植物灭绝的速度越来越快。据近二千年来的记录统计，约有110多种兽类和130多种鸟类从地球上消失了。其中1/3是十九世纪以前消失的；1/3是十九世纪绝种的；1/3是近五十年以来被消灭的。目前全世界估计有2.5万种植物和1000多种脊椎动物处于绝灭的危险中。人们预测，若不采取紧急的保护措施，到本世纪末，地球上将会有50-100万种物种面临灭绝。（1）生物多样性遭受威胁的现状当今物种和生态系统所受的威胁是有记载历史以来最大的。所有这些威胁实质上是由人类对生物资源的管理不当所引起的。伴随着人类文明的进程，野生动植物灭绝的速度越来越快。据近二千年来的记录统计，约有110多种兽类和130多种鸟类从地球上消失了。其中1/3是十九世纪以前消失的；1/