1、2006年4月12日,1,第八章 地球系统科学、生态学、环境科学,2019年2月22日星期五,2,从人类诞生以来,从未停止探索地球奥秘的步伐,但仍远不能达到预防自然灾害、消除巨大损失的目的。人类对地球的开发、利用、探索研究活动由来已久,地质学、地理学、气象学、海洋学和生态学都有悠久历史,但这些已形成系统研究方法和知识体系的专门学科,已经不能适应新形势下的需要。鉴于地球各个圈层间复杂而微妙的相互作用,地球系统科学自然应运而生。,2019年2月22日星期五,3,从研究包括人类在内的地球系统角度研究人类和地球表层关系产生地球系统科学。 从环境质量演化的角度研究人类和地球的关系及地球的变化产生了环境科
2、学。 从生物生存环境的角度地球的变化产生了生态学。 研究对象一致,研究角度不同,三者研究领域既有交叉又有差异。,2019年2月22日星期五,4,目录,地球系统科学 生态学 环境科学,2019年2月22日星期五,5,地球系统科学,2019年2月22日星期五,6,2019年2月22日星期五,7,2019年2月22日星期五,8,2019年2月22日星期五,9,2019年2月22日星期五,10,2019年2月22日星期五,11,2019年2月22日星期五,12,2019年2月22日星期五,13,2019年2月22日星期五,14,2019年2月22日星期五,15,2019年2月22日星期五,16,地球系
3、统科学的创立 地球系统科学的研究对象及发展趋势,2019年2月22日星期五,17,1地球系统科学的创立,地球系统科学最早由美国国家航空与宇航管理局(NASA)1983年提出。世纪年代中期以来,地球科学发展迅猛,科学家明确提出物理过程与生物过程相互作用的观点,进而形成了“地球系统”思想。年代,这一观点成为地学界共识,美、英、日等国纷纷制定相关计划,这一学科得以确立并蓬勃发展起来。1992年美国22所大学将地球系统科学教育纳入课程之内;与此同时,联合国21世纪议程将地球科学作为可持续发展战略的科学基础之一。,2019年2月22日星期五,18,德国联邦政府与德国科学基金会、美国国家科学基金会相继投入
4、巨资,拟定了分别为期年和年的“地球工程学地球系统”等大型研究计划。,2019年2月22日星期五,19,年月,中国科学院院长路甬祥把对“地球系统整体行为的集成研究”列为新世纪科学家要勇敢面对的第九大挑战。年月温家宝同志在中国地质学会周年纪念大会上讲话时也强调,必须实现“传统地质工作向以地球系统科学为核心内容的现代地质工作”的转变。,2019年2月22日星期五,20,年月,美国地理学会和伦敦地理学会在爱丁堡市共同举办地球系统进展全球会议,研讨地球系统科学的复杂问题的整体解决方法。大会以“地球系统联系”和“地球系统演化”为主题,参与者众多,讨论极其热烈。,2019年2月22日星期五,21,我国自然科
5、学基金委地学部也于年月提出了世纪初的地球科学战略重点,拟定了“以地球系统各圈层的相互作用为主线,从我国具有优势的前沿领域寻找主攻目标”的“十五”优先资助领域战略。,2019年2月22日星期五,22,2地球系统科学的研究对象及发展趋势,地球系统科学跨越一系列自然科学与社会科学,把地球看成一个由相互作用的地核、地幔、岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和行星系统等组成部分构成的统一系统,重点研究各组成部分之间的相互作用,以解释地球的动力、演化和全球变化。全面探讨全球变化中人类活动的作用,提高地球系统的生命承载能力。,2019年2月22日星期五,23,2019年2月22日星期五,24,太阳系的行星可分为两类
6、。水星、金星、地球和火星离太阳较近,称为内行星;木星、土星、天王星、海王星、冥王星离太阳较远,称为外行星。内行星密度大、体积小,又称为小行星;外行星密度小、体积大,又称为大行星。,2019年2月22日星期五,25,该学科以对整个地球系统的过去、现今及未来行为的深入了解为目标。在实践中,我们常常构建地球系统动力学的简化模式,以便于检验某种时间尺度的过程或解决某些特定问题。例如,对天气系统或板块构造学进行简要图示,通过分析其中各种相互作用和过程,加以定量表示,用于检验已有理论、分析之前现象乃至预测地球环境的未来变化。,2019年2月22日星期五,26,地球系统科学中时间尺度是一个关键指标。对地球上
7、的生物存在威胁的诸如气候变化、大气成份变化,土地覆盖变化等,10年到100年的时间尺度尤为重要。由于方法的限制,传统的地质、海洋、地理科学只能基于长时间尺度或定时预测。虽然,水文、气象基于物理客观规律,但是,也只能实现以天、旬为时间尺度的预测。上述两类时间尺度的研究均未能建立走时间尺度为50年的理论体系;而生物过程的时间尺度既可以放大,也可以缩小,其时间尺度必须基于地球系统科学。,2019年2月22日星期五,27,研究对象,大气圈 水 圈 岩石圈 生物圈主要研究组成的地球表层系统,探讨各个圈层相互作用的体制,分析人类活动引起的生态环境变化,提高地球系统的生命承载能力。,2019年2月22日星期
8、五,28,地球科学框架,固体地球科学:地质学,地球物理学,地球化学,大地测量学 大气科学:大气物理,大气化学,大气动力学 海洋科学 土壤科学 环境科学,2019年2月22日星期五,29,C.S.H,Composition(组成):岩石学.矿物学.地球化学.同位素地球化学. Structure(构造):地球物理学.构造地质学.全球构造. History(历史):地史学.古生物学.全球变化.,2019年2月22日星期五,30,应用,矿床学 工程地质学 地震地质学 环境地质学,2019年2月22日星期五,31,发展趋势,全球变化 区域模型 宏观调控信息系统,2019年2月22日星期五,32,全球化趋
9、势:GIS 数字地球观测网络 数据共享层圈无国界 相互关联的整体系统,2019年2月22日星期五,33,多学科跨部门的综合研究:国际性研究计划世界气候研究计划(WCRP)国际地圈生物圈计划(IGBP)全球环境变化的人类因素计划(HDP)国际岩石圈计划(ILP)深海钻探计划/大洋钻探计划(DSDP/ODP)全球海洋生态系统动力学研究(GLOBEC)世界大洋环流实验计划(WOCE),2019年2月22日星期五,34,学科之间的交叉:2.7K,质子加速器界面过程的研究:Sr/Ba,海-气交换,水岩,冰上、冰下,2019年2月22日星期五,35,研究功能社会服务(研究功能的动力):找矿,社会型,环境型
10、,气象计划 关键区域:南北极,青藏高原,黄土高原,洋脊,地幔热柱,大陆架和大陆内部的碰撞带 典型现象:厄尔尼诺,酸雨,臭氧空洞,海平面变化,洋底锰结核,黄土,温室效应 CO2 280-353ppm (1800-1990)N2O 285-315ppbv (1800-1999)CH4 0.7-1.72ppm (1800-1990),2019年2月22日星期五,36,从数值模拟向预测发展 高新技术的应用: 遥感,深部探测 非线性应用:0.618在地学上的局限性 微观地球科学:电镜,隧道电子显微镜,分子生物学,纳米科学,同步辐射加速器,质子加速器。地球科学的革命板块构造有待微观地球科学的发展:分子古生
11、物学,结构矿物学,纳米环境地球化学,元素和同位素地球化学等。,2019年2月22日星期五,37,行星科学,月球地质学与空间发展计划 协调人与自然关系:环境地质,环境地球化学,环境工程地质三门峡大坝的警示作用15.3亿吨(1960),淹地25万顷,50亿吨(1962)黄万里 -小人物:温善章(1956)758事件板桥.石漫滩水库.6亿m3,2019年2月22日星期五,38,优先发展领域-极地科学,海平面变化; 气候与生态演变; 人类活动污染记录 南极地质状况与矿产探查 北极研究,2019年2月22日星期五,39,3地球科学探索,2019年2月22日星期五,40,生态学,生态学是研究生命系统和环境
12、系统之间相互作用的机理,规律的科学。 生态学的英文名称是ecology,由两个希腊词根构成:likos(房子)、ologs(科学)。 生命系统包括动物,植物,微生物。,2019年2月22日星期五,41,生态学的产生与发展 生态学的研究内容 生态学的发展趋势,2019年2月22日星期五,42,1生态学的产生与发展,古希腊 亚历士多德 古中国 贾思勰 法国 布丰 1798年 马尔萨斯 人口论 1895年 达尔文 物种起源,2019年2月22日星期五,43,1869年,海克尔首先提出生态学的概念。 1935年坦斯勒提出“生态系统”概念。 1942年林德曼提出食物链和金字塔营养结构(进入任何一个营养级
13、的物质和能量只有一部分转移到次一级生物即十分之一定律),确立了生态系统物质循环和能量流动理论,为现代生态学奠定了基础。,2019年2月22日星期五,44,一块农田是农田生态系统,一片草原是草原生态系统,一片森林是森林生态系统,这些不同的生态系统在组成成分上的共同之处是什么呢?我们不妨把它们分解开,不同的生态系统都由非生物部分与生物部分组成。,2019年2月22日星期五,45,非生物部分是生命支持系统,即非生物环境部分,主要由气候与土壤组成。气候包括光照、温度、水、风、太阳能等,而土壤包括土壤水、无机盐、氮、磷、钾等营养元素。,2019年2月22日星期五,46,生物部分,按照其在生态系统中的功能
14、与特征,可分为三部分:生产者、分解者、消费者。生产者,在草原,是草原植物,在森林是乔木、灌木与草本植物,而在农田则是各种不同的农作物。消费者不能直接利用太阳能,只能以植物或者动物为食。分解者则是微生物与土壤动物,它们使死亡的有机体分解,释放出能量和简单的无机物,使之再为植物利用。,2019年2月22日星期五,47,2生态学的研究内容,1、生态系统中群规模的调控。最有影响的两种群相互作用的方程是Nixholson-Bailey模型: Nt+1=Ntexp(-aPt) Pt+1=Nt1- exp(-a) 是寄主种群的净增长率,Nt、Pt分别是第代的寄主和寄生物种群密度。,2019年2月22日星期五
15、,48,2、生物生产力的管理。通过改善光合作用的程度,提高不同营养级生物产品利用效益。 3、人工生物群落的稳定性。世界自然保护大纲的三大目标是:保护生态过程和生命支持系统;保护遗传基因多样性;保护现有物种,促进生物资源的永续利用。 4、生态指标体系。建立生态定位站和数据库。动态监测物种变化,及时提出预报。,2019年2月22日星期五,49,3生态学的发展趋势,学科渗透,如教育生态系统 致力于生物圈功能研究 为可持续发展提供理论基础,2019年2月22日星期五,50,4生态平衡及分类,所谓生态平衡就是指生态系统各组成部分的内部或相互之间,在长期的发展演化过程中,通过相互制约、转化、补偿、交换及适
16、应而建立起来的一种相互协调的动态平衡关系。,2019年2月22日星期五,51,达到生态平衡的生态系统相应地也就达到了相对稳定的阶段,这种生态系统的生物量相对最大,生产力也最高,因而自我调节能力也就更强一些。生物系统的循环应是无“废物”生产过程。相反的,如果生态系统不平衡,或者受到人为的干扰,那么其生产力和自我调节的能力也就会受到严重的削弱。,2019年2月22日星期五,52,另一方面,生态系统内部结构愈复杂,其自我调节能力或生存能力也就愈强;而生态系统内部结构愈简单的,其自我生存能力则就愈弱,愈容易受到干扰和破坏。而且,一旦遭到破坏,因为其自我修复能力很差,所以恢复起来也是相当困难的,两极的生
17、态系统就是如此。,2019年2月22日星期五,53,分类,实际上,所谓的生态平衡首先是指环境与生态之间的平衡,即自然界与生命世界之间的平衡。,2019年2月22日星期五,54,这是生命之所以能够存在的基础,也是生态平衡的关键。因为,如果生命不能适应它所赖以生存的环境,则就不可能生存下去,当然也就没有什么平衡可言。所以,在这个平衡当中,自然界的变化是主动的,生物界的演化则是被动的。当然,自然界也必须给生物世界提供最基本的条件,2019年2月22日星期五,55,生态平衡的第二个层次,或称次级平衡,则是生物界内部的平衡,或者说是生物链的平衡,即动物、植物和微生物之间总体的平衡。 这种平衡是生物界长期
18、演化的结果,因此相对来说是比较稳固的。也就是说,有动物的地方就会有植物,有植物的地方也必然会有微生物,反之亦然。,2019年2月22日星期五,56,生态平衡的第三个层次,或者叫做第三级平衡,则是食物链的平衡。 这是最奇妙、最复杂,也是最令人关注的。人们通常所谈论的生态平衡,往往都是从这种意义上而言的。过去,人类并没有认识到这一点,以为各类生物间都是各自为战,风马牛不相及。现在看来,这是大错而特错了,各类生物之间不仅密切相关,而且形成了一个整体,往往是动一发而牵全局。,2019年2月22日星期五,57,树、鸟和昆虫,例如,树、鸟和昆虫之间就是如此,果树需要昆虫来传播花粉,昆虫则以树叶为食,但如果
19、昆虫繁殖过多,树木就会枯死,昆虫也便失去了生存的基础,于是便有鸟类出来调节,鸟类捕食昆虫,而树木则为鸟类提供了栖息之地,三者形成了一个小小的生态系统,是缺一不可的。如果消灭了昆虫,鸟类就会挨饿;而如果捕杀了鸟类,昆虫就会成灾;当然,如果把森林砍光,鸟类和昆虫就都会失去生存的基础。因此,人类认识到生物之间的联系实在是一大进步,因为这不仅有利于保护生物界,而且更有利于人类自己。,2019年2月22日星期五,58,若就空间范围而言,生态平衡又可分为全球平衡和局部平衡。 全球范围的生态平衡首先是指生命世界与生存环境之间的平衡。如上所述,地球上正因为有了水、空气(特别是二氧化碳和氧气),有了臭氧层滤去了
20、阳光中有害于生物的紫外线等这些基本条件之后,地球上的生物才有可能生存和繁衍下去。 但是,由于地球上的自然状况并不均一,各个地区的生物种类并不相同,所以生态平衡也必然带有区域性的明显特色。,2019年2月22日星期五,59,到底是自然界、人类、还是上帝控制自然界的生态平衡呢?当然,能够控制自然界生态平衡的首先是大自然。因为,早在人类出现之前几十亿年,地球上的生态平衡就已经存在了。并且所谓的生态平衡只是相对而言,而不平衡才是绝对的。,2019年2月22日星期五,60,人为破坏生态平衡,人类出现之前,地球上的生态平衡完全是由自然规律加以调节的,因而是和谐的。 但人类出现之后,随着人口的增加和能力的增
21、长,对自然界的影响和破坏也就愈来愈大,温室效应和臭氧层的破坏则是最好的例子。而对于这样一些变化,大自然是无能为力去修复的,大自然能不让人们坐飞机吗?大自然能不让人们用冰箱吗?都是不可能的。那么,对于人类的活动,大自然是否就完全无能为力了呢?当然也不是,例如,海平面上升,皮肤癌增加等,则是大自然对人类的报复。,2019年2月22日星期五,61,人与兔子之间的战争,有人仅因好奇,而把兔子引进澳洲,因为没有天敌,结果泛滥成灾,给那里的草原造成了极大的破坏,其数量仍在急剧增加,以至于当局不得不出动飞机去捕杀,掀起了一场人与兔子之间的战争,却仍然控制不了局势。,2019年2月22日星期五,62,麻雀“四
22、害”之一,更加可怕的是,人类往往以自己的好恶来评判生物界的是非曲直,例如,将鸟类简单地分成益鸟和害鸟,将虫类简单地分成益虫和害虫等。例如,麻雀仅仅因为偷吃了几粒粮食,就被打成了“反革命”,成为“四害”之一,而恰恰相反,麻雀主要的食物是虫子,是生态平衡的重要一环。,2019年2月22日星期五,63,兽类,而对于兽类中的弱者,如食草动物,寄于满腔同情,而对那些强者,如食肉动物,则给以诟骂。但实际上,生物界并没有出身贵贱之分,它们只是分工不同,都是生态系统中不可缺少的一个环节而已。当然,人类也并不总是那样的秉公办事,铁面无私,往往还是有点恃强凌弱之嫌的。例如,对于狮子和老虎等特别强大者,反视其为崇拜
23、的对象,奉它们为权力的化身,只是对于那些强者中的弱者,例如豺狼和狐狸之类,则批判得特别严厉。,2019年2月22日星期五,64,挪威政府雷鸟保护计划,挪威政府为了保护有重要狩猎价值的雷鸟,便采用重奖的办法,鼓励人们大量地捕杀雷鸟的天敌,如各种猛禽和狐狸之类,以为这样便可促进雷鸟大量繁殖。然而,结果却适得其反,由于大量天敌被捕杀,导致雷鸟中的球虫病及其他疾病急剧增加,致使大批雷鸟相继死去,数量明显下降了。这有力地表明,生命的世界是一个整体,强者和弱者之间,或者说捕食者和被捕食者之间,在长期进化的过程中已经发展成一种互相依赖、缺一不可的关系,这是不以人的意志为转移的。,2019年2月22日星期五,
24、65,令人迷惑不解的自然界,自然界中还有更加令人迷惑不解的现象。例如,当某种生物繁殖得过快,其数量超过周围环境的承受能力时,就会自动地减少自己的数量,如旅鼠自杀和北极狐狸的“疯舞病”。相反的事例也屡见不鲜,例如鲸鱼,当它们的数量明显减少时,则会自动地提前性成熟的时间,并且其受孕率也明显地提高了。也就是说,它们会自动提前结婚,而且尽量地多生孩子。如此等等,所有这些现象,都不是用一般的自然规律所能解释的,而是似乎有一种超自然的力量在主宰着一切,于是便会令人想到上帝。,2019年2月22日星期五,66,其他,森林生态学 中国生态农业建设的历程和成绩 中国的水资源状况 中国湿地利用,2019年2月22
25、日星期五,67,环境科学,环境是指与人类密切相关的影响人类生活和生产活动的各种自然力量和作用的总和。 国际环境教育界提出了新颖而科学的“环境定义“,主要有两要点: 1)人以外的一切就是环境; 2)每个人都是他人环境的组成部分。环境科学把人类的环境分为两大方面: 自然环境:主要包括,大气环境、水环境、土壤环境、生态环境和地质环境; 社会环境:主要包括,居住环境、生产环境、文化环境和交通环境。,2019年2月22日星期五,68,环境科学研究人类活动对自然界的影响,力图发现由人的活动给地球环境带来的各种干扰、危害和负担,并研究人类如何能解决这些问题。 基于对地球的自然状况和自然规律的研究,环境科学向
26、人们提供如何能尽量保护自然、又能使人类得到发展的科学理论和指导原则。,2019年2月22日星期五,69,目前已在世界环境科学界达成共识的原则是:人类要在尊重自然的基础上,来提高自己的生活质量,只有这样,人类才能与自己生存的星球共存。 把地球作为一个有生命的整体来进行研究,开始一次全新的工业革命,让人与地球生命系统的和谐关系成为21世纪的主宰,是近年来环境科学发展的重要飞越。环境是一种“公共财产”。,2019年2月22日星期五,70,环境问题和环境科学的产生 环境科学的研究内容,2019年2月22日星期五,71,1环境问题和环境科学的产生,环境问题早在远古时代就存在,并且古人用相应的简单措施对付
27、。但由于古代世界人口数量有限,生产规模小消费小,环境问题没有成为人类生活的重大问题。 工业化后,随着生产力的提高也带来了环境污染。,2019年2月22日星期五,72,世界著名的“八大公害事件,2019年2月22日星期五,73,1,比利时马斯河谷烟雾事件:1930年12月1-5日,比利时马斯河谷工业区内13个工厂排放的大量烟雾弥漫在河谷上空无法扩散,使河谷工业区有上千人发生胸疼、咳嗽、流泪、咽痛、呼吸困难等,一周内有60多人死亡,许多家畜也纷纷死去.,2019年2月22日星期五,74,2,美国多诺拉烟雾事件:1948年10月26-31日,美国宾夕法尼亚州多诺拉镇持续雾天,工厂排放的烟雾被封锁在山
28、谷中,使6000人突然发生眼痛、咽喉痛、流鼻涕、头痛、胸闷等不适,其中20人很快死亡。这次烟雾事件主要由二氧化硫等有毒有害物质和金属微粒附着在悬浮颗粒物上。,2019年2月22日星期五,75,3,伦敦烟雾事件:1952年12月5-8日,伦敦城市上空高压,大雾笼罩,连日无风。而当时正值冬季大量燃煤取暖期,煤烟粉尘和湿气积聚在大气中,使许多城市居民都感到呼吸困难、眼睛刺痛,仅四天时间内死亡了4000多人,在之后的两个月时间内,又有8000人陆续死亡。这是20世纪世界上最大的由燃煤引发的城市烟雾事件。,2019年2月22日星期五,76,4,美国洛杉机光化学烟雾事件:从20世纪40年代起,已拥有大量汽
29、车的美国洛杉矶城上空开始出现由光化学烟雾造成的黄色烟幕。它刺激人的眼睛、灼伤喉咙和肺部、引起胸闷等,还使植物大面积受害,松林枯死,柑橘减产。1955年,洛杉矶因光化学烟雾引起的呼吸系统衰竭死亡的人数达到400多人,这是最早出现的由汽车尾气造成的大气污染事件。,2019年2月22日星期五,77,5,日本水俣病事件:从1949年起,位于日本熊本县水俣镇的日本氮肥公司开始制造氯乙烯和醋酸乙烯。由于制造过程要使用含汞(Hg)的催化剂,大量的汞便随着工厂未经处理的废水被排放到了水俣湾。1954年,水俣湾开始出现一种病因不明的怪病,叫“水俣病“,患病的是猫和人,症状是步态不稳、抽搐、手足变形、神经失常、身
30、体弯弓高叫,直至死亡。,2019年2月22日星期五,78,6,日本富山骨痛病事件:19世纪80年代,日本富山县平原神通川上游的神冈矿山实现现代化经营,。然而在采矿过程及堆积的矿渣中产生的含有镉等重金属的废水却直接长期流入周围的环境中,在当地的水田土壤、河流底泥中产生了镉等重金属的沉淀堆积。镉通过稻米进入人体,首先引起肾脏障碍,逐渐导致软骨症,妇女得上一种浑身剧烈疼痛的病,叫骨痛病,重者全身多处骨折,在痛苦中死亡。从1931年到1968年,神通川平原地区被确诊患此病的人数为258人,其中死亡128人。,2019年2月22日星期五,79,7,日本四日市哮喘病事件:1955年日本第一座石油化工联合企
31、业在四日市上马,1958年在四日市海湾打的鱼开始出现有难闻的石油气味,使当地海产品的捕捞开始下降。1959年由昭石石油公司投资186亿日元的四日市炼油厂开始投产,四日市很快发展成为“石油联合企业城“。然而,石油冶炼产生的废气使当地天空终年烟雾弥漫,烟雾厚达500米,其中漂浮着多种有毒有害气体和金属粉尘,很多人出现头疼、咽喉疼、眼睛疼、呕吐等不适。从1960年起,当地患哮喘病的人数激增,一些哮喘病患者病甚至因不堪忍受疾病的折磨而自杀。到1979年10月底,当地确认患有大气污染性疾病的患者人数达775491人,典型的呼吸系统疾病有:支气管炎、哮喘、肺气肿、肺癌。,2019年2月22日星期五,80,
32、8,日本米糠油事件:1968年日本九州爱知县一个食用油厂在生产米糠油时,因管理不善,操作失误,致使米糠油中混入了在脱臭工艺中使用的热载体多氯联苯,造成食物油污染。因食用被多氯联苯污染的食物而得病的人,初期症状是皮疹、指甲发黑、皮肤色素沉着、眼结膜充血,后期症状转为肝功能下降、全身肌肉疼痛等,重者会发生急性肝坏死、肝昏迷,以至死亡。1978年,确诊患者人数累计达1684人。,2019年2月22日星期五,81,六大污染事故,在20世纪,世界上最闻名的“六大污染事故“,2019年2月22日星期五,82,1,意大利塞维索化学污染事故 1976年7月意大利塞维索一家化工厂爆炸,剧毒化学品二恶英扩散,使许
33、多人中毒。事隔多年后,当地居民的畸形儿出生率大为增加。,2019年2月22日星期五,83,2,美国三里岛核电站泄漏事故 1979年3月,美国宾夕法尼亚州三里岛核电站反应堆元件受损,放射性裂变物质泄漏,使周围50英里以内约200万人口处在极度不安之中,人们停工停课,纷纷撤离,一片混乱。,2019年2月22日星期五,84,3,墨西哥液化气爆炸事件 1984年11月,墨西哥城郊石油公司液化气站54座气储罐几乎全部爆炸起火,对周围环境造成严重危害,死亡上千人,50万居民逃难。,2019年2月22日星期五,85,4,印度博帕尔毒气泄漏事故 1984年12月,美国联合碳化物公司设在印度博帕尔市的农药厂剧毒
34、气体外泄,使2500人死亡,20万人受害,其中5万人可能双目失明。,2019年2月22日星期五,86,5,前苏联切尔诺贝利核电站事故 1986年4月,前苏联基铺地区切尔诺贝利核电站4号反应堆爆炸起火,放射性物质外泄,上万人受到伤害,也造成了其他国家遭受放射性尘埃的污染,中国的北京上空也检测到这样的尘埃。,2019年2月22日星期五,87,6,德国莱茵河污染事故 1986年11月,瑞士巴塞尔桑多兹化学公司的仓库起火,大量有毒化学品随灭火用水流进莱茵河,使靠近事故地段河流生物绝迹,成为死河。100英里处鳗鱼和大多数鱼类死亡,300英里处的井水不能饮用,德国和荷兰居民被迫定量供水,使几十年德国为治理
35、莱茵河投资的210亿美元付诸东流。,2019年2月22日星期五,88,卡尔逊寂静的春天,1962年,美国女海洋生物学家卡尔逊寂静的春天一书在美国波士顿出版后,引起全球性轰动,激起了环境运动的高潮。 世界第一部环境科学研究力作。,2019年2月22日星期五,89,增长的极限,1968年4月,来自意大利、瑞士、德国、日本、土耳其、印度、伊朗等国家的30位专家在意大利经济学家贝切伊的倡导下,聚会于世界上最古老的林赛罗马科学院成立了一个非政府之间交流的国际性组织罗马俱乐部。1972年罗马俱乐部发表了第一份研究报告增长的极限建立了“零增长模型”。提出了只有停止人口增长,经济发展才能维持生态平衡。,201
36、9年2月22日星期五,90,2环境科学的研究内容,全球范围内自然环境的演化规律 人类活动和自然环境的关系 环境变化对人类生存的影响 区域环境法律综合防治技术 对自然系统的研究,2019年2月22日星期五,91,3其他,2019年2月22日星期五,92,中国环境事件,重庆两次井喷事件 酸雨事件 沙尘暴事件 三门峡水电站与2002渭南洪水 泥石流事件 黄淮河流污染事件 ,2019年2月22日星期五,93,影响环境问题的主要因素,康芒纳把影响环境问题的主要因素分三类:人口经济技术。 污染物排放量增长率=人口增长率人均产量增长率单位产量污染物排放量增长率,2019年2月22日星期五,94,世界环境战略
37、,推动持续发展战略。解决社会经济发展与自然环境的关系。 实行以保护资源为核心的环境管理。减少资源流失,减少资源流失形成的污染。 控制人口增长,减轻环境的生态压力。还要提高人口素质,让人们自觉保护环境。 依靠科学技术,搞好环境治理 加强环境保护的国际合作,2019年2月22日星期五,95,中国的环境保护工作,1992年第二次世界人类环境会议以后,中国政府制定了环境保护的十大政策: 1实行可持续发展战略; 2采取有效措施,防治工业污染; 3深入开展城市环境综合整治,认真治理城市“四害“(烟尘、污水、废物和噪音) 4)提高能源利用效率,改善能源结构;,2019年2月22日星期五,96,5)推广生态农
38、业,坚持不懈地植树造林,切实加强生物多样性的保护; 6)大力推广科技进步,加强环境科学研究,积极发展环保产业; 7)运用经济手段保护环境 8)加强环境教育,不断提高全民族的环境意识; 9)健全环境法制,强化环境管理; 10)参照国际社会环境与发展精神,制定我国的行动计划。,2019年2月22日星期五,97,总结,地球系统科学 地球内部的世界 自然灾害 生态学 生态平衡 环境科学 环境污染,2019年2月22日星期五,98,作业,1、简述地球系统科学、生态学、环境科学的定义及其研究对象。 2、试举例说明生态平衡及其的意义。 3、谈一谈您所在城市环境问题,并试提出一些改善措施。,2019年2月22日星期五,99,The End!,