zhangchidy
定义 研究人类生存的环境质量及其保护与改善的科学。 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,包括自然环境和社会环境。 自然环境是直接或间接影响到人类的,一切自然形成的物质及其能量的总体。现在的地球表层大部分受过人类的干预,原生的自然环境已经不多了。 环境科学所研究的社会环境是人类在自然环境的基础上,通过长期有意识的社会劳动所创造的人工环境。它是人类物质文明和精神文明发展的标志,并随着人类社会的发展不断丰富和演变。 环境具有多种层次,多种结构,可以作各种不同的划分。按照环境要素可分为大气、水、土壤、生物等环境;按照人类活动范围可分为村落、城市、区域、全球、宇宙等环境。环境科学是把环境作为一个整体进行综合研究的。 地球表面有四个圈层,即气圈、水圈、土壤-石圈,以及在这三个圈交会处适宜于生物生存的生物圈。这四个圈主要在太阳能的作用下进行着物质循环和能量流动。 人类出现后,通过生产和消费活动,从自然界获取生存资源,然后又将经过改造和使用的自然物和各种废弃物还给自然界,从而参与了自然界的物质循环和能量流动过程,不断地改变着地球环境。人类在改造环境的过程中,地球环境仍以固有的规律运动着,不断地反作用于人类,因此常常产生环境问题。 环境问题在古代就有了。西亚的美索不达米亚、中国的黄河流域,都是人类文明的发祥地。由于大规模地毁林垦荒,又不注意培育林木,造成严重的水土流失,以致良田美地逐渐沦为贫瘠土壤。 产业革命以后,社会生产力的迅速发展,机器的广泛使用,为人类创造了大量财富,而工业生产排出的废弃物却造成了环境污染。19世纪下半叶,世界最大工业中心之一的伦敦,曾多次发生因排放煤烟引起的严重的烟雾事件。 在世界人口数量不多、生产规模不大的时候,人类活动对环境的影响并不太大,即使发生环境问题也只是局部性的。而到了二十世纪50年代以来,社会生产力和科学技术突飞猛进,人口数量激增,人类征服自然界的能力大大增强,环境的反作用便日益强烈地显露出来,成为世界各国人民共同关心的全球性问题。 到18世纪末,人类发现的化学元素只有20多种,现在94种天然元素已经全部被发现,而且还制成了十多种人造元素,人工制取的各种化合物的种类也与年俱增,据统计目前已超过800万种。在这些化学品中,有毒化学品的年产量已达400万吨。 大量人工制取的化合物包括有毒物质进入环境,在环境中扩散、迁移、累积和转化,不断地恶化环境,严重威胁着人类和其他生物的生存。60年代末爱尔兰海上成千上万只死去的海鸟体内含有高浓度的多氯联苯;广袤荒无的南极大陆的企鹅体内也检出了DDT;北极附近格陵兰冰盖层中铅和汞的含量不断上升;日本出现主要由镉污染造成的痛痛病,和由汞污染造成的水俣病等等。这一切已经引起世界各国的普遍关注。 人类活动排放的废弃物,越来越大地超过环境自净能力,从而影响全球的环境质量。据70年代估计,全世界每年排入环境的固体废物超过30亿吨,废水约6000~7000亿吨,废气中仅一氧化碳和二氧化碳就近4亿吨。 大量废弃物排入环境使大气和水体的组成起了变化。大气中的二氧化碳含量(按体积计)已由19世纪的028%增加到现在的032%。二氧化碳对地球气候起着调节作用。科学实验证实,如果它的含量继续增高,势必引起全球性的气候异常。 西欧一些国家排放的大量硫氧化物、氮氧化物。经风传送,随雨水降落,造成斯堪的纳维亚地区一些淡水湖的酸度显著上升。瑞典一些湖泊水中的氢离子浓度比30年代几乎增加了100倍,鱼产量因而大幅度下降。 近年来世界上每年由于海运、沿海钻探和开采石油、事故溢漏和废物处理排入海洋的石油及其制品达到600多万吨。海洋被石油污染,使海洋浮游生物的生存受到严重的威胁。据估计,现在大气圈中的氧气,有四分之一是海洋中的海洋浮游植物通过光合作用而产生的。海洋浮游植物一旦遭到严重的损害,势必影响全球的氧含量的平衡。 人口的增长和生产活动的增强,成为对环境新的冲击和压力。许多种资源日益减少,并面临耗竭的危险。由于不合理的耕作制度,世界上被风蚀、盐碱化的土地日益增多。据联合国有关部门估计,土壤由于侵蚀每年损失240亿吨,沙漠化土地每年扩大600万公顷。 另外,由于原生环境的消失、人类的捕杀和环境污染,世界上的植物和动物遗传资源急剧减少了。估计有25000种植物和1OOO多种脊椎动物的种、亚种和变种面临灭绝的危险,这对人类将是无法弥补的损失。 以上事实说明,当今世界上大气、水、土壤和生物所受到的污染和破坏已达到危险的程度。自然界的生态平衡受到日益严重的干扰,自然资源受到大规模破坏,自然环境正在退化。环境科学就是为解决人类面临的严重的环境问题,为创造更适宜、更美好的环境而逐渐发展起来的。它的兴起和发展,标志着人类对环境的认识、利用和改造进入了一个新的阶段。 环境科学的研究领域和主要任务环境科学的研究领域,在50~60年代侧重于自然科学和工程技术的方面。目前已扩大到社会学、经济学、法学等社会科学方面。 对环境问题的系统研究,要运用地学、生物学、化学、物理学、医学、工程学、数学以及社会学、经济学、法学等多种学科的知识。所以,环境科学是一门综合性很强的学科。 它在宏观上研究人类同环境之间的相互作用、相互促进、相互制约的对立统一关系,揭示社会经济发展和环境保护协调发展的基本规律;在微观上研究环境中的物质,尤其是人类活动排放的污染物的分子、原子等微小粒子在有机体内迁移、转化和蓄积的过程及其运动规律,探索它们对生命的影响及其作用机理等。 环境科学的主要任务 环境科学主要探索全球范围内环境演化的规律;揭示人类活动同自然生态之间的关系;探索环境变化对人类生存的影响;研究区域环境污染综合防治的技术措施和管理措施等等。 在人类改造自然的过程中,为使环境向有利于人类的方向发展,避免向不利于人类的方向发展,就必须了解环境变化的过程,包括环境的基本特性、环境结构的形式和演化机理等。 人类生产和消费系统中物质和能量的迁移、转化过程是异常复杂的。但必须使物质和能量的输入同输出之间保持相对平衡。这个平衡包括两项内容,一是排入环境的废弃物不能超过环境自净能力,以免造成环境污染,损害环境质量;二是从环境中获取可更新资源不能超过它的再生增殖能力,以保障永续利用。因此,社会经济发展规划中必须列入环境保护的内容,有关社会经济发展的决策必须考虑生态学的要求,以求得人类和环境的协调发展。 环境变化是由物理的、化学的、生物的和社会的因素,以及它们的相互作用所引起的。因此必须研究污染物在环境中的物理、化学的变化过程,在生态系统中迁移转化的机理,以及进入人体后发生的各种作用,包括致畸作用、致突变作用和致癌作用。同时,必须研究环境退化同物质循环之间的关系。这些研究可为保护人类生存环境、制定各项环境标准、控制污染物的排放量提供依据。 实践证明环境保护需要综合运用多种工程技术措施和管理手段,从区域环境的整体出发,调节并技术措施和管理手段,从区域环境的整体出发,调节并控制人类和环境之间的相互关系,利用系统分析和系统工程的方法寻找解决环境问题的最优方案。 环境科学的目的 1、为维护环境质量、制定各种环境质量标准,污染物排放标准提供科学依据。 2、为国家制定环境规划、环境政策以及环境与资源保护立法提供依据。 环境科学的分支学科 环境科学主要是运用自然科学和社会科学的有关学科的理论、技术和方法来研究环境问题。在与有关学科相互渗透、交叉的中形成了许多分支学科。属于自然科学方面的有环境地学、环境生物学、环境化学、环境物理学、环境医学、环境工程学;属于社会科学方面的有环境管理学、环境经济学、环境法学等。 环境地学 以人-地系统为对象,研究它的发生和发展,组成和结构,调节和控制,改造和利用。主要研究内容有:地理环境和地质环境等的组成、结构、性质和演化,环境质量调查、评价和预测,以及环境质量变化对人类的影响等。 环境地学的学科体系尚未完全定型,目前较成熟的分支学科有环境地质学、环境地球化学、环境海洋学、环境土壤学、污染气象学等。 环境生物学 研究生物与受人类干预的环境之间的相互作用的机理和规律。它有两个研究领域:一个是针对环境污染问题的污染生态学;一个是针对环境破坏问题的自然保护。 环境生物学以研究生态系统为核心,向两个方向发展:从宏观上研究环境中污染物在生态系统中的迁移、转化、富集和归宿,以及对生态系统结构和功能的影响;从微观上研究污染物对生物的毒理作用和遗传变异影响的机理和规律。 环境化学 主要是鉴定和测量化学污染物在环境中的含量,研究它们的存在形态和迁移、转化规律,探讨污染物的回收利用和分解成为无害的简单化合物的机理。它有两个分支:环境污染化学和环境分析化学。 环境物理学 研究物理环境和人类之间的相互作用。主要研究声、光、热、电磁场和射线对人类的影响,以及消除其不良影响的技术途径和措施。声、光、热、电、射线,为人类生存和发展所必需。但是,它们在环境中的量过高或过低,就会造成污染和危害。 环境医学 研究环境与人群健康的关系,特别是研究环境污染对人群健康的有害影响及其预防措施,包括探索污染物在人体内的动态和作用机理,查明环境致病因素和致病条件,阐明污染物对健康损害的早期反应和潜在的远期效应,以便为制定环境卫生标准和预防措施提供科学依据。环境医学的研究领域有环境流行病学、环境毒理学、环境医学监测等。 环境工程学 是运用工程技术的原理和方法,防治环境污染,合理利用自然资源,保护和改善环境质量。主要研究内容有大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物的处理和利用、噪声控制等,并研究环境污染综合防治,以及运用系统分析和系统工程的方法,从区域环境的整体上寻求解决环境问题的最佳方案。此外,环境工程学还研究控制污染的技术经济问题,开展技术发展的环境影响评价工作。 环境管理学 研究采用行政的、法律的、经济的、教育的和科学技术的各种手段调整社会经济发展同环境保护之间的关系,处理国民经济各部门、各社会集团和个人有关环境问题的相互关系,通过全面规划和合理利用自然资源,达到保护环境和促进经济发展的目的。 环境经济学 研究经济发展和环境保护之间的相互关系,探索合理调节人类经济活动和环境之间的物质交换的基本规律,其目的是使经济活动能取得最佳的经济效益和环境效益。 环境是一个有机的整体,环境污染又是极其复杂的、涉及面相当广泛的问题。因此,在环境科学发展过程中,环境科学的各个分支学科虽然各有特点,但又互相渗透,互相依存,它们是环境科学这个整体的不可分割的组成互相依存,它们是环境科学这个整体的不可分割的组成部分。 环境科学的产生和发展 1、环境科学是在20世纪50年代环境问题严重化的背景下诞生的,1954年美国学者最早提出了“环境科学”一词。 2、国际性环境科学机构出现于20世纪60年代,1968年国际科学联合理事会设立了环境问题科学委员会,20世纪70年代出现了以环境科学为内容的专门著作,其中为1972年“联合国人类环境会议”而出版的《只有一个地球》是环境科学中一部最著名的绪论性著作。 环境科学的未来 随着人类在控制环境污染方面所取得的进展,环境科学这一新兴学科也日趋成熟,并形成自己的基础理论和研究方法。它将从分门别类研究环境和环境问题,逐步发展到从整体上进行综合研究。 环境科学的方法论也在发展。例如在环境质量评价中,逐步建立起一个将环境的历史研究同现状研究结合起来,将微观研究同宏观研究结合起来,将静态研究同动态研究结合起来的研究方法;并且运用数学统计理论、数学模步发展到从整体上进行综合研究。通过这种研究,逐渐形成生态系统和经济社会系统的相互关系的理论。 环境科学的方法论也在发展。例如在环境质量评价中,逐步建立起一个将环境的历史研究同现状研究结合起来,将微观研究同宏观研究结合起来,将静态研究同动态研究结合起来的研究方法;并且运用数学统计理论、数学模式和规范的评价程序,形成一套基本上能够全面、准确地评定环境质量的评价方法。 环境科学现有的各分支学科,正处于蓬勃发展时期。这些分支学科在深入探讨环境科学的基础理论和解决环境问题的途径和方法的过程中,还将出现更多的新的分支学科。例如环境生物学在研究污染对微生物生命活动和种群结构的影响,以及由于微生物种群的变化而引起的环境变化方面,将导致环境微生物学的出现。这种发展情况将使环境科学成为一个枝繁叶茂的庞大学科体系。 环境科学专业业务培养目标:本专业培养具备环境科学的基本理论、基本知识和基本技能,能在科研机构、高等学校、企事业单位及行政部门等从事科研、教学、环境保护和环境管理等工作的高级专门人才。 业务培养要求:本专业学生主要学习环境科学方面的基本理论、基本知识,受到应用基础研究、应用研究和环境管理的基本训练,具有较好的科学素养及一定的教学、研究、开发和管理能力,掌握环境监测与环境质量评价的方法以及进行环境规划与管理的基本技能。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力: 1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识; 2.掌握环境科学与管理的基本理论、基本知识和基本技能; 3.了解相近专业的一般原理和知识; 4.熟悉国家环境保护、自然资源合理利用、可持续发展、知识产权等有关政策和法规; 5.了解环境科学的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及环境保护产业的发展状况; 6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。 
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第一章:环境与地理第一节 当今世界主要环境问题1全球气候变化在过去的一个世纪里,全球表面平均温度已经上升了3至6摄氏度,全球海平面上升了10至25厘米。如果世界能源消费的格局不发生根本性变化,到21世纪中叶,大气中的二氧化碳浓度将达到560ppm,全球平均温度可能上升5至4摄氏度。2臭氧层破坏和损耗自1985年南极上空出现臭氧层空洞以来,地球上空臭氧层被损耗的现象一直有增无减。3酸雨污染酸雨中绝大部分是硫酸和硝酸,主要来源于人类广泛使用化石燃料,向大气排放了大量的二氧化硫和氮氧化物。。在北欧,由于土壤自然酸度高,水体和土壤酸化都特别严重,有些湖泊的酸化导致鱼类灭绝。水体酸化会改变水生生态,而土壤酸化会使土壤贫瘠化,导致陆地生态系统的退化。4土地荒漠化荒漠化是当今世界最严重的环境与社会经济问题。全球荒漠化面积已近36亿公顷,约占全球陆地面积的1/4,已影响到全世界1/6的人口(约9亿人),100多个国家和地区。全球每年有600万公顷的土地变为荒漠,另外还有2100万公顷土地因退化而不能生长谷物。亚洲是世界上受荒漠化影响的人口分布最集中的地区,遭受荒漠化影响最严重的国家依次是中国、阿富汗、蒙古、巴基斯坦和印度。5水资源危机世界上许多地区面临着严重的水资源危机。根据国际经验,每人每年1000立方米可重复使用的淡水资源是一个基本指标,低于这个指标的国家可能会遭受阻碍发展和损害健康的长期性水荒。然而,目前世界上约有20个国家已低于这一指标,主要位于西亚和非洲,总人口数已过亿。另一方面,由生活废水、工业废水、农业污水、固体弃废物渗漏、大气污染物等引起的水体污染,使全球可供的淡水资源量大大减少了。世界银行的报告估计,由于水污染和缺少供水设施,全世界有10亿多人口无法得到安全的饮用水。6森林植被破坏据推算,地球上的森林面积约为30-60亿公顷,约占陆地面积的20%-40%,其中约一半是热带林(包括热带雨林和热带季雨林),另一半以亚寒带针叶林为主。森林大面积被毁引起了多种环境后果,主要有:降雨分布变化,二氧化碳排放量增加,气候异常,水土流失,洪涝频发,生物多样性减少等。7生物多样性锐减大面积对森林、草地、湿地等生境的破坏;过度捕猎和利用野生物种资源;城市地域和工业区的大量发展;8海洋资源破坏和污染近几十年来,人类对海洋生物资源的过度利用和对海洋日趋严重的污染,有可能使全球范围内的海洋生产力和海洋环境质量出现明显退化。由于过度捕捞,已经灭绝或濒临灭绝,人类活动产生的大部分废物和污染物最终都进入了海洋。引起沿海生境改变,使动物的栖息和繁殖地遭到破坏。第二节 我国环境问题的现状环境问题是当今国际社会的普遍问题,这一问题在我国尤为突出,近几年来,我们国家的环境问题日益突出,已不仅仅是社会发展某一环节问题,而是关系全局发展的重大现实问题。1环境问题的产生环境问题自古有之,它是随着社会生产力的发展而产生发展的,依据历史时期的不同,我们可以把环境问题分为两种,一种是传统意义的环境问题,人们对自然资源的不合理开发、利用所导致的环境破坏和资源浪费,即由于过分开垦荒地,滥伐林木、过度放牧,掠夺捕捞等而引起的水土流失、土地沙化、草原退化、水生生物资源日益减少,旱涝灾害频繁等等。另一种就是现代意义上的环境问题,它是指在工业革命之后,随着工农业变速发展和城市化,正引起了“三废”(废气、废水、废渣)污染、噪声污染、放射性污染和农药污染等更加严重的环境问题,其污染的广度深度已大大超过了从前所引发的大量的“环境公害”事件(也称环境公众受害,指人们对生活环境和生态环境所造成的社会性危害,包括环境破坏)。2我国环境问题的现状人类所面临的新的全球性和广域性环境问题主要有三类:一是全球性的环境污染;二是大面积的生态破坏;三是突发性的严重污染事件。目前,发达国家当前的环境问题主要是环境污染,发展中国家主要是环境破坏,而在我国,则同时存在着环境破坏和环境污染这两类环境问题,并且已十分严重。据统计,我国是世界上环境污染物排放量最大的国家之一,自然生态环境的破坏也相当严重。目前,我国水土流失面积已由解放初期的116万平方公里扩大到150万平方公里。(3)环境污染和破坏给我国所造成的经济损失是极其惊人的。,我国严重的环境问题已经严重阻碍了我国国民经济的健康发展,这势必对我国以后经济的发展极为不利。3我国环境问题的原因分析1经济因素目前,我国经济正处于从传统的计划经济向市场经济转轨的时期,同时也是我国经济高速增长的时期,从发达国家经济发展的历史来看,这个阶段正是生态环境问题最严重的时期,因而我国在这一时期承受的生态环境压力会更为沉重。对资源开发利用规模和各行业污染物排放量也会随之高速增加。人们只关注于经济增长的数字,却往往忽略了其背后所付出的沉重代价:对资源的掠夺式开发造成环境的极大破坏;我国近年来的生态环境问题呈几何级数增长。经济利益与环境保护的冲突。市场经济发展所追求的是高额利润,是相对少数人的利益,而环境保护则是多数人的利益,二者是对立状态,但近年来,我国农村环境恶化尤为明显,一些乡镇企业的农民为“脱贫致富”,宁肯容忍环境污染对国家、所在集体和本人的损害。对此,国家不得不采取强制措施关闭“十五小”企业。法律执行的难度极大。2人文社会因素我国人口众多,环境的资源压力大,环境问题与人口有着密切的互为因果的联系。人口问题与环境问题是当代中国发展面临的重大挑战,人口问题导致了我国资源的绝对短缺,因而往往出现了对资源的无节制开发的现象,这种现象伴随着惊人的浪费,给我们经济的可持续发展战略的实施造成了极大的压力。公众环保意识普遍较差。环境问题与贫困等其它的社会问题交叉在一起,有形成恶性循环的趋势,富国的环境问题主要是环境污染,而穷国环境问题主要是与自然资源相关的环境破坏,前者比较容易得到防治和恢复,而后者的防治和恢复则要困难的多。我国的环境问题也有类似情况,在平原、沿海及大城市等经济发达的地区,环境问题主要以以环境污染为主,如今经过不断地治理正在不断有所缓解;而西部相对贫困地区,环境破坏引起的生态环境恶化十分严重,且日益呈现出环境问题与贫困同步深化,形成恶性循环的趋势。第三节 青海生态环境与保护1生态环境与保护的重要性青海是著名的长江、黄河及国际河流、澜沧江的发源地,素有“江河源头”和“中华水塔”之美称,由于青海所处的特殊地理位置,生态环境的好坏直接影响到整个流域的生态。青海是我国主要的水源地之一,区域涵养水源功能显著,是国家生态环境建设的战略要地。保护好青海的生态环境,不仅对本省的经济社会可持续发展意义重大,而且对甘肃河西走廊,内蒙古黑河流域、黄河和长江流域生态环境的改善及经济社会的可持续发展具有重要的意义。1现状:青海的生态环境十分脆弱。全省23万平方公里,约占全国总面积的十分之一,位居全国第4位,在青海高原辽阔的地域内,冰川、戈壁、沙漠、石山、雪山等占三分之一,全省森林覆盖分布不均,主要集中在黄河和长江上游的大通河、湟水河、隆务河、玛柯河、多柯河和澜沧江的扎曲河等流域,这些地带处于森林极限生长地带,一旦遭到破坏,则可能引起生态系统崩溃,很难恢复生长,既是恢复,要花费很大的人力、财力、物力。由于地广人稀,高原地区植被景观复杂多样,繁育了众多的自然资源,具有资源丰富的优势。A森林资源全省有林地面积15万公顷,疏林地面积93万公顷,灌木林172万公顷,森林覆盖率4%,其中乔木林覆盖率4%,远远低于全国森林覆盖率92%的平均水平。B湿地资源青海省是我国江河最多、湿地资源极为丰富的重要省份。长江、黄河、澜沧江出自青海省的水量分别占各自流域的2%、25%和15%。境内湖泊众多,面积在5平方公里以上的有439个,总面积为37万平方公里,约占全国湖泊总面积的15%。C野生动植物资源我省是全国野生动物资源大省,共有陆生脊椎动物400多种,其中:鸟类290余种,兽类100余种、鱼类有50余种。属国家重点保护的动物有74种,列入受保护的“三有”动物(即有益的、有重要经济、有科研价值的动物)如藏羚羊、野牦牛、野毛驴、雪豹、白唇鹿、黑颈鹤等国家一级保护珍稀动物,其中有发菜、雪莲等7种被列入国家重点保护野生植物。D草地资源草地是青海重要的自然资源,全省共有草地总面积55万公顷,占全省国土总面积的93%。受自然和人为因素的影响,全省绝大部分草地出现了不同程度的退化,目前草地鼠害面积占全省可利用草地面积的2%,由于恶劣的环境条件和特殊的地理位置,造就了草地生态系统是一个极其脆弱的生态系统,保护和建设好青海省的草地资源和生态环境不仅对本省经济、社会的可持续发展意义重大,而且对维护整个长江、黄河水系的生态平衡,促进中下游地区经济社会健康发展起着至关重要的作用。E生态水土流失加剧青海变风力、水力、冻融侵蚀的土地面积,到目前为止已达到近40万平方公里,占全省土地总面积的38,水土流失造成危害是巨大的:一是破坏土地资源,二是破坏土地生产能力。F生态沙漠化土地面积不断扩大全省沙漠化土地面积达到1064年均增长率为14%。青海省的沙漠化面积还会增加,而且还严重。G生态水资源减少青海每年有大范围的干旱缺水,青海的水资源减少,缺水问题突出。第四节 生态环境恶化的主要原因及存在的问题1主要原因根据有关研究资料表明,青藏高原地区生态环境恶化、天然草地植被退化原因可归结为全球气候变化,高原生态暖干化趋势发展加剧的大背景控制下,人为不合理开发资源,开发利用草地资源加剧及其生态环境问题发生、发展的共同影响所致。原因之一:人类活动对生态环境退化的加速和促进影响。在早期的畜牧业生产和发展中受到盲目追求牲畜存栏数错误思想的影响,天然草地的超载放牧现象十分严重。原因之二:人为生产生活活动直接对植被和草地生态环境的破坏,是导致区域生态环境退化和问题不断产生。原因之三:一些地区生态环境保护意识不强,重开发、轻保护,重建设、轻维护,对资源采取