环境变化与城市发展文档

环境变化与社会发展一

第一章地球环境的基本特征

什么是环境？

⏹环境是相对于中心事物而言的，与某一中心事物有关的事物，就是这个中

心事物的环境。

⏹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。

环境的分类

地球及自然环境特征

地球及其自然环境运动的普遍性

地球及其自然环境分层的普遍性

地球及其自然环境演进的普遍性

地球及其自然环境运动的普遍性

太阳系尺度：公转

星际尺度：自转

地球尺度：板块运动

圈际尺度：碳循环、水循环

圈层尺度：食物链中的能量流动

人类与地球各圈层的关系

大气圈（atmosphere ）

因地球引力而聚集在地表周围的气体圈层，是地球最外部的一个圈层。

大气是人类和生物赖以生存必不可少的物质条件，也是使地表保持恒温和水分的保护层，同时也是促进地表形态变化的重要动力和媒介

水圈（hydrosphere ）

由地球表层水体所构成的连续圈层。水是组成自然界最重要的物质之一，是一切生物生存必不可少的物质条件，对地球表层环境的形成和改造起到重要的作用。

陆地水和海洋水是水圈的两大组成部分。它们的物质成分和物理性质是有差别的。陆地水在体积上和质量上虽然比海洋水小得多，但它们广泛分布于陆地上，对陆地地形的改变起着重要作用。

生物圈（biosphere ）

地球表层由生物及其生命活动的地带所构成的连续圈层，是地球上生物生存和活动的围，是地球上所有生物及其生存环境的总称。

它同大气圈、水圈和岩石圈的表层相互渗透、相互影响、相互交错分布，它们之间没有一条绝然的分界线。

生物圈所包括的围是以生物存在和生命活动为标准的，从地表以下3km 到地表以上10 多公里的高空以及深海的海底都属于生物圈的围，但是生物圈中的90 ％以上的生物都活动在地表到200m 高空以及从水面到水下200m 的水域空间。

土壤圈（pedosphere ）

土壤是由岩石风化后在其他各种条件的作用下逐步形成的。土壤圈是一层被覆于地球陆地表面，能生长植物的疏松表层。

土壤圈位于大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的交换地带，是连接无机界和有机界的枢纽，是支撑植物生长的基底，有净化、降解、消纳各种污染物的功能

岩石圈（lithosphere）

从上地幔软流层向上至地表的由岩石组成的空间围

岩石圈可分为6大板块：欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度-大洋洲板块、南极洲板块，另外还有一些较小板块镶嵌其间。

岩石圈（lithosphere）

地表形态的塑造过程也是岩石圈物质的循环过程，它们存在的基础是岩石圈三大类岩石——岩浆岩、变质岩和沉积岩的变质转化。

在地球部压力作用下，岩浆沿着岩石圈的薄弱地带侵入岩石圈上部或喷出地表，冷却凝固形成岩浆岩。裸露地表的岩浆岩在风吹、雨打、日晒以及生物作用下，组件崩解成为砾石、沙子和泥土。这些碎屑被风、流水等搬运后沉积下来，经过固结成岩作用，形成沉积岩。同时，这些已经生成的岩石，在一定的温度和压力下发生变质作用，形成变质岩

地球及其自然环境演进的普遍性

固体地球经历了凝结分层、地壳碎裂、地壳加厚、泛大陆形成以及板块迁移等阶段，形成了现今的海陆大致格局

地球大气层的变化整体趋势是伴随着火山地质作用、宇宙射线天文作用以及地表生物的生态作用，由组成的平衡态向不平衡态转换，由二氧化碳为主的原始大气向富含氧气的现代大气转换。

固体地球经历了凝结分层、地壳碎裂、地壳加厚、泛大陆形成以及板块迁移等阶段，形成了现今的海陆大致格局；

地球大气层的变化整体趋势是伴随着火山地质作用、宇宙射线天文作用以及地表生物的生态作用，由组成的平衡态向不平衡态转换，由二氧化碳为主的原始大气向富含氧气的现代大气转换；

地球的现状是生命参与地质历史过程的结果，地球现在的状态也是靠生命活动调节、控制和维持的。

生物对环境的主动作用

英国科学家J. Lovelock于20世纪60年代提出了Gaia假说，即女神假说。

Gaia 假說第一次描述成生命來左右环境，而非环境控制生命：〝生命或者生物圈來调节或者保持气候以及大气层的組成以适合其生长〞。

该假说认为，地球表面的温度和化学组成是受地球表面的生命总体（生物圈）主动调节的。地球大气的成分、温度和氧化还原状态等受天文的、生物的或其他的干扰而发生变化，产生偏离，生物通过改变其生长和代，如光合作用吸收CO2释放O2，呼吸作用吸收O2释放CO2，以及排泄废物、分解等，对偏离作出反应，缓和地球表面的这些变化。

原始地球火山喷发产生原始大气，原始大气中含有水蒸气，氢气，氨，甲烷，二氧化碳，硫化氢等物质

原始大气在高温，紫外线以及雷电等自然条件作用下，形成许多有机物，如氨基酸等氨基酸属于有机小分子物质

地球生命的起源与进化

有机小分子物质随着地球温度降低，产生降雨汇入到原始海洋中。原始海洋中有了有机物，经过10亿年左右，逐渐形成了原始生命

最初的生物是单细胞藻类，逐渐随着增殖与演变，渐渐出现了丰富多样的生物体，经过无数亿年的进化，就变成了生物丰富多彩的地球~

生物进化是由单细胞生物向多细胞生物进化，由结构简单的生物向结构与功能复杂的生物进化。期间经历了从海洋到陆地的跃迁，以及某些生物类群的突然爆发（寒武纪三叶虫）与灭绝（侏罗纪末恐龙）

陆地表层主要生态系统类型

其它类型生态系统：

热带季雨林

热带荒漠

亚热带常绿阔叶林

亚热带硬叶林

温带落叶阔叶林

寒温带针叶林

高寒草原、草甸

人类改变地球自然环境的事实

1）有1/3～1/2的陆地面积已经被人类活动所改变；

（2）从工业革命以来，大气的二氧化碳体积分数（含量）提高了30%；

（3）人工固氮的总量已经超过天然固氮总量；

（4）被人类利用的地表淡水，已经超过可利用总量的50%；

（5）近2000年来，地球上大概有1/4的鸟类物种已经灭绝；

（6）接近2/3的海洋渔业资源，已经过度捕捞或耗尽

环境问题

是指人类为其自身生存和发展，在利用和改造自然界过程中，对自然环境造成的破坏和污染，以及由此产生的危害人类生存和社会发展的各种不利效应。

☐自然灾害问题（第一环境问题）

☐人为环境问题（第二环境问题）

近年来臭氧问题有所缓解

⏹大气层中的臭氧含量每减少１％，地面受太阳紫外线的辐射量就增加２％，患皮肤

癌的人就会增加５％至７％。

⏹过量的紫外线辐射可使农作物叶片受损，抑制农作物光合作用，改变农作物细胞的

遗传基因和再生能力，导致农产品减产或质量劣化。

⏹过量的紫外线还会杀死水中的微生物，造成某些物种灭绝。

近年来臭氧问题有所缓解

⏹1987年9月16日，联合国环境规划署在加拿大蒙特利尔召开国际臭氧层

保护大会，通过了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》（简称《蒙特利尔议定书》），对控制全球破坏臭氧层物质的排放量和使用提出了具体要求。至2010年6月，已有196个国家签署了这一议定书。中国在1991年成为议定书缔约方。

⏹1995年，联合国大会决定把每年的9月16日作为国际保护臭氧层日。

⏹20多年来，通过议定书各缔约方的共同努力，全球已将有害化学品的生

产和消耗量减少了98％以上。

海洋污染

海洋污染通常是指人类改变了海洋原来的状态，使海洋生态系统遭到破坏。

有害物质进入海洋环境而造成的污染。可损害生物资源，危害人类健康，妨碍捕鱼和人类在海上的其他活动，损坏海水质量和环境质量等。

海洋面积辽阔，储水量巨大，因而长期以来是地球上最稳定的生态系统。然而近几十年，随着世界工业的发展，海洋的污染也日趋严重，使局部海域环境发生了很大