环境学基本理论

水
事物的功能由事物本身的特性以及人类的需求决定
自然环境
物质多样 形态多样 功能多样
自然环境多样性
人类的需求和创造
人的需求
物质的需求
衣、食、住、行、用
精神的需求
教育、旅游、休闲
通讯、医疗、保健、娱乐、文化、咨询…
生存的需求 安全的需求 健康的需求
舒适的需求 享受的需求 发展的需求
……
需求因人而异，是一个不断发展、没有尽头的无穷集合
……
相互作用的过程
物理过程 化学过程
生物过程
生态过程
……
相互作用的效应
人类与环境之间相互作用的效应数不胜数
从效应的特征看 从效应时间尺度看
物质的 急性的
能量的 近期的
中期的
长期的
举例
相互作用的效应
战争
举例
人员伤亡、资源消耗、精神痛苦
本身的效应
生态摧毁和环境破坏、贫困和痛苦
战争物资的 生产和准备
资源消耗、环境污染、二氧化碳排放
需求的差异
教育背景差异
创 造 本 身 的 多 样 性
创 造 结 果 的 多 样 性
工作条件差异
人类创造的结果
地球上出现了自然环境不能形成的大量人工创造的事物
1、人工环境
建筑： 茅草屋、竹楼、木屋—砖瓦房—钢筋混凝土楼房 摩天大楼、别墅、教堂、庙宇、宫殿……
乡村、城市、工厂、学校、园林、道路、广场、军事基地 汽车、火车、潜艇、军舰、宇宙飞船、空间站……
1
腔 肠 动 物
扁 形 动 物
线 性 动 物
环 节 动 物
软 体 动 物
动物
自 然 环 境
地 球 上 的 生 物
已知140万种，其中： 昆虫75万种，脊椎动物4.1万种， 高等植物25万种
不同的生命个体一般具有不同的遗传物质
同种类的生物一般具有相似的遗传物质
2
多种脱氧核糖核酸、核糖核酸 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶 核糖、脱氧核糖以及磷酸
自然灾害
环境欣赏
五大环境问题
不 和 谐 的 音 符
自然灾害
生态破坏 资源耗竭
环境污染 人口剧增
◆ 自然灾害
天文灾害 地质灾害
天体撞击、太阳辐射异常 电磁异暴、宇宙射线 火山、地震、岩崩
气象水文灾害 水灾、旱灾、风暴、冰雹、雪灾、热浪、寒
潮……
生物灾害
病虫害、森林火灾、物种灭绝……
◆ 生态破坏
水土流失 沙漠化、荒漠化 土壤次生盐碱化 森林锐减
草场退化、土地退化
湖泊的富营养化 生物多样性的减少
◆ 资源耗竭
矿产资源危机 能源危机 水资源短缺 土地资源紧缺 土壤资源的退化 生物多样性的减少
◆ 环境污染
水环境污染 大气环境污染
土壤环境污染
生物污染
物理环境污染
◆ 人口剧增
人口剧增 的结果 使得 上面所有的问题 都 被大大地 放大了
江作青罗带，山如碧玉簪
自 然 环 境
地表形态
陆地
平原、盆地、丘陵 山地、高原
水域
河流、湖泊 海洋、沼泽
内力作用：板块运动、岩浆运动 外力作用：风化、侵蚀、搬运、 沉积、成岩、降水、蒸发
自 然 环 境
树林
生态功能 防风固沙 保持水土 涵养水源
功能
光合作用
调节气候
面对需求的功能
净化空气
美化环境
相互作用的效应
生物效应
举例
分子
细胞
遗传物质变异 伤害膜系统（过氧化）、干扰通透性 组织坏死、干扰重要内分泌物的形成 靶器官积累、病变和功能的丧失 致病、致畸、致突变、致死 数量减少到难以维系种群的正常繁衍 生态破坏、多样性减少
组织
器官 个体 种群 群落
相互作用的效应
目前环境科学的多 数分支学科正在解读各 种各样的环境效应，以 及其背后的规律。
自 然 环 境
地球上的物质
生物
数万种无机物 单质、化合物
非生物
千万种有机物 无环、碳环、杂环
已知112种元素，300多种原子 质子 中子 电子
d、u、s、c、b、t六味夸克 轻子？
山 川 河 谷 ， 流 泉 飞 瀑
伊瓜苏瀑布
南美第一奇观、世界五大名瀑
黄山云海
孤 峰 奇 石
沙漠和荒漠 也是大自然的另一面
降低噪音
保护生物
木材
果实
油料
香料
休闲欣赏
自 然 环 境
大气层
生态功能 保温作用 保障物质循环（C，N，水）
功能
保护作用
面对需求的功能
提供氧气库
反射电磁波
提供物质
提供飞行环境
自 然 环 境
自然环境
森林草原 江河湖海 湿地
大气环境
农田、植被
生物多样性
生态功能为主
功能
矿产 生态环境
面对需求的功能
动植物 土地和土壤
人与自然和谐
第四节 环境规律
什么是规律
规律：亦称法则。是客观事物发展过程中的本质联
系，是事物本身所固有的、深藏于事物背后并决定或 支配现象的内在因素。 客观性 隐蔽性 普遍性 稳定性
重复性
强制性
适应性
环境规律
人类与环境相互作用的规律。
环境基本规律
人类与环境相互作用的基本规律。
环境基本规律 1 环境基本规律 2 环境基本规律 3 环境基本规律 4
环境健康的量度
量度
结构活性相关 生物测试
哪些环境因子有害
环境因子生理影响
环境流行病学调查
环境监测
环境因子存在状况
环境舒适
适宜的人口密度 充足的绿地广场 良好的环境质量 便捷的城市交通
环境舒适的表现
完善的城市基础设施 快捷的信息通讯服务
方便的服务系统
丰富的休闲娱乐场所
宽敞的住宅
……
舒适的人居环境
环境舒适的量度
矿产资源危机
生态破坏
生物多样性锐减
森林锐减
沙漠化和荒漠化
适应生存的量度
量度背景
资源的有限性 人口极限
量度
环境承载力 人口容量
自然资源供给指标 社会支持条件指标 污染承受能力指标 资源平衡分析法 数学规划法 系统动力学方法
环境安全
天文灾害 地质灾害
环境安全面临的挑战 生物安全 食品安全 核安全
气象水文灾害
电子版《中国大百科全书》（1.1版）2000年10月
环境：主体周边相关客体的结合
客体可以是物质的、精神的和运动的。周边包含地域和非地 域的概念，根据主体的影响能力，有一定的“辐射半径” 。
丹顶鹤的环境
保 滩涂、沼泽等 护 区 水域 内 保护区内其它生物 部 其 保护区周边农田 它 迁徙路线上相关 湿地、农田等
环境科学研究的环境
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。 ——电子版《中国大百科全书》
主体是人类，客体是人类周边的事物。
人类的环境=自然环境
大自然不能创造出人类的所有环境
原生的自然环境 经过人类的创造和改造形成的人工环境
建筑
潜艇 工厂
交通工具
宇宙飞船 休闲场所
自然环境多样性
人类需求与创造多样性 人类与环境相互作用多样性
人与环境 相互作用多样性
• 界面多样性
城市、乡村、陆海空……
• 方式多样性
资源开发、工农业生产、废物排放、城市建设……
• 过程多样性
物理过程、化学过程、生物过程、生态过程
• 效应多样性
人类活动对环境产生的效应：物理、化学、生物、生态…… 环境变化对人类产生的效应：生理、社会、经济、技术……
人与环境的相互作用
作用界面多样
作用方式多样
作用过程多样
作用效应多样
人类与环境相互作用 的多样性
自然环境多样性
人类需求与创造多样性
人类与环境相互作用多样性
自然环境 多样性
• 物质多样性
生命物质、非生命物质
• 形态多样性
高山、丘陵、平原、高原、盆地， 江、河、湖、海……
过程多样性
物理过程、化学过程、生物过程、生态过程 迁移、分散、富集、转化、降解、循环……
人和环境的相互作用
相互作用的空间界面
城市 生产 乡村
各个领域
水、空气、土壤、生物
生活
太 空：太空飞行、卫星发射、空间探索 大气层：航空飞行、人类活动、废气排放 地 面：种植放牧、城市建设 地 下：矿产开采、勘探、地质研究 生 物：捕猎驯化，解剖……
相互作用的方式
资源开发 废物排放 工农业生产 城市建设
生物灾害
环境安全的量度
量度
防灾设施 防灾机制
完备状况 建设标准 预防新灾害形成 应对反应速度 资源物资储备 灾害后恢复能力 快速反应能力
减灾机制
环境健康
地方病
•地方性甲状腺肿 •地方性氟病 •癌症 •心血管病 •克山病、大骨节病 •生物性地方病
环境健康面临的威胁
环境污染
•水污染 •大气污染 •土壤污染 •生物污染 •噪声污染 .. .. ..
环境多样性
提供选择
产生竞争
促进发展
保持稳定
保障和促进和谐
第三节 人与环境的和谐
——环境学核心规律
人类社会的发展 提高人与环境的和谐程度
渔 猎 文 明 农 业 文 明 工 业 文 明 后 工 业 文 明
和谐程度提高
五大环境问题 ——人与环境和谐
人口剧增 环境污染 生态破坏 资源耗竭 适应生存 环境安全 环境健康 环境舒适
• 功能多样性
生态功能、资源功能、消纳功能……
自然环境多样性
人类需求与创造多样性
人类与环境相互作用多样性
人类需求与创 造的多样性
• 人类的需求 • 物质需求、精神需求、服务需求…… 衣 食 住 行 用 医 教 旅 健 闲· · · · · ·
各种产业、产业链、产业群以及产业网
•人类的创造 •创造的方式、过程和结果具有多样性
以用品为例
70 自行车 年 代 手表 老 缝纫机 四 收音机 件
电话
80 年 代 六 大 件
音响
电视机 洗衣机 录音机 电冰箱 电风扇 收音机 影碟机
90 商品房 年 代 小汽车 三 大 电脑 件
手机 笔记本
物品种类不断增加，档次不断提高，物品越来越大众化
人类的创造
人的差异 文化背景差异 思维方式的差异 灵感等偶然因素的差异
文化环境
医疗修养环境 人工环境是在自然环境的基础上经过人类的改造而形成的。
第二节 环境多样性
自然环境
自 然 环 境
地 球 上 的 生 物
病毒 原核生物 真菌 真核原生生物 藻类植物 苔藓类植物 蕨类植物 裸子植物 植物 种子植物 被子植物 无脊椎动物 原 生 动 物 脊椎动物 节 两 爬 哺 肢 鱼 栖 行 鸟 乳 动 类 动 动 类 动 物 物 物 物
自然灾害
生态破坏 资源耗竭 环境污染 人口剧增
威胁人类生存 限制人类发展 侵害人体健康 危及人类安全
人与环境和谐
人类发展的五个阶段
60亿人口的生存现状 由物质到精神的提高
和谐度增加
适应生存
人口剧增
人类生存面临的危机
人均耕地减少 人均粮食减少 废弃物增加 水资源短缺
资源耗竭
土地资源紧缺 能源危机
量度
绿地、森林、水面
人口密度适宜
合理的土地利用
基础设施完善先进
城市文明
……
环境欣赏
山水
天象
环境欣赏的内容
文化遗产
气象
生物
人的精神需求
城市建筑 园林绿化 工艺美术
环境欣赏的量度
量度
自然景观特色
自然环境质量
人工环境质量
城市特色
历史文化沉淀
Байду номын сангаас
……
人与环境和谐
人与自然环境的和谐
人与环境和谐
人与人工环境的和谐 人工环境与自然环境的和谐
不同地区、不同文化背景下的人工环境各具特色
人类创造的结果
2、技术
技术创造来自于实践经验和对自然科学的认识。
农业、医学、电子、机械、计算机、自动控制、 化工、水利、冶金、土木工程、环境保护、轻工、 纺织、城市规划、航空航天、海洋开发…… 随着人类社会的发展和科学的发展，技术日新月异
人类创造的结果
3 、其它
第一章 环境学基本原理
环 境 学
第二章 水环境
第三章 大气环境
第四章 土壤环境 第五章 固体废物 第六章 物理环境 第七章 生物环境
第一章 环境学基本理论
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
环境 环境多样性
人与环境的和谐
环境规律 环境科学
第一节 环 境
什么是环境？
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，就是这个事物的环境。 •中心事物是环境最主要的属性，环境服务的 对象和重点，是环境的主体。
精神文化 诗歌小说 散文戏剧 农牧业 经济 制造业
戏曲小品
电影电视 文化传统
话剧歌剧
雕刻美术 音乐……
商贸仓储
文化咨询 金融保险
交通运输
旅游休闲 医疗保健
人的需求和创造
需求主体多样
创造本身多样
需求客体多样 创造结果多样
需求和创造 的不断发展
人类需求和创造的多样性
可以看出： 人类的需求和人类的创造 更大地丰富了我们这个 多姿多彩的世界！
城市
家 ……
人类的环境
依照客体的差异
物质环境 精神环境 文化环境 管理环境
伦理道德环境
法律环境
政策环境
人类的环境
自然环境:一切直接或间接影响人类的，自然形成的物质、能量和现象的总体。
宇宙 太阳系
水环境 大气环境 土壤环境
地球
……
分子
原子 质子、电子 夸克
生物环境
地质环境 物理环境
人类的环境
人工环境 聚落环境 工业环境 农业环境
学习环境
学校、教室、机房 实验室、图书馆 教师、学校氛围
学校周边
活动中心、城市 宿舍、食堂、操场
生活环境
依照主体（中心事物）的差异，区分环境类型
地球的时空环境 投资环境
动物的环境
植物的环境 人的环境 建筑物的环境 城市环境 小区环境 居住环境
创业环境
生产环境 办公环境 政治环境 教育环境 科研环境 技术环境