环境科学规律

22人与环境的和谐人与环境的和谐11环境多样性环境多样性33环境规律环境规律环境科学规律刘静玲北京师范大学环境学院2008.09.08一、环境多样性人类的环境自然环境水环境大气环境土壤环境生物环境地质环境宇宙太阳系地球……分子原子质子、电子夸克物理环境人类的环境聚落环境工业环境农业环境文化环境人工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。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。自然环境自然环境地球上的生物2已知140万种，其中：昆虫75万种，脊椎动物4.1万种，高等植物25万种已知已知140140万种，其中：万种，其中：昆虫昆虫7575万种，脊椎动物万种，脊椎动物4.14.1万种，万种，高等植物高等植物2525万种万种不同的生命个体一般具有不同的遗传物质同种类的生物一般具有相似的遗传物质多种脱氧核糖核酸、核糖核酸腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶核糖、脱氧核糖以及磷酸自然环境生物非生物数万种无机物单质、化合物已知112种元素，300多种原子地球上的物质千万种有机物无环、碳环、杂环质子电子中子d、u、s、c、b、t六味夸克轻子？伊瓜苏瀑布南美第一奇观、世界五大名瀑波光潋滟晴方好，山色空蒙雨亦奇。若把西湖比西子，浓妆淡抹总相宜。——苏轼（宋）孤峰奇石沙漠和荒漠也是大自然的另一面河流、湖泊海洋、沼泽自然环境水域平原、盆地、丘陵山地、高原内力作用：板块运动、岩浆运动地表形态陆地外力作用：风化、侵蚀、搬运、沉积、成岩、降水、蒸发自然环境功能面对需求的功能生态功能树林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自然环境功能面对需求的功能生态功能大气层保温作用保护作用提供物质提供飞行环境保障物质循环（C，N，水）提供氧气库反射电磁波自然环境功能面对需求的功能生态功能为主自然环境森林草原大气环境生态环境土地和土壤江河湖海农田、植被湿地生物多样性矿产动植物水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自然环境多样性人类的需求和创造人类的需求和创造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、休闲生存的需求发展的需求安全的需求健康的需求舒适的需求享受的需求…………需求因人而异，是一个不断发展、没有尽头的无穷集合7070年代老四件年代老四件自行车自行车手表手表缝纫机缝纫机收音机收音机8080年代六大件年代六大件电视机电视机洗衣机洗衣机录音机录音机电冰箱电冰箱收音机收音机电风扇电风扇9090年代三大件年代三大件商品房商品房电脑电脑小汽车小汽车以用品为例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，物品越来越大众化物品种类不断增加，档次不断提高，物品越来越大众化人类创造的结果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人类创造的结果人类创造的结果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，技术日新月异人类创造的结果人类创造的结果精神文化3.其它经济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……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客体多样创造本身多样需求和创造的不断发展人类需求和创造的多样性人类需求和创造的多样性需求主体多样创造结果多样人和环境的相互作用人和环境的相互作用相互作用的空间界面相互作用的空间界面生产生活水、空气、土壤、生物太太空：空：太空飞行、卫星发射、空间探索大气层：大气层：航空飞行、人类活动、废气排放城市乡村各个领域地地面：面：种植放牧、城市建设地地下：下：矿产开采、勘探、地质研究生生物：物：捕猎驯化，解剖……相互作用的方式相互作用的方式资源开发工农业生产……废物排放城市建设相互作用的过程相互作用的过程物理过程化学过程……生物过程生态过程相互作用的效应相互作用的效应人类与环境之间相互作用的效应数不胜数物质的能量的从效应的特征看从效应时间尺度看急性的近期的中期的长期的举例相互作用的效应相互作用的效应生物效应举例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、多样性减少人与环境的相互作用作用效应多样人类与环境相互作用人类与环境相互作用的多样性的多样性作用界面多样作用方式多样作用过程多样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……自然环境多样性人类需求与创造多样性人类与环境相互作用多样性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二、人与环境的和谐——环境学核心规律人类社会的发展提高人与环境的和谐程度渔猎文明农业文明工业文明后工业文明和谐程度提高？？！和谐程度提高？？！五大环境问题五大环境问题————人与环境和人与环境和谐？谐？适应生存环境安全环境健康环境舒适环境欣赏人口剧增环境污染生态破坏资源耗竭自然灾害五大环境问题¾自然灾害¾生态破坏¾资源耗竭¾环境污染¾人口剧增不和谐的音符◆自然灾害加剧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……◆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、土地退化生物多样性的减少湖泊的富营养化◆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生物多样性的减少土壤资源的退化◆环境污染水环境污染水环境污染大气环境污染大气环境污染土壤环境污染土壤环境污染生物污染生物污染物理环境污染物理环境污染◆人口剧增人口剧增的结果使得上面所有的问题都被放大和倍增自然灾害自然灾害生态破坏生态破坏资源耗竭资源耗竭环境污染环境污染人口剧增人口剧增威胁人类生存限制人类发展侵害人体健康危及人类安全人与环境和谐适应生存环境安全环境健康环境舒适环境欣赏和谐度增加人类发展的五个阶段60亿人口的生存现状由物质到精神的提高人类生存面临的危机人类难以适应生存人类难以适应生存人口剧增人口剧增资源耗竭资源耗竭生态破坏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适应生存的量度量度背景量度背景资源的有限性人口极限量度量度环境承载力人口容量自然资源供给指标社会支持条件指标污染承受能力指标资源平衡分析法数学规划法系统动力学方法天文灾害天文灾害地质灾害地质灾害气象水文灾害气象水文灾害生物灾害生物灾害生物安全生物安全食品安全食品安全核安全核安全危及环境安全环境安全面临的挑战环境安全环境安全的量度防灾设施防灾机制量度量度减灾机制完备状况建设标准资源物资储备灾害后恢复能力快速反应能力预防新灾害形成应对反应速度•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地方病环境污染环境污染危及人类的健康•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环境舒适的量度量度量度绿地、森林、水面合理的土地利用人口密度适宜基础设施完善先进城市文明……人的精神需求自然景观人文景观山水天象气象生物形象美气息美色彩美动静美朦胧美寓意美文化遗产城市建筑园林绿化工艺美术和谐美特色美色彩美人文美环境欣赏的内容环境欣赏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三、三、环境规律环境规律什么是规律规律规律：：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适应性重复性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。环境基本规律1环境多样性环境基本规律2人与环境和谐环境基本规律3五律协同环境基本规律4规律与规则自然规律社会规律经济规律技术规律环境规律制约人类行为人类战略目标环境基本规律3五律协同制约人类生存与发展的客观规律有以下五类出发点目标偏离协同颉颃环境基本规律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，称之为颉颃规律作用方向与目标偏离者，称之为偏离出发点目标环境自然社会经济技术环境基本规律3五律协同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。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技术圈环境圈三律协同域四律协同域五律协同域环境基本规律3偏离偏离背离背离顺应顺应离心力离心力阻力阻力动力动力人类实践已反复证明，偏离规律的规则往往是事物发展的离心力，背离规律的规则常常是发展的阻力，只有顺应规律的规则才是发展的动力。环境基本规律4规则与规律规律与规则经济规律技术规律环境规律自然规律社会规律经济规则技术规则环境规则自然法则社会规则五类规律五类规则环境基本规律4规则符合规律规则符合规律五律协同五律协同五力协同五力协同五律五律五力五力自然规律自然规律技术规律技术规律社会规律社会规律经济规律经济规律环境规律环境规律自然力自然力技术力技术力社会力社会力经济力经济力环境力环境力同向协力同向协力可持续发展可持续发展环境基本规律4自然规律环境规律自然环境中事物发展变化所固有的、本质的、必然的联系。人与环境相互作用过程中存在的本质的、必然的联系。环境规律强调人与环境的相互作用，这里的环境包括自然环境以及带有不同程度人工烙印的人工环境。研究的大部分现象是自然界没有的或者大大人为强化了的自然过程。自然规律环境规律自然环境的改变是自然规律作用的结果，不违背规律；但是如果环境质量降低，就违背了环境规律和谐的要求氟里昂破坏臭氧层氟里昂破坏臭氧层Example排放氟里昂氟里昂臭氧层破坏环境问题经济规律技术规律自然规律环境规律环境规律自然规律环境规律湖泊的富营养化湖泊的富营养化Example富营养化自然规律决定的自然过程自然规律决定的自然过程人为作用改变了富营养化的进程人为作用改变了富营养化的进程水质下降、湖泊老化、环境质量下降水质下降、湖泊老化、环境质量下降加快富营养化加快富营养化延缓富营养化延缓富营养化保障水质、延长湖泊寿命、环境持续良好保障水质、延长湖泊寿命、环境持续良好背离和谐的要求，在环境规律作用下符合和谐的要求，在环境规律作用下自然现象自然现象社会现象社会现象经济现象经济现象技术现象技术现象环境现象环境现象自然规律自然规律社会规律社会规律经济规律经济规律技术规律技术规律环境规律环境规律自然科学自然科学社会科学社会科学经济科学经济科学技术科学技术科学环境科学环境科学五类现象五类规律五类科学自然自然技术技术经济经济社会社会环境自然科学环境技术科学环境经济科学环境社会科学环境环境环境学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环境地学环境物理环境化学