江南大学考研环境保护概论805整理.docx
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江南大学考研环境保护概论805整理
一、绪论
1环境的概念
环境,是指与体系有关的周围客观事物的总和。
环境科学中所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,包括自然环境和人工环境。
《中华人民共和国环境保护法》则更明确地指出:
“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、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。
”
2环境的类型
按照环境主体分类,可以分为:
人类环境,生物环境。
按照环境空间分类,可以分为:
星际环境,全球环境,区域环境,聚落环境,特定空间环境。
3环境的特性
1)环境的整体性
2)环境的区域性
由于纬度和经度的差异,导致了地球热量和水分在各个自然环境的分布不同,形成了陆地生态系统和水域生态系统的垂直地带性分布和水平地带性分布的特点,这是自然环境的基本特征。
3)环境的相对稳定性
4)环境变化的滞后性
自然环境受到外界影响后,其产生的变化往往是潜在的、滞后的,这主要表现为:
一是引发的许多影响不能很快反映出来;
二是环境受到影响后,发生变化的范围和影响程度很难了解清楚,也很难预测;
三是一旦环境被破坏,所需的恢复时间较长,尤其是当超过阈值之后,一般就很难再恢复了。
5)环境的脆弱性
地球环境的脆弱性既有自然的原因,又有人为的原因,而且人为原因是影响较深、较广的原因
6环境问题
广义:
由自然力或人力引起生态平衡破坏,最后直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在的问题。
狭义:
由于人类生产和生活活动,使自然生态系统失去平衡,反过来影响人类生存和发展的一切问题。
7环境承载力(environmentalbearingcapacity)
环境承载力是衡量地球承载力以及人与环境和谐程度的重要指标,是指在一定时期、范围下,维持人类环境系统稳定,人类活动不引起环境功能破坏发生质的改变的能力,其实质就是在维持人与环境和谐的前提下,人类环境系统所能承受的人类活动的阈值。
8《寂静的春天》(SilentSpring)
背景:
“第二次浪潮”造成的环境污染,公害事件的发生(伦敦烟雾事件、日本水俣事件等)。
主要内容:
通过列举大量事实,科学论述了DDT等农药污染物的富集、迁移、转化及其对生态系统的影响,阐述了人类与水、大气、土壤以及其他生物之间的关系,告诫人们要全面认识使用农药的利弊,认识到人类生产可能导致严重的后果。
意义:
提出人类应该选择另一条发展道路———“另外的道路”,人类才能生存下去,引发了在世界范围内人类对自身行为和观念的思考。
它是对环境问题早期的反思,是现代环境科学思想的启蒙。
9《我们共同的未来》(OurCommonFuture)介绍
背景:
印度博帕尔农药厂化学品泄漏;苏联切尔诺贝利核反应堆爆炸;温室效应引起全球温度升高
主要内容:
分为“共同的问题”,“共同的挑战”,“共同的努力”三个部分,深刻指出不仅要关注经济发展对生态环境的影响,而且应该认识到生态破坏对经济发展的重大影响,第一次回答了《寂静的春天》中的“另外的道路”——“可持续发展道路”就是指既满足当代人的需要,又不损害后代人满足需要的能力。
意义:
是环境与发展思想的飞跃,把人们从单纯考虑环境保护的角度引导到环境保护与人类发展相结合的发展思路,使可持续发展的思想和战略逐步得到各国政府和人民的认同。
10环境科学及其研究对象
环境科学是为了解决环境问题而产生的科学,是自然科学、社会科学和技术科学的交叉边缘科学,是由多学科到跨学科组成的庞大科学体系
环境科学以“人类环境”这一矛盾体为其特定的研究对象,研究人类—环境之间的对立统一关系,其目的在于探讨人类社会持续发展对环境的影响及环境质量的变化规律,从而通过调整人类自身的行为来保护和改善环境,为社会、经济、环境的可持续发展提供科学依据。
11环境科学的任务
第一,探讨人类社会持续发展对环境的影响及其环境质量的变化规律
第二,揭示人类活动同自然环境之间的关系,探索环境变化对人类生存和地球环境安全的影响。
第三,帮助人类树立正确的社会发展观,研究和探讨环境污染控制技术和管理手段,对不同时空尺度下环境问题的解决途径进行系统优化,推进可持续发展战略的实施。
12环境科学思想与方法论
环境科学以“人类环境”系统为特定整体,针对不断变化的环境问题,通过自然科学、社会科学、工程技术跨学科的综合研究,构成不同于传统学科的交叉关系学科理论基础,逐渐形成特有的思想和方法论。
1整体性
2系统性
3综合性
4复杂性
二、自然环境
1自然环境是指以自然界事物为主体的外部空间,以及直接或间接影响生物体或生物群体生存的一切事物的综合。
是人类赖以生存和发展的物质基础,包括大气圈、水圈、土壤圈、生物圈及岩石圈各圈层。
2大地女神(Gaia)假说
Gaia假说的中心思想是生命活动创造了今天的地球环境
Gaia假说的框架是一个生物区系、海洋、大气和土壤组成的复合系统,这个系统改变了地球上的环境,并通过对系统自身的直接控制来维持地球的活动或使之更有生命力。
Gaia假说的主要论点是:
1地球上的所有生物都在不断地主动积极地对地球环境起着调节作用;2正是上述调节作用使地球生态系统保持稳定性,而此稳定性的实现是基
于Gaia系统内部生物的各个部分相互有序、协调的合作;
3强调只有把生物和环境看成一个整体才能真正了解地球;
4在地球进化系统中包括地球上所有的生物和物质环境,即强调生物对地
球进化的作用和影响,气候和化学组成的调节是该进化系统的自发的应变特性,进化本身是渐进和间断地结合。
P23表
1大气圈
大气圈是地球表面由各种气体、水汽和多种悬浮物质及其他杂质组成的复杂流体系统,是生命活动长期参与作用的结果。
大气是由多种气体、水汽、液体颗粒和悬浮固体杂质组成的混合物。
2水圈
由海洋、陆地水体(河流、湖泊、冰川)、地下水、土壤水、大气中的水汽和生
物体中的水共同组成的连续的圈层称为水圈
3水的重要性
a水的物理性质:
水具有较高的比热容与高蒸发热的特性
b水的化学性质:
水是极好的溶剂
4人类对水圈的影响体现在如下几点:
①直接影响:
a.大量开采利用地下水:
导致的最显而易见的结果是地下水位大幅度下
降,甚至导致地下含水层枯竭;
b.过度不合理开发利用地表水:
引起的后果有湖泊泯灭、河流断流等。
②间接影响:
a.修建大型水库:
兴建水库虽然对防洪、发电等有很多好处,但它易引发地
震,淹没大量农田,影响渔业发展。
b.河流渠道化:
所谓渠道化,是指为了防洪或其他目的将小河流整段或河
流某段裁弯取直、挖宽挖深。
5岩石圈
岩石圈作为地球内部圈层的最外层,人类生存环境的底层,包括地壳和上地
幔顶部。
在为人类提供各种能源和资源,如化石燃料和矿物原料。
6土壤圈
土壤覆盖于地球陆地表面,能够供植物生长和繁殖,它在地球表面形成了一
个断断续续的圈层———土壤圈,构成了自然环境的重要组成部分,是人类获得生
产和生活资源的重要源泉。
7生物圈
生物圈是地球上所有的生物及其生存环境的总称。
自然界组成与结构的多样性
(1)自然环境类型的多样性
(2)环境过程的多样性
(3)结构的多样性
(4)环境功能的多样性
8环境主要具有以下四大功能:
①为人类生存提供各种资源
②调节功能:
自然环境通过物流、能流达到动态平衡,在可承受的强度下,具有一定的自我调节能力,保证自身的正常功能不被破坏。
③服务功能:
如森林生态系统能够调节气候,净化环境,防止水土流失,为人们提供休闲的场所等。
④文化功能
9物种多样性
物种多样性是动物、植物、微生物的丰富性,是组成生物界的基本单位,在很大程度上可以反映出生态系统的现状和发展趋势。
10物质循环
生态系统之间矿物元素的输入和输出以及它们在大气圈、水圈、岩石圈之间以及生物间的交换称为物质循环。
11物质循环具有以下特点:
①物质在生态系统中做循环式运动,这表明任何一种物质或元素都可以重
复利用。
②物质循环是一个复杂的过程,这主要是由于:
环境介质多样,物质在陆地
生态系统和水域生态系统中的循环明显不同;涉及的元素众多,形态各异;循环
过程中存在多种化学作用,物质在循环中被氧化、还原、分解等。
③物质循环可以用库(pool)和流通率(fluxrate)来描述。
12食物网
自然界中的取食关系非常复杂,一种生物可能被多种生物捕食,还可能取食多种其他生物,这样多条食物链彼此交错联结,就构成了一个网状结构,包括了许许多
多的生物,这就是食物网(foodweb)。
13物质循环的类型
①水循环:
.水循环是陆地生态系统和水域生态系统连接的桥梁。
b.水循环是优秀的物质搬运工。
②气体型循环:
a.碳循环
b.氮循环:
③沉积型循环
④有毒有害物质循环
14生态系统中能量流动有三个基本过程:
①能量的固定过程
②分解还原过程:
③贮存与矿化过程
15生态系统中能流的特点
①单向性:
生态系统内能量单向流动。
主要表现在三个方面:
a.太阳能以光能的形式输入生态系统以后,不再以光能的形式返回;
b.自养生物被异样生物摄食后,能量就由自养生物流到异养生物体内,也
不能再返回给自养生物;
c.从总的能流途径而言,能量只是一次性流经生态系统,是不可逆的。
②递减性:
经过各个营养级的能量逐级递减,根据通过各营养级的能流量,
由低到高就构成了一个能量锥体或能量金字塔③能量的质量逐渐提高:
能量流动的另一个趋势是把低质量能转化为高质
量能,从太阳能固定到生态系统后能流的过程实际上就是一个低质能向高质能
转化的过程。
④变动性:
与物理系统不同,生态系统的能量是不断变化的,它取决于输入
16信息传递的特点
①信息传递的双向性:
信息传递往往是双向的,有信息的输入,也有信息的反馈。
②生态系统传递的信息多样性:
生态系统中的生物种类繁多,所包含的信息也复杂多样,信息来自植物、动物、人等不同的生物,同时生物又以不同的方式进行着信息通讯,如有的从外貌上显示其引诱或驱避的作用;有的传递着警报或配偶的信息。
③信息量大
17信息的传递
(1)植物与动物间的化学信息
(2)动物间的化学信息
(3)声信息
生态系统中主要有物理信息、化学信息、行为信息及营养信息四大信息
P40水陆生态系统
三、人工环境
1人工环境是在自然物质的基础上,通过人类长期有意识的社会劳动,加工和
改造自然物质,创造物质生产体系,积累物质文化等所形成的环境体系,
2人工环境根据空间特征可分为:
点状环境:
以人类聚集地为中心的环境,如城市环境、乡镇环境、城郊过渡带
和农村。
面状环境:
农业和林业等大面积的人工工程,如农田环境、人工森林环境和
水利环境。
线状环境:
公路环境和铁路环境等交通线路。
3人工环境的特点
(1)人类作为主导因子,环境人工化明显
(2)人工环境的多样化
(3)人工环境的脆弱性
(4)环境污染严重
(5)危害人类健康的因素增多
4城市是以人为中心的,以一定的环境条件为背景、以经济为基础的社会、经
济、自然综合体,是经过人类创造性劳动加工形成的符合人类自身需要的社会活
动场所,是人类占绝对优势的自然经济社会复合生态系统。
5城市环境具有如下特点:
①城市人口的数量和密度较大:
②城市环境组成独特、结构复杂、功能多样
③城市环境限制因子众多,人与自然、城市与周边地区矛盾集中
④形成特殊的城市景观
6城市化是
1工业化导致城市人口的迅速增加;
2单个城市地域的扩大及城市关系圈的形成和变化的过程;3
形成城市特有的生活方式、组织结构和文化;
4拥有现代市政服务与管理系统;
5具有一定量的流动人口。
7城市人口承载力也称城市人口环境容量,指在一定条件下,城市生态系
统所能维持的最高人数。
适度人口是满足某种目标的理想人口。
8中国城市化发展趋势
第一,国际化。
第二,连绵化。
第三,郊区化。
9城市热岛
由于城市规模不断扩大,建筑物高度集中,下垫面性质被
改变,城市中混凝土、石块、预制块、柏油路面、建筑物屋顶及墙壁等,其导热
性比松土或湿土高出数倍,并且热容量很高,大量接受太阳辐射,并积蓄能
量,吸收和反射、辐射的热量被大量积聚、截留在不太流通的城市街道空间,
导致产生城市热岛效应。
10城郊过渡带环境具有如下特点:
1城市系统与乡村系统的交错地带
2环境污染严重的地区
3基础设施和生态环境建设的薄弱地区
11乡镇环境特征
1处于城市和乡村的过渡带,景观多样性和丰富度增加
2乡镇规划中存在规划不合理、布局混乱的现象
3产业结构的不合理和工艺的落后,资源过度消耗
4资金、技术、执法力度等因素综合限制了乡镇基本设施的建设,严重的环境污染使综合控制的难度加大.乡镇企业污染重,产量低.
12农村环境特征
1土地、草原和林地退化现象普遍
2原始和落后的生产观念和生活方式与现代生产方式和技术之间的冲突,加剧了农村环境的恶化
3系统间交流不平衡
4环境问题使得农村贫困化问题的解决更为复杂。
13种植业环境特征:
a.环境及人工组分呈现多样化。
b.环境污染的点、面结合,污染的程度加重。
c.污染富集在所种植的各种农副产品中,间接影响生态系统和人类
的健康,并对生态环境产生负面的影响。
14人工养殖环境的特征:
a.生物性环境污染严重,威胁环境健康和人类生命安全。
b.人工制品及添加剂和动植物激素等产品被使用,环境隐患和不安全因素日益增多。
15水利工程是社会生产力的重要组成部分,生态经济型的生态水利模式,就是要坚持“全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理”的原则
16水利环境的特点
①人工水利工程形成的复杂网络系统,对不同时空尺度下的自然环境、社
会环境和经济环境具有重大的影响。
②建成的人工水利工程部分或完全成为自然环境的组成部分。
③人工水利工程周围的自然环境和社会经济环境对水利工程的结构、功能
和正常运行产生一定的影响。
5人类的主观意识是人工水利工程建设和运行的决定性因素,与自然规律相违背的观念和行为是导致生态环境负面效应的重要原因。
17水利工程的利与弊P53
利:
提供清洁能源、减轻环境污染
提供和改善航运
改善水质,提供水源
创造和改善旅游和娱乐
弊:
引起河道断流
地下水超采
湿地破坏
淹没土地,造成移民问题
18交通环境的特点
①有明显的时空特性,点、线、面相结合,水、陆、空相连接,环境要素复杂多样。
②加剧了土地使用的矛盾,占据了大量的土地和空间。
③消耗大量资源和能源,造成各种环境污染,对全球性环境问题的贡献不断增加。
④对人类社会经济环境产生重要影响。
19中国交通环境特点
①空间资源的低效配置
②时间资源浪费
③自然资源的消耗和浪费
20绿色交通定义为:
采用低污染、适合都市环境的运输工具,来完成社会经济活动的一种交通概念。
一般绿色运具包括徒步、自行车、大众运输(轻轨电车)等。
而红色运具则包括小汽车、出租车、机车及大部分商业车。
红色运具为环境破坏者,绿色运具是对环境友善的。
21人文环境
人文环境是指人类各种文化活动所形成的物质和精神
的环境要素的总和
22特点在于:
①在一定的时空范围内,与其所在的自然环境融为一体
②与自然环境要素相互作用、相互影响。
③具有美学和文化内涵
④自然和人类活动同时对人文环境产生影响。
P57四合院开发保护
四、人类活动与环境问题
1环境问题
环境问题是指由于自然力或人类活动所导致的全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和社会发展的各种现象。
原生环境问题:
由自然力引起的
次生环境问题:
由于人类的生产和生活活动引起生态系统破坏和环境污染,反过来又威胁人类自身的生存和发展的现象。
3环境问题的实质是人与环境关系的失调,是人与自然关系不协调造成
了生态系统平衡的破坏,是人口、经济、社会、环境未能协调发展引起的问题,是
人对自然规律的忽视和不尊重。
解决方法:
人类必须改变那种无节制地生产和最大限度地消费的生存方式,摒弃那种一味向自然索取以满足自身利益和短期利益的利己主义价值观念。
4环境污染
主要是指由于人类活动使得有害物质或因子进入到环境当中,通过扩散、迁移和转化的过程,使整个环境系统的结构和功能发生变化,出现了不利于人类和其他生物生存和发展的现象。
5污染型环境问题
环境污染包括大气污染、水污染、土壤污染、生物污染等由污染物引起的污染,还包括噪声污染、热污染、放射性污染、电磁辐射污染及光污染等由物理因素引起的污染。
八大公害
6大气污染:
通常是指由于人类活动和自然过程引起的某种物质进入大气中呈现出足够的浓度,达到足够的时间并危害了人类的舒适、健康或危害环境的现象。
7水污染:
水环境污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量,从而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。
8土壤污染
土壤污染是指人类活动所产生的污染物通过多种途径进入土壤,其数量和
速度超过了土壤的容纳能力和净化速度,从而引起土地正常功能遭到破坏或土
壤肥力降低,并对土壤、植物和动物造成损害的现象。
9环境背景值
环境背景值亦称自然本底值,是指在不受污染的情况下,组成环境的各
要素,如大气、水体、岩石、土壤、植物、农作物、水生生物和人体组织中与环
境污染有关的各种化学元素的含量及其基本的化学成分。
10、P80低碳经济:
定义是在可持续发展理念指导下,通过技术创新、制度创新、产业创新、产业转型和新能源开发等多种手段,尽可能的减少煤炭、石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的经济发展形态。
具体方面:
积极承担环境保护责任,完成国家节能降耗指标。
调整经济结构,提高能源利用率,发展新型工业,建立生态文明。
经济模式:
低污染、低能耗、低排放。
实质:
能源的高效利用,开发清洁能源,追求绿色GDP
核心:
能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新、人类生存发展观念的根本性转变。
11生态平衡。
生产者、消费者和分解者之间保持着一种动态的平衡,
这种平衡状态就叫生态平衡。
当外界干扰超过生态系统的自我调节能力时,即超过生态平衡阈值时,就会造成生态系统的结构破坏、功能受阻、生态功能紊乱以及反馈自控能力下降,这种情况称为生态平衡失调。
12生态破坏
是指人类活动直接作用于自然生态系统,造成生态系统结构的显著改变和功能退化,生态系统对于环境污染和人类干扰的承载能力下降,从而加剧了环境问题的复杂程度。
13生态破坏带来的环境问题
①荒漠化
②生物多样性锐减
14引起物种灭绝或濒危的最重要的人为影响
1栖息地的变化和破坏
2过度狩猎和砍伐
3捕食者、竞争者和疾病的引入。
P86
五、全球环境变化
1“温室效应”
由于大气中的某些物质具有允许太阳短波辐射通向地表,而部分吸收地表长波辐射的特性,才使它具有与温室中玻璃相类似的“温室效应”
2全球变暖
自从产业革命以来,人类活动排放的温室气体有增无减,温室效应不断增强。
从而导致低层大气在自然变化的基础上,再叠加上因温室效应增强而日益明显的气温增量,导致地表和低层大气温度升高而高层大气温度降低,并成为一个全球关注的重大环境问题。
影响因子:
有四类:
外力驱动作用、温室效应、阳伞效应、下垫面变动的影响。
3全球变暖影响:
①海平面上升
②气候带北移
③世界经济损失
④对中国造成农作物减产等影响
4臭氧层存在的重要意义
O3对太阳紫外辐射的吸收具有很强的选择性,能吸收太阳紫外辐射中的全部UVC射线以及大约90%的UVB射线。
因此,大气臭氧层是一道有效保护地球表面上的万物生灵、使它们免受高能辐射损害的天然屏障。
高空臭氧层对太阳辐射能的吸收,直接影响着平流层温度场的结构和动力学过程,并对全球气候和地球生命的形成和演化具有深远的影响。
(1)大气臭氧层的形成
O3是一种很容易发生反应的化学物质,它形成于复杂的光化学过程,又在一系列反应中被破坏.臭氧层中的O3是O2在高空太阳辐射的作用下,首先离解出原子氧,然后O与O2再结合形成O3。
臭氧的形成过程与其被破坏的过程是相伴发生的。
5臭氧层耗竭的潜在威胁
臭氧层破坏会使紫外辐射增强,导致的后果有以下几方面:
损害人体健康;
破坏陆生植物;
干扰水生生态系统;
影响生物化学循环;
缩短建筑、油漆、涂料、电线电缆等的寿命,使高分子材料老化变质;
导致对流层的大气化学过程更加活跃等。
(1)威胁生态系统的安全
(2)损害人体健康
(3)破坏水生生态系统
(4)危害人类生存环境
(5)影响全球及区域气候变化
(6)其他负面影响
P112保护大气臭氧层的行动
6酸雨:
pH小于5.65的降水就定义为酸雨
大气中的SOx和NOx经一系列复杂的大气化学转化和物理输送过程后,
所产生的酸性化合物随雨、雪降落到地面,即成酸雨
工业生产、民用生活燃煤排放的SO2,石油燃烧以及汽车尾气排放的NOx等,经过“云内形成雨过程”,即水汽凝结在SO4、NO3等凝结核上,发生液相氧化反应,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴。
再经过“云下冲刷过程”,即含酸雨滴在下降过程中不断合并、吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体,形成较大雨滴,最后落到地面,形成酸雨。
7酸性物质的来源
自然源:
酸性物质有S和N的化合物、有机酸等;碱性物质有NH3、Ca等。
SO2的自然源主要包括海洋有机硫化物的氧化、火山爆发、土壤和森林火灾。
NOx的自然源主要来自雷电和陆地生物释放。
人为源:
机动车排放和化石燃料燃烧
P115
(2)SO2在大气中的化学转化
(3)NOx在大气中的化学转化
8酸雨的危害
1使大片森林死亡、农作物枯萎,也会抑制土壤中有机物的分解和N的固定,淋洗与土壤粒子结合的Ca、Mg、K等营养元素,使土壤贫瘠化。
2使湖泊、河流酸化
3溶解土壤和水体底泥中的重金属并进入水中,毒害鱼类
4加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程;
5使地下水中的Al、Cu、Cd等金属元素的浓度超标,危害人体健康。
9全球生态系统退化
1森林与湿地萎缩
2生物多样性减少
3淡水资源匮乏
4土地退化及荒漠化
10环境安全的概念:
环境安全是指与人类生存、发展活动相关的生态环境及自然资源处于良好的状况或未遭受不可恢复的破坏。
具有两层含义:
一是生产、生活、技术层面的环境安全,主要指因环境污染和破坏所引起的有害于人群健康的影响
二是社会、政治、国际层面的环境安全,主要指因环境污染和
生态破坏所引起的有害于国际和平、国家利益、社会安定的影响。
11环境安全的主要内容
(1)生物安全
①生物入侵②转基因生物安全
(2)食物安全
(3)健康安全
(4)资源安全
(5)危险废物的越境转移
12环境退化与环境难民
环境退化会造成粮食减产甚至绝收,引起暴力冲突,甚至危及国家的稳
定。
因环境恶化造成的环境难民是环境灾害转移的另一表现形式。
13环境安全的国际合作:
《人类环境宣言》要求国与国之间广泛合作和国际组织采取行动以谋求共同的利益。
《保护臭氧层维也纳公约》、《生物多样性公约》均将国际合作作为缔约国的一般义务。
14环境外交:
是在国际社会防治全球环境问题、资源危机,保护和改善人类环境条件下产生的,新兴的、独立的外交领域,他是环境外交主体通过外交方式去调整