环境学导论

第1章 绪论 ［内容提要］：环境学是研究人类社会发展活动与环境演化规律之间相互作用关系，寻求人类社会与环境协同演化、持续发展途径与方法的学科。本章第1 节简要介绍了环境的概念、类型、要素、功能和基本特征等环境基本定义；第2 节简要介绍了环境问题的概念、分类、产生和发展、全球及中国的环境问题以及解决环境问题的根本途径；第3 节简要介绍了环境保护的概念、环境保护在世界及我国的发展历程、可持续发展战略；第4 节主要介绍了环境学的形成与发展阶段、研究对象与任务、分科与特点等。 ［学习要求］：通过本章的学习，理解环境基本概念、环境系统的基本特征与功能，了解解决环境问题的途径和环境学的形成与发展过程，知晓环境学的研究对象和主要任务以及未来的发展趋势。 地球是我们人类生活的家园。人类与其周围的环境组成了不可分割的互动体系，二者可谓休戚与共。地球为人类提供了适宜生存的环境条件和人类赖以发展的宝贵资源。同样，地球这个绿色家园，也需要人类的维护和保持。然而，自工业革命以来，人类文明迈上了高速发展的突破之路，人与自然和谐相处的良性链条被强行割断。在享受着现代文明的效率与便捷的同时，人类也为此付出了高昂的代价。越来越多的人从短期利益的迷梦中觉醒过来，开始意识到以牺牲环境求得发展的模式终归不是人类文明延续辉煌的长远之道。为此，体悟和谐之道的先行者们开始关注并投身于医治满目疮痍的地球，环境理论和污染治理技术不断取得进展和突破，一门新的学科——环境学也就随之诞生了。 环境学就是研究人与环境相互关系的科学，目的在于揭示人与环境相互作用过程中存在的规律性，研究人类经济、社会活动引起环境系统变化的规律，以及其对人类健康和社会、经济发展的影响，探索调节和控制环境问题的有效途径与方法，求得人类与环境的协调发展。环境学作为一门独立的学科从兴起到形成只有六七十年的历史。20世纪60年代进行了一些零星、分散的工作；到70年代初，才初步汇集成一门具有广泛领域和丰富内容的学科。 1.1 环境 1.1.1 环境的概念 从字面意思上看，环指“围绕”，境指“疆土、疆界”，环境就是围绕着事物的周围情况。可见，环境总是相对于某项中心事物而言，作为某项中心事物的对立面而存在的。即围绕某个中心事物的外部空间、条件和状态，便构成某一中心事物的“环境”。“环境”的概念因中心事物的不同而不同，随中心事物的改变而改变。中心事物与环境之间既相互对立，又相互依存、相互制约、相互作用和相互转化，它们之间是辩证统一的关系。在环境科学中，环境的主体是人类，客体是人类周边的相关事物。因此，环境学中的“环境”（environment）是指以人类为中心的外部世界，是人类赖以生存和发展的各种因素的综合体。2015年1月1日起施行的《中华人民共和国环境保护法》的第二条，对环境作了以下的界定：“本法所称的环境，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、湿地、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。”可以看到环境法中把多种环境要素详细具体地列在了定义当中。 人类的生存环境是一个庞大而复杂的大系统，它是由自然环境和人工环境组成的。自然环境是指对人类的生存和发展产生直接影响的一切自然物所构成的整体，即阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物等自然因素的总和。可见，自然环境是一切可以直接或间接影响人类生活、生产的自然界中的物质、能量和自然现象的总体，是人类赖以生存、生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总称。因为这些是在人类出现之前就已存在的，也称天然环境。人工环境指的是由人类活动形成的环境要素，包括由人工形成的物质、能量和精神产品，以及人类活动中形成的人与人之间的关系等，因此人工环境又由工程环境和社会环境组成。工程环境是指人类从事生产和生活活动、利用和改造自然环境的过程中所创造出来的人工环境。工程环境是在自然环境的基础上经过人类的改造而形成的。自然环境对人的影响是根本性的。人类要改善环境而创造工程环境，必须以自然环境为前提。工程环境的创造不能破坏自然环境，不能毁坏生物圈，应遵循生态系统的原则，完善自然环境。社会环境是人类在长期的社会劳动中所形成的，是人与人之间的各种社会联系及联系方式的总和。它包括经济关系、道德观念、文化风俗、意识形态和法律关系等。 1.1.2 环境的类型 环境具有多种层次、多种结构，是一个非常复杂的体系，目前尚未形成一个统一的分类方法，发展到今天我们对环境的分类主要有以下几种。 1.依据环境的主体分类 此种分类目前有两种体系。一种是以人或人类作为主体，其他的生命物体和非生命物质都被视为环境要素，即环境指人类生存的环境，或称人类环境。另一种是以生物体（界）作为环境的主体，不把人以外的生物看成环境要素，即环境指生物体生存的环境，或称生态环境。 2.依据环境的范围大小分类 此种分类依据环境所在的空间特征进行分类，如把环境分为工作环境、生活区环境、村落环境、城市环境、区域环境、全球环境和宇宙环境等。 （1）工作环境：指人的工作地周围的环境，如办公室、会议室、工厂、车间、工场等的环境。工作环境可概括为物理环境和社会环境。物理环境主要指工作时所处的由人为布置的与工作相关的环境，如办公室或车间的空气质量、地理位置、大小、照明、通风、噪声和办公设施设备等；社会环境则主要指工作场所由自然人组成的工作氛围，包括团队精神、团队沟通和团队技能等。拥有一个良好的工作环境有利于人们身心愉悦地高效率地投入到工作中。 （2）生活区环境：指人们日常起居、饮食、学习、休闲娱乐等的场所。生活区环境分为个人生活区环境和集体生活区环境，个人生活区环境包括居室环境、院落环境等；集体生活区环境包括学校环境、食堂环境、运动场所和商场环境等。从组成上，生活区环境也可分为物理环境和社会环境。物理环境指生活区的地理位置、气候适宜度、空气质量、设施舒适度等；社会环境指公共环境卫生、公共秩序、噪声和人们之间的融洽度等。生活区环境的好坏会直接或间接影响人们的身心健康和区域的持续有序发展。 （3）村落环境：农业人口聚居的场所。由村落、农业区、自然环境及乡镇企业四部分组成。这四部分各有特点、相互渗透、相互依存，形成了乡村环境的有机整体。由于自然条件的不同，以及农业生产活动的种类、规模、现代化程度的不同，村落的结构、形态、规模、功能也是多种多样的。一般来说，村落环境中村落规模不大、人口不多，周围又有广阔的原野、大面积的天然和人工植被，加上不少地区地表水丰富，环境容量大，自然净化能力强，如能充分考虑利用各种自然能源，解决好燃料和动力问题，则村落环境的污染一般不会太严重。但改革开放以来，我国随着乡镇企业的兴起和发展，出现了一些新的环境问题，这些问题的出现也是不可忽视的。 （4）城市环境：非农业人口聚居的场所。是人类利用和改造自然环境过程中而创造出来的高度人工化、社会化的区域。它是一个多功能的综合体，往往是一个区域的经济、政治和文化的中心。城市生态系统与自然生态系统相比，具有消费者多、生产者和分解者少等特点，因此，城市发展需要的多数物质和能量需要从外界人工输入，而消费所产生的废弃物也需要人工处理，否则，就无法维持城市的生态平衡。由于城市生态系统具有如上特点，只要系统中的某一环节发生问题，就会造成严重的环境问题。因此，城市也就成为环境污染*严重的区域。 （5）区域环境：包括人工环境和占有一定地域空间的自然环境。以自然环境为主体的区域环境有森林、草原、沙漠、冰川、海洋、湖泊、河流、山地、平原等多种类型。以人工环境为主体的区域环境有城市、农村、工业区、旅游区、开发区等多种类型。现实社会中，区域环境往往兼具二者的特点，是一种结构复杂、功能多样的环境。 （6）全球环境：又称地球环境。范围包括大气层中的对流层和平流层的下部、水圈、土壤岩石圈和生物圈。它是人类生活和生物栖息繁衍的场所，是向人类提供各种资源的场所，也是不断受到人类活动改造和冲击的空间。 （7）宇宙环境：大气层以外的环境。它是人类生存环境的*外圈部分，即大气层以外的宇宙空间。这是人类活动进入大气层以外的空间及和地球邻近的天体的过程中提出来的概念，也称星际环境。 3.依据环境要素分类 此种分类比较复杂。如按环境要素的属性可分成自然环境和社会环境两类。目前，地球上的自然环境，虽然由于人类活动而产生了巨大变化，但仍按自然的规律发展着。在自然环境中，按其主要的环境组成要素，可再分为大气环境、水环境（如海洋环境、湖泊环境等）、土壤环境、生物环境（如森林环境、草原环境等）、地质环境等。社会环境是人类社会在长期的发展中，为了不断提高人类的物质和文化生活水平而创造出来的。社会环境常按人类对环境的利用或环境的功能再进行下一级分类，分为聚落环境（如院落环境、村落环境、城市环境）、生产环境（如工厂环境、矿山环境、农场环境、林场环境、果园环境等）、交通环境（如机场环境、港口环境）、文化环境（如学校及文化教育区、文物古迹保护区、风景游览区和自然保护区）等。 1.1.3 环境要素 1.环境要素的概念 环境要素，又称环境基质，是构成人类生存环境整体的各个独立的、性质不同而又服从整体演化规律的基本物质组分。环境要素可分为自然环境要素和人工环境要素。其中自然环境要素通常指水、大气、生物、岩石、土壤等。 环境要素组成环境结构单元，环境结构单元又组成环境整体或环境系统。例如，由水组成江、河、湖、海等水体，全部水体组成水圈；由大气组成大气层，整个大气层总称为大气圈；由生物体组成生物群落，全部生物群落构成生物圈等。目前讲的环境要素主要指自然环境要素。 2.环境要素的特点 环境要素具有一些十分重要的特点。它们不但能够制约各环境要素间互相联系、互相作用的基本关系，而且是认识环境、评价环境、改造环境的基本依据。环境要素的特点属性可概括为四个方面。 （1）*小因子定律。它是由德国化学家李比希于1804年首先提出，20世纪初英国科学家布莱克曼所发展而趋于完善的。该定律指出：“整体环境的质量，不能由环境诸要素的平均状态决定，而是受环境诸要素中那个与*优状态差距*大的要素所控制。”即环境质量的好坏取决于诸要素中处于“*低状态”的那个要素，而不能用其处于良好状态的环境要素去替代，去弥补。因此，在改进环境质量时，必须对环境诸要素的优劣状态进行数值分类，遵循由差到优的顺序依次改进，使之均衡地达到*佳状态。 （2）等值性。各个环境要素，无论其本身在规模或数量上如何不同，只要是一个独立的要素，它们对于环境的限制作用并无质的差异。也就是说，各个环境要素对环境质量的限制，在它们处于*差状态时，具有等值性。 （3）整体性大于各个体之和。环境的性质不等于组成该环境的诸要素性质简单相加之和，而是比这个“和”丰富得多，复杂得多。即环境的整体性大于环境诸要素之和。环境诸要素互相联系，互相作用产生的整体效应，是在个体效应基础上质的飞跃。 （4）互相联系互相依存。环境诸要素在地球演化史上的出现有先后之别，但它们又是相互联系、相互依存的。从演化的意义上看，某些要素孕育着其他要素。如岩石圈的形成为大气圈的出现提供了条件；岩石圈和大气圈的存在，又为水圈的产生提供了条件；岩石圈、大气圈和水圈孕育了生物圈，而生物圈又会影响岩石圈、大气圈和水圈的变化。 地球环境的演变 60亿年前的地球，是天地不分、混沌一团的星云物质（因此有“盘古开天地”的传说），星云物质通过凝结形成体积不是很大的均质地球，均质地球通过重力分异形成了一个三圈层地球（其中的气体物质向宇宙空间逸散的同时被地球引力吸引形成了原始的大气圈，其成分是还原性的物质水、CO、CO2、N2等，水汽