環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題

1、第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征（掌握） 環(huán)境地質(zhì)作用（理解） 環(huán)境地質(zhì)學理論研究的幾個前沿問題（了解）,2.1 地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征,一、地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵 地質(zhì)環(huán)境系指巖石圈及其表層風化產(chǎn)物，包括地球巖石圈和表層風化層兩部分地質(zhì)體的組成、結(jié)構(gòu)和各類地質(zhì)作用與現(xiàn)象。 三種基本要素：物質(zhì)組成、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和動力作用。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,2.1地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征,一、地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵 地質(zhì)環(huán)境的范圍： 上限：地表或巖石圈的表層 下限：一類是人類的科學技術(shù)水平和生產(chǎn)活動的能力所達到的地殼深部；另一類是達到與區(qū)域地殼穩(wěn)定程度有關(guān)的地殼深度甚至地幔。

2、,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,2.1地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征,地質(zhì)作用： 地質(zhì)環(huán)境與大氣圈、水圈和生物圈及宇宙環(huán)境間的物質(zhì)交換和能量流動；人類活動對地質(zhì)環(huán)境的影響 人類活動的方式以及地質(zhì)環(huán)境的反饋作用共同構(gòu)成了環(huán)境地質(zhì)學的重要理論與實踐基礎(chǔ)。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,二、地質(zhì)環(huán)境的基本特征（容量、質(zhì)量、相容性和反饋作用） （一）地質(zhì)環(huán)境的容量 概念：即某個特定地質(zhì)空間可能承受人類社會經(jīng)濟發(fā)展的最大潛能。 評價：可用特定地質(zhì)空間可能提供人類利用的地質(zhì)資源量和對人類排放的有害廢物的容納能力來評價。,2.1 地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的

3、基本理論問題,2.1 地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征,地質(zhì)資源，是指地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)可供人類利用的一切物質(zhì)。礦物資源能源資源；建筑材料資源；土地資源；地下水資源；地質(zhì)景觀資源；地質(zhì)空間資源等。 地質(zhì)環(huán)境對人類排放的有害廢棄物的容納能力，取決于地下水、土壤和巖石對污染物的凈化能力。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,（二）地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量 地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量，在一定程度上由地球物理因素和地球化學因素決定。主要由以下五個方面的條件決定：,2.1 地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,2.1 地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征,1.自然地質(zhì)條件的穩(wěn)定性 決定地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的主要因素，

4、其中最重要的有：地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性、地形穩(wěn)定性、地基穩(wěn)定性、巖層性質(zhì)以及地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況。 原生地球化學背景（健康影響） 環(huán)境的地球化學背景值是地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的一個重要標志 地質(zhì)資源的豐富程度（財富） 抗人類活動干擾的能力 受污染或受破壞的程度（質(zhì)量現(xiàn)狀）,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,地質(zhì)環(huán)境的整體質(zhì)量取決于各組成要素的質(zhì)量。但在評價地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣時，除考慮各要素的平均狀況外，還應(yīng)找出質(zhì)量最差的要素，并作出評價。因為，人類活動常常使環(huán)境質(zhì)量最差的因素首先受到影響，從而引起地質(zhì)環(huán)境的變異。 最差（?。┫拗坡剩赫w環(huán)境的質(zhì)量，不能由環(huán)境諸

5、要素的平均狀態(tài)決定，而是受環(huán)境諸要素中那個與最優(yōu)狀態(tài)差距最大的要素所控制。,2.1 地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征,（三）地質(zhì)環(huán)境的相容性 是指地質(zhì)環(huán)境對人類施加的某種干擾的適應(yīng)性。 地質(zhì)環(huán)境具有自身特征和功能的地質(zhì)空間 對人類活動的干擾有兩種不同的反應(yīng)趨勢 良性反應(yīng)：如鹽堿地的治理 惡性反應(yīng)：西北黃土高原的水土流失，不毛之地,2.1 地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,（四）地質(zhì)環(huán)境的反饋作用 地質(zhì)環(huán)境的反饋作用，即地質(zhì)環(huán)境受人類活動干擾后對這種干擾做出某種反應(yīng)的作用。 表現(xiàn)形式： 隱蔽形式；顯露形式 研究地質(zhì)環(huán)境的反饋作用，是準確預(yù)測環(huán)境變化的基礎(chǔ)，是環(huán)境地質(zhì)學

6、的核心問題。,2.1 地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,2.2 環(huán)境地質(zhì)作用,環(huán)境地質(zhì)作用主要指人類與地質(zhì)環(huán)境間的相互作用， 各種自然地質(zhì)作用、自然地質(zhì)現(xiàn)象對人類的作用，即自然地質(zhì)作用； 人類活動對地質(zhì)環(huán)境的作用與反作用，即人為地質(zhì)作用及上述地質(zhì)環(huán)境的反饋作用。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,2.2環(huán)境地質(zhì)作用,一、自然地質(zhì)作用（動力地質(zhì)學原理） 自然地質(zhì)作用是地質(zhì)動力引起的內(nèi)動力地質(zhì)作用和外動力地質(zhì)作用，推動著地殼的運動和發(fā)展。 內(nèi)動力地質(zhì)作用：由內(nèi)能引起整個巖石圈物質(zhì)成分、內(nèi)部構(gòu)造、地表形態(tài)發(fā)生變化的作用。包括構(gòu)造運動、地震作用、巖漿和變質(zhì)

7、作用。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,2.2環(huán)境地質(zhì)作用,一、自然地質(zhì)作用 外動力地質(zhì)作用：主要由外能引起地表形態(tài)和物質(zhì)成分變化的地質(zhì)作用。包括風化作用、剝蝕作用、搬運作用、沉積作用、負荷地質(zhì)作用和硬結(jié)成巖作用。 兩種基本地質(zhì)作用控制和改變著地球表面的結(jié)構(gòu)扣形態(tài)。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,二、人為地質(zhì)作用（人類活動） 人為地質(zhì)作用是環(huán)境地質(zhì)學的重要研究內(nèi)容。當前條件下，人為地質(zhì)作用的表現(xiàn)形式主要有以下幾個方面：人為剝蝕地質(zhì)作用；人為搬運地質(zhì)作；人為堆積地質(zhì)作用；人為塑造地形作用；人為活動的其它地質(zhì)作用。,2.2環(huán)境地質(zhì)作用,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理

8、論問題,北京首云鐵礦,2005年5月17日平煤四礦矸石山自燃崩塌,九寨溝,杭州地鐵地面塌陷,2.2 環(huán)境地質(zhì)作用,三、人地關(guān)系與可持續(xù)發(fā)展 人類一經(jīng)出現(xiàn)，就與地球環(huán)境發(fā)生了關(guān)系 ,即“人地關(guān)系”。人地關(guān)系：即人類與環(huán)境的關(guān)系 二者是密切有對立的關(guān)系：人類是環(huán)境的產(chǎn)物，環(huán)境為人類的生存和發(fā)展提供了必要的條件；同時人類又是環(huán)境的塑造者和破壞者。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,2.2 環(huán)境地質(zhì)作用,（一）人地關(guān)系“危機” 人類通過對自然的依賴與開發(fā)，人地關(guān)系得以萌生，人地矛盾也同步形成。 在“人定勝天”和“人類主宰自然”的狂熱思想和不惜代價地向自然開戰(zhàn)的行為，使人與環(huán)境的矛盾日益升級，

9、人地關(guān)系產(chǎn)生危機， “環(huán)境與發(fā)展”問題激化和突出起來，并成為人類社會持續(xù)可發(fā)展的主要阻滯力量，威脅到了人類自身的安危和盛衰。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,（一）人地關(guān)系“危機” 1.人地關(guān)系危機的實質(zhì) 人類活動與地球環(huán)境是構(gòu)成人地復(fù)合系統(tǒng)的對立因子，它們相互依存和制約決定著系統(tǒng)的運行過程和演進方向。 人類和自然各有其獨特的、自我支配的客觀規(guī)律，它們的存在方式與運動形式無時無地不在影響著對方。 任何一方的不正?！皵_動”和非彈性“越軌”都會影響人地復(fù)合結(jié)構(gòu)的進化與功能的良性發(fā)揮，最終影響系統(tǒng)組織和自身發(fā)展，甚至導(dǎo)致衰退這是人地關(guān)系危機的根本原因,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理

10、論問題,長期以來，人類活動的方向、方式、速率、強度和規(guī)模與自然系統(tǒng)的運行規(guī)律和演化趨勢嚴重悖離，超越了地球環(huán)境的“生態(tài)閾值”，使人與自然間相互作用的依存關(guān)系轉(zhuǎn)變成了對抗性的矛盾關(guān)系。 人地關(guān)系危機的實質(zhì)在于人類與地球環(huán)境之間的矛盾對立，即人類的社會意識、文化價值觀念、發(fā)展戰(zhàn)略和經(jīng)濟活動與生存環(huán)境的潛在利用方向、可承載能力之間的巨大差異和全面失衡。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,三、人地關(guān)系與可持續(xù)發(fā)展 2.人地關(guān)系”危機”的表現(xiàn)形式 人類對環(huán)境的影響基本上表現(xiàn)在兩個方面： 一是對環(huán)境施加積極的建設(shè)性影響，提高環(huán)境質(zhì)量，創(chuàng)造新的更適合于人類生活的人工生態(tài)系統(tǒng)； 二是消極的破壞性影響

11、，造成環(huán)境的污染和資源的破壞。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,2.2 環(huán)境地質(zhì)作用,人地關(guān)系危機表現(xiàn)形式： 地球表層環(huán)境變遷對人類的影響：地質(zhì)災(zāi)害 地質(zhì)資源短缺對人類社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的制約作用； 人類經(jīng)濟活動誘發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害； 人類活動的副產(chǎn)品（人工廢棄物）對地球環(huán)境的污染。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,（二）人地關(guān)系的協(xié)調(diào) 人地系統(tǒng)主從律 即人首先是地球環(huán)境演化的產(chǎn)物，人地之間存在客觀的主從關(guān)系。 人地系統(tǒng)反饋律 即人對地的能動作用，總會伴隨地對人的反作用的規(guī)律。 人地關(guān)系遞進律 即人類社會越是發(fā)展，對地球環(huán)境的控制能力越強、客觀依賴性越高的規(guī)律。 人地適應(yīng)

12、律 即人類社會發(fā)展的條件必須合乎地球體系；功能釋放物質(zhì)轉(zhuǎn)換與能量傳遞的自然規(guī)律，必須合乎地球資源和自然環(huán)境的合理更新與維持條件。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,2.2 環(huán)境地質(zhì)作用,要達到人-地關(guān)系的協(xié)調(diào)： 培養(yǎng)全球性、長遠性和差異性的環(huán)境意識 培養(yǎng)廣義性、有限性和稀缺性的資源意識 培養(yǎng)遵從循環(huán)原則、平衡原則和共生原則的生態(tài)意識,2.2 環(huán)境地質(zhì)作用,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,（三）可持續(xù)發(fā)展的人地觀 持續(xù)發(fā)展的提出是人類“環(huán)境哲學”的重大進步。 本世紀50年代以前，人們總是自覺或不自覺地認為，地球向人類社會提供自然資源和環(huán)境空間的能力是無限的。 60年代以來，

13、人們開始意識到地球自然資源和環(huán)境空間是一種稀缺資源,（三）可持續(xù)發(fā)展的人地觀 1987年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展委員會發(fā)表我們共同的未來，標志可持續(xù)發(fā)展的人地觀產(chǎn)生。 1992年6月3號在巴西里約熱內(nèi)盧召開聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會，會議通過里約環(huán)境與發(fā)展宣言和21世紀議程兩個綱領(lǐng)性文件以及關(guān)于森林問題的原則聲明，簽署了氣候變化框架公約和生物多樣性公約，充分體現(xiàn)了人類社會可持續(xù)發(fā)展的新思想。,可持續(xù)發(fā)展的定義 “既滿足當代人的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展?！?其基本含義是指在不損害后代滿足其需要的前提下，追求一種最大限度地滿足當代人們生產(chǎn)、生活需要的發(fā)展模式。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)

14、學的基本理論問題,發(fā)展的持續(xù)性包括生態(tài)、經(jīng)濟、社會三個方面。 生態(tài)持續(xù)性：是指維持健康的自然過程，保護生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和功能，維護自然資源基礎(chǔ)和環(huán)境。 經(jīng)濟持續(xù)性指保證穩(wěn)定的增長，尤其是迅速提高發(fā)展中國家的人均收入，同時用經(jīng)濟手段管理資源與環(huán)境，使經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護協(xié)調(diào)起來； 社會持續(xù)性指長期滿足社會的基本需要，保證資源與收入的公平（包括代間與代內(nèi)）分配。 持續(xù)發(fā)展在本質(zhì)上就是優(yōu)化人地關(guān)系和人與人的關(guān)系,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,區(qū)域可持續(xù)發(fā)展是指區(qū)域的經(jīng)濟、社會、環(huán)境和資源的相互協(xié)調(diào)，即在經(jīng)濟發(fā)展過程中要兼顧局部利益與全局利益、眼前利益和長遠利益；要充分考慮到自然資源的長期

15、供給能力和生態(tài)環(huán)境的長期承受能力，既要滿足當代人的現(xiàn)實需要，又要足以支撐或有利于后代人的潛在需要。全球可持續(xù)發(fā)展則是滿足全球需要的世界發(fā)展。 可持續(xù)發(fā)展在本質(zhì)上就是優(yōu)化人地關(guān)系和人與人的關(guān)系。,地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征 環(huán)境地質(zhì)作用 環(huán)境地質(zhì)學理論研究的幾個前沿問題,第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,全球變化問題 地球各圈層的相互作用問題 陸地水圈演化與地下水滲流理論 生態(tài)環(huán)境地址問題 醫(yī)學環(huán)境地質(zhì)問題 地質(zhì)災(zāi)害防治 地質(zhì)環(huán)境工程 地球表層系統(tǒng)非線性演化問題 環(huán)境地質(zhì)質(zhì)量評價與區(qū)劃 環(huán)境地質(zhì)信息系統(tǒng)建設(shè),2.3 環(huán)境地質(zhì)學理論研究的幾個前沿問題,一、全球變化問題 全球變化觀點是20世紀80年代

16、中期產(chǎn)生的地球科學研究的新思維。 全球變化是指由于自然和人為因素造成的全球性的環(huán)境變化，主要包括氣候變化、大氣組成變化（如CO2濃度及其它溫室氣體的變化），以及由于人口、經(jīng)濟、技術(shù)和社會的壓力引起土地利用的變化三個方面。如溫室效應(yīng)和全球增暖、臭氧層破壞、森林銳減和物種滅絕、土地退化和淡水資源短缺等等。 全球變化的主要原因是人類活動強度和廣度在地球系統(tǒng)中的迅速擴大及其對地球各圈層正常秩序的嚴重干擾。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,國際科聯(lián)（ICSU） 國際地圈生物圈計劃(International Geosphere-Biosphere Program，IGBP) 即全球變化研究。

17、目的在于對未來幾十年至百年的自然和人為的全球環(huán)境變化進行預(yù)測。它主要研究和了解地球系統(tǒng)中生物、物理和化學的過程，以及地球系統(tǒng)各圈層間的相互作用過程，強調(diào)地球系統(tǒng)整體行為對環(huán)境的影響，強調(diào)人與環(huán)境的相互作用。 全球變化研究是為解決全球環(huán)境問題提出的一項戰(zhàn)略性計劃，也是環(huán)境地質(zhì)學理論研究的一個重要的前沿課題。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,目前，全球變化研究主要是由四個相互獨立、相互依存的國際科學研究計劃組成：以研究氣候系統(tǒng)中物理問題為主的世界氣候研究計劃(WCRP)，以研究地球系統(tǒng)中生物地球化學循環(huán)及過程為主的國際地圈生物圈計劃(IGBP)，以研究全球環(huán)境變化的人類因素為主的全球環(huán)

18、境變化的人類因素計劃(IHDP)和生物多樣性科學國際計劃(DIVERSITAS)。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,二、地球各圈層的相互作用問題 地球系統(tǒng)是有多個圈層有機結(jié)合而成的具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機整體，大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈既相互聯(lián)系，又相互作用。 以研究地球系統(tǒng)的整體行為為對象，注重地球各圈層界面特征的研究，從總體上了解人類賴以生存的地球系統(tǒng)的變化規(guī)律和原因，并預(yù)測其變化趨勢是當今科學的前沿領(lǐng)域，也是環(huán)境地質(zhì)學研究的主要目標。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,三、陸地水圈演化與地下水滲流理論 開展陸地水圈的形成條件、演化規(guī)律及其在人類活動影響下的變化趨勢

19、研究； 開展地下水滲流理論、彌散理論以及各種地質(zhì)過程中水巖相互作用的研究； 開展海平面上升預(yù)測及其對沿海地區(qū)地質(zhì)環(huán)境的影響、全球性氣候變化對水資源的影響、大流域地下水資源可再生性與跨流域調(diào)水、水資源短缺與供需矛盾及其出路的研究。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,四、生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題 生態(tài)環(huán)境地質(zhì)是研究以人類為主體的生物與地質(zhì)環(huán)境之間關(guān)系的科學。如荒漠化、水土流失、水土資源開發(fā)利用引起的環(huán)境惡化等既是環(huán)境地質(zhì)問題，也是生態(tài)環(huán)境問題。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,五、醫(yī)學環(huán)境地質(zhì)問題 生命元素在巖石-土壤-地下水-作物-人體系統(tǒng)中的賦存狀態(tài)和不同介質(zhì)的地球化學行為及其環(huán)

20、境地質(zhì)效應(yīng)； 地下水環(huán)境背景值的區(qū)域規(guī)律及其對農(nóng)作物與人體健康的關(guān)系； 陸地表層的地球化學環(huán)境與人類健康和地方病的關(guān)系； 農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)與土壤環(huán)境以及生態(tài)系統(tǒng)中生命部分和非生命部分（地質(zhì)環(huán)境）相互作用的研究等是環(huán)境水文地質(zhì)學研究的重要內(nèi)容。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,六、地質(zhì)災(zāi)害防治 地質(zhì)災(zāi)害是地球表層系統(tǒng)演化過程中發(fā)生的漸進性或突變性的災(zāi)害，如地震、火山噴發(fā)、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、土地荒漠化、礦山瓦斯爆炸等。 準確預(yù)報地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的時間和空間位置還存在很大困難，治理地質(zhì)災(zāi)害的方法還有待突破 運用先進的理論方法與科學技術(shù)，開展地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機制、分布規(guī)律、趨勢預(yù)測以及綜合

21、防治研究 是環(huán)境地質(zhì)學的重要課題之一。,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,七、地質(zhì)環(huán)境工程 地質(zhì)環(huán)境工程是環(huán)境地質(zhì)學知識為基礎(chǔ)，利用綜合的工程技術(shù)手段，治理和預(yù)防環(huán)境惡化，達到人與自然的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。 治理環(huán)境地質(zhì)問題的工程具有復(fù)雜性、綜合性、廣泛性的特點。如荒漠化的防治工程、地質(zhì)災(zāi)害的減災(zāi)防災(zāi)工程、復(fù)雜地基的處理技術(shù)、污水凈化處理工程、海水入侵防治工程等,環(huán)境地質(zhì)學第二章 環(huán)境地質(zhì)學的基本理論問題,八、地球表層系統(tǒng)非線性演化問題 地球表層系統(tǒng)是由五個圈層組成，包括三個無機圈層及生物圈與智慧圈。它們之間存在著相互作用、相互影響的非線性關(guān)系。 地球表層系統(tǒng)處于不斷變化中，是具有耗散結(jié)構(gòu)