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2.9 环境退化以指数速率增长


20世纪以前，人口呈线 性增长，与其对环境的 影响是相适应的。 然而，在20世纪，环境 以惊人的速率退化，其 中一个原因就是“人口 爆炸”。人口的快速增 加，需要大量的物资与 能源供给。
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Y=aekx
Y=aX
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对于有限的自然体系，以指数增长速率开发利用 时，那么试图维持地球物质运动平衡的做法就会 受到严重约束。
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物质与能量的交换
生态系统中全部生命活动所需要的能量均来自太阳。太 阳能在生态系统中的流动是按热力学定律进行的。 一般说来，能量沿着绿色植物→草食动物→一级肉食 动物→二级肉食动物逐级流动，而后者所获得的能量 大体等于前者所含能量的1/10，这就是说，在能量流 动过程中，约有9/10的损失掉了。 生态系统中的一切生物（动物、植物、微生物）和非生 物的环境，都是由运动着的物质构成的，并在地球长期 的演化过程中建立起来了各种循环体系。 其中碳、氢、氧、氮、硫、磷等的循环是生态系统基 本的物质循环。锰、锌、铜、钼、钴、钙、镁、钾等 微量元素，也在生态系统中的构成了各自的循环。 而与人类环境关系比较密切的主要有水、碳、氮三大 循环。
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当前存在的问题



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2.8 环境问题具有普遍性

地球上每个地方、每个人都会遇到各种不同的环 境问题，这不仅表现在类型与强度上，而且也表 现在自然成因或人为诱发等因素上。 随着环境问题的突出，国际上开展了各项活动， 制订了各种条约，出现了“污染危机”、“能 源危机”、“水危机”、“诚信危机”等各种 分类名词。 资源分布不均
平底谷表面与河床 外形相似，形成和发展条件不同 冲积扇和山前地带 形成动力条件不同，许多特征相似

多解性：问题机理研究的必要性 （某个物质的产生与消失有多种可能）

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（3）盲目地遵循“均变法则”或“递变法则” 而导致的误解。 现在的测量结果→地形的演变（×）
地形演变的复杂性：过去地形的是历史上气候、地质过程的产物

总之，环境地质学是一个地质学科与相邻学 科结合的多学科产物，是研究各种环境问题 的基本思想。只有认识到自然界中各种事物 之间的复杂关系，才能为解决环境问题做出 可行的决策。
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2.4 环境的反馈作用

环境的负效应，是牛顿第二运动定律即作用力与 反作用力定律的必然表现。 表现方式不同 超采—地表形变（坍塌，沉降） 表现程度不同 表现时间不同：短期，长期 认识意识与手段的差别

（1）在自然界某一行为过程中，要受到许 多因素的共同影响； 滑坡
外因：过量降雨、地震、人类干扰等激发因素 内因：地质体内一定存在软弱夹层或断层破碎带

湿地的退化
水文：水资源短缺、蓄水量下降 人为活动：盲目开垦、人为工程的破坏、水体污染
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（2）自然界中完全不同的行为作用可能导致相 似的特征现象；

生态学的资源与环境保护意义

物物相关 各种事物相互联系、相互制约、相互依存。


建设项目应统筹考虑，全面规划。 相生相克 物种之间相互依赖，彼此制约，协同进化。 外来物种的侵入，土著物种的消失。 能流物复 能量在不断地流动，物质在不停地循环。 循环经济：能量高效利用，环境污染控制。
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思 考 题



1. 生态学、生态系统、生态平衡的含义分别是什 么？生态平衡有何意义？ 2. 地质环境与环境地质有何区别？ 3. 自然系统的复杂性表现在哪些方面？ 4. 环境反馈作用的特点有哪些？其有哪些负面影 响？ 5. 地质环境的开放性与封闭性的关系是如何界定 的？ 6. 我们应怎样对待可更新资源与不可更新资源？ 7. 环境退化给人们带来何种影响？
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规模不等，类型多样，有天然（池塘，河流， 草原，森林）与人工（城市，矿山，工厂）之 分 典型的，水陆生态系统（Water-land ecosystem), 水生生态系统 （Aquatic ecosystem), 湿地 （Wetland)
水陆生态系统的食物链
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环境地质


是研究人类技术—经济活动与地质环境相互作 用、相互影响的学科。 环境地质则无空间概念 是以地质环境为研究对象的科学。 含义理解不同，有不同的工作内容与方法。
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2.3 自然系统具有典型的复杂性

自然系统的复杂性表现是多方面的
矿物是不可更新资源，例如，大多数岩石、泥 炭、煤、石油、各种金属矿、非金属矿等。

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资源的利用与技术经济状况有关

对于人类来说，随着取得和使用资源技术的进 步和经济的发展，无用的物质可以变成有用的 资源。 远古时代
人类不知道煤有用，后来知道煤可用来做燃料，今天 煤不仅用来做燃料，还可从中提取多种化工原料。

在人类历史上，结构材料曾经历过多次变化。 石头→青铜→铁→钢→铝和强化塑料
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在能源上替代情况
木柴→煤→石油和天然气→核能、太阳能、风能、潮 汐能和沼气等开始被利用，并有可能成为新一代能源。

水资源：
在缺少淡水的某些沿海地区，由于目前咸水淡化技术 的成本很高，非当地居民的经济能力所能负担，丰富 的海水还不能成为他们生活和生产用水的来源。


自然体系在受到外界的影响后，其本身将产生自 我调整、平衡作用，以维持体系自身的稳定。然 而，由于外界影响的急剧变化，体系就会面临极 限平衡的临界状态（阈值），一旦超出临界状态， 就会导致一些环境地质问题。 工程学上用临界负荷描述构造的稳定性，如断 层的产生是由于外力作用破坏了岩土体的极限 平衡状态后，引起物体的快速位移。 地理学用承载容量来评价地方的人口与资源的 关系。 因素：自然本身的作用，外在人为影响
2.基本概念
2.1 生态学、生态系统与生态平衡

生态学（Ecology）


研究生物与其生活环境相互关系 与经济学（Economics)具有相同的词源（Eco-); 家庭、居所、环境； 人类生态学，现代科学技术
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生态系统（Ecosystem)
一个生物物种在一定范围内所有个体的总和，在 生态学中称为种群，任何一个生物群落与其周围 非生物环境的综合就是生态系统 种群 （Population)：生物物种；生境（Habitat) 生物（Biotic)与非生物(Abiotic)的综合体

以前休耕一两年再行耕作的土地，现今则被迫年复一年 地进行连续耕种，以致于土地没有恢复和更新地力的机 会。 类似地，资源与能源的所有环节都被要求提高产量，以 求与社会现代化文明的高消费水平保持同步。 整个社会随着这种持续的增长速度在运转，并时而以 “国民生产总值（GNP）”来衡量，而经济行为也因此 进行适时调整。

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在制定环境管理决策过程中，就要求兼顾到各个 方面，从而产生某些折中。通过这样的办法，以 便于产生共同的标准，得到反对者的认可。
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2.11

小结



在现实社会中，大多数人都相信人类具有无穷的 适应力，如果给以足够的金钱和时间的话，人类 能够解决任何问题。 本章所提出的这些概念表明人类对自然界能开发 什么、能要求什么，是有限度的。 在评价人类对于自然界的行为时，首先要考虑的 问题是关于环境的复杂性、相互联系性、反馈机 制、资源的有限性以及指数的增长率等，而据以 做出环境决策的标准应当建立在许多因素的基础 之上。 由于存在着如此众多的对立的观点和内部矛盾， 因此必须采取某些方式，形成共同的标准。
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科学研究常假设某个单元体是封闭的。 当环境各种条件都比较固定，因子之间更易达 到平衡时，我们可以认为系统是封闭的。 手套箱下的科学实验，封闭柱体实验 黑箱，灰箱 但必须知道绝对的封闭是不存在的，是理论上 的。
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2.7 可更新资源与不可更新资源

可更新资源

理论上讲是可以持续利用的，即用了一次之后， 可以更新再被利用。 水、土壤、动物、植物(包括森林、草场)、微 生物等等。 可更新资源的速度不同，有些较快，有些较慢。


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不可更新资源

是指储量有限，能被用尽的资源。

形成极其缓慢，有的需要数千年，有的需要数 百万年，甚至上亿年。


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2.10 环境决策中总是包含或产生内部矛盾
“你不可能总是让所有人高兴”，这条公理的正 确性不仅体现在环境事务中，而在所有的人类活 动中都是如此。 处理环境问题的人们很快就会发现，不管决策 如何，“假如你干，你会受到谴责；而如果你 不干，你也会受到指责。” 矛盾的出现，在很大程度上取决于如何确定优先 采用哪个系统的问题，这表明人们在认识上缺乏 一致性。 在年青人和老年人、富人和穷人、城市居民和 非城市居民、受过教育的人和未受过教育的人 之间，这样的问题尤是如此。