生態(tài)環(huán)境學(xué)與生態(tài)環(huán)境材料

1、生態(tài)環(huán)境學(xué)環(huán)境生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)的新分支，是伴隨著環(huán)境問題的出現(xiàn)而產(chǎn)生和發(fā)展的綜 合性科學(xué)。維護(hù)生物圈的正常功能，改善人類生存環(huán)境，并使兩者間得到協(xié)調(diào)發(fā) 展，是環(huán)境生態(tài)學(xué)的根本目的。運用生態(tài)學(xué)理論，保護(hù)和合理利用自然資源，治 理被污染和被破壞的生態(tài)環(huán)境，恢復(fù)和重建受損的生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)保護(hù)環(huán)境與發(fā) 展經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)，以滿足人類生存和發(fā)展需要，是環(huán)境生態(tài)學(xué)研究內(nèi)容的核心。環(huán)境一般是指生物有機(jī)體周圍一切的總和，它包括空間以及其中可以直接或 間接影響有機(jī)體生活和發(fā)展的各種因素，包括物理、化學(xué)和生物環(huán)境。環(huán)境必須 相對于某一中心或主體才有意義，不同的主體相應(yīng)有不同的環(huán)境范疇1。若以 地球上的生物為主體，環(huán)境的范

2、疇包括大氣、水、土壤、巖石等，若以人為主體， 還應(yīng)包括整個生物圈，除了自然因素，還有社會因素和經(jīng)濟(jì)因素。人類與環(huán)境之 間是一個相互作用、相互影響、相互依存的對立統(tǒng)一體。人類的生產(chǎn)和生活活動 作用于環(huán)境，會對環(huán)境產(chǎn)生游離或不利的影響，引起環(huán)境質(zhì)量的變化，反過來， 變化了的環(huán)境也會對人類的身心健康和經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生有利或不利的影響。環(huán)境問題是指由于人類不恰當(dāng)?shù)纳a(chǎn)活動引起全球環(huán)境或區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的 惡化，出現(xiàn)了不利于人類生存和發(fā)展的問題。人類環(huán)境問題按成因的不同，可分 為自然的和人為的兩類。前者是指自然災(zāi)害問題，如火山爆發(fā)、地震、臺風(fēng)、海 嘯、洪水、旱災(zāi)、沙塵暴、地方病等所造成的環(huán)境破壞問題，這類問題在

3、環(huán)境科 學(xué)中稱為原生環(huán)境問題或者第一環(huán)境問題。后者是指由于人類不恰當(dāng)?shù)纳a(chǎn)活動 所造成的環(huán)境污染、生態(tài)破壞、人口急劇增加和資源的破壞與枯竭等問題，這類 問題稱為次生環(huán)境問題或第二環(huán)境問題。從上述可見，環(huán)境科學(xué)中著重研究的不 是自然災(zāi)害問題，而是人為的環(huán)境問題即次生環(huán)境問題。由于環(huán)境是人類生存和 發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，環(huán)境問題的出現(xiàn)和日益嚴(yán)重，引起人們的普遍關(guān)注和重視，同 時也就促進(jìn)了環(huán)境科學(xué)的發(fā)展。長期以來，由于人類更熱衷于改造環(huán)境，從而導(dǎo)致各種環(huán)境問題的產(chǎn)生。其影響范圍從區(qū)域擴(kuò)展為全球，給人類的生存造成極大的威脅。當(dāng)前，威脅人類生存主要有十大環(huán)境問題，具體如下:（一）土地退化和荒漠化不合理的土地利

4、用，如森林植被的消失、草場地過度放牧、耕地的過分開發(fā)、 山地植被的破壞等導(dǎo)致土地退化，土地荒漠化。過去45年間由此導(dǎo)致17%的土 地退化。目前已有110個國家（共10億人口）可耕地的肥沃程度在降低。在非 洲、亞洲和拉丁美洲，由于森林植被的減少、草場的過度放牧等原因，土壤侵蝕 情況十分嚴(yán)重。裸露的土地變得脆弱了，無法抵御風(fēng)雨的長期剝蝕，土壤的年流 失量迅速增加，在有些地方，可達(dá)100t/hm2?；屎娃r(nóng)藥的過量使用，與空氣污染有關(guān)的毒塵降落，泥漿到處噴灑，危險 廢料到處拋棄，所有這些都對土地造成嚴(yán)重的污染。（二）全球氣候變暖人類活動產(chǎn)生大量的二氧化碳、甲烷等溫室氣體，使它們在大氣中的濃度不 斷增

5、加，而導(dǎo)致全球氣候變化。溫室效應(yīng)嚴(yán)重威脅著整個人類。據(jù)政府間氣候變 化專門委員會的預(yù)測，到21世紀(jì)中葉，大氣中的二氧化碳等效含量將增加到 0.056%，是工業(yè)革命前的2倍。屆時，全球氣溫將上升1.54.5C，海平面將升 高0.30.5m，許多人口密集地區(qū)（如孟加拉國以及太平洋和印度洋上的多數(shù)島嶼） 都將被海水淹沒。氣溫的升高也將對農(nóng)業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。1992年， 工業(yè)化國家在里約熱內(nèi)盧作出保證，要使造成溫室效應(yīng)的廢氣的排放穩(wěn)定下來， 但它們中多數(shù)國家并沒有做到這一點。1997年12月，他們又在東京做出保證， 要將廢氣的排放量比1990年降低5%。盡管這樣仍然不夠，因為發(fā)展中國家的能

6、源消費仍在繼續(xù)增加。據(jù)預(yù)計，1990年2010年，亞洲和太平洋地區(qū)的能源消費 將增加1倍，拉丁美洲的能源將增加50%77%。（三）臭氧層損耗大量觀測和研究結(jié)果表明，南北半球中高緯度高層大氣中臭氧損耗 5%10%，在地球兩個極地的上空形成了臭氧層空洞，南極的臭氧層最高時損失 50%以上。臭氧減少使到達(dá)地面的短波長紫外輻射UV-B的輻射強度增強，以致使皮膚 癌和白內(nèi)障發(fā)病率增高，植物的光合作用受到抑制，海洋中的浮游生物減少，進(jìn) 而影響水生生物的生物鏈乃至整個生態(tài)系統(tǒng)。（四）淡水資源短缺和水質(zhì)污染全球人均水資源總量雖然豐富，但可獲得的水資源卻不足。人均水資源不到 2000m3，人口占比12%，這還不

7、包括像中國這樣地區(qū)性缺水嚴(yán)重的國家，人類 不能造水，只能設(shè)法保護(hù)好現(xiàn)有水資源。據(jù)專家估計，從21世紀(jì)開始，世界上 將有1/4的地方長期缺水。工業(yè)和城市生活污水處理不當(dāng)，使河流、湖泊、地下 水受到污染，進(jìn)一步加劇了水資源短缺程度。在發(fā)展中國家，有80%90%的疾 病和1/3以上的死亡都與受細(xì)菌或化學(xué)污染的水有關(guān)?，F(xiàn)在，每天有2.5萬人死 于水污染的疾病。在農(nóng)業(yè)開發(fā)程度比較高的國家，由于過多使用農(nóng)藥和化肥，地 表水和地下水都受到了嚴(yán)重污染。（五）森林面積嚴(yán)重減少，引起一系列環(huán)境問題過去數(shù)百年里，溫帶地區(qū)國家失去了大部分森林。最近幾十年以來，熱帶地 區(qū)國家森林面積減少的情況更加嚴(yán)重。19801990

8、年，世界上有1.5x108hm2森林 （占森林總面積的12%）消失了。森林過度砍伐的結(jié)果，導(dǎo)致了水土流失、土地 退化、物種減少、溫室氣體排放增加、生態(tài)環(huán)境惡化，旱澇災(zāi)害發(fā)生頻率增加。（六）生物多樣性減少由于城市化進(jìn)程加快，森林、濕地和草原面積減少以及環(huán)境污染，使自然區(qū) 域越來越小，生物的棲息地遭到破壞，生物物種被濫用，導(dǎo)致數(shù)以千計的物種滅 絕。科學(xué)家認(rèn)為，在過去6億年中，每年滅絕的生物只有幾種，而日前每天約消 失50個物種。照此速度，今后50年內(nèi)，14%的物種可能會滅絕。這種“大屠殺” 令人不安，因為一些物種的絕跡意味著生態(tài)系統(tǒng)的破壞，也會導(dǎo)致許多可被用于 制造新藥品的原料消失，還會導(dǎo)致許多有

9、助于農(nóng)作物戰(zhàn)勝惡劣氣候的基因消失， 甚至?xí)鸬男碌奈烈摺＃ㄆ撸┻^度開發(fā)海洋和海洋污染，漁業(yè)資源銳減海洋是生命之源。海洋的財富并不是取之不盡的，它比人們想象的要脆弱得 多。由于過度捕撈，海洋的漁業(yè)資源正在以令人可怕的速度減少。因此，許多靠 攝取海產(chǎn)品蛋白質(zhì)為生的窮人而面臨著饑餓威脅。集中存在于魚肉中的重金屬和 有機(jī)磷化合物等物質(zhì)有可能給食魚者的健康帶來嚴(yán)重的問題。沿海地區(qū)受到巨大的人口壓力，全世界有60%的人口擠在離大海不到100km 的地方，這種人口擁擠狀態(tài)使這些地方失去了平衡。（八）化學(xué)污染威脅動植物和人體健康，引發(fā)癌癥，并導(dǎo)致土壤肥力減弱大工業(yè)帶來的數(shù)百萬種化合物存在于空氣、土壤、水、植

10、物和人體中，使作 為地球上最后的大型天然生態(tài)系統(tǒng)的冰蓋也受到了污染，有機(jī)化合物、重金屬、 有毒產(chǎn)品，通過各種方式進(jìn)入到食物鏈中，威脅到動植物的健康，引發(fā)癌癥，最 終影響人類的生存，并將導(dǎo)致土壤的肥力減弱。（九）大氣污染的越界傳輸和酸雨問題工業(yè)生產(chǎn)和火力發(fā)電的發(fā)展使大氣污染物的排放量大量增加，為了有效改善 排放地區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量，許多國家采取高煙囪排放的方法，使大氣污染物遠(yuǎn)距 離輸送，越界進(jìn)入鄰國。大量進(jìn)入大氣的二氧化硫和氮氧化物經(jīng)傳輸、轉(zhuǎn)化和沉 降，形成酸雨。酸雨使土壤和湖泊酸化，破壞森林、植被和湖泊生態(tài)系統(tǒng)，腐蝕 建筑材料、金屬和文物。（十）城市無序擴(kuò)大，嚴(yán)重破壞環(huán)境人口爆炸、農(nóng)業(yè)土地退化、

11、貧窮，所有這些因素促使第三世界數(shù)以百萬計的 農(nóng)民離開農(nóng)村，聚集于大城市。大城市的生活條件將進(jìn)一步惡化，造成擁擠、水 污染、衛(wèi)生條件差、無安全感等。多數(shù)大城市里的空氣含有許多由取暖、運輸和工廠生產(chǎn)帶來的污染物。這些 污染物威脅著數(shù)億市民的健康，導(dǎo)致許多人喪失生命。這些大城市的無序擴(kuò)大也損害到了自然區(qū)。由于廢水和垃圾很少得到處理， 因而環(huán)境受到了嚴(yán)重破壞，無限制的城市化應(yīng)當(dāng)被看做是文明的新弊端。水是人類生存必不可少的物質(zhì)，水的安全關(guān)乎著人類的生存和發(fā)展。在上述 威脅人類生存的環(huán)境污染十大問題當(dāng)中，水資源短缺和水質(zhì)污染問題突出，亟需 我們正確認(rèn)識和面對。20世紀(jì)50年代以來，全球人口急劇增長，工業(yè)迅

12、速發(fā)展。一方面，人類對 水的需求以驚人的速度擴(kuò)大；另一方面，日益嚴(yán)重的水污染蠶食大量可供消費的 水資源。世界水論壇提供的聯(lián)合國水資源世界評估報告顯示，全世界每天約有 200噸垃圾倒進(jìn)河流、湖泊和小溪，每升廢水會污染8升淡水，所有流經(jīng)亞洲城 市的河流均被污染。我國是一個干旱缺水嚴(yán)重的國家，全國有300座城市缺水， 因缺水全國城市工業(yè)每年損失1200億元，是全球13個人均水資源最貧乏的國家 之一。地球的淡水資源僅占其總水量的2.5%，而在這極少的淡水資源中，又有70% 以上被凍結(jié)在南極和北極的冰蓋中，加上難以利用的高山冰川和永凍積雪，有 87%的淡水資源難以利用。人類真正能夠利用的淡水資源是江河湖

13、泊和地下水中 的一部分，約占地球總水量的0.26%。全球淡水資源不僅短缺而且地區(qū)分布極不 平衡。按地區(qū)分布，巴西、俄羅斯、加拿大、中國、美國、印度尼西亞、印度、 哥倫比亞和剛果等9個國家的淡水資源占了世界淡水資源的60%。約占世界人口 總數(shù)40%的80個國家和地區(qū)嚴(yán)重缺水。目前，全球80多個國家的約15億人口 面臨淡水不足，其中26個國家的3億人口完全生活在缺水狀態(tài)。預(yù)計到2025 年，全世界將有30億人口缺水，涉及的國家和地區(qū)達(dá)40多個。21世紀(jì)水資源 正在變成一種寶貴的稀缺資源，水資源問題已不僅僅是資源問題，更成為關(guān)系到 國家經(jīng)濟(jì)、社會可持續(xù)發(fā)展和長治久安的重大戰(zhàn)略問題。中國淡水資源總量為

14、28000億立方米，占全球水資源的6%，總量居世界 第六位，人均占有量為2240m3，約為世界人均占有量的1/4，在世界銀行連續(xù)統(tǒng) 計的153個國家中居第88位。其中地表水2.7萬億m3，地下水0.83萬億m3， 由于地表水與地下水相互轉(zhuǎn)換、互為補給，扣除兩者重復(fù)計算量0.73萬億m3， 與河川徑流不重復(fù)的地下水資源量約為0.1萬億m3。按照國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，人均水資源低于3000 m3為輕度缺水；人均水資源 低于2000 m3為中度缺水；人均水資源低于1000 m3為重度缺水；人均水資源低 于500 m3為極度缺水。中國目前有16個?。▍^(qū)、市）人均水資源量（不包括過境水） 低于嚴(yán)重缺水線，有6

15、個省、區(qū)（寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇）人均水 資源量低于500m3。據(jù)統(tǒng)計，全國660座城市中有400多座城市缺水，三分之二 的城市存在供水不足，全國城市年缺水量為60億立方米左右，其中缺水比較嚴(yán) 重的城市有110個。大量淡水資源集中在南方，北方淡水資源只有南方水資源的 1/4。在32個百萬人口以上的特大城市中，有30個長期受缺水困擾。在46個重 點城市中，45.6%水質(zhì)較差，14個沿海開放城市中有9個嚴(yán)重缺水。北京、天津、 青島、大連等城市缺水最為嚴(yán)重。目前我國城市供水以地表水或地下水為主，或 者兩種水源混合使用，而我國一些地區(qū)長期透支地下水，導(dǎo)致出現(xiàn)區(qū)域地下水位 下降，最終形成區(qū)域

16、地下水位的降落漏斗。目前全國已形成區(qū)域地下水降落漏斗 100多個，面積達(dá)15萬平方千米，有的城市形成了幾百平方公里的大漏斗，使 海水倒灌數(shù)十公里。全國地下水資源量多年平均為8218億立方米，其中，北方地區(qū)（占全國總 面積的64%）地下水資源量2458億立方米，約占全國地下水資源量的30%；南 方地區(qū)（占全國總面積的36%）地下水資源量5760億立方米，約占全國地下水 資源量的70%?？傮w上，全國地下水資源量由東南向西北逐漸降低。綜上所述，我國的水資源呈現(xiàn)以下特點：（1）總量并不豐富，人均占有量更低；中國水資源總量居世界第六位，人均占有量為2240m3，約為世界人均占有 量的1/4，在世界銀行連

17、續(xù)統(tǒng)計的153個國家中居第88位。（2）地區(qū)分布不均，水土資源不相匹配；長江流域及其以南地區(qū)國土面積只占全國的36.5%，其水資源量占全國的 81%；淮河流域及其以北地區(qū)的國土面積占全國的63.5%，其水資源量僅占全國 水資源總量的19%。（3）年內(nèi)年際分配不均，旱澇災(zāi)害頻繁。大部分地區(qū)年內(nèi)連續(xù)四個月降水量占全年的70%以上，連續(xù)豐水或連續(xù)枯水 年較為常見。除了缺水，水污染問題也很突出。海河、遼河、淮河、黃河、松花江、長 江和珠江7大江河水系，均受到不同程度的污染。萬里海疆形勢也不容樂觀，赤 潮年年如期而至。在美麗的渤海灣，濁流迸濺，海面上漂浮的油污像一柄黑色火 炬要燒毀海洋里的生命。根據(jù)20

18、01年對我國七大水系斷面監(jiān)測，達(dá)到三類水質(zhì) 可以進(jìn)入自來水廠的最低要求的僅占29。5%，而劣五類水質(zhì)卻高達(dá)44%；另外， 我國淺層地下水資源污染比較普遍，全國淺層地下水大約有50%的地區(qū)遭到一定 程度的污染，約一半城市市區(qū)的地下水污染比較嚴(yán)重。由于工業(yè)廢水的肆意排放， 導(dǎo)致80%以上的地表水、地下水被污染。而污染來源主要包括以下幾類：（1）工業(yè)廢水是水環(huán)境污染主要源頭之一， 近年來，雖然我國對工業(yè)廢水加強加大了處理，但污水的排放量還在不斷的增加， 導(dǎo)致水環(huán)境也不斷惡化。同時，工業(yè)固體廢物的排放形成污染的關(guān)鍵，固體廢棄 物的堆放不但要占用大量的土地，還對空氣，地下水，河流等造成了巨大的環(huán)境 危害

19、，而且使江湖面積縮小，影響水資源的利用。固體廢物中的有害物會滲入地 下，造成農(nóng)、漁類產(chǎn)品污染。（2）農(nóng)業(yè)方面引起的水污染隨著我國的污染情況 不斷惡化，農(nóng)業(yè)面源的污染已成為水環(huán)境污染、湖泊庫富營養(yǎng)化的主要影響因素。 由于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的自化肥和農(nóng)藥殘留物對土壤和地下水，以及河流、湖泊 都帶是不小的污染危害。農(nóng)藥對水體所造成的污染也很嚴(yán)重。（3）城市生活垃 圾引起水污染。我國人口多，居民的生活垃圾量大，由于生活的垃圾的再利用效 率低，大部分垃圾只有堆放在土地上，不僅占據(jù)了大面積的土地，還會產(chǎn)生各種 病菌，這些病菌會污染空氣和地下水，導(dǎo)致環(huán)境污染，威脅飲水和農(nóng)產(chǎn)品安全。為防治水污染，保護(hù)地表水水質(zhì)

20、，保障人體健康，維護(hù)良好的生態(tài)系統(tǒng)，我 國于2002年修改頒布了地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)中，依據(jù)地表水水域 環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，按功能高低依次劃分為五類：I類 主要適用于源頭水、國家自然保護(hù)區(qū)；II類 主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物 棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場、仔稚幼魚的索餌場等；III類 主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬 場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)；W類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；V類 主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。對應(yīng)地表水上述五類水域功能，將地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項目標(biāo)準(zhǔn)值分為 五類，不同功能類別分別執(zhí)行相應(yīng)類別的標(biāo)準(zhǔn)值。水域功能類別高的標(biāo)準(zhǔn)值嚴(yán)于 水域功能類別低的標(biāo)準(zhǔn)值，同一水域兼有多類使用功能的，執(zhí)行最高功能類別對 應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。實現(xiàn)水域功能與達(dá)功能類別標(biāo)準(zhǔn)為同一含義。回顧歷史，是水養(yǎng)育了人類，造就了文明。兩河流域興起了古巴比倫文明， 尼羅河創(chuàng)造了古埃及文明，黃河是中華文明的發(fā)源地，海洋使古希臘文明一度輝 煌。但今天，水卻成為人類生存的障礙。1977年，聯(lián)合國警告全世界：“水不久 將成為一