包裝印刷印染清潔生產(chǎn)管理課程教案

《印染清潔生產(chǎn)》課程教案

前言

人生的四要素是“衣、食、住、行”，其中“衣”是放在第一位的，紡織品

一直相伴人的一生，一刻也不能缺少，世界上沒(méi)有一類商品能有紡織品與人的接

觸如此緊密。即從人出生的第一刻開(kāi)始（用毛巾包裹起來(lái)），到日常的穿衣、洗

臉洗澡用的毛巾，睡覺(jué)用的床單、枕巾、毛毯或被子等，還有窗簾、桌布、地毯

等家用紡織品，直到人死后還要用毛巾擦身，然后穿上“壽衣”、襪子和鞋子，

躺在墊被上，蓋上被子，睡在枕頭上，然后再去安葬。因此，只要有人類存在，

紡織工業(yè)將是永恒的。

印染產(chǎn)業(yè)歷來(lái)是我國(guó)出口創(chuàng)匯的支柱產(chǎn)業(yè)，同時(shí)又是耗能、用水和排污較大

的工業(yè)部門(mén)之一；既是資金、技術(shù)密集型行業(yè)，也是高耗能、高污染行業(yè)，又是

體現(xiàn)紡織產(chǎn)品質(zhì)量、檔次、水平、深加工、精加工和提高紡織產(chǎn)品附加值關(guān)鍵行

業(yè)之一，是紡織產(chǎn)業(yè)鏈中增加花色品種、提高產(chǎn)品檔次和附加價(jià)值、提高紡織產(chǎn)

品的性能和功能、影響紡織產(chǎn)品的安全和健康性能、影響生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，

是紡織工業(yè)發(fā)展和技術(shù)水平的綜合體現(xiàn)，是對(duì)未來(lái)中國(guó)紡織行業(yè)可連續(xù)發(fā)展影響

最大的產(chǎn)業(yè)之一。

印染工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程和廢棄物對(duì)自然環(huán)境造成的污染又將導(dǎo)致資源的日趨

枯竭及自然環(huán)境的日益惡化，從而威逼人類和自然界其他生命的生存。這種資源

消耗猛增、資源利用效率過(guò)低、生態(tài)環(huán)境破壞日益嚴(yán)重所造成的問(wèn)題，使人和自

然的矛盾從來(lái)沒(méi)有像今天這樣突出。我國(guó)已經(jīng)沒(méi)有足夠的資源來(lái)支撐落后的、高

能耗的生產(chǎn)方式；也沒(méi)有充足的環(huán)境容量來(lái)承載高污染的生產(chǎn)方式和過(guò)度浪費(fèi)的

消費(fèi)方式。為此，我們的政府和人民正在尋求各種方式，最大限度地控制不可再

生資源的消耗，減少生產(chǎn)過(guò)程的廢棄物排放。清潔生產(chǎn)、綠色加工、節(jié)能減排、

降低消耗、保護(hù)環(huán)境將成為今后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)，也成為經(jīng)濟(jì)可連續(xù)

發(fā)展的關(guān)鍵。

2007年全國(guó)規(guī)模以上印染布產(chǎn)量達(dá)到了490.18億米，紡織印染工業(yè)的連續(xù)

發(fā)展固然令人欣喜，但龐大的生產(chǎn)能力給資源和環(huán)境帶來(lái)的壓力也是繁重的。目

前我國(guó)紡織印染工業(yè)能耗：每萬(wàn)米布耗煤3噸，耗電450度，耗水300~400噸，

印染企業(yè)水、電、汽的能源耗費(fèi)大約占印染布總成本的40~60%左右。

從多種資料數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)印染加工過(guò)程單位產(chǎn)品耗能為發(fā)達(dá)國(guó)家的3~5

倍，耗水為發(fā)達(dá)國(guó)家的2~3倍。僅以2007年印染布產(chǎn)量運(yùn)算耗水量來(lái)看，按百

米耗水3.0噸運(yùn)算,全國(guó)紡織印染工業(yè)就要耗水14.7億噸，如果再加上纖維染色、

紗線染色、針織布印染、毛紡染色等，耗水量遠(yuǎn)不止這個(gè)數(shù)。據(jù)2007年全國(guó)第

一次污染源產(chǎn)排污系數(shù)調(diào)查結(jié)果顯示，印染廢水年排放量可達(dá)23~30億噸。紡織

工業(yè)污水排量占總工業(yè)廢水的35%,其中印染行業(yè)廢水又占紡織工業(yè)廢水排放量

的80%,且平均回用率不足7%。據(jù)國(guó)家環(huán)保總局2004年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，印染

廢水排放總量位于全國(guó)各工業(yè)部門(mén)排放總量的第5位，而其廢水中污染物排放總

量（以COD計(jì)）則位于各工業(yè)部門(mén)第6位。

作為一個(gè)印染企業(yè)未必是永恒的，在目前嚴(yán)肅形勢(shì)下，只有對(duì)自己的企業(yè)在

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中所處的地位有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)；只有從同類產(chǎn)品中開(kāi)發(fā)出新的內(nèi)容或

創(chuàng)出新的功能和用途，提高企業(yè)創(chuàng)新能力，增加產(chǎn)品的附加值，企業(yè)才能贏利，

企業(yè)才能生存下去；只有采用節(jié)省水、電、汽能源以及其他資源的新技術(shù)、新工

藝、新材料、新助劑、新設(shè)備，將能耗降下來(lái)，減少印染廢水排放量，保護(hù)我們

賴以生存的環(huán)境，才是印染企業(yè)刻不容緩要解決的可連續(xù)發(fā)展問(wèn)題。中國(guó)紡織工

業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)杜鈕洲多次強(qiáng)調(diào)，科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新是促進(jìn)價(jià)值創(chuàng)新、降低成本、節(jié)能減

排、落實(shí)企業(yè)社會(huì)責(zé)任、實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的直接推動(dòng)力，反過(guò)來(lái)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新又是

落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，實(shí)現(xiàn)可連續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)高效益高質(zhì)量的必然要求。因此，印染

行業(yè)的清潔生產(chǎn)、節(jié)能、降耗、減排技術(shù)有著龐大的市場(chǎng)潛力，是印染行業(yè)永恒

的課題。

由于“三廢”的大量排放、礦藏的低水平過(guò)度開(kāi)采、能源和資源的龐大浪費(fèi)

和低水平利用等，造成了洪水、旱災(zāi)、雷雨、冰雹、暴雪冰凍、寒潮、地震、海

嘯、颶風(fēng)、睡風(fēng)、龍卷風(fēng)、沙塵暴、河道斷流、水庫(kù)干涸、山體滑坡、泥石流、

河床上升、土地荒漠化和鹽堿化、酸雨、濃霧、等惡劣的自然災(zāi)害形式集中出現(xiàn),

因溫室氣體的大量排放而產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，使全球氣候急劇變暖，造成大量冰山

融解、海平面上升。由于礦藏的過(guò)度開(kāi)采，使得我國(guó)的石油資源最多只能開(kāi)采到

2063年（僅可開(kāi)采50年，保守估量），煤礦最多只能開(kāi)采150年左右。這些

現(xiàn)象對(duì)人類的生存環(huán)境造成了龐大威逼，這樣下去，在不久的將來(lái)人類可能會(huì)自

行毀滅地球。如此種種是大自然對(duì)人類破壞生態(tài)環(huán)境、貪婪和無(wú)休止地巧取豪奪、

肆無(wú)忌憚地傾排廢物的警告和懲罰，是大自然向我們敲響的警鐘，因此我們必須

居安思危、警鐘長(zhǎng)鳴，要有強(qiáng)烈的危機(jī)感、使命感和責(zé)任感，盡早采取有效的措

施，還我們一個(gè)健康的地球。

丹麥哥本哈根城里的一個(gè)大型圖片展“在它們消逝之前應(yīng)記住的100個(gè)地

方”非常引人注目。圖片展向人們展現(xiàn)了由于氣候變化及人類對(duì)環(huán)境的影響，以

及地球上100個(gè)在未來(lái)可能消逝的地方，警告人們氣候變化將會(huì)如何改變?nèi)祟惖?/p>

生存環(huán)境。所以，全世界投向哥本哈根的目光里，承載著對(duì)人類生命與文明的搖

籃一一地球母親的健康的深情關(guān)心與繁重?fù)?dān)憂：

一份由各國(guó)科學(xué)家共同完成的氣候變化報(bào)告顯示，發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)化以來(lái)排放

了大量溫室氣體，由此導(dǎo)致的全球變暖正在造成海平面上升、極端天氣事件增加

等一系列不良后果；科學(xué)家還告訴人們，2000年至2009年為自1850年有準(zhǔn)確

氣象記錄以來(lái)最熱的10年。全球平均氣溫已經(jīng)在過(guò)去的100年里上升了1華氏

度，自20世紀(jì)70年代中期以來(lái)每10年平均上升0.15攝氏度以上。盡管這看起

來(lái)只是一個(gè)小變化，但也已足夠危害到生態(tài)系統(tǒng)。而在未來(lái)100年里，氣溫還可

能上升2?10華氏度。自2000年以來(lái)，大氣中二氧化碳濃度由工業(yè)革命前的

280Ppm（百萬(wàn)分比濃度）左右，上升到如今的380Ppm后，便像一匹脫韁的野馬，

再也無(wú)法讓其回頭。而當(dāng)二氧化碳濃度升至550Ppm時(shí)，相對(duì)應(yīng)的兩攝氏度升溫,

將給人類帶來(lái)無(wú)法逆轉(zhuǎn)的失去家園、極端天氣頻繁、缺水、饑荒、疾病等諸多災(zāi)

難。

氣候?qū)＜揖?，地球面臨氣溫連續(xù)上升帶來(lái)的諸多惡果，包括更多動(dòng)植物滅

絕、沿海城市被埋住、更多極端天氣以及瘟疫等。聯(lián)合國(guó)國(guó)際移民組織8日發(fā)布

一份報(bào)告說(shuō)，氣候變化正在迫使一些國(guó)家居民離開(kāi)家園，遷徙到國(guó)內(nèi)其他地區(qū)或

鄰國(guó)。報(bào)告說(shuō)：“因氣候變化和環(huán)境惡化而導(dǎo)致人類大規(guī)模遷徙不僅是不可避免,

而且是一件正在發(fā)生的事情?！眻?bào)告估量，氣候變化眼下已致使全球大約2400

萬(wàn)人背井離鄉(xiāng)。這樣下去還有一些動(dòng)植物物種將因此滅絕。

今天，在全球變暖的大背景下，特別是20世紀(jì)80年代以來(lái)，全球極端天氣

和氣候事件不斷加劇，形成的災(zāi)害給人們的生活造成了嚴(yán)重影響和龐大缺失。據(jù)

估測(cè)，1991年到2000年的十年里，全球每年受到氣象水文災(zāi)害影響的平均人數(shù)

為2.11億，是因戰(zhàn)爭(zhēng)沖突受到影響人數(shù)的7倍。而根據(jù)最近的統(tǒng)計(jì)，全球因氣

候變化以及相關(guān)的極端氣候事件所造成的經(jīng)濟(jì)缺失在過(guò)去40年上升了10倍一一

看，冰雹突襲城市，空前颶風(fēng)席卷海島，熱帶地區(qū)罕見(jiàn)飄雪，大陸腹地刮起史無(wú)

前例的龍卷風(fēng)……這些征兆，不正與近來(lái)在全球上映的災(zāi)難題材影片《2012》和

《后天》里所描畫(huà)的場(chǎng)景如出一轍？聽(tīng)，全世界的環(huán)保主義者呼吁：“地球正危

在旦夕。”這絕非危言聳聽(tīng)。

正因如此，近段時(shí)間以來(lái)，“節(jié)能降耗、減排增效”、“清潔生產(chǎn)”、“綠

色加工”、“生態(tài)紡織品”、“生態(tài)系統(tǒng)”、“生態(tài)環(huán)境”、“生態(tài)平穩(wěn)”、“環(huán)

境保護(hù)”、“環(huán)境友好”、“可連續(xù)發(fā)展”、“資源綜合利用”、“開(kāi)源節(jié)流”、

“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”、“低碳經(jīng)濟(jì)”等是講得最多的名詞，國(guó)內(nèi)外的政府機(jī)構(gòu)連續(xù)出臺(tái)

了許多有關(guān)這方面的法律法規(guī)和政策。它們之間的關(guān)系是：節(jié)能減排是清潔生產(chǎn)

的核心，清潔生產(chǎn)是可連續(xù)發(fā)展的必由之路和重大舉措，是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的前提和本

質(zhì)，是集約型增長(zhǎng)方式的主要模式。所以哥本哈根聯(lián)合國(guó)氣候大會(huì)被稱為“人類

挽救地球的最后一次機(jī)會(huì)”，成為全球遏制氣候變化努力的“轉(zhuǎn)折點(diǎn)”，并將為

全球“開(kāi)啟一個(gè)綠色增長(zhǎng)的新時(shí)代”。其受重視程度由此可見(jiàn)一斑。

COPENHAGEN

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圖瓦盧，50年后將沉入海底的國(guó)家

以前印染企業(yè)的減排主要是靠印染廢水處理，企業(yè)普遍認(rèn)為這是只會(huì)增加成

本，減低效益的工序，因此積極性不高，許多地方的企業(yè)廢水排放不達(dá)標(biāo)，甚至

經(jīng)常偷排或根本不配套污水處理設(shè)施（如增城的新塘……）,而在印染加工的每

一道工序采用節(jié)能降耗減排技術(shù)則可大大地降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)

能力，因此企業(yè)的積極性和主動(dòng)性很高，變以前的“末端治理”為“源頭抓起、全

程控制”，變“要我做”為“我要做”，這就為我們環(huán)保專業(yè)的就業(yè)拓寬了渠道。

這也是我們決定在環(huán)保專業(yè)增加這門(mén)課程的主要目的。以后還要在染整技術(shù)專業(yè)

開(kāi)設(shè)這門(mén)課，成熟后本人再編寫(xiě)相關(guān)的教材，按照胡院長(zhǎng)的意見(jiàn)，專門(mén)開(kāi)設(shè)節(jié)能

減排專業(yè)。從我們2009年10月在企業(yè)進(jìn)行課程改革的調(diào)研可以說(shuō)明我們的決策

是完全正確的。我們學(xué)院從2008年開(kāi)始就開(kāi)展了廣東省重大科技專項(xiàng)項(xiàng)目-

《廣東省紡織服裝行業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖》的研究工作，本人主要負(fù)責(zé)紡織印染企

業(yè)清潔生產(chǎn)、印染產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)壁壘三方面的工作，其中紡織印染企業(yè)清潔生產(chǎn)

是其中的重要內(nèi)容，而紡織印染企業(yè)清潔生產(chǎn)主要是指印染行業(yè)的節(jié)能降耗減

排。因此我們要更新觀念，變末端治理為主為預(yù)防和過(guò)程控制為主，努力學(xué)好這

門(mén)課程。

因上學(xué)期大家學(xué)過(guò)《染整概論》課程，本課程的部分內(nèi)容在《染整概論》課

程中曾經(jīng)接觸過(guò)，只是未從“清潔生產(chǎn)”和“節(jié)能、節(jié)水、降耗、減排”的角度

去介紹，因此，講過(guò)的這部分內(nèi)容，將不再進(jìn)行詳細(xì)地講解，只是從“節(jié)能、節(jié)

水、降耗、減排”的角度去分析和介紹。但是要系統(tǒng)性地另外增加一部分內(nèi)容，

這部分內(nèi)容的資料將發(fā)至你們的公共郵箱，這部分內(nèi)容同樣屬于考試內(nèi)容，請(qǐng)大

家引起高度的重視。

如年年

關(guān)■技術(shù)10201I52020年

節(jié)能”推胸控技術(shù)方法研究

?節(jié)能監(jiān)控技術(shù)方法研究

?減排監(jiān)控技術(shù)方法研究

?節(jié)俺?捧票或工程技術(shù)的研究

?紡織固態(tài)污染物處理技術(shù)

?紡織廢氣處理技術(shù)

?紡織節(jié)能技術(shù)

?紡織廢水處理技術(shù)

?新型中水回用技術(shù)研究

?染整余熱利用技術(shù)研究

?染整節(jié)能技術(shù)研究

?染整節(jié)水技術(shù)研究

?染整降耗技術(shù)研究

?染整廢水深度處理及回用技術(shù)

?染整鍋爐減攆技術(shù)

?服裝染整節(jié)能減排技術(shù)

物跳品的再?環(huán)*計(jì)方漆的研究

?坊織品再婚環(huán)技術(shù)研發(fā)

?再婚環(huán)紡織品設(shè)計(jì)方法的研發(fā)

?再循環(huán)紡織品生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)

影響因般利潤(rùn)分析風(fēng)險(xiǎn)分析

政府☆

頂級(jí)□產(chǎn)學(xué)研x高高高

7.紡織服裝業(yè)節(jié)能及

高級(jí)口獨(dú)立中中中

排蒯域技術(shù)路線圖

中級(jí)口引進(jìn)低低低

紡織服裝行業(yè)節(jié)能減排領(lǐng)域技術(shù)路線圖

關(guān)鯉技術(shù)

2010年2015年2020年

物做品染整方旅研究

?超臨界二氧化碳染色技術(shù)與裝備

?坊織品真空表面處理技術(shù)

?天然染色技術(shù)研究

筋圾功能整理助劑研究

?環(huán)保生物功能整理助劑

?納米功能整理助劑

?復(fù)合型多功能整理助劑

?生態(tài)坊織印染助劑加工技術(shù)

翁步功能?理技術(shù)與*備

?環(huán)保生物功就整理技術(shù)與設(shè)備

?納米染整技術(shù)與設(shè)備

?無(wú)水染整技術(shù)與設(shè)備

?高溫高壓氣流染色機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

?高速數(shù)碼噴射印花機(jī)的研發(fā)

?低溫等離子處理的關(guān)鯉技術(shù)

?助跳染■建工藝及量監(jiān)控與優(yōu)化

?坊織品功能整理質(zhì)■監(jiān)控與優(yōu)化

?坊織品染色工藝質(zhì)量監(jiān)控與優(yōu)化

?妨織品染色工藝CAM技術(shù)

政府

6.統(tǒng)織品染整領(lǐng)域

產(chǎn)業(yè)高級(jí)□獨(dú)立C中???4??M???

技術(shù)路線圖

企業(yè)

紡織品染整領(lǐng)域技術(shù)路線圖

從圖2中可以看出，其中也含有許多印染清潔生產(chǎn)的技術(shù)。

緒論

第一節(jié)環(huán)境

一、環(huán)境的概念

所謂環(huán)境總是相對(duì)于某項(xiàng)中心事物而言的，對(duì)我們來(lái)講，中心事物是人，環(huán)

境就是以人類為主體的外部世界的總稱。是指人類賴以生存與發(fā)展的全部條件的

總和?！吨腥A人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》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(guò)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，野生動(dòng)物、自然遺跡，自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝

區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等”。由此可見(jiàn)，環(huán)境保護(hù)法所指的環(huán)境，是人類生存的環(huán)境，

是作用于人類并影響人類生存和發(fā)展的外界事物。

二、環(huán)境的類型

根據(jù)對(duì)人類生存與發(fā)展的制約大小及關(guān)系的遠(yuǎn)近不同，可將環(huán)境分為：宇宙

環(huán)境、地球環(huán)境（自然地理環(huán)境）和社會(huì)環(huán)境（聚落環(huán)境）等不同的規(guī)模和層次。

宇宙環(huán)境是人類環(huán)境的極限，也是人類能夠連續(xù)發(fā)展的最宏觀的制約條件。

圖1-1宇宙環(huán)境圖

地球環(huán)境（自然地理環(huán)境）是人類賴以生存的環(huán)境要素的總和。包括空氣、

陽(yáng)光、水、土壤、礦物、巖石和生物等。這些要素在時(shí)空上出現(xiàn)出圈層結(jié)構(gòu)，即

大氣圈、水圈、土壤圈、巖石圈和生物圈。這是與人類生存關(guān)系最為密切的環(huán)境,

也構(gòu)成了人類社會(huì)發(fā)展的宏觀制約條件。

人類是地球的產(chǎn)物，是地球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，人類無(wú)法離開(kāi)地

球而生存，也無(wú)法脫離其生態(tài)系統(tǒng)（自然生態(tài)環(huán)境）。

社會(huì)環(huán)境是人類社會(huì)制度等上層建筑條件，包括社會(huì)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、聚落結(jié)構(gòu)

以及同各種社會(huì)制度相適應(yīng)的政治、經(jīng)濟(jì)、法律、宗教、藝術(shù)、哲學(xué)的觀念和機(jī)

構(gòu)等。這些要素組成了另一個(gè)圈層，叫人類聰明圈。

三、環(huán)境的特性

1、整體性

人類是自然的一部分，是地球的產(chǎn)物。因而，人與自然環(huán)境是一個(gè)有機(jī)整體,

地球的任一部分或任一系統(tǒng)，都是人類環(huán)境的組成部分，各部分之間存在著相互

依存和互相制約的關(guān)系。所以環(huán)境的影響是整體的，無(wú)國(guó)界的。

圖「2人與自然環(huán)境的特性圖

1991年，我國(guó)登山隊(duì)在戰(zhàn)勝珠峰的過(guò)程中，遇到了暴風(fēng)雪，這對(duì)登山隊(duì)員

們來(lái)說(shuō)已習(xí)以為常。但在老隊(duì)員茨仁羅布取下護(hù)目鏡想休息一下時(shí)，一個(gè)意外的

發(fā)覺(jué)令他忍不住驚叫起來(lái)：“看，黑雪！”大家聽(tīng)到叫喊，取下護(hù)目鏡，看到空

中飄下的片片雪花果然是黑色的，而且空氣中還有一種刺鼻的臭味。不一會(huì)兒，

四周是黑呼呼的一片，隊(duì)長(zhǎng)把這一情形報(bào)告給大本營(yíng)，大本營(yíng)也很吃驚，由于怕

黑雪吸熱快，而進(jìn)一步形成雪崩，因而這次登山行動(dòng)只好取消。經(jīng)分析化驗(yàn)，黑

雪中含有大量微細(xì)的碳顆粒、瀝青顆粒，同時(shí)還有二氧化硫和三氧化硫的溶解物,

所以有刺鼻的酸味。那么是什么原因引起黑雪的呢？原先，它與遠(yuǎn)在中東的一場(chǎng)

戰(zhàn)爭(zhēng)有關(guān)。在1990年8月的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，科威特的幾百口油井起火燃燒而造成

極大的污染。

2、有限性

到目前為止，地球還是人類唯獨(dú)的家園，其時(shí)空是有限的，環(huán)境容量也是有

限的。所以，人類生存的環(huán)境是脆弱而易受到破壞。

科學(xué)家們將人類休養(yǎng)生息的地球稱為“生物圈一號(hào)”，為了試驗(yàn)人類離開(kāi)地

球能否生存，美國(guó)從1984年起花費(fèi)了近2億美元，在亞利桑那州建造了一個(gè)幾

乎完全密閉的“生物圈二號(hào)”實(shí)驗(yàn)基地。1993年1月，8名科學(xué)家進(jìn)入“生物圈

二號(hào)”。按照計(jì)劃，他們將在里面呆上兩年，如不發(fā)生嚴(yán)重意外，實(shí)驗(yàn)終止前是

不能出來(lái)的。兩年中除了提供第一批包括種子在內(nèi)的物品外，其余的一切都需要

他們自己解決。能源，取自太陽(yáng)能；氧氣，由他們種植的植物制造；糧食，靠他

們自己在里面種地獲得；肉類和蛋白質(zhì)，取自他們養(yǎng)的雞、鴨、豬、羊。甚至包

括里面的氣溫順氣候，也是由他們來(lái)設(shè)法控制，并盡可能模擬地球氣候。總之，

他們必須設(shè)法保證這個(gè)小小的生態(tài)系統(tǒng)的平穩(wěn)。

一年多后，土壤中的碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，部分二氧化碳與建筑“生

物圈二號(hào)”所用的混凝土中的鈣發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈣，導(dǎo)致“生物圈二號(hào)”的氧

氣含量從2設(shè)下降到14機(jī)加之由于沒(méi)有調(diào)劑好內(nèi)部氣候，致使糧食歉收，科學(xué)

家們不得不吃種子將就度日，結(jié)果是，提前撤出實(shí)驗(yàn)室。更令人意外的是，“生

物圈二號(hào)”運(yùn)行三年后，其中的一氧化碳含量猛增到79隊(duì)足以使人體合成微生

素B12的能力減弱，從面危害大腦健康。

1996年1月1日，哥倫比亞大學(xué)接管了“生物圈二號(hào)”。同年9月，由數(shù)

名科學(xué)家組成的委員會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，他們認(rèn)為，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，人

類還無(wú)法模擬出一個(gè)類似地球一樣的、可供人類生存的生態(tài)環(huán)境。

3、不可逆性

環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的復(fù)雜系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)外之間存在著物質(zhì)的循環(huán)、能量的

流動(dòng)和信息的交流。環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)不可逆系統(tǒng)。它一旦遭到破壞，根據(jù)物質(zhì)循

環(huán)規(guī)律，可以實(shí)現(xiàn)局部的復(fù)原，但不能徹底回到原先的狀態(tài)。

4、潛在性

除了個(gè)別情形（如：驟發(fā)性自然災(zāi)害和人為污染）可直觀其后果外，一樣情

形下環(huán)境的變化對(duì)人類的影響需要較長(zhǎng)時(shí)間才能顯示出來(lái)。

1953T956年，日本熊本縣水俁鎮(zhèn)一家氮肥公司排放的廢水中含有汞，這些

廢水排入海灣后經(jīng)過(guò)某些生物的轉(zhuǎn)化，形成甲基汞。這些汞在海水、底泥和魚(yú)類

中富集，又經(jīng)過(guò)食物鏈?zhǔn)谷酥卸尽．?dāng)時(shí)，最先發(fā)病的是愛(ài)吃魚(yú)的貓。中毒后的貓

發(fā)瘋痙攣，紛紛跳海自殺。沒(méi)有幾年，水俁地區(qū)連貓的蹤影都不見(jiàn)了。1956年,

顯現(xiàn)了與貓的癥狀相似的病人。因?yàn)殚_(kāi)始病因不清，所以用當(dāng)?shù)氐孛?991

年，日本環(huán)境廳公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。

圖「3汞引起的胎兒性水俁病患者圖

5、連續(xù)反應(yīng)性

環(huán)境對(duì)人類的影響是可以連續(xù)的，不僅對(duì)當(dāng)代人，而且對(duì)子孫后代有著深遠(yuǎn)

地影響。如黃土高原的生態(tài)狀況可以懂得為我們祖先欠下的生態(tài)債，而這個(gè)債則

要我們子孫后代償還。

位于陜西省榆林北六縣的毛烏素沙地，歷史上曾是水草豐美的地區(qū)。在榆林

靖邊縣北，緊瀕無(wú)定河北岸的白城子，有大夏國(guó)赫連勃勃建立的統(tǒng)萬(wàn)城。據(jù)說(shuō)：

“赫連勃勃北游契吳，嘆曰：'美哉！臨廣澤而帶清流。吾行地多矣，自馬領(lǐng)以

北，大河以南，未之有也！'”這里所說(shuō)的契吳，乃是山名，就在今白城子北七

十里。馬領(lǐng)為坂名，其地在今甘肅慶陽(yáng)縣和環(huán)縣之間。大河指今內(nèi)蒙古河套的黃

河。在黃河和馬領(lǐng)坂之間再?zèng)]有比契吳山下這塊地方更好的了。這里既有廣澤，

又有清流，景色確實(shí)十分秀麗宜人?，F(xiàn)在白城子鄰近一片黃沙，極目遠(yuǎn)望，不見(jiàn)

邊際。

圖1-4林北六縣的毛烏素沙地圖

6、放大性

根據(jù)系統(tǒng)科學(xué)的原理，系統(tǒng)對(duì)初始條件有極端敏銳性。某一局部環(huán)境狀況的

較小變化，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的協(xié)同放大后,可能會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成較大的影響。

圖1-5系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的影響圖

第二節(jié)環(huán)境問(wèn)題

一、環(huán)境問(wèn)題及類型

環(huán)境問(wèn)題是指全球環(huán)境或區(qū)域環(huán)境中顯現(xiàn)的不利于人類生存和發(fā)展的各

種現(xiàn)象。環(huán)境問(wèn)題是目前世界人類面臨的幾個(gè)主要問(wèn)題之一，其類型多樣，但大

致可分為兩類：原生環(huán)境問(wèn)題和次生環(huán)境問(wèn)題。由自然力引起的為原生環(huán)境問(wèn)題,

也稱第一環(huán)境問(wèn)題，由于人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)引起生態(tài)系統(tǒng)破壞和環(huán)境污染，

反過(guò)來(lái)又危及人類自身生存和發(fā)展的現(xiàn)象，為次生環(huán)境問(wèn)題，也叫第二環(huán)境問(wèn)題。

(-)自然災(zāi)害問(wèn)題(原生環(huán)境問(wèn)題)

是由自然界本身運(yùn)動(dòng)引起的，人們無(wú)法避免的客觀事實(shí)。但是人為的作

用可以加速或延緩災(zāi)害的發(fā)生，加大或減輕災(zāi)害的影響和缺失。自然災(zāi)害種類繁

多，其分類如下。

1、按其成因分有：

(1)地質(zhì)災(zāi)害，包括地震、倒塌、滑坡、泥石流、水土流失、地面塌陷、

地裂縫、土地沙漠化、火山爆發(fā)等；

(2)災(zāi)害性天氣，如臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)、峋風(fēng)、龍卷風(fēng)、雷擊、冰雹、暴雨、

旱災(zāi)等；

(3)水文災(zāi)害，如洪澇災(zāi)害等；

(4)生物災(zāi)害，如病、蟲(chóng)、草、鼠害等。

2、按其表現(xiàn)方式可分為：

(1)、驟發(fā)性自然災(zāi)害，如地震、火山暴發(fā)、龍卷風(fēng)、颶風(fēng)、颼風(fēng)等。

驟發(fā)性災(zāi)害的特點(diǎn)是：猛烈地突然發(fā)生、連續(xù)的時(shí)間很短、災(zāi)害影響和危害龐大,

災(zāi)區(qū)地理位置容易確認(rèn)。

(2)、長(zhǎng)期性自然災(zāi)害，其特點(diǎn)是：緩慢發(fā)生、連續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、潛在危害

大。如沙漠化、水土流失等。

各種自然災(zāi)害既可能單獨(dú)發(fā)生，也可能與其他災(zāi)害連鎖反應(yīng)，形成群發(fā)

性災(zāi)害，其影響和危害更為慘重。在所有的自然災(zāi)害中，水災(zāi)造成的缺失最大，

約占40%,發(fā)生在1998年7-8月份長(zhǎng)江及松花江流域百年不遇的洪澇災(zāi)害就是

最有說(shuō)服力的證明；其次是熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)，占20%,地震和旱災(zāi)各占15%；其

他災(zāi)害占10%o

（二）環(huán)境污染和生態(tài)破壞問(wèn)題（次生環(huán)境問(wèn)題）

環(huán)境污染和生態(tài)破壞是相伴著人類經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展活動(dòng)而產(chǎn)生的，特別是與

城市化、工業(yè)化和農(nóng)業(yè)集約化有著十分密切的關(guān)系。

環(huán)境污染是指人類活動(dòng)產(chǎn)生并排入環(huán)境的污染物或污染因素超過(guò)了環(huán)境

容量和環(huán)境自凈能力，使環(huán)境的組成或狀態(tài)發(fā)生了改變，環(huán)境質(zhì)量惡化影響和破

壞了人類正常的生產(chǎn)和生活。如大氣、水體和土壤等的污染均屬此類。

生態(tài)破壞是指人類開(kāi)發(fā)利用自然環(huán)境和自然資源的活動(dòng)超過(guò)了環(huán)境的自

我調(diào)劑能力，使環(huán)境質(zhì)量惡化或自然資源枯竭，影響和破壞了生物正常的發(fā)展和

演化以及可更新自然資源的連續(xù)利用。如水土流失、土地沙漠化、鹽漬化及生物

多樣性的銳減等。

二、環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生與發(fā)展

環(huán)境問(wèn)題的顯現(xiàn)，是人與環(huán)境關(guān)系不相和諧的結(jié)果。它是人與環(huán)境在一

定的時(shí)空中相互作用的具體體現(xiàn)，也是隨著人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而發(fā)展的。如

果按人類環(huán)境明顯變化的時(shí)間為劃分依據(jù)，我們可將人與環(huán)境的關(guān)系分為三個(gè)階

段。

（-）生態(tài)環(huán)境的早期破壞階段

此階段從人類顯現(xiàn)開(kāi)始直到產(chǎn)業(yè)革命，是一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)期。在該階段，

人類經(jīng)歷了從以采集狩獵為生的游牧生活到以耕種和養(yǎng)殖為生的定居生活的轉(zhuǎn)

變。隨著人類活動(dòng)的加劇，雖然也顯現(xiàn)了森林驟減，水源得不到涵養(yǎng)，造成水旱

災(zāi)害頻繁，水土流失嚴(yán)重，溝壑縱橫，土地日益貧瘠，給后代造成了不可補(bǔ)償?shù)?/p>

缺失等問(wèn)題。但總的說(shuō)來(lái)，這一階段的人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響還是局部的，沒(méi)有

達(dá)到影響整個(gè)生物圈的程度。

（-）近代城市環(huán)境問(wèn)題階段

此階段從工業(yè)革命開(kāi)始到八十年代發(fā)覺(jué)南極上空的臭氧洞為止。工業(yè)革

命（從農(nóng)業(yè)占優(yōu)勢(shì)的經(jīng)濟(jì)向工業(yè)占優(yōu)勢(shì)的經(jīng)濟(jì)的迅速過(guò)渡稱為工業(yè)革命）是世界

史的一個(gè)新時(shí)期的起點(diǎn)，此后的環(huán)境問(wèn)題也開(kāi)始顯現(xiàn)新的特點(diǎn)并日益復(fù)雜化和全

球化。這一階段的環(huán)境問(wèn)題跟工業(yè)和城市同步發(fā)展。先是由于人口和工業(yè)密集，

燃煤量和燃油量劇增，發(fā)達(dá)國(guó)家的城市飽受空氣污染之苦，后來(lái)這些國(guó)家的城市

周?chē)诛@現(xiàn)日益嚴(yán)重的水污染和垃圾污染，工業(yè)三廢、汽車(chē)尾氣更是加劇了這些

污染公害的程度。

在后來(lái)的二十世紀(jì)六、七十年代，發(fā)達(dá)國(guó)家普遍花大力氣對(duì)這些城市環(huán)境問(wèn)

題進(jìn)行治理，并把污染嚴(yán)重的工業(yè)搬到發(fā)展中國(guó)家，較好地解決了國(guó)內(nèi)的環(huán)境污

染問(wèn)題。隨著發(fā)達(dá)國(guó)家環(huán)境狀況的改善，發(fā)展中國(guó)家卻開(kāi)始步發(fā)達(dá)國(guó)家的后塵，

重走工業(yè)化和城市化的老路，城市環(huán)境問(wèn)題有過(guò)之而無(wú)不及，同時(shí)相伴著嚴(yán)重的

生態(tài)破壞。本階段是以8大公害事件為代表的。

表1-18大公害事件表

1930年12月1日到5日，比利時(shí)馬斯河谷工業(yè)區(qū)上空顯現(xiàn)

了很強(qiáng)的逆溫層，致使13個(gè)大煙囪排出的煙塵無(wú)法擴(kuò)散，大

馬斯河谷事件

量有害氣體積存在近地大氣層，對(duì)人體造成嚴(yán)重傷害。一周

內(nèi)有60多人喪生，許多牲畜死亡。

1943年夏季，洛杉磯市250萬(wàn)輛汽車(chē)燃燒的1100噸汽油所

產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锏葰怏w，在太陽(yáng)紫外線照射下引起化學(xué)反

洛杉磯光化學(xué)煙

應(yīng)，形成了淺藍(lán)色煙霧，使該市大多市民患了眼紅、頭疼。

霧事件

1955年和1970年洛杉磯又兩度發(fā)生該類事件，分別有400

多人死亡和全市四分之三的人患病。

1948年10月下旬，美國(guó)的賓夕法尼亞州多諾拉城大霧充滿，

受反氣旋和逆溫控制，工廠排出的有害氣體擴(kuò)散不出去，全

多諾拉煙霧事件

城14000人中有6000人眼痛、喉嚨痛、頭痛胸悶、嘔吐、腹

瀉。17人死亡。

自1952年以來(lái)，倫敦發(fā)生過(guò)12次大的煙霧事件。1952年12

月那一次，倫敦大霧，燃煤排放的粉塵和二氧化硫無(wú)法散去。

倫敦?zé)熿F事件迫使所有飛機(jī)停飛，汽車(chē)白天開(kāi)燈行駛，行人走路困難。煙

霧事件使呼吸道疾病患者猛增，5天內(nèi)有4000多人死亡，兩

個(gè)月內(nèi)又有8000多人死去。

1953-1956年，日本熊本縣水俁鎮(zhèn)一家氮肥公司排放的含汞

水俁病事件

廢水，使汞在海水、底泥和魚(yú)類中富集，又經(jīng)過(guò)食物鏈?zhǔn)谷?/p>

中毒。1991年，日本環(huán)境廳公布的中毒病人仍有2248人，

其中1004人死亡。

1955-1972年，日本富山縣的一些鉛鋅礦在采礦和冶煉中排

放廢水，廢水在河流中積存了重金屬“鎘”。人長(zhǎng)期飲用這

骨痛病事件

樣的河水，食用澆灌含鎘河水生產(chǎn)的稻谷，顯現(xiàn)了骨骼嚴(yán)重

畸形、劇痛，身長(zhǎng)縮短，骨脆易折等病癥。

1961年，日本四日市由于石油冶煉和工業(yè)燃油產(chǎn)生的廢氣，

四日哮喘病事件嚴(yán)重污染大氣，引起居民呼吸道疾病聚增，特別是哮喘病的

發(fā)病率大大提高，形成了一種突出的環(huán)境問(wèn)題。

1968年，在日本北九州一帶，由于雞和人吃了含有多氯聯(lián)苯

的米糠油，先是幾十萬(wàn)只雞吃了有毒飼料后死亡。繼而有

米糠油事件

13000多人開(kāi)始眼皮發(fā)腫，手掌出汗，全身起紅疙瘩，接著

肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。

（三）當(dāng)代環(huán)境問(wèn)題階段

從1984年英國(guó)科學(xué)家發(fā)覺(jué)、1985年美國(guó)科學(xué)家證實(shí)南極上空顯現(xiàn)的“臭

氧洞”開(kāi)始，人類環(huán)境問(wèn)題發(fā)展到當(dāng)代環(huán)境問(wèn)題階段。這一階段在全球范疇內(nèi)顯

現(xiàn)了不利于人類生存和發(fā)展的大氣污染、酸雨、臭氧層破壞和全球變暖等全球性

大氣環(huán)境問(wèn)題上。

與此同時(shí)，發(fā)展中國(guó)家的城市環(huán)境問(wèn)題和生態(tài)破壞、一些國(guó)家的貧困化

愈演愈烈，水資源短缺在全球范疇內(nèi)普遍發(fā)生，其他資源（包括能源）也相繼顯

現(xiàn)將要耗竭的信號(hào)。這一切表明，生物圈這一生命支持系統(tǒng)對(duì)人類社會(huì)的支撐已

接近它的極限。這還表明環(huán)境問(wèn)題的復(fù)雜性和長(zhǎng)遠(yuǎn)性。

大氣污染

大氣污染主要是由于城市化、工業(yè)化、交通現(xiàn)代化，特別是煤炭、石油

等礦物能源的大量消耗，空氣中一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、甲

烷、顆粒物、鉛、碑、汞、鎘、氟等有害物質(zhì)大量增加而造成的。因此，控制大

氣污染的任務(wù)也相當(dāng)繁重。正是全球大氣污染的加劇，導(dǎo)致了全球氣候變暖、臭

氧層破壞和酸雨危害的頻繁發(fā)生。

全球氣候變暖（溫室效應(yīng)）

全球氣候變暖（溫室效應(yīng)）是指大氣中的二氧化碳等氣體可透過(guò)太陽(yáng)短

波輻射，使地球表面升溫；但阻擋地球表面向宇宙空間發(fā)射的長(zhǎng)波輻射，熱量散

失受阻而使大氣增溫。由于二氧化碳等氣體的這一作用與“溫室”的作用類似，

故稱之為“溫室效應(yīng)”。造成這一效應(yīng)的氣體叫做溫室氣體。二氧化碳、一氧化

碳、甲烷、臭氧、水蒸氣等都是溫室氣體，但主要的還是二氧化碳和甲烷。其中

二氧化碳的作用占70%以上。燃煤、燃?xì)?、燃油都?huì)排出大量二氧化碳。

臭氧層破壞

臭氧層位于地球表面20到50公里的大氣平流層上部，是一層非常稀薄

但卻集中了地球上90%臭氧的氣體層。這種氣體是地球生物的保護(hù)傘。它能夠吸

取和阻止紫外線，保護(hù)人類和其他生物不受太陽(yáng)紫外線和宇宙射線的傷害。沒(méi)有

這個(gè)屏障，地球上的生物難以生存。但近幾十年來(lái)，臭氧層卻遭到了嚴(yán)重的破壞。

酸雨的危害

酸雨是指pH值小于5.6的雨、雪、霜、霧或其它形式的大氣降水，是大

氣受污染的一種表現(xiàn)。產(chǎn)生酸雨的罪魁禍?zhǔn)拙褪嵌趸蚝偷趸?，它?lái)自含

硫的煤和石油的燃燒及汽車(chē)尾氣的排放。酸雨被稱為“空中死神”，其潛在的危

害主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：對(duì)水生系統(tǒng)的危害；對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的危害；對(duì)人體的

影響；對(duì)建筑物、機(jī)械和市政設(shè)施的腐蝕。

其它環(huán)境問(wèn)題

生物多樣性銳減

森林銳減

水土流失

土地沙漠化

垃圾及固體廢棄物污染

水資源污染

噪聲污染

第三節(jié)環(huán)境科學(xué)

一、環(huán)境科學(xué)的概念

環(huán)境科學(xué)是以“人類-環(huán)境”系統(tǒng)為其特定的研究對(duì)象。是研究“人類-

環(huán)境”系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展和調(diào)控的科學(xué)。它是一門(mén)內(nèi)容豐富、領(lǐng)域廣泛的新興學(xué)

科。是在自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的交叉學(xué)

科。

二、環(huán)境科學(xué)的任務(wù)

環(huán)境科學(xué)的任務(wù)在于揭示人類與環(huán)境相互作用的規(guī)律，抓住人類與環(huán)境

這一對(duì)矛盾的實(shí)質(zhì)，研究其間的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系，充分認(rèn)識(shí)二者之間的作用，以便

能動(dòng)地改造環(huán)境并積極調(diào)劑其間物質(zhì)和能量的交換過(guò)程，促使環(huán)境朝著有利于人

類的方向演化。

人類與環(huán)境相互作用的規(guī)律大體可以分為自然規(guī)律、社會(huì)規(guī)律、經(jīng)濟(jì)規(guī)

律、技術(shù)規(guī)律和環(huán)境規(guī)律等五個(gè)方面。這五個(gè)規(guī)律相互影響，互相制約，經(jīng)系統(tǒng)

的協(xié)同、放大，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生不同的影響。人類在這個(gè)作用過(guò)程中擔(dān)當(dāng)

著重要的角色，其活動(dòng)如果得當(dāng)，可使系統(tǒng)向著好的方向發(fā)展，否則會(huì)顯現(xiàn)系統(tǒng)

惡化的情形。

三、環(huán)境科學(xué)的研究?jī)?nèi)容

環(huán)境自然科學(xué)

按學(xué)科分：環(huán)境地學(xué)、化學(xué)、物理、生物、毒理學(xué)等；按要素分：水、大氣、

土壤環(huán)境學(xué)等。

環(huán)境社會(huì)科學(xué)

包括：環(huán)境倫理、環(huán)境法學(xué)及環(huán)境治理學(xué)等。

環(huán)境經(jīng)濟(jì)科學(xué)

環(huán)境資源的市場(chǎng)配置、消費(fèi)與生產(chǎn)、外部性、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境生產(chǎn)力等。

環(huán)境技術(shù)科學(xué)

包括：工業(yè)生態(tài)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境工程等。

第四節(jié)環(huán)境保護(hù)與可連續(xù)發(fā)展

一、環(huán)境保護(hù)

（-）環(huán)境保護(hù)的概念和任務(wù)

環(huán)境保護(hù)是指人類為解決現(xiàn)實(shí)的或潛在的環(huán)境問(wèn)題，和諧人類與環(huán)境的關(guān)

系，保證經(jīng)濟(jì)社會(huì)的連續(xù)發(fā)展而采取的各種行動(dòng)的總稱。

環(huán)境保護(hù)的任務(wù)是調(diào)控發(fā)展和環(huán)境之間的關(guān)系。即在促使經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的同

時(shí)，運(yùn)用各種措施（包括行政的、法律的、經(jīng)濟(jì)的、教育的、科學(xué)技術(shù)的）保護(hù)

自然環(huán)境和自然資源，防治環(huán)境污染和生態(tài)破壞，提高環(huán)境質(zhì)量，創(chuàng)造生態(tài)健全

的工作和生活環(huán)境。

（二）環(huán)境保護(hù)的方法和內(nèi)容

環(huán)境保護(hù)的方法和手段有工程技術(shù)的、行政治理的，也有法律的、經(jīng)濟(jì)的、

宣傳教育的等。

（三）我國(guó)環(huán)境保護(hù)的基本思路

在1996年7月份召開(kāi)的第四次環(huán)境保護(hù)會(huì)議上明確了我國(guó)環(huán)境保護(hù)的基本

思路。具體如下：

1、實(shí)行可連續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

2、遏制環(huán)境惡化趨勢(shì)

二、可連續(xù)發(fā)展

樸素的可連續(xù)發(fā)展觀念古來(lái)有之，但現(xiàn)代意義上的可連續(xù)發(fā)展概念則是挪威

首相布倫特蘭夫人在《我們共同的未來(lái)》報(bào)告中首次提出的。所謂可連續(xù)發(fā)展是

指：“既滿足當(dāng)代人的需要，又不對(duì)后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展”。

這一定義得到廣泛的接受，并在1992年聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上取得共識(shí)。我

國(guó)學(xué)者對(duì)這一定義作了如下的補(bǔ)充：可連續(xù)發(fā)展是“不斷提高人群生活質(zhì)量和環(huán)

境承載能力的、滿足當(dāng)代人需求又不損害子孫后代滿足其需求能力的、滿足一個(gè)

地區(qū)或一個(gè)國(guó)家人群需求又不損害別的地區(qū)或國(guó)家人群滿足其需求能力的發(fā)

展O

（-）可連續(xù)發(fā)展的背景

1、古代樸素的可連續(xù)發(fā)展思想

2、現(xiàn)代可連續(xù)發(fā)展思想的形成

(1)《安靜的春天》一一對(duì)人類行為和觀念的早期反思

(2)《增長(zhǎng)的極限》一一引起全世界反響的“嚴(yán)肅摸索”

(3)聯(lián)合國(guó)人類環(huán)境會(huì)議一一人類對(duì)環(huán)境問(wèn)題的正式挑戰(zhàn)

(4)《我們共同的未來(lái)》一一環(huán)境與發(fā)展思想的重要飛躍

(5)聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)一一環(huán)境與發(fā)展的里程碑

(6)可連續(xù)發(fā)展世界首腦會(huì)議一一責(zé)任與義務(wù)的體現(xiàn)

(二)可連續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵與特點(diǎn)

1、可連續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基本思想

鼓勵(lì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)

提倡資源的永續(xù)利用和保持良好的生態(tài)環(huán)境

謀求社會(huì)的全面進(jìn)步

2、可連續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵

(1)公平性內(nèi)涵

(2)連續(xù)性內(nèi)涵

(3)共同性內(nèi)涵

第五節(jié)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

一、生態(tài)學(xué)及其發(fā)展

(-)生態(tài)學(xué)的定義

生態(tài)學(xué)(Ecology)一詞最早是由德國(guó)生物學(xué)家黑格爾于1869年提出的。

他把生態(tài)學(xué)定義為“自然界的經(jīng)濟(jì)學(xué)”。其英文詞首和經(jīng)濟(jì)學(xué)(Economics)是

相同的，均來(lái)自于希臘文，表示家庭居處或環(huán)境的意思，可見(jiàn)，生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)、

家庭、環(huán)境等有著密切的關(guān)系。后來(lái)有的學(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)”。我國(guó)著

名生態(tài)學(xué)家馬世駿把生態(tài)學(xué)定義為“研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機(jī)

理的科學(xué)”。生態(tài)學(xué)中所說(shuō)的生物包含植物、動(dòng)物和微生物。最近，由于人類環(huán)

境問(wèn)題和環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，生態(tài)學(xué)也擴(kuò)展到人類生活和社會(huì)形狀等方面，把人類

這一生物種也列入生態(tài)系統(tǒng)中，來(lái)研究并闡明整個(gè)生物圈內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的相互關(guān)系

問(wèn)題。

(二)生態(tài)學(xué)的發(fā)展

生態(tài)學(xué)原是一門(mén)研究生物與其生活環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)，是生物學(xué)的重要分

科之一。初期主要研究植物，后來(lái)逐步涉及動(dòng)物和人類。目前，隨著現(xiàn)代科學(xué)技

術(shù)的發(fā)展并向生態(tài)學(xué)的不斷滲透，賦予它新的內(nèi)容和動(dòng)力，使其成為多學(xué)科、較

活躍的科學(xué)領(lǐng)域之一。

二、生態(tài)系統(tǒng)

(一)生態(tài)系統(tǒng)的概念

生物自從在地球上顯現(xiàn)以來(lái)就與自然環(huán)境有著密不可分的關(guān)系，長(zhǎng)期以

來(lái)形成了相互依存、相互制約的關(guān)系。地球上的生物十分龐雜，其中包括動(dòng)物

2000萬(wàn)種以上，植物30多萬(wàn)種，微生物10多萬(wàn)種。這些生物通過(guò)新陳代謝不

斷與環(huán)境進(jìn)行著物質(zhì)的交換、能量的傳遞和信息的交流，從而引起環(huán)境與生物自

身的變化。生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化中對(duì)環(huán)境具有依附性和適應(yīng)性，但生物也不是被動(dòng)

的適應(yīng)環(huán)境，生物也具有其本身特殊的遺傳特性。生物受到環(huán)境的影響，反過(guò)來(lái)

又作用于環(huán)境。

一個(gè)生物物種在一定的范疇內(nèi)所有個(gè)體的總和稱為生物種群(Population)；

在一定自然區(qū)域的環(huán)境條件下，許多不同種的生物相互依存，構(gòu)成了有著密切關(guān)

系的群體，稱為生物群落(Community)。隨著環(huán)境條件的千差萬(wàn)別，地球上顯

現(xiàn)了各種各樣的生物群落(森林、草原、荒漠等等)。而特定的生物群落又堅(jiān)持

了相應(yīng)的環(huán)境條件。一旦生物群落發(fā)生變化，也會(huì)影響到環(huán)境條件的變化。因此,

人們把生物群落與其周?chē)巧锃h(huán)境的綜合體，稱為生態(tài)系統(tǒng)(Ecosystem),

也即生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)在特定空間的組合。

在生態(tài)系統(tǒng)中，各種生物彼此間以及生物與非生物的環(huán)境因素之間互相作

用，關(guān)系密切，而且不斷進(jìn)行著物質(zhì)的交換、能量的傳遞和信息的交流。目前，

人類所生活的生物圈內(nèi)有無(wú)數(shù)大小不等的生態(tài)系統(tǒng)。

圖1-6簡(jiǎn)化了的陸地生態(tài)系統(tǒng)圖

(二)生態(tài)系統(tǒng)的組成

在生態(tài)系統(tǒng)中，各種生物彼此間以及生物與非生物的環(huán)境因素之間互相

作用，關(guān)系密切，而且不斷進(jìn)行著物質(zhì)的交換、能量的傳遞和信息的交流。目前,

人類所生活的生物圈內(nèi)有無(wú)數(shù)大小不等的生態(tài)系統(tǒng)。

圖1-7生態(tài)系統(tǒng)圖

f生產(chǎn)者：主要是綠色植物，凡能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物的植物種類，

包括單細(xì)胞藻類，均屬于生產(chǎn)者。還有一些能利用化學(xué)能把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物

的化能自養(yǎng)型微生物，也應(yīng)列入生產(chǎn)者之列。

一消費(fèi)者：主要是動(dòng)物，又分為一級(jí)消費(fèi)者（如草食性動(dòng)物）；二級(jí)消費(fèi)

者（如肉食動(dòng)物）；……等等。

圖1-8消費(fèi)者圖

一分解者：指各種具有分解能力的微生物，也包括一些微型動(dòng)物，如鞭毛蟲(chóng),

土壤線蟲(chóng)等。

圖1-9分解者圖

一無(wú)生命物質(zhì)：指生態(tài)系統(tǒng)中的各種無(wú)生命的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物和各種自然

因素（如土壤、空氣、水等）。

圖1-10無(wú)生命物質(zhì)圖

圖1-11生態(tài)環(huán)境圖

P——生產(chǎn)者；

C1——初級(jí)消費(fèi)者；

C2-3一一二、三級(jí)消費(fèi)者；

Cn一一四級(jí)消費(fèi)者；

D---分解者

圖1-12簡(jiǎn)化的陸地生態(tài)系統(tǒng)圖

（三）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1、生態(tài)系統(tǒng)的形狀結(jié)構(gòu)：

生態(tài)系統(tǒng)的生物種類、種群數(shù)量、種的空間配置（水平分布、垂直分布）、

種的時(shí)間變化（發(fā)育、季相）等構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的形狀結(jié)構(gòu)。如：在森林生態(tài)系

統(tǒng)中，有各種喬木、灌木和草本植物，有各種動(dòng)物和復(fù)雜的微生物種群。它們各

自的數(shù)量、空間的分布和種的時(shí)間的變化就構(gòu)成了森林生態(tài)系統(tǒng)特有的形狀結(jié)

構(gòu)。

圖1-13生態(tài)系統(tǒng)中物種的類型、分布、空間配置圖

圖1-14生態(tài)系統(tǒng)中種的時(shí)間變化（發(fā)育、季相）圖

2、生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)：

生態(tài)系統(tǒng)各組成部分之間建立起來(lái)的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)

構(gòu)。它是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)。

生態(tài)系統(tǒng)中，由食物關(guān)系把多種生物聯(lián)接起來(lái)，一種生物以另一種生物

為食，另一種生物再以第三種生物為食，……彼此形成一個(gè)以食物聯(lián)接起來(lái)的鏈

鎖關(guān)系，稱為食物鏈。比如：老鼠以農(nóng)作物為食，而鼬鼠又以老鼠為食，這就構(gòu)

成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的食物鏈。再如：碎屑-蘑菇-昆蟲(chóng)-蛙-蛇-鷹就構(gòu)一個(gè)較為復(fù)雜

的食物鏈。

按照生物間的相互關(guān)系，一樣可把食物鏈分為:

捕食性食物鏈：即由一些以其他動(dòng)物為食的動(dòng)物構(gòu)成的食物鏈。例如由

狐貍和野兔構(gòu)成的食物鏈。

碎食性食物鏈：是由一些食碎屑生物構(gòu)成的。諸如禿鷲、蚯蚓、千足蟲(chóng)、

白蟻、蟻和甲蟲(chóng)等。

寄生性食物鏈：是由一些寄生性生物構(gòu)成的。它們是與其“捕捉物”建

立起一種緊密地聯(lián)系，長(zhǎng)期地以“捕捉物”為生。比如：動(dòng)物腸內(nèi)的絳蟲(chóng)、寄生

在動(dòng)物體外的螂、虱或七鯉鰻以及一些植物如菟絲子、棚寄生等。

腐生性食物鏈：是由腐生性生物構(gòu)成的。如水晶蘭、真菌等。

在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，食物關(guān)系往往復(fù)雜，各種食物鏈相互交錯(cuò)，形成所

謂食物網(wǎng)。能量的流動(dòng)，物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化，就是通過(guò)食物鏈或食物網(wǎng)進(jìn)行的。

見(jiàn)下圖

圖1-15食物網(wǎng)圖

1---檜樹(shù)；

2——草本植物；

3——節(jié)肢動(dòng)物；

4----兔；

5----嚙齒動(dòng)物；

6——肉食動(dòng)物

（四）生態(tài)系統(tǒng)的功能

生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息聯(lián)系構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。

1、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)

生態(tài)系統(tǒng)中全部生命活動(dòng)所需要的能量均來(lái)自太陽(yáng)。太陽(yáng)能在生態(tài)系統(tǒng)

中的流動(dòng)是按熱力學(xué)定律進(jìn)行的。熱力學(xué)第一定律告訴我們：“在一個(gè)封閉系統(tǒng)

中（我們通常把以地球?yàn)橹行陌ㄌ?yáng)在內(nèi)的宇宙環(huán)境看成是一個(gè)封閉系統(tǒng)），

能量和物質(zhì)是不能產(chǎn)生或消滅的。即能量和物質(zhì)不能憑空產(chǎn)生也不能憑空消

亡”。熱力學(xué)第二定律告訴我們：“燧在增加”。根據(jù)這一定律，從一種能向另

一種能的任何轉(zhuǎn)換都不是完全有效的，能的消費(fèi)是不可逆的過(guò)程。在能量的轉(zhuǎn)換

過(guò)程中，總有一些能量失掉了。因此，如果沒(méi)有新的能量從外部投入，一個(gè)封閉

系統(tǒng)最終會(huì)耗盡其能量。因?yàn)樯枰芰?，能量耗盡了，生命也就停止了。當(dāng)

然，地球并不是封閉系統(tǒng)，地球從太陽(yáng)得到能量。

環(huán)境卡片一一能量流動(dòng)的1/10規(guī)律

在生態(tài)系統(tǒng)中，能量從植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移至草食動(dòng)物體內(nèi)時(shí)大約為總能量的

1/10,而再轉(zhuǎn)移到肉食動(dòng)物體內(nèi)時(shí)，為草食動(dòng)物能量的1/10左右。一樣說(shuō)來(lái)，

能量沿著綠色植物f草食動(dòng)物f一級(jí)肉食動(dòng)物f二級(jí)肉食動(dòng)物逐級(jí)流動(dòng)，而后者

所獲得的能量大體等于前者所含能量的1/10,這就是說(shuō)，在能量流動(dòng)過(guò)程中，

約有9/10的缺失掉了。

2、生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)中的一切生物（動(dòng)物、植物、微生物）和非生物的環(huán)境，都是

由運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)構(gòu)成的。并在地球長(zhǎng)期的演化過(guò)程中建立起來(lái)了各種循環(huán)體系。

其中碳、氫、氧、氮、硫、磷等的循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)基本的物質(zhì)循環(huán)。鎰、鋅、銅、

鋁、鉆、鈣、鎂、鉀等微量元素，也在生態(tài)系統(tǒng)中的構(gòu)成了各自的循環(huán)。而與人

類環(huán)境關(guān)系比較密切的主要有水、碳、氮、三大循環(huán)。

環(huán)圖

6水循

圖1-1

中CO?

人氣

動(dòng)

山活

和火

燃燒

用

呼吸作

用

呼光合作碳

吸化

作作

生產(chǎn)者

消費(fèi)先

油、

、石

用用煤炭

泥