第一章

環(huán)境與環(huán)境科學(xué)第一節(jié)

環(huán)境概述一、環(huán)境的概念環(huán)境是指與某一體系有關(guān)的周圍客觀事物的總和。根據(jù)研究問題的需要和某種研究目的，人為地將研究對象從周圍物體中分割出來，這種人為劃定的一定范圍內(nèi)的研究對象稱為體系，即中心事物。相對于某一中心事物有關(guān)的周圍事物，就是這個中心事物的環(huán)境。因此，不同的中心事物具有不同的環(huán)境，即環(huán)境隨著中心事物的變化而變化。若中心事物是人類，環(huán)境即是以人為中心事物而存在于周圍的一切事物，除人以外的一切其他生命體與非生命體均被視為環(huán)境的對象，這里不考慮其對人類的生存與發(fā)展是否有影響。對于環(huán)境科學(xué)來說，中心事物仍然是人類，但環(huán)境主要是指與人類密切相關(guān)的生存環(huán)境。它的涵義可以概括為：

“作用在‘人’這一中心客體上的、一切外界事物和力量的總和”。人類與環(huán)境之間存在著一種對立統(tǒng)一的辨證關(guān)系，是矛盾的兩個方面，他們之間的關(guān)系既是相互作用、相互依存、相互促進和相互轉(zhuǎn)化，又處于相互對立和相互制約。當前，世界各國對各自國家的環(huán)境保護政策都有明確的規(guī)定，但這些規(guī)定和各國法律對環(huán)境的解釋又不盡相同。我國頒布的《中華人民共和國環(huán)境保護法》中明確指出：“本法所稱環(huán)境，是指影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等”。法律明確規(guī)定的環(huán)境內(nèi)涵就是指人類的生存和發(fā)展環(huán)境，并不泛指人類周圍的所有自然因素。這里的“自然因素的總體”強調(diào)的是“各種天然的和經(jīng)過人工改造的”，即法律所指的“環(huán)境”，既包括了自然環(huán)境，也包括了社會環(huán)境。所以人類的生存環(huán)境有別于其他生物的生存環(huán)境，也不同于所謂的自然環(huán)境。自然環(huán)境是指人類發(fā)生，并賴以生存、生活和生產(chǎn)所必需的物質(zhì)基礎(chǔ)，包括①各種天然的和經(jīng)過人工改造的物質(zhì)條件，例如空氣、土壤、水、巖石、礦物和生物等；②能量資源，例如陽光、地熱、溫度、引力和地磁力等；③自然現(xiàn)象，例如地震爆發(fā)、火山活動、海嘯等地殼的穩(wěn)定性和太陽的穩(wěn)定性等。這些要素又構(gòu)成了大氣圈、水圈、土壤圈、生物圈和巖石圈等各種圈層，因此自然環(huán)境又可分為大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境、生物環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境等。概括來說，自然環(huán)境就是直接或間接影響到人類生存和發(fā)展的一切自然形成的物質(zhì)、能量和自然現(xiàn)象的總體。從廣義上講，自然環(huán)境包括了地球環(huán)境和宇宙環(huán)境兩個部分。地球環(huán)境對于人類生存具有特殊的重要意義，它為人類提供了主要的活動場所以及必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。到目前為止，在千萬億個天體中，能適于人類繁衍生存的只有地球這一個星球。宇宙環(huán)境是指地球以外的宇宙空間，理論上它的范圍無窮大，某些星體的存在會影響到地球環(huán)境，例如月球引力會對海水的潮汐產(chǎn)生影響。在現(xiàn)階段，人類活動的范圍還主要限于地球，月球?qū)θ祟惖纳婧桶l(fā)展影響非常小，因此沒有把月球視為人類的生存環(huán)境。但是，隨著空間科學(xué)和宇航事業(yè)的發(fā)展，當人類能夠頻繁往來于月球和地球之間，并在月球上建立一定規(guī)模和適合人類生存的空間站，以及規(guī)模開發(fā)利用月球上的自然資源時，月球就會成為人類生存環(huán)境的重要組成部分。社會環(huán)境是指人類活動而形成的各種事物，包括社會制度等上層建筑條件，構(gòu)成社會的經(jīng)濟基礎(chǔ)，以及與各種社會和經(jīng)濟體制相適應(yīng)的綜合生產(chǎn)力、政治制度、科學(xué)技術(shù)、法律制度、宗教信仰、文化藝術(shù)、哲學(xué)觀念、組織機構(gòu)、社會活動、各種人工產(chǎn)品和建筑物等。社會環(huán)境是人類在自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，通過有意識的社會勞動，經(jīng)過加工和改造了的自然物質(zhì)，以及所積累的物質(zhì)、精神、文化等構(gòu)成的總和，是人類長期生存發(fā)展活動的必然產(chǎn)物。社會環(huán)境的發(fā)展與變化直接影響到自然環(huán)境的發(fā)展與變化，它既可以對人類社會進一步發(fā)展起促進作用，又可能成為制約因素，因而在研究中不可把自然環(huán)境和社會環(huán)境截然分開。

二、環(huán)境的組成與分類

人類活動對整個環(huán)境的影響是綜合性的，而環(huán)境系統(tǒng)也是從各個方面反作用于人類，其效應(yīng)也是綜合性的。人類與其他的生物不同，不僅僅以自己的生存為目的來影響環(huán)境、使自己的身體適應(yīng)環(huán)境，而是為了提高生存質(zhì)量，通過自己的勞動來改造環(huán)境，把自然環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌纳姝h(huán)境。這種新的生存環(huán)境有可能更適合人類生存，但也有可能惡化了人類的生存環(huán)境。在這一反復(fù)曲折的過程中，人類的生存環(huán)境已形成一個龐大的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、多層次、多組元相互交融的動態(tài)環(huán)境體系(HierarchicalSystem)。環(huán)境分類一般按照空間范圍的大小、環(huán)境要素的差異、環(huán)境的性質(zhì)等為依據(jù)。如從性質(zhì)來考慮，可分為物理環(huán)境、化學(xué)環(huán)境和生物環(huán)境等。如果按照環(huán)境要素來分類，可以分為大氣環(huán)境、水環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、土壤環(huán)境及生物環(huán)境。通常，按照人類生存環(huán)境的空間范圍，可由近及遠，由小到大地分為聚落環(huán)境、地理環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境和星際環(huán)境等層次結(jié)構(gòu)，而每一層次均包含各種不同的環(huán)境性質(zhì)和要素，并由自然環(huán)境和社會環(huán)境共同組成。

1.聚落環(huán)境聚落是指人類聚居的中心，活動的場所。聚落環(huán)境是人類有目的、有計劃地利用和改造自然環(huán)境而創(chuàng)造出來的生存環(huán)境，是與人類的生產(chǎn)和生活關(guān)系最密切、最直接的工作和生活環(huán)境。聚落環(huán)境中的人工環(huán)境因素占主導(dǎo)地位，也是社會環(huán)境的一種類型。人類的聚落環(huán)境，從自然界中的穴居和散居，直到形成密集棲息地鄉(xiāng)村和城市。顯然，隨著聚居環(huán)境的變遷和發(fā)展，為人類提供了安全清潔和舒適方便的生存環(huán)境。但是，聚落環(huán)境乃至周圍的生態(tài)環(huán)境由于人口的過度集中、人類缺乏節(jié)制的頻繁活動、以及對自然界的資源和能源超負荷索取同時受到巨大的壓力，造成局部、區(qū)域、以至全球性的環(huán)境污染。因此，聚落環(huán)境歷來都引起人們的重視和關(guān)注，也是環(huán)境科學(xué)的重要和優(yōu)先研究領(lǐng)域。2.地理環(huán)境地理學(xué)上所指的地理環(huán)境位于地球表層，處于巖石圈、水圈、大氣圈、土壤圈和生物圈相互制約、相互滲透、相互轉(zhuǎn)化的交融帶上。它下起巖石圈的表層，上至大氣圈下部的對流層頂，厚約10～20km，包括了全部的土壤圈，其范圍大致與水圈和生物圈相當。概括地說，地理環(huán)境是由與人類生存與發(fā)展密切相關(guān)的，直接影響到人類衣、食、住、行的非生物和生物等因子構(gòu)成的復(fù)雜的對立統(tǒng)一體，是具有一定結(jié)構(gòu)的多級自然系統(tǒng)，水、土、氣、生物圈都是它的子系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)在整個系統(tǒng)中有著各自特定的地位和作用，非生物環(huán)境都是生物（植物、動物和微生物）賴以生存的主要環(huán)境要素，它們與生物種群共同組成生物的生存環(huán)境。這里是來自地球內(nèi)部的內(nèi)能和來自太陽輻射的外能的交融地帶，有著適合人類生存的物理條件、化學(xué)條件和生物條件，因而構(gòu)成了人類活動的基礎(chǔ)。3.地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)環(huán)境主要指地表以下的堅硬地殼層，也就是巖石圈部分。它是由巖石及其風(fēng)化產(chǎn)物—浮土兩個部分組成。巖石是地球表面的固體部分，平均厚度30Km左右；浮土是包括土壤和巖石碎屑組成的松散覆蓋層，厚度范圍一般為幾十米至幾公里。實質(zhì)上，地理環(huán)境是在地質(zhì)環(huán)境的基礎(chǔ)上，在星際環(huán)境的影響下發(fā)生和發(fā)展起來的，在地理環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境和星際環(huán)境之間，經(jīng)常不斷地進行著物質(zhì)和能量的交換和循環(huán)。例如，巖石在太陽輻射的作用下，在風(fēng)化過程中使固結(jié)在巖石中的物質(zhì)釋放出來，參加到地理環(huán)境中去，再經(jīng)過復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過程又回到地質(zhì)環(huán)境或星際環(huán)境中。如果說地理環(huán)境為人類提供了大量的生活資料，即可再生的資源，那么地質(zhì)環(huán)境則為人類提供了大量的生產(chǎn)資料，特別是豐富的礦產(chǎn)資源，即難以再生的資源，它對人類社會發(fā)展的影響將與日俱增。4.宇宙環(huán)境宇宙環(huán)境，又稱為星際環(huán)境，是指地球大氣圈以外的宇宙空間環(huán)境，由廣漠的空間、各種天體、彌漫物質(zhì)、以及各類飛行器組成。它是人類活動進入地球鄰近的天體和大氣層以外的空間的過程中提出的概念，是人類生存環(huán)境的最外層部分。太陽輻射能為地球的人類生存提供主要的能量。太陽的輻射能量變化和對地球的引力作用會影響地球的地理環(huán)境，與地球的降水量、潮汐現(xiàn)象、風(fēng)暴和海嘯等自然災(zāi)害有明顯的相關(guān)性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類活動越來越多地延伸到大氣層以外的空間，發(fā)射的人造衛(wèi)星、運載火箭、空間探測工具等飛行器本身失效和遺棄的廢物，將給宇宙環(huán)境以及相鄰的地球環(huán)境帶來了新的環(huán)境問題。

三、環(huán)境的形成與發(fā)展地球環(huán)境是在幾十億年漫長的過程中逐漸演化而成，它與生命體的產(chǎn)生和發(fā)展進化密切相關(guān)。根據(jù)“星云假說”理論，距今60億年以前，地球還是一團沒有凝集在一起的云狀氣塵物質(zhì)，經(jīng)漫長時間的演化，形成了地球胎。大約46億年前，地球是一個熾熱的大火球，外面包圍著原始大氣，隨著放射性元素轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的熱能聚集，地球內(nèi)部溫度升高，使地球內(nèi)部物質(zhì)具有可塑性，為重力的分異產(chǎn)生了條件。較重的金屬元素如鐵、鎳等向地球內(nèi)部集中，形成了地核；而較輕的物質(zhì)如硅酸鹽、碳酸鹽類物質(zhì)逐漸上升成地表，由此形成當今地球的地核、地幔、地殼等層次，即巖石圈。地球內(nèi)部的氣體則上升到地表，在引力作用下，氣體滯留在地球的周圍，其主要成分為還原性氣體，如CO2、CO、CH4、NH3和H2等，尚不存在氧氣，從而形成了原始的大氣圈。同時，由于地球內(nèi)部具有較高的溫度，使得以結(jié)晶水存在于地球內(nèi)部的水分不斷蒸發(fā)，以水蒸氣的形式逃逸出地球內(nèi)部進入大氣圈，并在溫度降低時以雨水形式降落于起伏不平的地球表面。水分的蒸發(fā)和降雨，降低了地表的溫度，產(chǎn)生了河流、湖泊和海洋，形成最初的水圈。至此，原始的水圈、大氣圈、巖石圈的形成和它們之間的相互作用，為地球生命的出現(xiàn)創(chuàng)造了最基本的條件。

大約35億年以前，原始海洋中的元素和小分子化合物，如CH4、CO、N2、NH3、H2O等，在射線、射線、雷電及熱能等各種能量的作用下，逐步合成了生命的基本要素如氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)等簡單有機化合物。繼而集聚演化成具有單細胞結(jié)構(gòu)，進行無氧呼吸的厭氧生物，即厭氧細菌。它們以異養(yǎng)方式通過吸收水中有機物和發(fā)酵作用獲得能量，水中有機物質(zhì)含量隨之減少。到大約20億年前，出現(xiàn)了生命更為進化的自養(yǎng)原核生物細菌、燧石藻和藍藻等生物，這些含有葉綠素的原始生物具有光合作用的特征，是生命的第一次飛躍。它們生命過程中的新陳代謝作用使大氣圈中首次出現(xiàn)了O2，并減少大氣中的CO2，逐漸改變了原始大氣的組成，使大氣環(huán)境從還原型向更適應(yīng)于生物生存發(fā)展的氧化型轉(zhuǎn)變。經(jīng)過大約4億年的積累，終于形成了一個含氧的大氣圈。6億年前，海洋中出現(xiàn)動物。隨著大氣圈O2含量的逐步增加，具有活潑化學(xué)性質(zhì)的大氣游離氧在高空積累，約在4億年前形成了保護地球的臭氧層。臭氧層能吸收強烈的宇宙紫外線，為更高等的海洋生物進化和生命登陸創(chuàng)造了條件。水生生物的登陸表明了生物從水生到陸生的飛躍，生物圈由水圈擴展到陸地。地表環(huán)境也相繼發(fā)生變化，由水生生態(tài)環(huán)境逐步演化到陸生生態(tài)環(huán)境。在幾十億年的地殼運動和地球環(huán)境演化過程中，逐漸形成現(xiàn)代地表分布，出現(xiàn)了高山峽谷、江河湖海、丘陵平原、綠色植物、差異明顯的氣候帶等。

生物的進化過程隨著地球環(huán)境的演變而加速。自12億年前出現(xiàn)最早的真核生物后，5億年前出現(xiàn)海洋無脊椎動物，約4億年至2億年前，首次出現(xiàn)了陸生蕨類植物，地球上形成微生物、植物、動物的水陸生態(tài)系統(tǒng)，生物圈初現(xiàn)雛形。陸生植物的繁茂昌盛，加速提高大氣中的O2水平，需氧動物逐步在陸地上繁衍，動物界也由此實現(xiàn)了從水體到陸地、從無脊椎到脊椎動物的飛躍，約在2億年前出現(xiàn)哺乳類動物。如今，大約有500～5000萬種生物與人一起構(gòu)成了地球的生物圈。

生物的生命過程中，將大氣圈中的CO2轉(zhuǎn)移到巖石圈中，形成了大量的碳酸鹽巖石，逐漸改變了巖石圈的組成。同時，生物分解物與巖石風(fēng)化物在地表形成了肥沃的土壤，為植物的昌盛建立了基礎(chǔ)，進而促使哺乳動物大量發(fā)展，也為人類的誕生創(chuàng)造了良好條件。古人類出現(xiàn)于在距今大約200～300萬年前。人類是物質(zhì)運動，即地球的地表環(huán)境發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，而環(huán)境是人類生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類通過自身的活動來利用和支配自然界，同時也改造著自然界，把自然環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌纳姝h(huán)境，而新的生存環(huán)境又反作用于人類。因此，人們今天賴以生存的環(huán)境，就是在人類的進化過程中，由簡單到復(fù)雜、由低級到高級、經(jīng)過人工改造加工而發(fā)展形成的。

四、環(huán)境要素和環(huán)境效應(yīng)1.環(huán)境要素環(huán)境要素是指構(gòu)成人類環(huán)境整體的、各個獨立的、性質(zhì)不同的而又服從整體演化規(guī)律的基本物質(zhì)組分，又稱環(huán)境基質(zhì)。通常，環(huán)境要素可以分為自然環(huán)境要素與社會環(huán)境要素，習(xí)慣上指自然環(huán)境要素，包括水、大氣、巖石、生物、陽光與土壤等。環(huán)境要素是組成環(huán)境的基本結(jié)構(gòu)單元，結(jié)構(gòu)單元又組成環(huán)境整體或環(huán)境系統(tǒng)。譬如，水組成各種水體，全部水體總稱為水圈；大氣組成大氣層，全部大氣層總稱為大氣圈；由堅硬巖石構(gòu)成巖體，由巖石分化物和生物作用形成土壤，這樣全部巖石與土壤構(gòu)成的固體殼層稱為巖石圈；此外，由動物、植物、微生物等生物體組成生物群落，而全部生物群落的總集稱為生物圈。環(huán)境要素具有如下非常重要的特點：（1）最小限制律。整個環(huán)境的質(zhì)量受到環(huán)境諸要素中那個與最優(yōu)狀態(tài)差距最大的要素所制約，即環(huán)境諸要素中處于最劣狀態(tài)的那個環(huán)境要素控制環(huán)境質(zhì)量的高低，而不是由環(huán)境諸要素的平均狀態(tài)決定，也不能采用處于優(yōu)良狀態(tài)的環(huán)境要素去代替和彌補。所以，人們在改善整個環(huán)境質(zhì)量時，首先應(yīng)改造最劣的要素。（2）等值性。等值性說明環(huán)境要素對環(huán)境質(zhì)量的作用。各個環(huán)境要素無論在規(guī)模上或數(shù)量上存在什么差異，只要它們是處于最劣狀態(tài)，那么對于環(huán)境質(zhì)量的限制作用沒有本質(zhì)的區(qū)別，就具有等值性。等值性與最小限制律有著密切聯(lián)系，前者主要對各個要素的作用進行比較，而后者強調(diào)制約環(huán)境質(zhì)量的主導(dǎo)要素。（3）環(huán)境整體性大于環(huán)境諸要素的個體之和。環(huán)境諸要素之間產(chǎn)生的整體環(huán)境效應(yīng)不是組成該環(huán)境各個要素性質(zhì)的簡單疊加，而是在個體效應(yīng)基礎(chǔ)上有著質(zhì)的變化。也就是說，環(huán)境整體性質(zhì)能夠體現(xiàn)環(huán)境諸要素的某些特征，但未必反映出各要素的全部特點，而是各要素綜合作用后更為復(fù)雜的性質(zhì)。（4）環(huán)境諸要素相互依賴、相互作用與相互制約。環(huán)境某些要素孕育著其它要素，如巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈隨地球環(huán)境的發(fā)展依次形成。每一新要素的產(chǎn)生，都會給環(huán)境整體帶來非常大的影響。這些環(huán)境諸要素相互關(guān)系的特點是通過能量在各個要素之間的傳遞，形態(tài)轉(zhuǎn)換，以及物質(zhì)在各個要素之間的流通實現(xiàn)的。

2.環(huán)境效應(yīng)環(huán)境效應(yīng)是指在自然過程和人類活動的綜合影響下，物質(zhì)之間通過物理、化學(xué)和生物作用所產(chǎn)生的環(huán)境效果，引起環(huán)境系統(tǒng)和功能的變化。（1）環(huán)境化學(xué)效應(yīng)。物質(zhì)之間在綜合環(huán)境條件影響下進行的化學(xué)反應(yīng)所引起的環(huán)境效果。例如，環(huán)境的酸化、鹽堿化、光化學(xué)煙霧等。這些環(huán)境化學(xué)效應(yīng)不僅使農(nóng)作物與漁業(yè)減產(chǎn)，還會導(dǎo)致土壤和地下水的質(zhì)量下降，以及危害人類的身心健康。（2）環(huán)境物理效應(yīng)。環(huán)境諸因素在物理作用下引起的環(huán)境效果。例如，熱島效應(yīng)、噪聲和振動、地面變遷等。（3）環(huán)境生物效應(yīng)。環(huán)境諸因素變化導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異的環(huán)境效果。例如，氣候變化引起的生物種群的突然消失，如中生代的恐龍；現(xiàn)代大型水電工程的建立，使水生生物的棲息和繁殖受到影響；生活和工業(yè)廢水大量排入江河湖海，使水生生物受到嚴重危害，甚至滅絕。

第二節(jié)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)一、生態(tài)學(xué)概述1.生態(tài)學(xué)概念生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機理的科學(xué)。這里所說的生物包括植物、動物和微生物，而環(huán)境是指各種生物一定的生存環(huán)境，由非生物環(huán)境和生物環(huán)境兩方面組成。非生物環(huán)境包括光照、熱能、空氣、水分、土壤和各種無機元素，生物環(huán)境包括主體生物以外的其他一切生物所施加的各種影響，如競爭、捕食、寄生和互利合作等。德國生物學(xué)家?？藸?E.Haeckel)于1869年首先提出生態(tài)學(xué)這一名詞，并于1886年創(chuàng)立生態(tài)學(xué)這門學(xué)科。當時，他把生態(tài)學(xué)定義為“自然界的經(jīng)濟學(xué)”，是管理自然的科學(xué)，研究生物在環(huán)境中如何生活。后來，也有學(xué)者把生態(tài)學(xué)定義為“研究生物或生物群體與其環(huán)境的關(guān)系，或生活著的生物與其環(huán)境之間相互聯(lián)系的科學(xué)?！倍x表明，生態(tài)學(xué)是把生物或環(huán)境看作一個有著相互關(guān)系的整體，具體體現(xiàn)在生物與其生存環(huán)境之間作用與反作用、相互依賴與制約和物質(zhì)循環(huán)與代謝等幾個方面。傳統(tǒng)的生態(tài)學(xué)基本上局限于研究生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系，隸屬于生物學(xué)的一個分支學(xué)科。生態(tài)學(xué)的研究對象從單個分子到整個地球生物圈，一般可劃分為4個層次：個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)。其中，生物的個體水平研究其對環(huán)境的反映，單個物種構(gòu)成的種群水平主要研究影響種群豐富度和種群波動的因素，而由不同物種構(gòu)成的生物群落水平主要確定群落的結(jié)構(gòu)和功能，各個生物群落和非生物環(huán)境所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)水平主要研究其中的能量流動、食物網(wǎng)和養(yǎng)分循環(huán)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生態(tài)學(xué)突破了原來純生物科學(xué)的范疇，向微觀與宏觀兩極發(fā)展。例如，微觀研究已深入到細胞與基因的水平，而宏觀研究已從生物群落與環(huán)境條件的統(tǒng)一，發(fā)展為生物圈與非生物因素之間相互作用的地球系統(tǒng)，即全球生態(tài)學(xué)。2.

生物與環(huán)境的相互作用生態(tài)系統(tǒng)是生物和非生物因素的綜合統(tǒng)一體，生物與環(huán)境之間存在著密切的聯(lián)系和相互作用，最終達到相互協(xié)調(diào)，演化成一個優(yōu)良的生態(tài)系統(tǒng)。（1）生物依賴于環(huán)境。生物是多層次組織結(jié)構(gòu)構(gòu)成的有機體，愈高級的生物，組織結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜。但不管哪一種生物，細胞都是其基本功能單位。細胞由不同的生物大分子，如蛋白質(zhì)、核酸、脂類、碳水化合物等組成，并通過生物體的基本結(jié)構(gòu)單元細胞的新陳代謝構(gòu)建成生物體。各類生物大分子有著共同的物質(zhì)基礎(chǔ)元素，而這些元素均來自環(huán)境，即生物大分子環(huán)境中的各類原子所組成。新陳代謝是生物細胞在生長、繁殖、分化的活動中從環(huán)境攝取養(yǎng)分和能量，并將廢物排棄的過程。新陳代謝的實質(zhì)就是環(huán)境中的大分子分解后成為細胞活動所需能量及細胞基本結(jié)構(gòu)的元素，細胞靠細胞膜的吸收作用從環(huán)境中選擇性的吸收營養(yǎng)物質(zhì)及礦物元素，然后通過酶的作用，細胞將營養(yǎng)物質(zhì)進行生物化學(xué)反應(yīng)，合成機體大分子，同時將廢物排棄到細胞外。因此，離開了環(huán)境，生物因缺乏物質(zhì)基礎(chǔ)及其能量來源而死亡。（2）環(huán)境因子對生物的影響。非生物環(huán)境因子為生物提供必要的生存條件，但同時又可能出現(xiàn)某些限制因子，尤其是那些量少但必不可缺的營養(yǎng)因子及變幻無窮的氣候因子。因此，生物對環(huán)境因子有一定的耐受性與適應(yīng)性。限制因子的量或質(zhì)的不足或過多，超過了生物的耐受度，將會影響生物的生存。適應(yīng)性體現(xiàn)在當環(huán)境因子變化時，生物因子也隨時通過核酸分子的突變，產(chǎn)生遺傳變異來重新調(diào)整，生物便不斷進化發(fā)展，而那些耐受性較低的生物則趨于死亡。（3）環(huán)境污染對生物的影響。環(huán)境污染主要指人們?yōu)榱颂岣呱婕吧钯|(zhì)量，向環(huán)境過度索取資源，各行各業(yè)所排出的超出環(huán)境自凈能力的各種有害廢棄物質(zhì)。環(huán)境污染對生物的危害，主要是一些有毒有害物質(zhì)通過呼吸、消化、感官等系統(tǒng)進入體內(nèi)，與生物細胞大分子物質(zhì)進行反應(yīng)，使生物細胞降低或喪失正常的功能，最終對生物及人體健康產(chǎn)生危害。環(huán)境污染對生物及人類的影響將在其他章節(jié)中進一步闡述。3.

人類與環(huán)境的關(guān)系歷史上人們對環(huán)境的關(guān)心主要是考慮自然環(huán)境如何影響社會活動及其社會發(fā)展。僅僅最近幾十年來，公眾和環(huán)境工作者才越來越多地關(guān)注人類活動怎樣影響自然環(huán)境。關(guān)于人與環(huán)境的關(guān)系，許多學(xué)者或環(huán)境論者認為：①自然資源的價值在于被人們利用，但利用過程中要保證高效和無污染廢物。環(huán)境保護主要關(guān)注的是避免自然資源的浪費，確保資源的有效利用。這種造福于人類的環(huán)境保護和資源開發(fā)必須為多數(shù)人的利益服務(wù)，而不只是為少數(shù)人的利潤；②要求對影響環(huán)境的人類活動有所限制，認為非人類生物和自然物，如植物、動物、土壤和水體都有存在的權(quán)利；③人類活動中的不謹慎行為能導(dǎo)致自然系統(tǒng)不可逆轉(zhuǎn)的變化，可能產(chǎn)生災(zāi)難性的影響，甚至有可能危及地球保障人類生存的能力。人類、其他生物和環(huán)境因素之間是一種互相依存的合作關(guān)系，只要他們中間任何一方發(fā)生問題，這種關(guān)系都會遭受破壞，即生態(tài)系統(tǒng)失去平衡。隨著人類征服大自然的能力增強，伴隨著的是人類對自然系統(tǒng)的破壞能力也在增強，從而面臨著環(huán)境日益惡化的挑戰(zhàn)。為此，公眾和科學(xué)家們要求對人類活動加以約束，使“生態(tài)意識”逐漸成為全民道德觀。僅僅依靠科學(xué)技術(shù)不能完全解決環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)問題，只有整個人類意識到人類和自然環(huán)境是一個整體，制定道德、經(jīng)濟和法律的制約措施，才會是有效的。因此，生態(tài)學(xué)是人類社會與生物圈穩(wěn)定與持續(xù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)。

二、生態(tài)系統(tǒng)的組成（一）生態(tài)系統(tǒng)概念生態(tài)系統(tǒng)是指自然界的在一定的地域內(nèi)由全部生物和非生物環(huán)境相互作用的統(tǒng)一體。換言之，生態(tài)系統(tǒng)是生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)在特定空間的組合。在這個統(tǒng)一整體中，生物與環(huán)境之間相互影響，相互制約，不斷演變，并在一定時期內(nèi)處于相對穩(wěn)定的動平衡狀態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)由各種活動角色組成，具有營養(yǎng)級別、生物多樣性等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，以及生物生產(chǎn)、物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞等系統(tǒng)功能。自然界由各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)組成。在生態(tài)學(xué)研究中，通常劃出一個特定的生態(tài)系統(tǒng)，如一條河流、一塊土地、一片森林。生態(tài)系統(tǒng)的邊界依具體研究情況而定，因此其范圍可大可小，小到一個池塘、一滴海水、甚至是動物體內(nèi)消化道中的微生物系統(tǒng)，大到陸地、海洋、以及整個地球生物圈。生態(tài)系統(tǒng)一般可劃分自然生態(tài)系統(tǒng)和社會生態(tài)系統(tǒng)為兩類，前者中的生命系統(tǒng)是生物群落，后者中的生命系統(tǒng)就是人類。下面主要是介紹自然生態(tài)系統(tǒng)。（二）生態(tài)系統(tǒng)的組成生態(tài)系統(tǒng)由生物和非生物環(huán)境兩大部分組成，而生物部分又包括生產(chǎn)者、消費者、分解者三類活動角色。1.生物環(huán)境（1）生產(chǎn)者。生產(chǎn)者主要是綠色植物，也包括進行光合作用和化學(xué)能合成的某些微生物。綠色植物從太陽獲得能量，同時從土壤中吸取養(yǎng)分，依靠體內(nèi)含有的光合作用色素，將二氧化碳、硫化物、水和無機鹽類等合成為有機物質(zhì)，同時放出氧氣，并把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能貯存在有機物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)中。微生物則利用太陽能或化學(xué)能將二氧化碳和水把無機物轉(zhuǎn)化、合成為有機物質(zhì)。生產(chǎn)者又稱自養(yǎng)生物，其生產(chǎn)的有機物及貯存的化學(xué)能，除供自身生長發(fā)育需要外，還用以維持其他生物的生命活動。這種供養(yǎng)關(guān)系形成生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈，每一環(huán)節(jié)為一個營養(yǎng)級。生產(chǎn)者稱為第一營養(yǎng)級。（2）消費者。消費者是指食用植物或相互食用的生物，以動物為主。由于它們不能直接利用太陽光能和無機化合物中的能量，只能直接或間接地從生產(chǎn)者攝取碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)等有機物質(zhì)獲得生命活動的能量，因此消費者又稱為異養(yǎng)生物。在食物鏈中，它們屬于不同層次的營養(yǎng)級，其中以植物為食的食草動物為第二營養(yǎng)級；以食草動物為食的食肉動物為第三營養(yǎng)級；以為第三營養(yǎng)級的動物為食的食肉動物為第四營養(yǎng)級；依次類推。消費者在生態(tài)系統(tǒng)中的主要作用是實現(xiàn)物質(zhì)與能量的傳遞與物質(zhì)的轉(zhuǎn)換，如食草動物從植物中獲取能量，并把植物性蛋白轉(zhuǎn)換為動物性蛋白。（3）分解者。分解者主要是指具有分解能力的細菌和真菌等微生物，也包括某些參與分解活動的原生動物、腐食性動物、軟體動物，如咀嚼植物和枯木的鼠類、甲蟲、白蟻，以及蚯蚓、蜈蚣等。它們通過物理的肢解，腐生生化成可溶性有機酸及將腐植酸礦化的三個作用階段，把生產(chǎn)者和消費者的殘體分解為簡單的無機物質(zhì)，歸還到非生物環(huán)境中，供生產(chǎn)者再吸收利用。分解者也是生態(tài)系統(tǒng)中的異養(yǎng)生物，又稱為還原者或腐化性生物。2.非生物環(huán)境非生物環(huán)境部分包括各種環(huán)境要素的總和：溫度、光照、大氣、水壤、土壤、氣候、各種非生物成分的無機物質(zhì)和有機物質(zhì)，即由所有非生命物質(zhì)和能量兩部分構(gòu)成。在這個有機的統(tǒng)一整體中，能量與物質(zhì)在不斷地循環(huán)和流動，并在一定條件下保持著相對平衡。非生物環(huán)境為各種生物提供必要的營養(yǎng)元素和生存環(huán)境，是生態(tài)系統(tǒng)中各種生物賴以存在的基礎(chǔ)。（三）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是指生態(tài)系統(tǒng)中各組成成分之間的相互關(guān)系。良好的生態(tài)結(jié)構(gòu)配置可以使生態(tài)系統(tǒng)在一定時期和地域保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)可劃分為時空結(jié)構(gòu)、生物多樣性結(jié)構(gòu)以及營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。1.時間和空間結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)是指生物及環(huán)境因素在空間的配置，包括生物群落和非生物環(huán)境因素在空間上的分布。例如，在高山森林生態(tài)系統(tǒng)中的垂直方向上，通常鳥類在空中飛翔，獸類在地面活動，許多昆蟲則在土壤中；植物中自下而上有苔蘚地衣層、草本植物層、灌木層和喬木層。生態(tài)系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)是指生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)隨時間變化而產(chǎn)生的變化。由于時間出現(xiàn)一年四季的周期性變化，從而生物群落結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生變化，如森林生態(tài)系統(tǒng)中生物在春、夏、秋、冬有不同的形態(tài)，植物忽而綠草如茵，忽而枯枝殘葉；動物出現(xiàn)休眠，鳥類遷移等。另一方面，隨著時間的流逝，生物的物種也將發(fā)生明顯的演化，則生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)隨之變化。2.生物多樣性結(jié)構(gòu)生物多樣性是指某一區(qū)域內(nèi)遺傳基因的品系、物種和生態(tài)系統(tǒng)多樣化總和。遺傳多樣性指在自然因素或人工手段的處理下，使某個種內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生變異，產(chǎn)生了變種、亞種等；物種多樣性指生命有機體的多樣性，是不同生命形式的具體體現(xiàn)。多樣性的生態(tài)系統(tǒng)由各種生物群落與其周圍的環(huán)境組成，這是所有物種賴以生存與發(fā)展的基礎(chǔ)，決定了物種、種群、群落的發(fā)展與消亡。當?shù)厍蛏系沫h(huán)境變化時，會導(dǎo)致依賴于生存環(huán)境的物種不斷演化，從量變到質(zhì)變形成新的物種。另一面也會使已形成的物種，如恐龍在地球上消亡。3.營養(yǎng)結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是由生物的食物鏈構(gòu)成，實質(zhì)上是各營養(yǎng)級生物的能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換過程。其表現(xiàn)為生產(chǎn)者可向消費者和分解者分別提供營養(yǎng)，消費者也可向分解者提供營養(yǎng)，分解者又可把營養(yǎng)物質(zhì)輸送給環(huán)境，由環(huán)境再供給生產(chǎn)者。不同的生物屬于不同的營養(yǎng)級，如前所述，綠色植物和其他自養(yǎng)生物構(gòu)成第一營養(yǎng)級，草食動物為第二營養(yǎng)級，一級肉食動物為第三營養(yǎng)級，二級肉食動物為第四營養(yǎng)級，依此類推。如果將生態(tài)系統(tǒng)中每個營養(yǎng)級生物的個體數(shù)量、生物量或者能量，按營養(yǎng)級的順序由低到高排列起來繪成結(jié)構(gòu)圖，就會成為一個金字塔形，即生態(tài)金字塔。其中，能量金字塔、一般的生物量金字塔和數(shù)量金字塔，通常從第一營養(yǎng)級到最后營養(yǎng)級逐漸減少，即營養(yǎng)級越高的生物，其生物種類、數(shù)量和該營養(yǎng)級所有生物的能量之和越少。（四）生態(tài)系統(tǒng)的類型地球生物圈由大小不一、各種形式多樣的生態(tài)系統(tǒng)所組成。人們可從不同研究角度，根據(jù)各個生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和結(jié)構(gòu)特征對生態(tài)系統(tǒng)進行分類，如從各種環(huán)境因素、生物因子和非生物因子的特點來劃分不同的生態(tài)系統(tǒng)類型。依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)受人類活動影響程度的大小，可劃分為自然生態(tài)系統(tǒng)、半自然生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng)；而根據(jù)環(huán)境因素水體把生態(tài)系統(tǒng)劃分為陸生態(tài)系統(tǒng)、水生生態(tài)系統(tǒng)和濕地生態(tài)系統(tǒng)。陸生生態(tài)系統(tǒng)分為森林、草原、稀樹干草原、荒漠等各類生態(tài)系統(tǒng)。其中，以喬木和灌木樹種等綠色植物群體為主組成的森林生態(tài)系統(tǒng)，綠色植物的生產(chǎn)量約占陸地總生產(chǎn)量的72%，對物質(zhì)循環(huán)和能量流動的影響最大，其次是草原生態(tài)系統(tǒng)。水生生態(tài)系統(tǒng)又可以劃分為海洋和淡水兩大生態(tài)系統(tǒng)，并可根據(jù)水體的性質(zhì)和分別進一步劃分為各類子系統(tǒng)。水生生態(tài)系統(tǒng)中最大的是海洋生態(tài)系統(tǒng)，地球上生物生產(chǎn)力的25%來自海洋，其次是海灘生態(tài)系統(tǒng)、湖泊生態(tài)系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)是指那些存在于自然界，沒有直接受到人類活動干擾的生態(tài)系統(tǒng)，如原始森林、遠洋深海、未經(jīng)放牧的草原、凍原地帶等人類尚未到達的地方，能通過自我結(jié)構(gòu)的調(diào)整來保持系統(tǒng)的相對穩(wěn)定。人工生態(tài)系統(tǒng)是指人類與其生存環(huán)境相互作用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，完全有人類活動所創(chuàng)造和控制的生態(tài)系統(tǒng)，如農(nóng)村、城市、工業(yè)區(qū)等。半自然生態(tài)系統(tǒng)指受到人類活動的影響，但其環(huán)境仍保持一定自然狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)，如天然放牧的草場、人工森林、耕作的農(nóng)田、養(yǎng)殖湖泊等。

三、生態(tài)系統(tǒng)的基本功能能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是維系生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的三項主要功能。食物鏈(網(wǎng))和營養(yǎng)級是實現(xiàn)這些功能的保證。（一）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動生態(tài)系統(tǒng)中除少數(shù)能自養(yǎng)的細菌以外，幾乎所有的生物體所獲取的能量，都是太陽能單向傳遞的結(jié)果。太陽能以陽光的形式進入生態(tài)系統(tǒng)，并通過綠色植物體內(nèi)的光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)—光敏色素，尤其是葉綠素的光合作用被固定，把光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能貯存在有機物中，其中一部分供給異養(yǎng)生物進行生命活動。這樣，太陽能通過光合生物進入生態(tài)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化為化學(xué)鍵上的高效化合能開始流動，并通過生產(chǎn)者、消費者、分解者之間的食物鏈開始傳遞，最終被分解為無機物，重新進入為植物利用的再循環(huán)運動。這種生物與環(huán)境、生物與生物之間的能量傳遞和轉(zhuǎn)換的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。能量傳遞與轉(zhuǎn)換遵循熱力學(xué)定律，即說明能量守恒的熱力學(xué)第一定律和能量貶值的熱力學(xué)第二定律。熱力學(xué)第一定律指出，能量不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，在流動過程中可以從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，數(shù)量保持不變。熱力學(xué)第二定律指出，在能量的傳遞和轉(zhuǎn)化過程中，只有一部分可以繼續(xù)傳遞和做功（有效能），另一部分必然會以熱的形式消散，成為無效能，即任何一次能量轉(zhuǎn)換都會使得系統(tǒng)的有效能減少，無效能增加，能量發(fā)生貶值。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動也服從熱力學(xué)定律。這種能量流動的特點是能量流動的單向性和通過各營養(yǎng)級的能量逐漸減少，即以食物形式存在的能量總是從低的營養(yǎng)級流向高的營養(yǎng)級，傳遞過程中的有效能不斷損失。這是因為：①各營養(yǎng)級生物總有一部分會未被食用而自然死亡，最終被分解者所利用，不可能全部被下一營養(yǎng)級的生物完全利用；②各營養(yǎng)級的生物要維系自身的生命活動，必須消耗一部分能量，這一部分最后以熱能的形式消散到環(huán)境中；③各營養(yǎng)級不能完全吸收利用上一營養(yǎng)級的能量，通過排泄損失能量。由此可見，生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中的能量轉(zhuǎn)換效率很低。綠色植物通過光和作用從太陽得到的能量很少部分被吸收。全部照射到葉子表面的陽光只有約4%被有效利用，除了供植物本身生命活動需要外，光合生物能為上一營養(yǎng)級提供的太陽能還不到1.29%。其它營養(yǎng)級的動物也是如此，從植物過其它動物攝取的能量，能被上一級有效利用的約為10%。營養(yǎng)級越高，生物量越少，其儲存的能量越低，形成前述的生物金字塔。因此，食物鏈不可能太長，生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)級最多只有四、五級，很少超過六級。若某一營養(yǎng)級不足以向上一營養(yǎng)級提供足夠的能量，食物鏈中斷。（二）生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)自然界中的物質(zhì)由各種化學(xué)元素組成。這些物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)的各個組成部分之間不斷進行著循環(huán)。其中，碳、氫、氧、氮、磷、硫是自然界中的主要元素，也是構(gòu)成生命有機體的主要物質(zhì)。它們在自然界的良性循環(huán)，保證了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1.碳循環(huán)碳是構(gòu)成生物體和貯藏光能的主要元素，在自然界中以碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等有機體和CO2、碳酸鹽等無機體的形式存在，并在大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈和化石燃料(石油、煤等)等環(huán)境因素中進行碳循環(huán)，如圖1－1所示。光合生物通過光合作用吸收大氣中的CO2和H20形成碳水化合物，同時釋放氧氣。碳水化合物通過食物鏈逐級往高的營養(yǎng)級流動，并轉(zhuǎn)換為不同的形式。同時，動物通過呼吸作用吸入O2而放出CO2，生物殘體被微生物分解，礦化時也釋放出CO2，這些經(jīng)過生命系統(tǒng)的CO2又重新返回空氣中。此外，化石燃料的燃燒，自然界的火山噴發(fā)、地震也會將固定的碳元素以CO2的形式釋放到大氣中。另外，CO2通過擴散作用在大氣和水體之間循環(huán)，進入水體中的CO2會被吸收形成新的碳酸鹽巖石，也可以通過死亡動植物的遺骸進入地殼形成化石燃料。碳循環(huán)對環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在大氣中的CO2含量。大氣中CO2的體積分數(shù)雖然只有0.035%，但其穩(wěn)定性，尤其是化石燃料燃燒排放大量的CO2對全球氣候變化產(chǎn)生了不可忽視的影響。2.氮循環(huán)氮是構(gòu)成生命物質(zhì)蛋白質(zhì)和各種氨基酸的主要元素，也是大氣的主要組成成分。雖然大氣中自由氮含量占79%，卻不能直接被生物利用，只有將氮制造成硝酸鹽進入土壤，才能被植物吸收，最終通過食物鏈進入各類生命體。氮循環(huán)主要是在大氣、水體、生物和土壤之間進行，如圖1－2所示。大氣中的氮進入土壤和植物有以下幾種方法：①人工固氮。人類通過工業(yè)手段，將大氣中的氮合成氨或銨鹽，即合成氮肥，供植物利用；②非生物固氮。如雷雨天氣的閃電現(xiàn)象而產(chǎn)生的電離作用，能將大氣中的氮氧化成硝酸鹽，隨降雨過程進入土壤，以及火山噴發(fā)出的巖漿所固定的氮，植物吸收這些進入土壤的氮；③植物固氮。寄生的豆科植物和其他少數(shù)高等植物根部的根瘤固氮菌具有固定大氣中的氮的能力。土壤中被固定的氨或銨鹽，經(jīng)硝化細菌將其轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽或硝酸鹽被植物吸收利用，并與碳結(jié)合形成各種氨基酸，最后合成蛋白質(zhì)。動物直接或間接從植物中攝取植物性蛋白，作為自身的營養(yǎng)來源。生物圈中動植物的殘體，以及動物新陳代謝過程中的含氮排泄物被微生物分解后有又形成氨或銨鹽，回歸于土壤。土壤中的氨形成硝酸鹽后，一部分為植物利用，另一部分則由反硝化細菌把硝酸鹽分解為氮分子，重新進人大氣。氮循環(huán)在環(huán)境問題中有著十分重要的地位，如缺少蛋白質(zhì)會造成營養(yǎng)不良，化石燃料燃燒排放的氮氧化物會污染大氣，過度使用含氮化肥會污染水體。3.硫循環(huán)硫是氨基酸和蛋白的重要組成成分，它以硫鍵的形式把蛋白質(zhì)分子連接起來。硫循環(huán)由自然作用和人類活動所推動，主要在大氣、海洋和陸地之間進行。自然作用的循環(huán)過程是：陸地上，地殼中的硫通過火山噴發(fā)和巖石內(nèi)的硫在風(fēng)化作用下，以H2S、SO2或硫酸鹽的形式進入大氣；海底火山爆發(fā)時產(chǎn)生的硫分別逸入大氣和溶入海洋；大氣、水分和土壤中的硫被植物所吸收，并進入動物體內(nèi)，當生物殘骸被微生物分解時生成H2S回到大氣；海洋中的生物遺骸腐敗后，其儲存的硫重新釋放到海水中，當海浪飛濺時，硫又進入大氣。大氣中的硫或硫酸根離子，通過降水、沉降、和地表面吸收等過程回到陸地和海洋，并被植物吸收；地表徑流的沖刷使土壤中的硫進入河流、海洋，最終沉積于海底。人類作用的循環(huán)過程是：地殼中含硫的化石燃料和金屬礦物在人類使用的過程中，通過燃燒和冶煉將硫還原成H2S和氧化成SO2，排入大氣，或者隨著酸性廢水排放到土壤和水體。硫的自然循環(huán)過程在沒有外界的強烈干預(yù)時，在生態(tài)系統(tǒng)中基本處于一種穩(wěn)定和平衡的狀態(tài)。當人類無制約使用化石燃料時，會向大氣排放出大量的SO2，從而破壞了硫的正常循環(huán)，形成嚴重的環(huán)境污染。（三）生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞信息是指系統(tǒng)傳輸和處理的對象，通常是指在傳播形式中的情報、信號、消息、指令、數(shù)據(jù)、圖像等知識內(nèi)容。生態(tài)系統(tǒng)中的信息是指各種環(huán)境因素。在溝通生物和環(huán)境之間，生物種群內(nèi)部、及各生物群落之間的關(guān)系方面，生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞和聯(lián)系方式使生態(tài)系統(tǒng)結(jié)合成為一個有機的統(tǒng)一整體。生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞往往是雙向可逆的，這是指既存在輸入到輸出的信息傳遞，也有從輸出向輸入的信息反饋。生態(tài)系統(tǒng)中的信息形式主要有營養(yǎng)信息、行為信息、化學(xué)信息和物理信息。1.營養(yǎng)信息生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈和食物網(wǎng)構(gòu)成一個生物的營養(yǎng)信息系統(tǒng)。各種生物通過營養(yǎng)的方式把信息從一個個體、一個種群或一個群落傳遞給另一個個體、另一個種群或另一個群落。例如，食草動物與草原植被這兩個生物群落之間，當食草動物少時，草原植被就繁茂昌盛，這一信息傳遞到其它食草動物之中，則草原上的食草動物將增加；反之，當食草動物過多時，草原植被減少，不足以供養(yǎng)全部的食草動物，這一信息使得部分食草動物遷移。因此，從草的多少可以得食草動物食物是否豐富的信息，以及食草動物數(shù)量的信息。又如，鼠類、鵪鶉和貓頭鷹組成的食物鏈：當鵪鶉數(shù)量較少時，貓頭鷹大量捕食鼠類，鵪鶉很少受害；當鵪鶉數(shù)量較多時，貓頭鷹轉(zhuǎn)而大量捕捉鵪鶉。這樣，通過貓頭鷹對鵪鶉捕食的輕重，向鵪鶉傳遞了鼠類數(shù)量多少的信息。2.物理信息生態(tài)系統(tǒng)中通過物理過程傳遞的信息稱為物理信息，如聲音、光線、氣溫、磁場等。各種動物發(fā)出的聲音傳達了警告、恫嚇、安全、驚慌、以及要求配偶等各種信息。含羞草在強烈聲音的刺激下，會表現(xiàn)出葉子合并，葉柄下垂的運動?？罩械娘w禽通過視覺發(fā)現(xiàn)地面的獵物是一個光信息的傳遞過程，獵物是發(fā)出信息的信息源。氣候由熱至冷的逐漸變化給動植物傳遞了食物減少和氣溫高低的信息，使得某些動物儲存脂肪、變換膚毛、有的進入冬眠，候鳥遷徙，植物落葉減少散熱。蜜蜂無數(shù)次將花蜜運回蜂巢，候鳥成群結(jié)隊南北長途往返飛行都能準確到達目的地，這些動物主要依靠自己身上的電磁場與地球磁場相互作用確定方位。3.化學(xué)信息生態(tài)系統(tǒng)中通過化學(xué)物質(zhì)傳遞的信息稱為化學(xué)信息，如某些生物在特定的條件下，或某個生長發(fā)育階段的代謝產(chǎn)物性激素、生長素等。生物分泌出的這些特殊化學(xué)物質(zhì)在生物的個體或種群之間起著某種信息的傳遞作用，協(xié)調(diào)個體之間的活動，并且維持生物的集群活動的整體性。例如，許多哺乳動物(虎、狗、貓等)動物通過排泄物標記自己的行蹤和活動領(lǐng)域，其中的雄性動物憑借種內(nèi)的雌性個體釋放的體外性激素尋求配偶。螞蟻通過自己的分泌物留下化學(xué)跟蹤痕跡，以保持群體活動。4.行為信息生態(tài)系統(tǒng)中通過生物的異常行為傳遞的信息稱為行為信息，如許多動物的異常表現(xiàn)和行動向同伙甚至其他物種發(fā)出識別、危險、警告、挑戰(zhàn)和求偶等信息。例如，蜜蜂發(fā)現(xiàn)蜜源時，用舞蹈動作“告訴”同一巢穴其他的蜜蜂去采蜜，并用不同的行為姿勢表示出蜜源的遠近，其他工蜂則以觸覺來感覺舞蹈的步伐，得到正確方向的信息。當某些自然災(zāi)害，如森林火災(zāi)發(fā)生時，離火源較近的動物紛紛逃離，這種異常行為信息可以傳遞給沿途其它物種的動物，使得更多的動物加入逃跑的行列。

四、生態(tài)系統(tǒng)的平衡（一）生態(tài)平衡的概念生態(tài)平衡是指某生態(tài)系統(tǒng)的生物環(huán)境和非生物環(huán)境之間以及它們內(nèi)部之間通過物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞，達到互相適應(yīng)、相互制約、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的效果，維持一種恒定狀態(tài)。也就是說，生態(tài)平衡包括了生態(tài)系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)上的平衡和功能上的平衡兩個方面：結(jié)構(gòu)平衡主要指生物種類的多樣性。功能平衡指生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)流動相對恒定，循環(huán)保持正常；能量輸入和輸出接近相等，流動基本守恒；信息網(wǎng)絡(luò)完整，傳遞通暢。綜合起來，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于各子平衡系統(tǒng)之間的相互關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)的平衡是一種動態(tài)平衡。生物環(huán)境中的物種產(chǎn)生、變化、以及種群的組合與改變永遠處于變動狀態(tài)，生物的進化就是為了增強對環(huán)境的適應(yīng)能力，是生物系統(tǒng)長期與地質(zhì)、大氣、溫度等外在理化因素的變化相互作用的結(jié)果。就非生物環(huán)境而言，由于地球在運動之中，太陽能給予地球的能量會隨之改變，因而總有氣候、溫度、降雨量等的變化，使得非生物環(huán)境諸因素也隨之改變，并作用于生物，最后使生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生了演替。演替的趨勢是生態(tài)系統(tǒng)朝著種類多樣化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和功能完善化的方向發(fā)展，直到建立起更加穩(wěn)定的優(yōu)良生態(tài)系統(tǒng)。由此可見，生態(tài)系統(tǒng)的各組成成分、結(jié)構(gòu)、功能是隨著時間而改變，不斷地按照一定的變化規(guī)律運動著，生態(tài)平衡是一種相對的和非穩(wěn)態(tài)的平衡，即動態(tài)平衡。生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡表明，當生態(tài)系統(tǒng)受到一定程度的外界干擾而引起不平衡時，具有恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力，使其進入新的平衡狀態(tài)，即自身調(diào)節(jié)的能力。生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的大小，與生態(tài)系統(tǒng)生物的多樣性有關(guān)。例如，熱帶雨林和海洋分別是巖石圈和水圈內(nèi)生物物種最豐富的區(qū)域，具有非常穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)；而如我國青藏高原和干旱缺水地區(qū)，以及寒冷的南、北極地域，由于生物種類稀少，食物鏈單調(diào)，生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱，輕微的干擾就會引起嚴重的失調(diào)。雖然生態(tài)系統(tǒng)對外界的干擾有很強的調(diào)節(jié)能力，但干擾超出其承受能力，即一定的限度，達到破壞生態(tài)規(guī)律的程度，調(diào)節(jié)就不再起作用，生態(tài)平衡就會遭到嚴重破壞。（二）影響生態(tài)平衡的因素生態(tài)系統(tǒng)本身具有的自身調(diào)節(jié)的能力是保持生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)平衡的主要功能。如果這種自身調(diào)節(jié)能力中的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)缺損，就會破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡。因此，生態(tài)系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)能力的強弱是生態(tài)系統(tǒng)平衡的關(guān)鍵。影響生態(tài)系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)能力的因素有：1.生物多樣性的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，生物種類越豐富，食物鏈的環(huán)節(jié)越多，自身調(diào)節(jié)能力越強；反之，自身調(diào)節(jié)能力越弱。處于平衡狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)，生產(chǎn)者、消費者、分解者構(gòu)成一個完整的食物網(wǎng)，缺一不可，否則營養(yǎng)結(jié)構(gòu)會缺損，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的衰退和破壞，甚至系統(tǒng)可能會崩潰。因此，若要維持穩(wěn)定的食物鏈，必須保持一定生物種類和數(shù)量的相對穩(wěn)定。例如，一個草原生態(tài)系統(tǒng)，若只有植被、山羊和狼構(gòu)成簡單食物鏈，當狼群數(shù)量過多時，會使山羊數(shù)量急劇減少，狼群數(shù)量就會因食物的減少而隨之減少，整個系統(tǒng)遭到破壞；若山羊消失，這個系統(tǒng)就可能崩潰。如果狼的食物除了山羊外，還有野兔、鹿和其它食草動物等種類，那么狼的食物就有了更多的選擇，狼群數(shù)量不會因山羊數(shù)量減少而減少，同時，山羊數(shù)量又得以恢復(fù)，生態(tài)系統(tǒng)保持了生物物種的相對平衡。這些表明，生物多樣性結(jié)構(gòu)提高了生態(tài)系統(tǒng)的自身調(diào)節(jié)能力。2.生態(tài)功能的完整性生態(tài)系統(tǒng)的功能在生物生理機能的控制下能得到合理地運轉(zhuǎn)稱為生態(tài)功能的完整性。生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是物質(zhì)、能量和信息的流動，合理運轉(zhuǎn)是指生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量的輸入和輸出在各種生物的相互作用下達到相對平衡,信息網(wǎng)絡(luò)工作通暢。生態(tài)系統(tǒng)中的能量和物質(zhì)的流動如果入不敷出，系統(tǒng)就會衰退；若輸入多，輸出少，則生態(tài)系統(tǒng)有積累，也處于非平衡狀態(tài)。能量、物質(zhì)和信息的流動越合理，生態(tài)系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)能力就越強。如果能量流動在某個營養(yǎng)層上受阻或者物質(zhì)循環(huán)和信息溝通正常途徑的中斷，則生態(tài)系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)能力下降甚至喪失。例如，向河流中排入大量的酚，若該系統(tǒng)生存著許多對酚有很強降解能力的微生物和水蔥等高等植物，酚就會很快得到降解，那么物質(zhì)平衡不會遭到破壞；反之，這個系統(tǒng)的物質(zhì)平衡就可能失調(diào)，生態(tài)平衡受到破壞。（三）生態(tài)平衡失調(diào)的原因在生態(tài)系統(tǒng)中，當自然的或人為的外界干擾所施加的壓力超過了其自身調(diào)節(jié)能力和補償能力，達到破壞生態(tài)規(guī)律的程度，將導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)平衡失調(diào)。1.自然因素自然因素主要是指自然界發(fā)生的異常變化，通常稱為自然災(zāi)害。如洪澇水災(zāi)、熱帶風(fēng)暴、火山爆發(fā)、少雨旱災(zāi)、地震山崩、瘟疫流行、海嘯以及地殼變遷等，都可能引起生態(tài)平衡的破壞。這些自然因素對生態(tài)系統(tǒng)的破壞是嚴重的，甚至可能是災(zāi)難性的，往往具有突發(fā)性的特點。相對來講，由于這類因素的出現(xiàn)通常是局部的和偶然的，頻率并不高，生態(tài)平衡的破壞在一定的時期內(nèi)可以得以恢復(fù)。例如，秘魯海面每隔6～7年就發(fā)生一次海洋變異現(xiàn)象，結(jié)果使一種來自寒流系的魚大量死亡，引起食魚為生的海鳥失去食物而大量死亡；當海洋逐漸原來環(huán)境時，生態(tài)平衡又得以恢復(fù)。2.人為因素人為因素是指人類的生命活動引起的生態(tài)平衡失調(diào)，尤其是對自然資源不合理的開發(fā)利用以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所帶來的環(huán)境污染等，是造成生態(tài)平衡破壞的主要原因。人為因素對生態(tài)平衡的影響往往是漸進的、長效性的，破壞性程度與作用時間、作用強度緊密相關(guān)。人類活動將導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)失去結(jié)構(gòu)和功能上的平衡，引起系統(tǒng)的變異，其主要影響有：（1）環(huán)境因素的變化。人類活動使大量污染物質(zhì)進入環(huán)境，使得環(huán)境因素發(fā)生改變，從而影響整個生態(tài)系統(tǒng)，甚至破壞生態(tài)平衡。如燃燒化石燃料等造成的大氣污染，以及生活、生產(chǎn)廢水的大量排放造成水體污染，危害植物生長，影響人類和其它動物的健康；草原放牧和開墾及森林砍伐過度，縮小了植被面積，嚴重削弱了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力等。（2）物種的改變。人為引起某一生物種類的增加或減少，都可能造成生態(tài)系統(tǒng)的失調(diào)。例如，我國20世紀50年代曾大量捕殺過麻雀，致使有些地區(qū)出現(xiàn)了嚴重的蟲災(zāi)；（3）信息系統(tǒng)的破壞。如果人類活動向環(huán)境中施放某種物質(zhì)，破壞了保持生物種群聯(lián)系的某種化學(xué)信息，就有可能使生態(tài)平衡遭受破壞。如有些雌性昆蟲在繁殖時將排放一種體外性激素，具有引誘雄性昆蟲的作用。若人們排放到環(huán)境中的某些物質(zhì)與這種昆蟲排放的性激素發(fā)生反應(yīng)，使得性激素消失，中斷雌雄昆蟲間的信息溝通渠道，則會影響生態(tài)平衡。

第三節(jié)

環(huán)境科學(xué)一、環(huán)境問題的由來和發(fā)展1.環(huán)境問題廣義的環(huán)境問題是指由于自然原因和人類活動作用所引發(fā)的人們周圍環(huán)境質(zhì)量的變化，以及這種變化所產(chǎn)生的對人類的生產(chǎn)、生活和健康等一系列有害的影響問題。通常所指的環(huán)境問題是狹義的環(huán)境問題，即由人為因素引起的環(huán)境問題。因此，環(huán)境問題可以分為兩種類型：第一環(huán)境問題，即由自然因素引起的環(huán)境問題，或稱為原生環(huán)境問題，如火山爆發(fā)、地震海嘯、洪澇干旱、流行病等自然界發(fā)生的災(zāi)害或異常變化；第二環(huán)境問題，即由人類活動引起的環(huán)境問題，或稱為次生環(huán)境問題，這是環(huán)境科學(xué)與環(huán)境保護需要研究的主要環(huán)境問題,也是人類生存面臨的最為嚴重的問題之一。第二環(huán)境問題還可以進一步劃分為生態(tài)環(huán)境失調(diào)與環(huán)境污染兩大類型。生態(tài)失調(diào)主要是由于人類盲目開發(fā)利用自然資源，超出環(huán)境承載力，引起生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化、生態(tài)平衡破壞或自然資源枯竭的現(xiàn)象，例如，畜牧業(yè)的高速發(fā)展、過度砍伐森林和開荒造田導(dǎo)致的草原退化、水土流失、以及沙漠化等。環(huán)境污染則是隨著人口的過度膨脹，城市化的規(guī)模發(fā)展和經(jīng)濟的高速增長形成的環(huán)境污染和破壞，造成環(huán)境質(zhì)量發(fā)生惡化，原有的生態(tài)系統(tǒng)被擾亂的現(xiàn)象，例如，工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢氣、廢水和廢渣對生物環(huán)境和非生物環(huán)境的污染。2.環(huán)境問題的出現(xiàn)環(huán)境問題自人類誕生以來就存在。遠古以來的很長的歲月里，人類僅僅是為了生存向自然界索取有限的天然資源，主要是利用和依賴環(huán)境而不是有意識的改造環(huán)境。因此，人類活動對環(huán)境和自身的影響不大，但也會由于人口的自然增長和盲目濫用資源造成諸如居室污染、疾病流行、局部區(qū)域生活資源缺乏、食物減少等“環(huán)境問題”。進入農(nóng)業(yè)社會后，人類利用和改造環(huán)境的影響越來越明顯，與此同時也發(fā)生了相應(yīng)的環(huán)境問題，如大量砍伐森林、破壞草原、刀耕火種、盲目開荒，往往引起嚴重的水土流失，頻繁的水旱災(zāi)害和沙漠化。由于當時工業(yè)生產(chǎn)并不發(fā)達，因此引起的環(huán)境污染問題并不突出。真正的環(huán)境問題出現(xiàn)在18世紀中葉開始的工業(yè)革命以后。由于生產(chǎn)力的大幅度提高和新生產(chǎn)關(guān)系建立，擴大并強化了人類利用、改造環(huán)境的能力，從而破壞了原有的生態(tài)平衡，產(chǎn)生了新的環(huán)境問題。一些工業(yè)化的先驅(qū)城市和工礦企業(yè)區(qū)，排出大量污染環(huán)境的廢棄物，出現(xiàn)了一系列污染環(huán)境的事件。如：英國倫敦在1873～1892年間，由于大量排放煤煙型有害廢氣，多次發(fā)生可怕的有毒煙霧事件；19世紀后期，日本足尾銅礦區(qū)排出的廢水污染了大片農(nóng)田。但此時的環(huán)境污染尚屬局部、暫時的，其造成的危害也有限。因此，環(huán)境問題未能引起人們的足夠重視。3.環(huán)境問題的發(fā)展環(huán)境問題引起人們重視的規(guī)模性爆發(fā)和逐步的惡化發(fā)展始于20世紀40年代，并在80年代前出現(xiàn)了環(huán)境問題的第一次高潮，形成第一代環(huán)境問題。在這個時期，發(fā)生了震驚世界的“八大公害事件”，其中四件發(fā)生在“二戰(zhàn)”后經(jīng)濟以驚人速度重新崛起的日本，其它發(fā)生在工業(yè)化起步最早的國家和地區(qū)，如英國、歐洲、美國。日本人民在得到物質(zhì)享受同時也嘗到了環(huán)境污染的苦果，并為此付出了沉痛的代價，創(chuàng)造了公害這個名詞，公害是指環(huán)境污染對公眾所造成的傷害?！鞍舜蠊κ录笔牵孩亳R斯河谷事件發(fā)生于1930年12月初比利時馬斯河谷工業(yè)區(qū)，二氧化硫、粉塵蓄積于近地層空氣無法擴散。一周內(nèi)約60余人死亡，數(shù)千人患呼吸系統(tǒng)疾?。虎诼迳即壒饣瘜W(xué)煙霧發(fā)生于40年代美國洛杉磯市，晴朗天氣出現(xiàn)由汽車尾氣中的NO、NO2、SO2和碳氫化合物(HC)等經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)所造成的煙霧，刺激人的眼睛和呼吸系統(tǒng)。光化學(xué)煙霧首次于1946年在洛杉磯發(fā)現(xiàn)，在1955年的嚴重事件中，65歲以上的老人死亡約400余人；③多諾拉煙霧事件發(fā)生于1948年10月底美國賓夕法尼亞州多諾拉鎮(zhèn)，受亞熱帶反氣旋控制，出現(xiàn)逆溫天氣。煉鋅、鋼鐵、硫酸等工廠排放的含有SO2的廢氣在近地層大氣中無法稀釋。4天內(nèi)死亡人數(shù)約17人，約6000人的呼吸系統(tǒng)受損害；④倫敦煙霧事件發(fā)生于1952～1962年間英國倫敦，SO2、煙塵在濃霧不散、塵埃中含有Fe2O3的條件下，形成刺激性硫酸煙霧。最嚴重的是1952年12月，三天內(nèi)與此有關(guān)的死亡人數(shù)達4000多人；⑤四日市氣喘病發(fā)生于1955年日本四日市，煉油廠排放的酸性廢氣中SO2濃度高，導(dǎo)致約800余人患哮喘病，死亡30多人；⑥富山縣骨痛病發(fā)生于1955～1972年日本富山縣，鉛鋅冶煉廠排出的含鎘廢水污染了稻米等農(nóng)作物，從而使人中毒，引起骨痛病，患者130余人，死18人，多人因不堪疼痛而自殺；⑦水俁病事件發(fā)生于1935～1965年日本水俁灣，化工廠排放含汞廢水，至使人與動物患上汞中毒癥，中樞神經(jīng)受損傷，出現(xiàn)聽覺、語言、運動失調(diào)，死亡200多人；⑧米糠油事件發(fā)生在1968年日本北九洲和四國等地，人們食用混入了多氯聯(lián)苯的米糠油后發(fā)生的中毒事件，死亡16人，中毒患者10000余人。第一代環(huán)境問題主要是由于下列因素造成的：（1）人口迅猛增加，城市化的速度加快。世界人口從20世紀初的16億增至1950年25億，經(jīng)過50年人口約增加了9億；而50年～80年代人口增加了20億，至1980年世界人口達到45億。而在許多發(fā)達國家中，有半數(shù)人口住在城市，導(dǎo)致污染物的集中排放。（2）工業(yè)化規(guī)模不斷集中和擴大，能源的消耗激增。1900年世界能源消費量還不到10億噸煤當量，1950年增至25億噸煤當量，50年增加了15億噸；而到1980年猛增至接近100億噸煤當量，30年間能源的消費增加了近億75噸，是20世紀前50年的5倍。這些數(shù)據(jù)表明，工業(yè)的迅速發(fā)展逐漸形成的大工業(yè)區(qū)域排放的污染物不僅集中，而且數(shù)量非常多，在一定條件下，極易形成突發(fā)性的環(huán)境污染事件。（3）人們的環(huán)境意識薄弱。由于“二戰(zhàn)”結(jié)束后，各工業(yè)國家急于恢復(fù)建設(shè)和發(fā)展經(jīng)濟，根本沒有意識到高速的經(jīng)濟發(fā)展可能會引發(fā)的環(huán)境問題。當時，第一代環(huán)境問題在工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)達到嚴重程度，直接威脅到人類的生存環(huán)境，影響了經(jīng)濟的進一步發(fā)展。由此，工業(yè)發(fā)達國家把環(huán)境問題擺上了國家議事日程，包括制定法律、建立機構(gòu)、加強管理、采用新技術(shù)，70年代中期環(huán)境污染得到了有效控制。20世紀80年代后出現(xiàn)了新的環(huán)境問題，可視為第二代環(huán)境問題，形成了環(huán)境問題的第二輪高潮。近20年來的環(huán)境問題的規(guī)模和性質(zhì)，對人及其他生物的影響，以及預(yù)測或解決這些問題的難度都大大超過第一代環(huán)境問題。這些問題有些早已存在，但是80年代以后才逐漸引起人類的重視。人們共同關(guān)心的重要的環(huán)境問題分為三類：①全球性的環(huán)境問題，如臭氧空洞、溫室效應(yīng)、酸雨問題越過國界、危險物品全球轉(zhuǎn)移等；②大面積生態(tài)環(huán)境破壞問題，如森林和植被減少、草場退化、水土流失、沙塵暴、荒漠化和生物多樣性銳減等；③嚴重的突發(fā)性污染事件迭起。如1984年12月印度博帕爾農(nóng)藥泄漏事件，美國聯(lián)合碳化公司所屬農(nóng)藥廠430t異氰酸甲脂泄漏，造成6400人死亡，13.5萬人受到傷害，2萬多人被迫轉(zhuǎn)移；1986年4月前蘇聯(lián)切爾諾貝利核污染事故，第四號反應(yīng)堆爆炸，放射性物質(zhì)沉降到前蘇聯(lián)西部廣大地區(qū)和歐洲國家，并有全球性沉降，死亡31人，13.5萬人被迫遷移；以及1989年3月在美國阿拉斯加海灣由于油船擱淺造成大量原油外溢和1991年6月海灣戰(zhàn)爭油燃燒污染，導(dǎo)致上千公里海面和大面積植被及土壤遭受嚴重污染。第二代環(huán)境問題的出現(xiàn)實質(zhì)上是在第一代環(huán)境問題長期累積下沒有得到有效控制，并繼續(xù)加速經(jīng)濟發(fā)展引起的。但是這兩代環(huán)境問題具有明顯的階段性，有如下不同的主要特點：（1）從區(qū)域性環(huán)境問題轉(zhuǎn)化為全球性環(huán)境問題。第一代環(huán)境問題主要出現(xiàn)在工業(yè)發(fā)達國家，是由局部性環(huán)境污染造成的區(qū)域性影響，如城市、河流、農(nóng)田等；第二代環(huán)境問題則表現(xiàn)出大面積的環(huán)境污染和生態(tài)破壞引起的全球性影響，如一個國家和一個地區(qū)燃燒化石燃料排放的CO2能夠改變另一個國家的氣候或使全球海平面上升；一個國家生產(chǎn)和排放的危險物品能夠威脅到全人類的生存；一個地區(qū)砍伐森林會導(dǎo)致全球CO2的增加。（2）從發(fā)達國家的環(huán)境問題擴展到發(fā)展中國家的環(huán)境問題。20世紀后期，發(fā)達國家開始采取有力的控制環(huán)境惡化的措施，環(huán)境質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)。但是，由于發(fā)展中國家人口爆炸性增長出現(xiàn)資源短缺；貧窮與落后造成環(huán)境災(zāi)難與生態(tài)難民；為了還清債務(wù)迫使加劇進行得不償失的資源開發(fā)；為早日實現(xiàn)國家的工業(yè)化被迫走加劇環(huán)境污染的道路；以及為了經(jīng)濟利益無奈接受從發(fā)達國家轉(zhuǎn)移出來的放射性和有毒危險物品以及骯臟工業(yè)，使得環(huán)境污染迅速向發(fā)展中國家擴展?，F(xiàn)在全世界空氣污染最嚴重的都市大都集中在發(fā)展中國家，各種生態(tài)破壞現(xiàn)象也是在發(fā)展中國家急速發(fā)展，發(fā)展中國家的環(huán)境問題已成為世界環(huán)境問題的重心。（3）污染源種類多樣化和復(fù)雜化。第一代環(huán)境問題集中在傳統(tǒng)的“三廢”，即廢氣、廢水、廢渣上，主要是化石燃料燃燒引起的大氣污染，重工業(yè)廢水、有機物廢水及生活廢水等引起的水體污染，以及工業(yè)固體廢物和城市垃圾所造成的污染。而第二代環(huán)境問題，污染源分布廣且眾多復(fù)雜，來自于人類活動的各個領(lǐng)域，存在眾多尚不清楚并有待解決的有害物質(zhì)。這些環(huán)境問題的解決要依靠眾多國家，這就極大地增加了解決問題的難度。（4）環(huán)境問題危害范圍擴大、程度嚴重。第一代環(huán)境問題發(fā)生的范圍有限，人們關(guān)注的是環(huán)境污染對人體健康的影響，環(huán)境污染對經(jīng)濟發(fā)展形成的制約問題還未突顯；第二代環(huán)境問題擴展到整個地球環(huán)境，污染事故范圍大、危害嚴重、經(jīng)濟損失巨大。這不但會損害和影響人類的健康及正常的活動，而且已經(jīng)威脅到人類的生存與發(fā)展，阻礙經(jīng)濟的持續(xù)增長。從環(huán)境問題的發(fā)展歷程可以看出，人為的環(huán)境問題是隨人類的誕生而產(chǎn)生，并隨著人類活動的加劇和社會的發(fā)展而發(fā)展。因此，必須分別對待不同國家出現(xiàn)的環(huán)境問題，處理好人類社會發(fā)展與環(huán)境的關(guān)系，才能從根本上解決環(huán)境問題。

二、環(huán)境科學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展1.境科學(xué)的研究對象任何一門科學(xué)的興起和創(chuàng)立都有特定的研究對象和系統(tǒng)，而環(huán)境科學(xué)就是一門以人類與環(huán)境這對矛盾為特定研究系統(tǒng)的多學(xué)科交叉的，介于社會科學(xué)、自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)之間的綜合性新興學(xué)科。實質(zhì)上，環(huán)境科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為了研究和解決日益嚴重的環(huán)境問題向縱深發(fā)展的產(chǎn)物，也是人類認識自然和改造自然能力進一步深化的體現(xiàn)。環(huán)境科學(xué)的目的是考察以人類為主體的生態(tài)系統(tǒng)，研究人類與環(huán)境的對立統(tǒng)一關(guān)系的發(fā)生與發(fā)展，掌握它們之間的客觀規(guī)律，調(diào)節(jié)與控制這個系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量的交換過程，合理利用與改造環(huán)境，使之處于最佳運行狀態(tài)，從而形成生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。2.環(huán)境科學(xué)的誕生環(huán)境科學(xué)是由于社會經(jīng)濟發(fā)展中的環(huán)境問題的日益突出而逐漸發(fā)展起來的。隨著許多學(xué)者、科學(xué)家在不同的學(xué)科領(lǐng)域從各個角度對環(huán)境問題的研究不斷深入，環(huán)境科學(xué)已經(jīng)形成一門與自然科學(xué)、社會科學(xué)以及技術(shù)科學(xué)相互交融和滲透的綜合性新興學(xué)科。早在公元前5千年，我國已在燒制陶瓷的柴窯中，應(yīng)用熱氣上升原理安裝了使燃燒產(chǎn)生的煙氣能迅速排出的煙囪，這不僅提高了燃燒速度，同時又改善了周圍的空氣環(huán)境。古羅馬公元前6世紀已修建了排放污水的地下排水道。英國人丁·伊林于公元1661年寫了《驅(qū)逐煙氣》一書，指出了空氣污染的危害，提出了一些防治煙塵的措施。18世紀60年代在工業(yè)發(fā)源地英國的產(chǎn)業(yè)集中地區(qū)，如曼徹斯特城，由于煤煙的排放，城市的樹木被熏黑，使生活在樹木上的70余種昆蟲，幾乎全部從灰色型轉(zhuǎn)變成黑色型，出現(xiàn)了科學(xué)家稱之為“工業(yè)黑化”的現(xiàn)象。這些屬于早期的環(huán)境科學(xué)萌芽。19世紀中葉后，各科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者開始對人類活動和自然界的相互關(guān)系進行初步的探索和研究。1847年德國植物學(xué)家C.弗臘斯在《各個時代的氣候和植物界》一書中論述了人類活動對植物和氣候變化的影響；英國生物學(xué)家C.R.達爾文在1859年出版的《物種起源》一書論證了生物進化與環(huán)境變化的關(guān)系；1864年美國學(xué)者G.P.馬什在《人和自然》一書中論述了人類活動對自然地理環(huán)境的影響；1869年德國生物學(xué)家E.H.海克爾創(chuàng)立生態(tài)學(xué)的概念；1935年英國生態(tài)學(xué)家A.G.坦斯利提出了成為環(huán)境科學(xué)重要理論基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)的概念。這一時期的工程技術(shù)方面也有進展，城市的給排水系統(tǒng)不斷擴大完善；1879年英國建立了污水處理廠；1850年人們開始用化學(xué)方法對飲用水消毒以殺死病菌；19世紀后期開始研究消煙除塵技術(shù)，在20世紀初發(fā)明的旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器至今仍然在廣泛使用。

20世紀中期，環(huán)境問題的研究從純自然科學(xué)向社會科學(xué)和技術(shù)科學(xué)系統(tǒng)延伸，人們希望通過各學(xué)科的交叉融合研究尋求解決環(huán)境問題的途徑，這些工作促進了環(huán)境科學(xué)的誕生。

美國研究宇航飛船內(nèi)人工環(huán)境的科學(xué)家們在1954年首次提出環(huán)境科學(xué)的概念。當今通常公認的環(huán)境科學(xué)誕生的標志是，1962年美國海洋生物學(xué)家R·卡遜出版的第一部有重要影響的環(huán)境科學(xué)著作《寂靜的春天》，她在書中用生態(tài)學(xué)的方法詳細描述了濫用農(nóng)藥對自然環(huán)境造成的危害，該書引起了西方社會的強烈反響。3.環(huán)境科學(xué)的發(fā)展及特點

環(huán)境科學(xué)隨著環(huán)境新問題的不斷涌現(xiàn)自誕生之初就向著全方位方向發(fā)展。時至世紀今日，環(huán)境科學(xué)在發(fā)展過程中已建立起龐大的跨學(xué)科的綜合性研究系統(tǒng)，并形成自身的特點。（1）環(huán)境科學(xué)發(fā)展的綜合性。50年代以來，環(huán)境科學(xué)以環(huán)境問題為中心，在各學(xué)科領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)上，通過合作從多學(xué)科研究向跨學(xué)科的綜合性方向發(fā)展，形成不同學(xué)科的共融體。以1972年第一次世界人類環(huán)境會議為背景，英國經(jīng)濟學(xué)家B.沃德和美國微生物學(xué)家R.沃博斯共同主編了《只有一個地球：對一個小小行星的關(guān)懷和維護》，分別從自然界、社會、經(jīng)濟和政治等各方面闡述了主要的環(huán)境問題和對人類的影響，探討了解決環(huán)境問題的途徑和科學(xué)管理地球的方法。環(huán)境科學(xué)幾乎涉及到現(xiàn)代科學(xué)的各個領(lǐng)域，包括科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟管理、社會行為、文化教育、人文法律、以及行業(yè)部門等人類社會的各個方面，因此存在社會科學(xué)、自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)交叉滲透的廣泛基礎(chǔ)，具有很強的跨學(xué)科綜合性的特點。（2）分支學(xué)科形成的獨特性。環(huán)境科學(xué)的建立主要是以從傳統(tǒng)學(xué)科中分化、重組、綜合、創(chuàng)新的方式進行的。傳統(tǒng)科學(xué)領(lǐng)域在研究環(huán)境問題時取得的研究成果，促進了環(huán)境科學(xué)中分支學(xué)科的形成。早期，各傳統(tǒng)學(xué)科運用本學(xué)科的理論和方法研究相應(yīng)的環(huán)境問題，從而形成了環(huán)境化學(xué)、環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境物理、環(huán)境經(jīng)濟學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué)、環(huán)境法學(xué)等多個交叉的分支學(xué)科。例如，分析化學(xué)將儀器分析和微量分析方面的進展直接應(yīng)用于環(huán)境中污染物質(zhì)的監(jiān)測、分析和檢測，形成了環(huán)境化學(xué)；在應(yīng)用現(xiàn)代工程技術(shù)解決“三廢”及噪聲污染的同時形成了環(huán)境工程學(xué)。而后，以人類為主的生態(tài)系統(tǒng)為特定研究對象，進行自然科學(xué)、社會科學(xué)、技術(shù)科學(xué)跨學(xué)科的綜合研究，在此基礎(chǔ)上形成了包括人類生態(tài)學(xué)、生態(tài)哲學(xué)、理論環(huán)境學(xué)等特有的現(xiàn)代環(huán)境科學(xué)體系。

三、環(huán)境科學(xué)系統(tǒng)1.環(huán)境科學(xué)的任務(wù)及研究內(nèi)容環(huán)境科學(xué)的研究對象是人類環(huán)境的質(zhì)量結(jié)構(gòu)與演變。因此，環(huán)境科學(xué)的任務(wù)在于揭示人類活動、社會進步、經(jīng)濟增長與環(huán)境保護相協(xié)調(diào)發(fā)展的基本規(guī)律，研究保護人類免于環(huán)境因素負影響和保護環(huán)境免于人類活動負影響的途徑。在微觀上研究環(huán)境中的物質(zhì)，尤其是人類活動排放的污染物的分子、原子等微小粒子在有機體內(nèi)遷移，轉(zhuǎn)化和蓄積的過程及其運動規(guī)律，探索它們對生命的影響及其作用機理；從宏觀上研究人類同環(huán)境之間的對立統(tǒng)一關(guān)系，掌握人類社會活動與環(huán)境變化的發(fā)展規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，采取相應(yīng)措施逐步解決人類面臨的環(huán)境問題，達到社會經(jīng)濟和環(huán)境保護相協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。主要的研究內(nèi)容有：（1）探索人類活動與生態(tài)平衡的相互協(xié)調(diào)關(guān)系。探索人類與生態(tài)環(huán)境的相互依存、相互作用關(guān)系是影響到人類生存與發(fā)展的關(guān)鍵問題。①考察生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成和相互關(guān)系，以及生態(tài)系統(tǒng)功能的作用和相關(guān)的影響因素，尤其要考慮人類活動中物質(zhì)和能量的遷移和轉(zhuǎn)化過程對生態(tài)變化的影響。首先是排入環(huán)境的廢棄物不能超過環(huán)境自凈能力，其次是合理開發(fā)和利用不可再生資源，以及從環(huán)境中獲取的可再生資源不能超過它的再生能力，以保障環(huán)境資源永續(xù)利用；②研究人類的生產(chǎn)活動和消費行為對生態(tài)系統(tǒng)的影響，包括生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生的正面和負面、好的或壞的以及將要產(chǎn)生的影響，如大面積的酸雨和生態(tài)破壞，全球性氣候變暖，臭氧層破壞等重大不良變化及其原因的深入探索；③研究生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生平衡失調(diào)后所應(yīng)采取的相應(yīng)戰(zhàn)略對策。（2）揭示全球范圍的環(huán)境演化的規(guī)律。地球環(huán)境的各組成因素如巖石、大氣、水、生物、能量等在相互作用中不斷地演化，環(huán)境變異也可能隨時隨地發(fā)生。必須了解環(huán)境變化的原因及過程，包括環(huán)境的基本特性、環(huán)境結(jié)構(gòu)組成形式和演化機理等，以使環(huán)境向有利于人類社會進步的方向發(fā)展，

（3）研究污染物對環(huán)境變化及生物生存的影響。研究有害物質(zhì)在環(huán)境中的物理和化學(xué)的變化過程，在生態(tài)系統(tǒng)中的積累、遷移、轉(zhuǎn)化的機理以及對生命體的損害作用，尤其是進入人體后發(fā)生的各種有害作用。同時，必須研究污染物造成的物質(zhì)循環(huán)變化與環(huán)境退化之間的關(guān)系，包括環(huán)境自凈化的研究。這些研究結(jié)果可作為保護人類生態(tài)環(huán)境而制定的各項環(huán)境標準、法規(guī)和控制污染物排放指標的依據(jù)。

（4）尋找區(qū)域性環(huán)境污染的綜合性防治途徑。環(huán)境污染的綜合性防治措施和途徑要考慮社會管理措施、經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律以及工程技術(shù)手段等各方面，利用系統(tǒng)分析及系統(tǒng)工程的方法，尋求解決區(qū)域環(huán)境問題的最佳方案。①以生態(tài)理論為指導(dǎo)，研究制定區(qū)域(或國家)的環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，作為環(huán)境保護工作的基本保障；②通過采取防治環(huán)境污染破壞的科學(xué)技術(shù)措施和應(yīng)用環(huán)境政策法規(guī)，確保人類改造自然活動對環(huán)境的影響在生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控能力之內(nèi)。尤其是要探索物質(zhì)、能量在人工利用中的流動過程和規(guī)律，尋求物流和能流的合理結(jié)構(gòu)和布局，以及對資源利用的最佳方案，這也是工程技術(shù)要解決重要問題之一。2.環(huán)境科學(xué)的分類環(huán)境科學(xué)的領(lǐng)域很廣，內(nèi)容極為豐富。它既涉及到自然因素，也涉及到社會因素；既相對獨立于其他自然科學(xué)和社會科學(xué)，又緊密地依附于這些學(xué)科的有關(guān)門類，是一門與自然科學(xué)、社會科學(xué)、技術(shù)科學(xué)相互交又、滲透的綜合性新興學(xué)科。對其學(xué)科分科體系尚存在不同的看法，還沒有統(tǒng)一的模式。若將環(huán)境科學(xué)按其性質(zhì)和作用分類，一般可以劃分為基礎(chǔ)環(huán)境學(xué)和應(yīng)用環(huán)境學(xué)兩大類，這兩類學(xué)科包含的子學(xué)科主要有：基礎(chǔ)環(huán)境學(xué)：包括環(huán)境數(shù)學(xué)，環(huán)境物理學(xué)（聲、光、熱、輻射等），環(huán)境化學(xué)，環(huán)境生態(tài)學(xué)，環(huán)境地質(zhì)學(xué)。應(yīng)用環(huán)境學(xué)：包括環(huán)境工程學(xué)（大氣污染控制工程、水污染控制工程、固體廢物處置及利用、噪聲控制工程、核工業(yè)環(huán)境工程、光、熱、輻射污染控制工程），環(huán)境系統(tǒng)工程，環(huán)境監(jiān)測，環(huán)境經(jīng)濟學(xué)，環(huán)境醫(yī)學(xué)，環(huán)境法學(xué)，環(huán)境管理學(xué)，環(huán)境工效學(xué)。

四、環(huán)境工程學(xué)環(huán)境工程學(xué)是環(huán)境科學(xué)的一個重要分支。這門學(xué)科主要運用相關(guān)學(xué)科的基本原理和工程技術(shù)方法，研究保護和合理利用自然資源，防治環(huán)境污染，以改善環(huán)境質(zhì)量保護人類健康的學(xué)科。美國土木工程師學(xué)會(AmericanSocietyofCivilEngineers，簡稱ASCE)環(huán)境工程分會對環(huán)境工程的解釋是“環(huán)境工程(EnvironmentalEngineering)通過健全的工程理論與實踐來解決環(huán)境衛(wèi)生(environmentalsanitation)問題，主要包括：提供安全、可口和充足的公共給水；適當處置與循環(huán)使用廢水和固體廢物；建立城市和農(nóng)村符合衛(wèi)生要求的排水系統(tǒng)；控制水、土壤和空氣污染，并消除這些問題對社會和環(huán)境所造成的影響。而且，它涉及的是公共衛(wèi)生領(lǐng)域里的工程問題，例如控制通過節(jié)肢動物傳染的疾病，消除工業(yè)健康危害，為城市、農(nóng)村和娛樂場所提供合適的衛(wèi)生設(shè)施，評價技術(shù)進步對環(huán)境的影響等?！?.環(huán)境工程學(xué)的形成環(huán)境工程學(xué)是人類為了保護和改善生存環(huán)境，在同環(huán)境污染的長期斗爭過程中逐步形成的。在中國，早在公元前2300年，為了保護水源，建立了持刀守衛(wèi)水井的制度，也在公元前2000多年前，陶土管修建的地下排水道形成了中國排水工程雛形，明朝以前開始采用明礬凈水。在英國，19世紀初開始用砂濾法凈化自來水，19世紀末采用漂白粉消毒，19世紀中葉開始建立污水處理廠，20世紀開始采用活性污泥法(生化法)處理污水。隨后，給排水工程、污水處理工程、衛(wèi)生工程等逐步發(fā)展起來，形成了一門防治水污染的技術(shù)科學(xué)。

為了控制大氣及其對人體健康造成的危害，美國在1885年發(fā)明了離心除塵器以消除工業(yè)生產(chǎn)造成的粉塵污染，當除塵、工業(yè)氣體凈化、空氣調(diào)節(jié)、燃燒裝置改造等工程技術(shù)逐漸發(fā)展后，形成防治大氣污染的技術(shù)科學(xué)。其它的環(huán)境工程學(xué)內(nèi)容，如在固體廢物處理方面，約在公元前3000～1000年，古希臘即開始對城市垃圾采用填埋處置方法，在20世紀出現(xiàn)了利用工業(yè)廢渣制造建筑材料等工程技術(shù)。在噪聲控制方面，有悠久文明歷史國家的古建筑中，從隔聲方面考慮對門窗和墻體的位置進行了合理的安排，20世紀50年代，在對噪聲控制問題廣泛研究的基礎(chǔ)上形成了環(huán)境聲學(xué)。由此可見，在傳統(tǒng)學(xué)科，如化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、地學(xué)、醫(yī)學(xué)等基礎(chǔ)理論之上，運用衛(wèi)生工程，給排水工程，化學(xué)工程，機械工程等技術(shù)原理和手段，在各自領(lǐng)域內(nèi)逐步解決許多環(huán)境污染問題，單項污染的治理技術(shù)日趨成熟。此后，研究工作從單項治理措施逐漸向綜合防治措施過渡，同時對防治環(huán)境污染的措施進行綜合的技術(shù)經(jīng)濟分析，使得環(huán)境系統(tǒng)工程和環(huán)境污染綜合防治的研究工作迅速發(fā)展起來，最終形成了一門新的環(huán)境工程學(xué)科。在環(huán)境工程技術(shù)基礎(chǔ)上，以防治環(huán)境污染、改善環(huán)境質(zhì)量和保護自然生態(tài)為目標的新興的環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)也相繼蓬勃發(fā)展?，F(xiàn)在全世界每年用于環(huán)境保護工業(yè)的投資在2000億美元以上，環(huán)保產(chǎn)品的商品市場每年達3000～6000億美元，并以每年5%～20%的速度增長。2.環(huán)境工程學(xué)的研究內(nèi)容

環(huán)境工程學(xué)的研究內(nèi)容包括大氣污染防治工程，水污染防治工程，固體廢物的處理和利用，噪聲控制，以及光、熱、放射性和電磁輻射污染與防治等。另外，環(huán)境工程學(xué)的研究還包括環(huán)保新技術(shù)、新材料及新能源的開發(fā)利用，無毒新工藝的設(shè)計和應(yīng)用，工業(yè)污染系統(tǒng)控制，環(huán)境污染綜合防治的方法和措施，污染控制技術(shù)中的控制法規(guī)與設(shè)計準則，環(huán)境影響的預(yù)測、監(jiān)測和評價的方法等，參與制訂環(huán)境保護規(guī)劃的方法與原則，以及利用系統(tǒng)工程方法，從區(qū)域的整體上尋求解決環(huán)境問題的最優(yōu)方案。主要研究內(nèi)容有：（1）水污染防治工程。研究采用物理處理、化學(xué)處理，生物處理和物理化學(xué)處理等方法對廢水進行綜合治理，并充分利用環(huán)境自凈能力，以防止、減輕直至消除水體污染，改善和保持水環(huán)境質(zhì)量。并且要合理地利用水源，加強水資源的管理工作，制定廢水排放標準。（2）大氣污染防治工程。研究應(yīng)用化學(xué)和物理的基本原理，采用各種工程技術(shù)方法去除工業(yè)廢氣的顆粒物，治理排放的有害氣體，制定不同類型的廢氣排放標準，保持進入大氣的有害物質(zhì)在大氣的自凈化能力范圍之內(nèi)。（3）固體廢物的處置和利用。固體廢物的處理原則是減容化、無害化和資源化。按照這個要求，從工