北师大环境科学概论课件(二)-环境多样性
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地壳 地幔
能源资源开采 岩石开采 道路建设
图片来自：百度图片
对土壤圈影响
土地利用类型改变、硬 质化
污染排放 大气污染、水污染进入
土壤 化肥过度使用 地膜等使用 土地肥力下降
图片来自：互动百科
对生物圈的破坏
生物多样性减少 生态系统退化 生境破碎化
人类的自然属性 人类的社会属性
意义：提出人类应该选择另一条发展道路 -“另 外的道路”，人类才能生存下去。它是对环境 问题早期的反思，是现代环境科学思想的启蒙 与标志。
绿色卡片:《我们共同的未来》 (Our Common Future）
图片来源：百度百 科
• 1987年以挪威首相布伦特兰夫人为首的世界环 境与发展委员会（WECD），发表了《我们共 同的未来》。
中国阿尔山 刘静玲摄2017
环境人物：曲格平
图片来源：百度百科
他是我国环境保护事业的 杰出代表。
他的《我们需要一场变革》 精选其二十多年来不同时期影 响较大的作品，可以看成是对 中国当代环境保护历史的系统 回顾。
书中映现着一位环保人的宏 韬大略和环境责任。
2.3 自然环境中的物质循环、能量流动与信 息传递
自然环
能量
境的三大
环境科学与工程方向与骨干课程
环境科学 环境工程 环境生态工程
环境化学 污染控制 生态恢复
环境规划 区域/流域污染控制 生态工程
环境监测
• 环境毒理学 • 环境化学 • 生态监测
环境影响 评价
• 环境标准 • 环境法学
环境规划
• 环境模型 • 环境风险 • 污染控制
1.3 环境科学方法论
问题系统诊断-方法优化-系统结构解析-整合模 型-对策与途径-管理建议
而调节气候
化作用
藻类释放二甲基硫控制云量而调 仍在验证
节气候
过 去 两 亿 年 间 氧 浓 度 保 持 认为受到火及磷循环的调节
21%±5%
太古代大气化学以甲烷为主
仍在验证
表2-1 来自Gaia假说的一些预测
注：引自蔡晓明.生态系统生态学，2000
加拿大多伦多，2014.6刘静玲摄
1.1.1 环境概念
整体 性
系统 性
综合性与 复杂性
1.4科学训练与能力培养
环境观察 能力
分析能力
综合资料 原因分析
逻辑思维
数据支持 得出结论
批判思维
不断怀疑 提出问题
创新思维
与众不同 解决问题
科学反思
深入思考 科学求证
1.5 人类活动对地球的影响
大气圈
生物圈
土壤圈
岩石圈
水圈
1.5.1对大气圈的影响
直接影响
工业排放 农牧业+畜
2
•静态&动态？
3
1.1.2 环境类型
环境类型
按环境主体分 按环境空间分
人类环境
生物环境
星际环境 全球环境 区域环境 聚落环境 特定空间
环境
自然环境 人工环境
水环境 大气环境 土壤环境 聚落环境 生产环境 交通环境 文化环境
• 问题：
环境分类的基本原则？ 划分的科学依据？ 根据环境概念判断哪些是环境问题？
• 实质:在维持人与环境和谐的前提下，人类–环 境生态系统所能承受的人类活动的阀值.
课堂小测试：第一章的SUMMARY
1.2.1环境科学发展历程 环境科学发展阶段 绿色经典精读 环境科学思想与标志性人物
学科分化发展 -单一环境问题
学科交叉融合 -环境综合治理
全球化与模型 -环境风险管理
1.2.2学科分支
环境（environment）？？
网络上百科 （21557条）
如何判定科学定义？ 如何判断是环境科
学的定义？ 环境的内涵？
环境保护法中是如何规定环境的呢？
辨析科学概念与环境法中的定义？
城市 乡村
天然 人工
大气、水、 海洋、土
壤
自然人文 遗迹保护 区风景区
矿藏森 林草原 野生生
物
环境科学中所研究的环境是以人类为主体的外 部世界，即人类赖以生存和发展的物质条件的 综合体(刘培桐,1984)
强调水土气等各类环境要素
环境是人以外的自然-社会-文化-经济综合体， 自然环境和人工环境之间存在着物质、能量和 信息流动,构成一个环境科学研究的复杂体系（杨
志峰，刘静玲等,2004，2010）
强调复合系统的交互作用与多样性
兼顾环境法注重保护的对象
………
环境的内涵
•主体是谁？
1
•研究对象or保护对象？
• 背景：印度博帕尔农药厂化学品泄露；前苏联 切尔诺贝利核反应堆爆炸；温室效应引起全球 温度升高……
• 内容:“共同的问题”,“共同的挑战”，“共同 的努力”,回答了《寂静的春天》中的“另外的 道路”-“可持续发展之路”
• 意义：环境与发展思想的飞跃，提出环境保护 与人类发展相结合，使可持续发展的思想和战 略逐步得到各国政府和人民的认同。
科学 依据
定义： 主体
内涵： 保护对象 尺度与过程
原则
全面 客观
严谨 推理
1.1.3 环境的特性
环境 环境 多样 承载
环境要素
整体性 区域性 稳定性 滞后性 脆弱性
Βιβλιοθήκη Baidu 绿色卡片：环境承载力
（environmental carrying capacity）
• 环境承载力：衡量地球承载力以及人与环境和 谐程度的重要指标，是在一定时期、范围下，维 持人类-环境系统稳定，人类活动不引起环境功能 破坏发生质的改变的能力
所谓工业代谢是指在将原料和能源转变成最 终产品和废物的过程中，一系列相互关联的物质 变化的总称。
物质流动分析的目的是从中寻找到节省天然 资源，改善环境的途径，有理有据地提出供决策 者参考的建议，以推动工业系统向可持续发展方 向转化。
绿色卡片：信息的传递
植物与动物间的化学信息：金丝桃属植物， 能分泌一种化合物——海棠素，使误食的动 物变盲或致死，从而多数动物就会避开这种 植物。
是两者共同作用的结果
25
绿色卡片：Gaia假说
时间 /年 1968 1971
1987
1987 1973 1988
预测内容
检验及其结果
火星无生命，来自大气证据
1977年发射海岛飞行器
通过生物合成可以从海洋向陆地 1973年发现二甲基硫和二甲基
转移必要元素
碘
通过生物促进岩石风化控制CO2 1989年微生物大大加强岩石风
流动
功能
物质 循环
信息 传递
狐
光作合用
兔
2.3.1 物质循环
猫头鹰
蛇
三级消费者
吃虫的鸟
蜘蛛
青蛙
二级消费者
鼠
一级消费者
食草昆虫
生产者
分解者
绿色卡片：物质流动分析 （substance flow analysis）
物质流动分析是指在一个国家或者一个地区 范围内，对特定的某种物质进行工业代谢研究的 有效手段。
1 • 环境的重要性
• 环境空间尺度
2 • 教室、校园、北京市、区域、全球
• 举例证明多样性的重要
3 • 环境感受的多样性（为什么同样环境感受不同？）
教室-校园
环境从一维度到多 维度展开
科学规划以小组为 单位：
你对北师大环境规 划？ 发现的环境问题？ 需要考虑的环境要 素？ 最佳绿景？ 最佳绿径？ 最佳发呆处？ 最不安全处？
牧养殖 城市生活 交通 军事与战争
2.2.2 自然环境的圈层结构——水圈
人类对水圈的影响
直接影响
大量开采利用地下水和地表水 污染直接排放到淡水和海洋 湿地开发与破坏
间接影响
修建大型水库、大坝 河流渠道化 水体过度利用
图片来自：刘静玲
对岩石圈利用与破坏
组成
4.酸雨
1.气候变暖 6.荒漠化
3.生物多样性减少
6.生态退化
7.大气污染
9.海洋污染 8.水环境污染
1.固体废物与 危险废物
生物地球化学过程与环境问题
大地女神（Gaia）假说：
强调只有把生物和环境看成一个整体才能真正了解地球 地球上生物不断地主动积极地对地球环境起着调节作用 地球的进化包括地球上所有的生物和物质环境的进化，
城市扩张、环境风险增大
摄影 柳明珠 ，2017， 中国延边
刘静玲，2017，中国阿尔山
沙漠 （图片来自百度）
胡杨林（来自百度）
城市环境
世界广布种-横纹金蛛 (Argiope bruennichi)
北京原生种-豹猫 （Prionailurus bengalensis）
• 何为环境？-网络搜索一下
环境科学概论
BELL-IES-2017
第一篇 环境与环境问题 第1章 环境的多样性
刘静玲 2017.9.22BNU
环境及类型
1环境多样性 2 环境类型与特点 3 环境问题的复杂性
绿水青山
北京青龙峡
摄影：王成坤
美丽山川
杭州的春天 摄影：汪娟
鸟类精灵- 2016年西昌邛海湿地保护区（刘静玲摄）
航拍
动物间的化学信息：有些动物在遭到天敌 迫害时，会释放报警信息素，通知同类逃跑。
声信息：动物中蝙蝠和鲸主要就是依靠声 信息来进行定位
人类的信息传递方式？
课后作业： 1. 选取或者自己摄制的环境美好和 环境问题照片上传至爱课程网站，标明姓名学号 和作者、来源
2小组作业-阅读经典
3个人作业：你印象 深刻的一次环境体验？
北京市
北京胡同
区域-京津冀一体化-雄安新区
jingling@bnu.edu.cn
北京师范大学环境学院
全国（经济GDP为评价标准）
jingling@bnu.edu.cn
北京师范大学环境学院
以水环境质量为评价标准
jingling@bnu.edu.cn
北京师范大学环境学院
全球环境
2.臭氧层破坏
绿色卡片:《寂静的春天》 (Silent Spring）
图片来源：百度百 科
•作者：美国海洋生物学家蕾切尔·卡逊。
•背景：“第二次浪潮工业化”造成的环境污染， 公害事件发生
•内容：列举大量事实，科学论述DDT等农药污 染物的富集、迁移、转化及其对生态系统的影 响，阐述人类与水、大气、土壤以及其他生物 之间的关系，要全面认识使用农药的利弊，人 类生产可能导致严重后果。
能源资源开采 岩石开采 道路建设
图片来自：百度图片
对土壤圈影响
土地利用类型改变、硬 质化
污染排放 大气污染、水污染进入
土壤 化肥过度使用 地膜等使用 土地肥力下降
图片来自：互动百科
对生物圈的破坏
生物多样性减少 生态系统退化 生境破碎化
人类的自然属性 人类的社会属性
意义：提出人类应该选择另一条发展道路 -“另 外的道路”，人类才能生存下去。它是对环境 问题早期的反思，是现代环境科学思想的启蒙 与标志。
绿色卡片:《我们共同的未来》 (Our Common Future）
图片来源：百度百 科
• 1987年以挪威首相布伦特兰夫人为首的世界环 境与发展委员会（WECD），发表了《我们共 同的未来》。
中国阿尔山 刘静玲摄2017
环境人物：曲格平
图片来源：百度百科
他是我国环境保护事业的 杰出代表。
他的《我们需要一场变革》 精选其二十多年来不同时期影 响较大的作品，可以看成是对 中国当代环境保护历史的系统 回顾。
书中映现着一位环保人的宏 韬大略和环境责任。
2.3 自然环境中的物质循环、能量流动与信 息传递
自然环
能量
境的三大
环境科学与工程方向与骨干课程
环境科学 环境工程 环境生态工程
环境化学 污染控制 生态恢复
环境规划 区域/流域污染控制 生态工程
环境监测
• 环境毒理学 • 环境化学 • 生态监测
环境影响 评价
• 环境标准 • 环境法学
环境规划
• 环境模型 • 环境风险 • 污染控制
1.3 环境科学方法论
问题系统诊断-方法优化-系统结构解析-整合模 型-对策与途径-管理建议
而调节气候
化作用
藻类释放二甲基硫控制云量而调 仍在验证
节气候
过 去 两 亿 年 间 氧 浓 度 保 持 认为受到火及磷循环的调节
21%±5%
太古代大气化学以甲烷为主
仍在验证
表2-1 来自Gaia假说的一些预测
注：引自蔡晓明.生态系统生态学，2000
加拿大多伦多，2014.6刘静玲摄
1.1.1 环境概念
整体 性
系统 性
综合性与 复杂性
1.4科学训练与能力培养
环境观察 能力
分析能力
综合资料 原因分析
逻辑思维
数据支持 得出结论
批判思维
不断怀疑 提出问题
创新思维
与众不同 解决问题
科学反思
深入思考 科学求证
1.5 人类活动对地球的影响
大气圈
生物圈
土壤圈
岩石圈
水圈
1.5.1对大气圈的影响
直接影响
工业排放 农牧业+畜
2
•静态&动态？
3
1.1.2 环境类型
环境类型
按环境主体分 按环境空间分
人类环境
生物环境
星际环境 全球环境 区域环境 聚落环境 特定空间
环境
自然环境 人工环境
水环境 大气环境 土壤环境 聚落环境 生产环境 交通环境 文化环境
• 问题：
环境分类的基本原则？ 划分的科学依据？ 根据环境概念判断哪些是环境问题？
• 实质:在维持人与环境和谐的前提下，人类–环 境生态系统所能承受的人类活动的阀值.
课堂小测试：第一章的SUMMARY
1.2.1环境科学发展历程 环境科学发展阶段 绿色经典精读 环境科学思想与标志性人物
学科分化发展 -单一环境问题
学科交叉融合 -环境综合治理
全球化与模型 -环境风险管理
1.2.2学科分支
环境（environment）？？
网络上百科 （21557条）
如何判定科学定义？ 如何判断是环境科
学的定义？ 环境的内涵？
环境保护法中是如何规定环境的呢？
辨析科学概念与环境法中的定义？
城市 乡村
天然 人工
大气、水、 海洋、土
壤
自然人文 遗迹保护 区风景区
矿藏森 林草原 野生生
物
环境科学中所研究的环境是以人类为主体的外 部世界，即人类赖以生存和发展的物质条件的 综合体(刘培桐,1984)
强调水土气等各类环境要素
环境是人以外的自然-社会-文化-经济综合体， 自然环境和人工环境之间存在着物质、能量和 信息流动,构成一个环境科学研究的复杂体系（杨
志峰，刘静玲等,2004，2010）
强调复合系统的交互作用与多样性
兼顾环境法注重保护的对象
………
环境的内涵
•主体是谁？
1
•研究对象or保护对象？
• 背景：印度博帕尔农药厂化学品泄露；前苏联 切尔诺贝利核反应堆爆炸；温室效应引起全球 温度升高……
• 内容:“共同的问题”,“共同的挑战”，“共同 的努力”,回答了《寂静的春天》中的“另外的 道路”-“可持续发展之路”
• 意义：环境与发展思想的飞跃，提出环境保护 与人类发展相结合，使可持续发展的思想和战 略逐步得到各国政府和人民的认同。
科学 依据
定义： 主体
内涵： 保护对象 尺度与过程
原则
全面 客观
严谨 推理
1.1.3 环境的特性
环境 环境 多样 承载
环境要素
整体性 区域性 稳定性 滞后性 脆弱性
Βιβλιοθήκη Baidu 绿色卡片：环境承载力
（environmental carrying capacity）
• 环境承载力：衡量地球承载力以及人与环境和 谐程度的重要指标，是在一定时期、范围下，维 持人类-环境系统稳定，人类活动不引起环境功能 破坏发生质的改变的能力
所谓工业代谢是指在将原料和能源转变成最 终产品和废物的过程中，一系列相互关联的物质 变化的总称。
物质流动分析的目的是从中寻找到节省天然 资源，改善环境的途径，有理有据地提出供决策 者参考的建议，以推动工业系统向可持续发展方 向转化。
绿色卡片：信息的传递
植物与动物间的化学信息：金丝桃属植物， 能分泌一种化合物——海棠素，使误食的动 物变盲或致死，从而多数动物就会避开这种 植物。
是两者共同作用的结果
25
绿色卡片：Gaia假说
时间 /年 1968 1971
1987
1987 1973 1988
预测内容
检验及其结果
火星无生命，来自大气证据
1977年发射海岛飞行器
通过生物合成可以从海洋向陆地 1973年发现二甲基硫和二甲基
转移必要元素
碘
通过生物促进岩石风化控制CO2 1989年微生物大大加强岩石风
流动
功能
物质 循环
信息 传递
狐
光作合用
兔
2.3.1 物质循环
猫头鹰
蛇
三级消费者
吃虫的鸟
蜘蛛
青蛙
二级消费者
鼠
一级消费者
食草昆虫
生产者
分解者
绿色卡片：物质流动分析 （substance flow analysis）
物质流动分析是指在一个国家或者一个地区 范围内，对特定的某种物质进行工业代谢研究的 有效手段。
1 • 环境的重要性
• 环境空间尺度
2 • 教室、校园、北京市、区域、全球
• 举例证明多样性的重要
3 • 环境感受的多样性（为什么同样环境感受不同？）
教室-校园
环境从一维度到多 维度展开
科学规划以小组为 单位：
你对北师大环境规 划？ 发现的环境问题？ 需要考虑的环境要 素？ 最佳绿景？ 最佳绿径？ 最佳发呆处？ 最不安全处？
牧养殖 城市生活 交通 军事与战争
2.2.2 自然环境的圈层结构——水圈
人类对水圈的影响
直接影响
大量开采利用地下水和地表水 污染直接排放到淡水和海洋 湿地开发与破坏
间接影响
修建大型水库、大坝 河流渠道化 水体过度利用
图片来自：刘静玲
对岩石圈利用与破坏
组成
4.酸雨
1.气候变暖 6.荒漠化
3.生物多样性减少
6.生态退化
7.大气污染
9.海洋污染 8.水环境污染
1.固体废物与 危险废物
生物地球化学过程与环境问题
大地女神（Gaia）假说：
强调只有把生物和环境看成一个整体才能真正了解地球 地球上生物不断地主动积极地对地球环境起着调节作用 地球的进化包括地球上所有的生物和物质环境的进化，
城市扩张、环境风险增大
摄影 柳明珠 ，2017， 中国延边
刘静玲，2017，中国阿尔山
沙漠 （图片来自百度）
胡杨林（来自百度）
城市环境
世界广布种-横纹金蛛 (Argiope bruennichi)
北京原生种-豹猫 （Prionailurus bengalensis）
• 何为环境？-网络搜索一下
环境科学概论
BELL-IES-2017
第一篇 环境与环境问题 第1章 环境的多样性
刘静玲 2017.9.22BNU
环境及类型
1环境多样性 2 环境类型与特点 3 环境问题的复杂性
绿水青山
北京青龙峡
摄影：王成坤
美丽山川
杭州的春天 摄影：汪娟
鸟类精灵- 2016年西昌邛海湿地保护区（刘静玲摄）
航拍
动物间的化学信息：有些动物在遭到天敌 迫害时，会释放报警信息素，通知同类逃跑。
声信息：动物中蝙蝠和鲸主要就是依靠声 信息来进行定位
人类的信息传递方式？
课后作业： 1. 选取或者自己摄制的环境美好和 环境问题照片上传至爱课程网站，标明姓名学号 和作者、来源
2小组作业-阅读经典
3个人作业：你印象 深刻的一次环境体验？
北京市
北京胡同
区域-京津冀一体化-雄安新区
jingling@bnu.edu.cn
北京师范大学环境学院
全国（经济GDP为评价标准）
jingling@bnu.edu.cn
北京师范大学环境学院
以水环境质量为评价标准
jingling@bnu.edu.cn
北京师范大学环境学院
全球环境
2.臭氧层破坏
绿色卡片:《寂静的春天》 (Silent Spring）
图片来源：百度百 科
•作者：美国海洋生物学家蕾切尔·卡逊。
•背景：“第二次浪潮工业化”造成的环境污染， 公害事件发生
•内容：列举大量事实，科学论述DDT等农药污 染物的富集、迁移、转化及其对生态系统的影 响，阐述人类与水、大气、土壤以及其他生物 之间的关系，要全面认识使用农药的利弊，人 类生产可能导致严重后果。