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1、第一章环境与环境科学第一节 环境概述一、环境的概念环境是指与与某一体体系有关关的周围围客观事事物的总总和。根根据研究究问题的的需要和和某种研研究目的的，人为为地将研研究对象象从周围围物体中中分割出出来，这这种人为为划定的的一定范范围内的的研究对对象称为为体系，即即中心事事物。相相对于某某一中心心事物有有关的周周围事物物，就是是这个中中心事物物的环境境。因此此，不同同的中心心事物具具有不同同的环境境，即环环境随着着中心事事物的变变化而变变化。若中心事物物是人类类，环境境即是以以人为中中心事物物而存在在于周围围的一切切事物，除除人以外外的一切切其他生生命体与与非生命命体均被被视为环环境的对对象，这
2、这里不考考虑其对对人类的的生存与与发展是是否有影影响。对对于环境境科学来来说，中中心事物物仍然是是人类，但但环境主主要是指指与人类类密切相相关的生生存环境境。它的的涵义可可以概括括为： “作作用在人这一中中心客体体上的、一一切外界界事物和和力量的的总和”。人类类与环境境之间存存在着一一种对立立统一的的辨证关关系，是是矛盾的的两个方方面，他他们之间间的关系系既是相相互作用用、相互互依存、相相互促进进和相互互转化，又又处于相相互对立立和相互互制约。当前，世界界各国对对各自国国家的环环境保护护政策都都有明确确的规定定，但这这些规定定和各国国法律对对环境的的解释又又不尽相相同。我我国颁布布的中中华人民
3、民共和国国环境保保护法中中明确指指出：“本法所所称环境境，是指指影响人人类生存存和发展展的各种种天然的的和经过过人工改改造的自自然因素素的总体体，包括括大气、水水、海洋洋、土地地、矿藏藏、森林林、草原原、野生生生物、自自然遗迹迹、人文文遗迹、自自然保护护区、风风景名胜胜区、城城市和乡乡村等”。法律律明确规规定的环环境内涵涵就是指指人类的的生存和和发展环环境，并并不泛指指人类周周围的所所有自然然因素。这这里的“自然因因素的总总体”强调的的是“各种天天然的和和经过人人工改造造的”，即法法律所指指的“环境”，既包包括了自自然环境境，也包包括了社社会环境境。所以以人类的的生存环环境有别别于其他他生物的
4、的生存环环境，也也不同于于所谓的的自然环环境。自然环境是是指人类类发生，并并赖以生生存、生生活和生生产所必必需的物物质基础础，包括括各种天天然的和和经过人人工改造造的物质质条件，例例如空气气、土壤壤、水、岩岩石、矿矿物和生生物等；能量资资源，例例如阳光光、地热热、温度度、引力力和地磁磁力等；自然现现象，例例如地震震爆发、火火山活动动、海啸啸等地壳壳的稳定定性和太太阳的稳稳定性等等。这些些要素又又构成了了大气圈圈、水圈圈、土壤壤圈、生生物圈和和岩石圈圈等各种种圈层，因因此自然然环境又又可分为为大气环环境、水水环境、土土壤环境境、生物物环境和和地质环环境等。概概括来说说，自然然环境就就是直接接或间
5、接接影响到到人类生生存和发发展的一一切自然然形成的的物质、能能量和自自然现象象的总体体。从广义上讲讲，自然然环境包包括了地地球环境境和宇宙宙环境两两个部分分。地球球环境对对于人类类生存具具有特殊殊的重要要意义，它它为人类类提供了了主要的的活动场场所以及及必要的的物质基基础。到到目前为为止，在在千万亿亿个天体体中，能能适于人人类繁衍衍生存的的只有地地球这一一个星球球。宇宙宙环境是是指地球球以外的的宇宙空空间，理理论上它它的范围围无穷大大，某些些星体的的存在会会影响到到地球环环境，例例如月球球引力会会对海水水的潮汐汐产生影影响。在在现阶段段，人类类活动的的范围还还主要限限于地球球，月球球对人类类的
6、生存存和发展展影响非非常小，因因此没有有把月球球视为人人类的生生存环境境。但是是，随着着空间科科学和宇宇航事业业的发展展，当人人类能够够频繁往往来于月月球和地地球之间间，并在在月球上上建立一一定规模模和适合合人类生生存的空空间站，以以及规模模开发利利用月球球上的自自然资源源时，月月球就会会成为人人类生存存环境的的重要组组成部分分。社会环境是是指人类类活动而而形成的的各种事事物，包包括社会会制度等等上层建建筑条件件，构成成社会的的经济基基础，以以及与各各种社会会和经济济体制相相适应的的综合生生产力、政政治制度度、科学学技术、法法律制度度、宗教教信仰、文文化艺术术、哲学学观念、组组织机构构、社会会
7、活动、各各种人工工产品和和建筑物物等。社社会环境境是人类类在自然然环境的的基础上上，通过过有意识识的社会会劳动，经经过加工工和改造造了的自自然物质质，以及及所积累累的物质质、精神神、文化化等构成成的总和和，是人人类长期期生存发发展活动动的必然然产物。社社会环境境的发展展与变化化直接影影响到自自然环境境的发展展与变化化，它既既可以对对人类社社会进一一步发展展起促进进作用，又又可能成成为制约约因素，因因而在研研究中不不可把自自然环境境和社会会环境截截然分开开。二、环境的的组成与与分类 人人类活动动对整个个环境的的影响是是综合性性的，而而环境系系统也是是从各个个方面反反作用于于人类，其其效应也也是综
8、合合性的。人人类与其其他的生生物不同同，不仅仅仅以自自己的生生存为目目的来影影响环境境、使自自己的身身体适应应环境，而而是为了了提高生生存质量量，通过过自己的的劳动来来改造环环境，把把自然环环境转变变为新的的生存环环境。这这种新的的生存环环境有可可能更适适合人类类生存，但但也有可可能恶化化了人类类的生存存环境。在在这一反反复曲折折的过程程中，人人类的生生存环境境已形成成一个庞庞大的、结结构复杂杂的、多多层次、多多组元相相互交融融的动态态环境体体系 (Hieerarrchiicall Syysteem)。环境分类一一般按照照空间范范围的大大小、环环境要素素的差异异、环境境的性质质等为依依据。如如
9、从性质质来考虑虑，可分分为物理理环境、化化学环境境和生物物环境等等。如果果按照环环境要素素来分类类，可以以分为大大气环境境、水环环境、地地质环境境、土壤壤环境及及生物环环境。通通常，按按照人类类生存环环境的空空间范围围，可由由近及远远，由小小到大地地分为聚聚落环境境、地理理环境、地地质环境境和星际际环境等等层次结结构，而而每一层层次均包包含各种种不同的的环境性性质和要要素，并并由自然然环境和和社会环环境共同同组成。 11聚落落环境聚落是指人人类聚居居的中心心，活动动的场所所。聚落落环境是是人类有有目的、有有计划地地利用和和改造自自然环境境而创造造出来的的生存环环境，是是与人类类的生产产和生活活
10、关系最最密切、最最直接的的工作和和生活环环境。聚聚落环境境中的人人工环境境因素占占主导地地位，也也是社会会环境的的一种类类型。人人类的聚聚落环境境，从自自然界中中的穴居居和散居居，直到到形成密密集栖息息地乡村村和城市市。显然然，随着着聚居环环境的变变迁和发发展，为为人类提提供了安安全清洁洁和舒适适方便的的生存环环境。但但是，聚聚落环境境乃至周周围的生生态环境境由于人人口的过过度集中中、人类类缺乏节节制的频频繁活动动、以及及对自然然界的资资源和能能源超负负荷索取取同时受受到巨大大的压力力，造成成局部、区区域、以以至全球球性的环环境污染染。因此此，聚落落环境历历来都引引起人们们的重视视和关注注，也
11、是是环境科科学的重重要和优优先研究究领域。2. 地理理环境地理学上所所指的地地理环境境位于地地球表层层，处于于岩石圈圈、水圈圈、大气气圈、土土壤圈和和生物圈圈相互制制约、相相互渗透透、相互互转化的的交融带带上。它它下起岩岩石圈的的表层，上上至大气气圈下部部的对流流层顶，厚约1020 km，包括了全部的土壤圈，其范围大致与水圈和生物圈相当。概括地说，地理环境是由与人类生存与发展密切相关的，直接影响到人类衣、食、住、行的非生物和生物等因子构成的复杂的对立统一体，是具有一定结构的多级自然系统，水、土、气、生物圈都是它的子系统。每个子系统在整个系统中有着各自特定的地位和作用，非生物环境都是生物（植物、
12、动物和微生物）赖以生存的主要环境要素，它们与生物种群共同组成生物的生存环境。这里是来自地球内部的内能和来自太阳辐射的外能的交融地带，有着适合人类生存的物理条件、化学条件和生物条件，因而构成了人类活动的基础。3. 地质质环境地质环境主主要指地地表以下下的坚硬硬地壳层层，也就就是岩石石圈部分分。它是是由岩石石及其风风化产物物浮土两两个部分分组成。岩岩石是地地球表面面的固体体部分，平平均厚度度30KKm左右右；浮土土是包括括土壤和和岩石碎碎屑组成成的松散散覆盖层层，厚度度范围一一般为几几十米至至几公里里。实质质上，地地理环境境是在地地质环境境的基础础上，在在星际环环境的影影响下发发生和发发展起来来的
13、，在在地理环环境、地地质环境境和星际际环境之之间，经经常不断断地进行行着物质质和能量量的交换换和循环环。例如如，岩石石在太阳阳辐射的的作用下下，在风风化过程程中使固固结在岩岩石中的的物质释释放出来来，参加加到地理理环境中中去，再再经过复复杂的转转化过程程又回到到地质环环境或星星际环境境中。如如果说地地理环境境为人类类提供了了大量的的生活资资料，即即可再生生的资源源，那么么地质环环境则为为人类提提供了大大量的生生产资料料，特别别是丰富富的矿产产资源，即即难以再再生的资资源，它它对人类类社会发发展的影影响将与与日俱增增。4. 宇宙宙环境宇宙环境，又又称为星星际环境境，是指指地球大大气圈以以外的宇宇
14、宙空间间环境，由由广漠的的空间、各各种天体体、弥漫漫物质、以以及各类类飞行器器组成。它它是人类类活动进进入地球球邻近的的天体和和大气层层以外的的空间的的过程中中提出的的概念，是是人类生生存环境境的最外外层部分分。太阳阳辐射能能为地球球的人类类生存提提供主要要的能量量。太阳阳的辐射射能量变变化和对对地球的的引力作作用会影影响地球球的地理理环境，与与地球的的降水量量、潮汐汐现象、风风暴和海海啸等自自然灾害害有明显显的相关关性。随随着科学学技术的的发展，人类活动越来越多地延伸到大气层以外的空间，发射的人造卫星、运载火箭、空间探测工具等飞行器本身失效和遗弃的废物，将给宇宙环境以及相邻的地球环境带来了新
15、的环境问题。三、环境的的形成与与发展地球环境是是在几十十亿年漫漫长的过过程中逐逐渐演化化而成，它它与生命命体的产产生和发发展进化化密切相相关。根根据“星云假假说”理论，距距今600亿年以以前，地地球还是是一团没没有凝集集在一起起的云状状气尘物物质，经经漫长时时间的演演化，形形成了地地球胎。大大约466亿年前前，地球球是一个个炽热的的大火球球，外面面包围着着原始大大气，随随着放射射性元素素转化产产生的热热能聚集集，地球球内部温温度升高高，使地地球内部部物质具具有可塑塑性，为为重力的的分异产产生了条条件。较较重的金金属元素素如铁、镍镍等向地地球内部部集中，形形成了地地核；而而较轻的的物质如如硅酸盐
16、盐、碳酸酸盐类物物质逐渐渐上升成成地表，由由此形成成当今地地球的地地核、地地幔、地地壳等层层次，即即岩石圈圈。地球球内部的的气体则则上升到到地表，在在引力作作用下，气气体滞留留在地球球的周围围，其主主要成分分为还原原性气体体，如CCO2、CO、CH4、NH3和H2等，尚尚不存在在氧气，从从而形成成了原始始的大气气圈。同同时，由由于地球球内部具具有较高高的温度度，使得得以结晶晶水存在在于地球球内部的的水分不不断蒸发发，以水水蒸气的的形式逃逃逸出地地球内部部进入大大气圈，并并在温度度降低时时以雨水水形式降降落于起起伏不平平的地球球表面。水水分的蒸蒸发和降降雨，降降低了地地表的温温度，产产生了河河流、湖湖泊和海海洋，形形成最初初的水圈圈。至此此，原始始的水圈圈、大气气圈、岩岩石圈的的形成和和它们之之间的相相互作用用，为地地球生命命的出现现创造了了最基本本的条件件。 大大约355亿年以以前，原原始海洋洋中的元元素和小小分子化化合物，如如CH
