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《环境科学概论》第一章绪论的学习辅导材料
一、第一章的内容提要 1、环境
（1）环境是相对某一中心事物而言，作为某一中心事物的对立面而存在，与某一中心事物有关的周围事物，就是这个中心事物的环境
（2）环境科学所研究的环境，其中心事物是人类，以人类为主体的外部世界，即人类生存、繁衍所必须的、像是一的环境，或物质条件的综合体。它们可分为自然环境和人工环境两种。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能量的总和，包括作为生产资料和劳动对象的各种自然条件。人工环境是人类在利用和改造自然环境中创造出来的环境。 2、环境问题
（1）环境问题指人类与环境这对矛盾体相互依存、相互制约中所产生的问题。 （2）全球环境问题
全球性环境问题的产生，促使世界环境从第一代环境问题扩展为第二代环境问题。这是20世纪80年代以来环境问题的又一个重要特点。
第一代环境问题，主要是指环境污染与生态破坏造成的区域性影响-其中最主要的包括以下几个方面： ①煤和其他化石燃料燃烧引起的大气污染。这种大气污染有两个主要类型。
1)还原型大气污染，主要是煤燃烧排出物造成的。其中主要的成分是颗粒物和SO2。典型的代表是50年代的伦敦烟雾事件，类似的大气污染被称作伦敦型大气污染。
2)氧化型大气污染,主要是汽车发动机排出的污染物在阳光作用下形成O3、NOx、醛类及过氧化硝酸酯等一系列有毒混合物。典型的代表是40年代、50年代的洛杉矶尤化学烟雾，在日本东京、我国兰州等地也有所发现。 ②重工业废水或有机物废水，以及城市生活废水等引起的水污染，包括地表水(江河湖海)及地下水污染。 ③工业固体废物和城市垃圾所造成的圬染。
④森林滥伐、草原过度放牧等不合适的垦荒造成的植被减少和生态环境的破坏。 ⑤土地不合理开发引起的水土流失、沙漠化以及非农业占用耕地导致农田面积减少。 ⑥资源不合理开发利用，导致能源和其他矿产资源短缺、水资源短缺。
第二代环境问题，主要是指全球性环境问题。
它的规模和性质，对人及其他生物的影响，以及预测或解决这些问题的难度都大大超过第一代环境问题。这些问题有些早已存在，但是80年代以后才逐渐引起人类的重视。其中最重要的有：
①全球气候变暖。据世界气象组织报道．1860年至1960年的100年间，全球大气温度呈下降趋势，气温升降幅度为-0.02℃至0.038℃。1970年至1992年，气温约上升0.45℃。
②臭氧层破坏。在上层大气的平流层下方，距地球表面30-50km的高空，臭氧含量相对偏高，被人们称为“臭氧层”。1970年英国科学家发现南极上空臭氧层有一个“空洞”。以后逐年的观察表明，臭氧层的破坏有增无减，由于臭氧层具有吸收太阳辐射中的紫外线的功能，因而保护了地球上的生命，所以臭氧层的变化引起了人类的忧虑。 ③酸雨问题越过国界。酸雨主要来源于化石燃料的燃烧，其排放到大气中的圬染物SO2、NOx等在大气中经各种物理化学变化,使雨水的pH降低。酸雨的研究至今才有100多年，而80年代酸雨由局部地区发展为全球性的问题。酸两跨越国界不仅造成了环境污染、生态破坏，还引起国际纠纷，演变出国家安全问题，由于酸雨对人类社会和地球生态系统造成的严重危害。有人称之为“空中死神”。
④危险废物在全球转移。危险废物是废弃物中危害最严重的一类。放射性废物和其他有毒的化学工业废物，例如多氯联苯．二恶英等化学物质，有害的重金属如汞、镉等，易燃易爆、强腐蚀性、毒性或感染性的物质等部是危险废物。有毒废料对人类和地球生态系统有潜在的致命性的危害，而当前有毒废物的排放量随着化学工业、核工业等的发展而急剧增加。更为可怕的是人类至今也找不到安全可靠的管理办法。由于世界各国对危险废物的管理立法不同，或者没有明确的政策规定，促使发达国家将危险废物向发展中国家或深海、公海等地转移。
⑤生物多样性锐减。生物多样性是生态系统稳定性的基本保证，这是充满生命的地球的基本特征，也是人类赖以生存的无价之宝，但是人类活动正在以惊人的速度减少生物多样性。20世纪以来，平均每天有一个物种灭绝，而进入90年代，科学家们估计每天灭绝140个物种，因而全世界有10％的高等植物种，3/4鸟类的生存受到威胁，全球270种龟类爬行动物中的42％、150种灵长目中的2/3濒临灭绝．
第二代环境问题表现出环境污染的全球性和其影响的国际化，一个国家和一个地区燃烧化石燃料排放的CO2能够改变另一个国家的气候或使全球海平面上升；一个国家生产和排放的危险物质能够威胁到全人类的生存；一种人
类活动如砍伐森林会导致全球二氧化碳增加。 （3）发展中国家的环境问题
① 贫穷与落后造成环境灭难与生态难民
②人口爆炸加大了发展中国家的环境压力。 ③债务迫使发展中国家加剧开发资源。
④发展中国家的工业化道路都是被迫加剧环境污染的道路。
⑤污染转栘更加重了发展中国家的环境问题。一般来讲污染转栘有三种方式：境内转移到境外，即跨国转移：城市转移到乡村；沿海转移到内陆。就国际范围讲，跨国转移主要是发达国家转移到发展中国家。 污染跨国转移主要采取两种形式：
1)转移肮脏工业——肮脏工业主要指“夕阳产业”及劳动密集型而技术含量低的产业。“夕阳产业”主要指石油化工、钢铁和其他金属冶炼、机械工业、造纸等产业，这些产业是高消耗和高污染的产业。劳动密集型而技术含量低的产业主要有纺织服装、电子元器件等工业。发达国家向发展中国家转移这些工业的原因是为躲避广大人民群众的愤怒情绪，躲避政府反污染的环境立法：避免高昂的污染罚款；降低生产成本等等。
2)输出有毒废物：如果说肮脏工业从发达国家转移到发展中国家是在间接转移环境污染及生态破坏的话，那么发达国家向发展中国家输出有毒废物则是直接转移环境污染：
（3）当前世界环境问题的特点— 从区域性环境污染扩展为全球性的问题
? 环境问题在全球范围内出现 ? 环境问题的影响危及到全球人类
? 环境问题的形成与全球人类的活动有关 ? 环境问题的解决是全球性的 3、环境科学系统
（1）环境科学是研究人类活动与其环境质量的关系的科学。
（2）环境科学的研究对象 是“人类—环境”系统，这是一个既包括自然界又包括人类本身的复杂系统。
（3）环境科学的研究任务 是研究人类与环境的关系，掌握人类与环境的变化发展规律，以便能动地顺应环境和改造环境，促使环境朝着有利于人类的方向演化。
（4）环境科学是交接于自然科学、社会科学和技术科学的综合性基础学科。
（5）环境科学属一级学科 ，环境科学的学科分支很多，形成了一个庞大的多层次相互交错的网络结构系统。 4、环境保护运动
（1） 两次重要的国际会议
① 联合国人类环境会议（1972年6月5日至16日，瑞典斯德哥尔摩）会议第一次把环境问题提到全球议事日程，开启了关于环境问题的国际性的对话、合作和讨论，环境问题正式进入国际事务。
会议宣读了著名的报告《只有一个地球》，通过并发表了《人类环境宣言》（7条基本原则和26条共同的信念 ）。 会议的重要成果：
把发展与环境联系起来，把贫穷与环境联系起来，强调通过发展解决环境问题和贫穷问题。 将每年6月5日订为世界环境日。
在1973年1月联合国成立了联合国环境规划署(UNEP)并建立了环境基金。 ② 联合国环境与发展大会（1992年6月3日至14日，巴西里约热内卢） 此次大会通过了5个重要的国际文件 《里约环境与发展宣言》《21世纪议程》《关于森林问题的原则声明》《气候变化公约》《生物多样性公约》 5、环境意识
（1）环境意识 是指人对待自然和环境的态度。 （2）环境意识的主要包括四个方面： * 对自然界及其发展规律的认识； * 对人类与生态环境之间关系的理解； * 在与环保有关的问题的行为取向； * 对环保活动的参与程度。 （3）影响环境意识的因素 ? 文化教育 ? 经济发展水平
? 政策与管理
? 舆论宣传与集体行动 6、环境科学基本原理 （1）人与自然的辩证关系 可持续发展的自然观
? 大多数人遍接受了联合国两次大会文件中提到的概念——可持续发展(Sustainable Development)。
? 世界环境与发展委员会(WCED)把可持续发展定义为“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”。 可持续发展自然观的主要思想 ? 人是自然的一部分。 ? 人与自然是相对独立的。
? 人与自然的和谐关系是一种动态的平衡。
? 人与自然关系的调控是人与自然相互作用系统的调控，解决人与自然的矛盾，主要通过调整人类的行为。 人类利用自然要维持自然资源存量及其相应社会、经济条件的总体平衡，使当代人之间，当代人与后代人之间具有利用自然的平等机会，使人类社会实现持续发展 （2）生态学的基本原理 生态学的基本原理
生态学(ecology)一词是1866年德国动物学家E．海克尔首先提出的，他对生物之间的生活联系作了机械性的解释。
? 生态学的基本原理
? 整体有序和区域分异 ? 循环再生 ? 多样稳定 ? 反馈平衡 ? 有限调节
（3）自然科学的基本原理
熵增加原理：即在一个隔离系统中，趋向平衡的过程使系统的熵增加，物质以低熵状态进入经济过程（包括生产和消费），而高熵状态弃出。
任何满足非必要需求的自然资源利用意味着未来生活质量的降低（因为资源是有限的）
人类的活动应该采取一种低熵取向，人类应该把消费水平降低到最低限度，尽量减少能量流通。 用熵世界观来指导人类的行为方式，以减缓地球上的熵增加速度。 7、环境科学的研究方法 ：系统论、信息论、控制论 8、世界著名八大公害事件 （1）比利时马斯河谷烟雾事件 （2）美国多诺拉烟雾事件 （3）伦敦烟雾事件
（4）美国洛杉矶光化学烟雾事件 （5）日本水俣病事件 （6）日本富山骨痛病事件 （7）日本四日市哮喘病事件： （8）日本米糠油事件
9、世界著名的六大污染事故 （1）意大利塞维索化学污染事故 （2）美国三里岛核电站泄漏事故 （3）墨西哥液化气爆炸事件 （4）印度博帕尔毒气泄漏事故 （5）前苏联切尔诺贝利核电站事故 （6）德国莱茵河污染事故 二、思考题
1、什么是环境问题？我国当前面临的主要环境问题是什么？
2、环境科学及其研究内容是什么？环境科学研究的基本原理有哪些？ 3、举例说明我国的环境问题产生的原因和解决的办法。 4、谈谈世界著名八大公害事件的原因及造成的危害。
5、什么是环境意识？影响环境意识的因素有哪些？你认为在我国可以采取哪些措施来提高公众的环境意识？ 6、你可为保护环境做些什么？
《环境科学概论》第二章生态系统的平衡与变化的学习辅导材料
一、第二章的内容提要 1、生态系统的基本概念
? 种群（Population) 一个生物物种在一定范围内所有个体的总和。
? 群落(Community) 在一定的自然区域中,许多不同种的生物的总和。
? 生态系统(Ecosystem) 任何一个生物群落与其周围非生物环境的综合体。生态系统是指特定地段的全部生
物和物理环境相互作用的任何统一体。
? 栖息地生物生活和能提供生物生存所需要物质的场所，称为栖息地(habitat)。
? 生态系统彼此不是孤立的。一个生态系统可经过渡带过渡到下一个生态系统。过渡带包括两个相邻系统所
共有的许多物种。
? 地球上所有较小的生态系统和所有的生物群落都有联系，形成一个总的生态系统，即生物圈（biosphere），
生物圈包括整个地球。 ? 生物的三种类型：
（1）生产者（producer）——即利用光能把周围环境中的无机物（非生物）养分制造成有机物质的绿色植物。其中绿色植物通过光合作用生产有机物，还有几种细菌通过化能合成作用生产有机物。
（2）消费者（consumer）——即直接以绿色植物为食物，或通过食物链间接以绿色植物为生的所有动物； 消费者的类别：初级消费者、第二消费者、多级消费者； 食草动物、食肉动物、杂食动物；
寄生物：寄生物所寄生的植物或动物称为寄主（host）。寄生物可以是植物、动物或微生物，它们既侵害植物，又侵害动物。
碎屑与食碎屑生物：碎屑（detritus）死的植物性或死的动物性物质以及粪便废弃物构成的大量有机物。食碎屑生物（detritus feeder）以碎屑为食物的生物被划分为单独一类的消费者。
腐生植物：少数开花植物是从碎屑中获得它们所需要的能量，而不是依靠进行光合作用来获得能量，这样的植物称之为腐生植物（saprophyte）。例如：水晶兰。
（3）分解者（decomposer）——即腐烂、分解，或把有机废物破坏并使养分回到周围环境中去的细菌和真菌。 分解者由细菌和真菌两类生物组成。但不是所有的细菌都是分解者 ? 自养生物和异养生物
自养生物：能够利用光或无机化学能把无机营养物质制造成它们体内的有机物质的那些生物（如生产者）都称之为自养生物。
异养生物：以其他生物和它们的废物为食物的各种生物（已被描述为消费者、食碎屑生物和分解者）。这些生物都是利用已有的有机物作为它们的能量和营养物的来源。 ? 生物之间的相互作用：竞争、掠食、共生。 共生关系有三种：互惠共生、共栖、寄生 ? 非生物环境部分分为：
物质代谢原料——太阳光、O2、CO2、H2O、无机营养物及食物（非生命的有机物质）。 媒质部分——水、土壤、空气。 基质部分——岩石、砂、泥。 2、生态系统的结构与功能
? 生态系统的形态结构包含：不同的生物种类、种群数量、种的空间配置（水平分布和垂直分布）、种的时间
变化（发育、季相）。
? 生态系统的营养结构：食物链、食物网、营养级
食物金字塔：每个营养级上逐渐减少的生物量就像一个金字塔。