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第一章环境科学基本理论第一节环境什么是环境？环境是相对于中心事物而言的，与某一中心事物有关的事物，就是这个中心事物的环境。环境：主体周边相关客体的集合客体可以是物质的、精神的和运动的。环境法中的环境环境: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。丹顶鹤的环境保护区内部：滩涂、沼泽、水域等保护区内其它生物，保护区周边农田迁徙路线上相关湿地、农田等人类的环境学习环境:学校、教室、机房实验室、图书馆教师、学校氛围学校周边:活动中心、城市宿舍、食堂、操场依照主体（中心事物）的差异，区分环境类型：地球的时空环境、植物的环境、人的环境、建筑物的环境、城市环境、小区环境、居住环境、投资环境、创业环境、生产环境、办公环境、政治环境、教育环境、科研环境、技术环境环境科学研究的环境，是以人类为主体的外部世界，即人类赖以生存和发展的物质条件的综合体。主体是人类，客体是人类周边的事物。人类环境：自然环境和人工环境原生的自然环境及经过人类的创造和改造形成的人工环境人类的环境依照客体的差异物质环境精神环境文化环境伦理道德环境法律环境管理环境政策环境水环境大气环境土壤环境生物环境地质环境物理环境聚落环境工业环境农业环境文化环境医疗修养环境人工环境是在自然环境的基础上经过人类的改造而形成的。第二节环境多样性自然环境：1地球上的生物：真菌、真核原生生物、原核生物、病毒植物：藻类植物、苔藓类植物、蕨类植物种子植物、裸子植物、被子植物动物：无脊椎动物、原生动物、腔肠动物、扁形动物、线性动物、环节动物、软体动物、节肢动物、脊椎动物、鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类、哺乳动物2.地表形态：陆地：平原、盆地、丘陵、山地、高原水域：河流、湖泊、海洋、沼泽3.自然环境功能：树林为例：生态功能防风固沙、保持水土、涵养水源、光合作用、净化空气、降低噪音、调节气候、美化环境、保护生物面对需求的功能木材、果实、油料、香料、休闲欣赏大气层为例生态功能保温作用：保障物质循环（C，N，水）保护作用：提供氧气库、反射电磁波面对需求的功能：提供物质、提供飞行环境森林草原、江河湖海、湿地、大气环境、农田、植被、生物多样性矿产、动植物、水、生态环境、土地和土壤、生态功能为主及面对需求的功能事物的功能由事物本身的特性以及人类的需求决定自然环境物质多样、形态多样、功能多样自然环境多样性4.人类的需求和创造：人的需求物质的需求：衣、食、住、行、用精神的需求：教育、旅游、休闲、通讯、医疗、保健、娱乐、文化、咨询…生存的需求、安全的需求、健康的需求、舒适的需求、享受的需求、发展的需求……需求因人而异，是一个不断发展、没有尽头的无穷集合以用品为例70年代老四件：自行车、手表、缝纫机、收音机80年代六大件：电视机、洗衣机、录音机、电冰箱、电风扇、收音机90年代三大件：商品房、小汽车、电脑、电话、音响、影碟机、手机、笔记本物品种类不断增加，档次不断提高，物品越来越大众化人类的创造人的差异、文化背景差异、思维方式的差异、灵感等偶然因素的差异、需求的差异、教育背景差异、工作条件差异创造本身的多样性，创造结果的多样性人类创造的结果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.人工环境建筑：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……不同地区、不同文化背景下的人工环境各具特色2.技术技术创造来自于实践经验和对自然科学的认识。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3.其它精神文化、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、..乐……经济农牧业、制造业、商贸仓储、交通运输、文化咨询、旅游休闲、金融保险、医疗保健人的需求和创造需求主体多样、需求客体多样创造本身多样、创造结果多样需求和创造的不断发展人类需求和创造的多样性相互作用的效应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。人与环境的相互作用作用界面多样、作用方式多样、作用过程多样、作用效应多样、人类与环境相互作用的多样性环环境境科科学学研研究究的的环环境境自然环境多样性•物质多样性--生命物质、非生命物质•形态多样性---高山、丘陵、平原、高原、盆地，---江、河、湖、海……过程多样性--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……•功能多样性--生态功能、资源功能、消纳功能……人类需求与创造的多样性•人类的需求----物质需求、精神需求、服务需求……人与环境相互作用多样性•界面多样性--城市、乡村、陆海空……•方式多样性---资源开发、工农业生产、废物排放、城市建设……•过程多样性---物理过程、化学过程、生物过程、生态过程……•效应多样性人类活动对环境产生的效应：物理、化学、生物、生态……环境变化对人类产生的效应：生理、社会、经济、技术……环境多样性---提供选择、产生竞争、促进发展、保持稳定保障和促进和谐第三节人与环境的和谐——环境学核心规律人类社会的发展渔猎文明、农业文明、工业文明、后工业文明和谐程度提高五大环境问题——人与环境和谐人口剧增、适应生存环境污染、环境安全生态破坏、环境健康资源耗竭、环境舒适自然灾害、环境欣赏不和谐的音符五大环境问题自然灾害生态破坏资源耗竭环境污染人口剧增天文灾害：天体撞击、太阳辐射异常电磁异暴、宇宙射线地质灾害：火山、地震、岩崩气象水文灾害：水灾、旱灾、风暴、冰雹、雪灾、热浪、寒潮……生物灾害：病虫害、森林火灾、物种灭绝……生态破坏：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、湖泊的富营养化、生物多样性的减少资源耗竭：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生物多样性的减少环境污染：水环境污染大气环境污染土壤环境污染生物污染物理环境污染人口剧增的结果使得上面所有的问题都被大大地放大了环境舒适：环境舒适的表现适宜的人口密度、充足的绿地广场、良好的环境质量、便捷的城市交通、宽敞的住宅、完善的城市基础设施、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量度环境舒适的量度绿地、森林、水面、人口密度适宜、合理的土地利用、基础设施完善先进、城市文明……环境欣赏环境欣赏的内容人的精神需求：1、自然景观山水、天象、气象、生物形象美、色彩美、动静美、朦胧美、气息美、寓意美2、人文景观文化遗产、城市建筑、园林绿化、工艺美术和谐美、色彩美、人文美、特色美环境欣赏的量度量度自然景观特色、自然环境质量、人工环境质量、城市特色、历史文化沉淀……人与环境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人与环境和谐不等于人与自然和谐第四节环境规律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，称之为颉颃规律作用方向与目标偏离者，称之为偏离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。第五节环境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。环境科学学科体系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环境自然科学环境地学环境化学环境生物学环境毒理学环境数学水环境学大气环境学土壤环境学生物环境学环境社会科学：——环境规律与社会规律的联合作用环境规律环境伦理环境法理环境管理社会规律公民国家政府环境经济科学——环境规律与经济规律的联合作用环境规律经济规律经济学环境学国情学环境技术科学——环境规律与技术规律的联合作用环境清洁生产污染治理环境监测技术X环境环境评价学环境规划学可持续发展水污染控制工程固体废物污染控制工程噪声污染控制工程……第二章人口与环境第一节人口变迁渔猎文明阶段（100万年—公元前8000年）农业文明阶段（公元前8000年—公元1800年）工业文明阶段（公元1800年—20世纪90年代）后工业文明阶段（20世纪90年代—）自公元前40000年开始的世界人口发展估计（如图）1、渔猎文明人口数量没有超过1千万和谐程度处于安全与生存阶段2、农业文明人口开始缓慢增长人口增长起伏较大人口年增长率为0.06%人口由500万增长到8亿左右和谐程度处于基本生存阶段3、工业文明人口开始高速增长人口年增长率为0.76%人口由8亿增长到50亿和谐程度处于环境健康阶段4、后工业文明人口继续增长人口增长速度变缓和谐程度向舒适、欣赏发展第二节人口变化与环境人口总量变化与环境人口分布变化与环境1、人口总量变化与环境2．人口总量变化与资源:3．人口总量与环境承载力人口总量剧增→对资源需求增长过快→对资源的不合理开采使用→①气候变化②生态破坏③资源耗竭④环境污染⑤土地退化⑥物种灭绝人口总量的变化与气候资源人口总量的变化与生物资源人口总量的变化与土地资源人口总量的变化与水资源人口总量的变化与矿产资源例：修水库、围湖造田改变地面状况---改变气温改变降雨例：温室效应、酸雨释放大量气体---改变气温改变降雨人口总量的变化与生物资源物种灭绝→生态破坏森林减少→气候变化草原退化→多样性锐减人口总量的变化与水资源生产用水、生活用水、水体污染→水资源缺乏人口总量的变化与矿产资源对矿产能源过度开采与利用→环境污染对矿产资源不合理开采与利用→资源耗竭人口总量与环境承载力环境承载力：在一定时期、范围和自然条件下，维持人-环境系统结构不发生质的改变，环境功能不遭到破坏的前提下，人-环境系统所能承受人类活动的阈值。人口分布变化与环境人口变化的内在规律自然规律、经济规律、社会规律、技术规律、环境规律自然规律对人口总量的影响对人口分布的影响：1．气候因素2.地形因素中国地形图中国人口分布图面积占全国的54%人口只占全国人口的4%面积占全国的46%人口占全国人口的96%经济规律对人口总量的影响---国民生产总值、产业结构等对人口分布的影响---经济区位、人均国民生产总值、就业空间等对人口分布的影响社会规律对人口总量的影响---文化、宗教、政策、战争等对人口分布的影响----政治、军事、文化、历史等技术规律对人口总量的影响---医学水平、技术革命等对人口分布的影响---新技术革命引发人口迁移环境规律对人口总量的影响---环境承载力对人口总量的影响对人口分布的影响---人与环境和谐程度对人口分布的影响中国人口迁移大趋势山区→平原乡村→城市内地→沿海第三章大气环境第一节大气概述一、大气的成分1、N2、O2等气体2、水滴（如云滴、雾滴）3、冰晶和固体微粒（如尘埃、花粉）没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气二、大气的分层：五层与环境问题有关的大气成分1、微粒：种类：固体微粒与液体微粒。影响：影响太阳辐射传输，使能见度变低，有的能起凝结核的作用。2、水汽：来源：海洋和地面蒸发与植物蒸腾。分布：随时间、地点变化很大。在铅直方向，一般随高度增加而减少。影响：形成云、雾、雨、雪等大气现象。对生物的生长和发育有重要影响3、臭氧：来源：高空通过光化作用，低空通过闪电或有机物氧化及高空传输。作用：能大量吸收太阳紫外线，使地面生物免受过量紫外线的灼伤。分布：自然大气中含量很少。随高度分布不均匀，也随纬度和时间而异。4、二氧化碳：来源：呼吸作用，有机体的燃烧与分解。现状：在大气中的含量有增加的趋势。影响：强烈吸收地面的长波辐射，引起温室效应的加剧。大气边界层：在对流层下部靠近下垫面的1.2~1.5公里范围内的薄层大气。由于贴近地面，空气运动受到地面摩擦作用影响，又称摩擦层.大气边界层的主要特征：湍流运动、风、温度的垂直分布(每升高100