第七章环境地学

集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity第七章环境地学环境科学导论2021年4月16日集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity主要内容环境地学的学科性质、地位和作用人类-地球复合系统人-地环境复合系统的整体性及各圈层间的影响与响应环境地学的发展趋势集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.1环境地学的学科性质、地位和作用集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.1.1环境地学的学科性质环境地学是以人-地复合系统为研究对象，研究其发生、演变、组成、结构、特性和功能，及其整体行为对人类（以及生物）的影响和作用以及人类（生物）对系统发展变化的反应或响应，据此制定合理改造、利用和保护资源与环境优化控制和调节的途径与措施，使人类与环境相协调，达到可持续发展目的的学科。（刘培桐，关伯仁）。集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.1.2关于环境地学学科性质的几个问题1、研究内容：地球环境系统变化；物质、能量和信息的迁移、转化和交换过程；环境质量及其演变规律；以地表环境系统为中心的延伸与扩展；发展并完善完整的环境地学理论体系。2、分支学科：环境地质学、环境水文学、环境土壤学、环境地球化学、环境海洋学、污染气象学等。集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity3、研究思想：地球系统科学演化观循环观系统观空间尺度观集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity4、研究的问题第一环境问题：是指自然界本身所存在的因素变化产生的对人类生存环境的破坏（和恶化）问题。第二环境问题：是指由于人类生产活动和生活活动所产生的对环境的破坏（恶化）问题。集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.1.3环境地学的地位和作用地位：环境科学的一门支柱性、基础性分支学科。作用：建立了生命系统与非生命系统之间的关系，起着将各分支学科有机的联系在一起的“纽带”作用。集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.2人类-地球复合系统集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.2人类-地球复合系统Q：什么是人类-地球复合系统？人类-地球环境复合系统是由人类社会和地球环境两大系统耦合成的、远离平衡态的、复杂而有序的开放巨系统。Q：人-地复合系统主要包括哪几个部分？大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、冰冻圈、生物圈和智慧圈。集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity1、主要概念大气污染指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此危害了人的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。7.2.1大气圈与人类的协同演进集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity2、大气圈的能量与物质循环（1）大气圈的能量循环地球系统的辐射平衡大气和海洋的能量交换大气和陆地的能量交换集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity（2）大气圈的水分循环海洋与大气间的水汽交换大气中的水汽输送生物圈驱动的水汽循环集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity3.气候系统与大气圈能量及水分循环的关系海-气耦合系统植物的作用冰层覆盖集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity4.人类活动对大气圈的影响及其环境效应温室效应:CO2、CH4、N2O、全氯氟烃（CFCs）酸雨臭氧层屏蔽作用的破坏及影响：氟氯烃类化合物光化学烟雾集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity下垫面性质变化的气候效应区域尺度灌溉的绿洲效应集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity5、目前在全球气候变化研究领域主要实施了三项重大的国际合作计划世界气候研究计划（WorldClimateResearchProgram,WCRP）;国际地圈和生物圈计划（InternationalGeosphere-biosphereProgram,IGBP)；全球环境变化人文因素影响计划（InternationalHumanDimensionsOfGlobalEnvironmentalChangeProgram,IHDP）集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.2.2水圈1、几个概念水体：指以相对稳定的陆地为边界的天然水域。水体污染：当污染物进入水体后，其含量超过了水体的自净能力，使水体的水质和底质的物理、化学性质或生物组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象。水体自净：污染物进入水体后，通过复杂的物理、化学和生物等方面的作用，使污染物的浓度逐渐降低，经过一段时间后，水体将恢复到受污染前的状态。集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity2、自然界的水循环地球上各圈层中的水是相互联系、相互转化的，其转化过程称为自然界的水循环。大循环小循环降水蒸发径流入渗蒸发水文循环分：大循环，小循环陆地海洋集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity3、水环境污染污染物来源分类：工业污染、生活污染、农业污染和天然污染污染物进入水体的方式：点源污染和非点源污染水体污染现象集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.2.3岩石圈岩石圈与人类生存、发展的关系岩石圈为人类提供了物质和能量；环境地质灾害：地震、火山爆发、山崩、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.2.4土壤圈土壤圈在全球表层系统和全球变化中的地位和作用1、几个概念土壤指位于地球陆地表面的具有一定肥力而能够生产植物的疏松表层。土壤肥力土壤能够为植物生长供应和协调营养因素以及协调环境条件的能力。土壤污染指进入土壤中的废物和有毒有害物质数量超过土壤自净能力，破坏了土壤自然平衡状态从而造成土壤质量完全恶化或衰退的现象。集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity2.土壤组成土壤三相组成：固相、液相和气相集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity3、土壤污染重金属农药固体废弃物石油核素放射性物污染物种类及来源集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.2.5冰冻圈冰冻圈指地球表层每年至少部分时间温度在0℃以下，形成各种类型的积雪、冰川、河流、湖泊的淡水冰、海冰以及地下水或永久冻土。由此可见，冰冻圈主要由陆地冰盖、冰川、冻土、海冰和积雪构成。现代冰川和冰原带分布集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.2.6生物圈1、几个概念：生物圈：是地球上的生物（包括人类）及其所生活的环境的总称。生态系统：是指在一定空间内生物和非生物的成分通过物质循环和能量流动而相互作用、互相依存形成一个生态学功能单位。森林生态系统2、主要自然生态系统类型草地生态系统荒漠生态系统淡水生态系统海洋生态系统湿地生态系统3、人类活动对生物圈的影响生物入侵博斯腾湖：将新疆北部额尔齐斯河的赤鲈引入，使扁吻鱼消失化学污染物对生物圈的胁迫DDT、PCB（多氯联苯）、TBP（磷酸三丁酯）集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.2.7智慧圈智慧圈是人类社会、经济、政治、文化与科学技术系统的统称。基本特征：社会性、历史性、区域性、综合性、系统性集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity1、人-地关系论人类为了自身和社会不断发展的需求，需要协调人与自然的关系，合理利用自然资源和环境。人-地关系论是研究和分析现代地表人-地复合系统的理论基础。集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity2、几种不同的发展观经济增长决定论：《国富论》综合发展论：发展=经济增长+社会变革零增长论：《增长的极限》变通发展论：《变通发展战略与适用技术》盲目乐观论：《最后的资源》可持续发展论集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity3、可持续发展论（sustainabledevelopment）指既满足当代人的需求又不损害后代人满足需求的能力。基本原则:可持续性;公平性;共同性;需求性集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.3人-地环境复合系统的整体性及各圈层间的影响与响应7.3.1人-地环境复合系统的整体性集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.3.2各圈层间的相互影响与响应海洋-大气-陆地系统内的一些重要过程集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.4环境地学的发展趋势集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity7.4环境地学的发展趋势全球性环境变化。探索地质环境演化的特点和地质环境灾变预报的可能性。环境变化的时空尺度效应现代新技术在环境研究中的应用水—岩相互作用。集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity本章小结环境地学的学科性质和学科地位人-地复合系统的解析人-地复合系统的整体性及其耦合作用发展趋势集美大学生物工程学院SchoolofbiologicalengineeringJimeiuniversity参考文献•陈静生.环境地学[B].北京：中国环境科学出版社，1986.•李天杰，宁大同，薛纪渝等.环境地学原理[B].化学工业出版社，2004.•图片资料来自于网上。2021/4/16Itisnevertoolatetolearn!沙尘暴地震火山爆发洪水海啸工业污染导致水养鱼类的大量死亡可怕的浓烟酸雨对森林的破坏光化学烟雾被污染的水源长江