地球科学概论论文[1]

地球科学概论论文人类与环境的未来：可持续发展之路摘要：21世纪，随着科技的进步，人类的梦想接连被实现，但在人类的发展历程中，人与自然的矛盾日益突出，随着人类意识的觉醒，人们开始意识到环境对于人类的重要性，与此同时，人们开始探索探索一种发展方式使人类社会与地球环境协调发展，经过探索，人们开始提出可持续发展的口号，人们坚信这就是人类与地球环境的未来之路。

本文的主要内容包括人类、环境与生态系统；当代资源和环境问题；可持续发展战略的理论与实施；环境伦理观；环境保护的主要途径。

本文的特点是它融社会科学和自然科学为一体；涉及了科学知识和思想意识；既揭露了问题，总结了教训，又论述了人类对这些问题进行严肃思考的结论，阐明了解决问题、寻求光明前景的战略和措施，本文将自始至终地贯穿人口—资源—环境—发展这条线索，对人类及其环境这对矛盾的两个方面进行研究，试图定量地说明环境的各个要素及其整体究竟有多大的容量，人类在其生存斗争中怎样地影响了环境，而环境又如何反过来制约了人类的发展，甚至对人类进行了毫不留情的报复，总的目的是唤醒人们的可是徐发展意识，探索一条解决人类发展与环境矛盾的途径。

关键词：可持续发展环境资源生态危机人与地球各圈层的关系一、人类与大气圈大气圈是地球外面由各种气体和悬浮物组成的复杂流体系统，是在生命活动参与下长期发育而形成的。

地球大气的主要成分是氮和氧，这种组成在太阳系九大行星中非常特殊。

组成地球大气的多种成分可分为稳定组分和不稳定组分。

前者包括氮、氧、氩、氦、氪、甲烷、氢、氙等，这些气体之间的比例，从地表到90km的高度范围内都是稳定的。

大气的不稳定组分包括二氧化碳、二氧化硫、臭氧和水汽等。

此外，大气中还含有一些固态和液态杂质，主要是火山、地震、岩石风化、森林火灾和人为活动产生的烟尘、硫化物和氮氧化物等。

地球各圈层，尤其是生物圈各组分，与大气圈保持着十分密切的物质和能量的交换，使大气各组分之间保持着极其精细的平衡。

目前下层大气中氧气的浓度为21％，这是亿万年来生物圈进化与大气圈相互作用的结果。

30亿年前，大气圈中氧浓度只有现在的千分之一，原始的生命为了躲避紫外线致命的伤害，只能存在于水下10m深处。

到距今6亿年时，氧浓度达到现水平的百分之一，出现了臭氧的保护，生命开始出现在水面上，成为生命史的第一个关键浓度。

到4亿多年前，氧浓度达到现水平的十分之一，臭氧的浓度进一步增加，生命才能从海洋登上陆地，这是生命史上的第二个关键浓度。

如果大气中氧浓度下降，则不仅生活在低海拔的人会经受高山反应之苦，而且氧化反应受到抑制，燃料燃烧产生的一氧化碳等有毒气体将积累在大气圈。

相反，如果大气中氧浓度增高，譬如从现有的21％增高至25％，则雷电就能把嫩枝和草地点燃，造成连绵不断的火灾，使全球植被遭到破坏。

目前还没有观测到大气氧浓度的这种戏剧性变化。

然而，作为大气微量组分的一些气体浓度已经发生实质性变化则是不争的事实。

其中最引人注目的是CO2和O3等气体浓度的变化。

20～30亿年以前，大气圈中CO2的浓度很高，约为今天CO2浓度的10倍。

到16亿年前，随着含氧大气圈的形成，大气CO2的浓度逐渐下降到今天的水平。

一定浓度CO2的存在，对地表温度的调节至为重要。

因为CO2和某些气体具有能让太阳辐射中的短波辐射通过而吸收地表长波辐射、从而使地表增温的效应，即所谓“温室效应”，此类气体称为“温室气体”。

若无这些温室气体的存在，有关计算推断地球的年平均温度应为-18℃，而不是现在的13～15℃。

就是说，天然的温室效应使全球温度上升了31～33℃。

综上所述，大气圈各组分之间保持着精细的平衡，这是地球环境亿万年来发育的结果。

保持这种平衡乃是维护生物圈所必须，破坏这种平衡就是破坏生命的基础。

然而，人类社会实现工业化以来，规模和强度日益加大的人类活动正在破坏这种平衡，这是人类面临的重大环境问题之一。

二、人类与水圈海洋和陆地上的液态水和固态水构成一个大体连续的圈层覆盖在地球表面，称为水圈。

它包括江河湖海中一切淡水、咸水、土壤水、浅层和深层地下水以及南北两极冰帽和各大陆高山冰川中的冰，还包括大气圈中的水蒸气和水滴。

大气中的水是全球水循环中的一个重要环节。

水是一种神奇的物质，地球之所以能够成为一颗智慧星球，水是一个关键因素。

各种生命起源的假说都少不了水这一要素。

如今地球表面的70％以上覆盖着水，大多数生物体内水的含量也达2/3以上。

研究还发现，人体血液的矿化度为9g/L，与30亿年前的海水是相同的。

静脉点滴用的生理盐水为浓度为0.9％的NaCl溶液，与原始海水一致。

这似乎在告诉我们，现代人的身体内仍然流动着几十亿年前的海洋水。

在自然界的植物体内，水分含量更高，有些甚至高达95％。

这一切都充分表明地球上生命的产生和进化都离不开水。

人们的日常生活更是时时处处与水紧密联系，从生活、娱乐到工业生产和农业灌溉，无一不体现出水的重要性。

三、人类与土壤圈土壤是地球陆地上能供植物生长与繁殖的疏松表层。

除了江河湖海等水体和两极冰盖与高山冰川覆盖的地区以外，几乎都有土壤存在。

即使在岩石出露或流沙覆盖的地方，也可能有原始土壤和风沙土的发育。

因此，各种土壤在地球表面形成一个断续分布的圈层，覆盖于岩石圈之上，其厚度由几厘米至几米不等。

在炎热湿润的热带、亚热带地区，有些土壤的厚度可能达几十米。

土壤圈是与大气圈、水圈同样重要的第三大环境要素。

土壤和岩石共同构成了大地，但土壤和岩石是有区别的。

土壤由岩石演化而来，并覆盖在岩石的表面，土壤与岩石最大的不同在于它具有肥力，即提供和调节水、气、热和营养元素的能力，为植物的生长提供了必要的条件。

地球半径约为6400km而地表土壤的厚度仅为几十厘米，相比之下微乎其微，但却正是这薄薄的一层土壤，才使得地球上有了广阔的森林、农田和草场，人类得以从中获得宝贵的生产和生活资源。

四、人类与岩石圈岩石圈是人类所需要的矿物原料和化石燃料的储藏所，其储量是巨大的。

但是，由于人口的持续增长和技术的迅速进步，对矿产与能源的需求与日俱增，传统原料与燃料行将耗竭。

如何迅速实现向新材料与新能源的转变，已经成为关系到人类未来生存与发展的要务。

另一方面，岩石圈又是其上面各圈层的基础，并且与各圈层相互作用，进行着物质与能量的交流。

对岩石圈的任何干预，也必将对其他圈层发生影响。

五、人类与生物圈生物圈是指地球上有生命的部分，即地球上所有的生物，包括人类及其生存环境的总体。

生物圈是地球上最大的生态系统，包括从海平面以下10km到海平面以上9km的范围。

在这个范围内有正常的生命存在，生态系统内部不断进行着物质、能量和信息的交换与循环。

人类从农业社会进入工业社会后，掌握了可以同大自然相抗衡的力量。

尤其是最近半个世纪以来，科学技术迅猛发展，终于使人类从大自然的奴隶变成了主人，但人类在过去相当长的时期处处以胜利者和占领者的姿态出现，破坏了人类同大自然的平衡与和谐。

当代资源与环境问题人类出现后，在为了生存而与自然界的斗争中，运用自己的智慧和劳动，不断地改造自然，创造和改善自己的生存条件。

同时，又将经过改造和使用的自然物和各种废弃物还给自然界，使它们又进入自然界参与了物质循环和能量流动过程。

其中，有些成分会引起环境质量的下降，影响人类和其他生物的生存和发展，从而产生了环境问题。

环境问题可以说自古就有。

产业革命后，社会生产力的迅速发展，机器的广泛使用，为人类创造了大量财富，而工业生产排放出的废弃物却进入环境。

环境本身是有一定的自净能力的，但是当废弃物产生量越来越大，超过环境的自净能力时，就会影响环境质量，造成环境污染。

尤其是第二次世界大战以后，社会生产力突飞猛进。

工业动力的使用猛增，产品种类和产品数量急剧增大，农业开垦的强度和农药使用的数量也迅速扩大，致使许多国家普遍发生了严重的环境污染和生态破坏的问题。

同时，随着全球人口的急剧增长和经济的快速发展，资源需求也与日俱增，人类正受到某些资源短缺和耗竭的严重挑战。

资源和环境的问题威胁着人类的生存和持续发展。

环境污染往往是由局地向区域，再向全球逐步发展的。

20世纪40到50年代人们刚刚开始认识环境污染，首先发现局地污染，然后发展到区域污染，到20世纪80到90年代全球环境问题已经提上议事日程，受到了全世界的关注。

中国对环境污染的认识要比发达国家晚二十多年，也是经由局地→区域→全球的过程。

目前，各个国家除了密切关注本国的环境问题之外，已经对区域和全球的环境问题给予充分的关注。

资源与环境问题是当前世界上人类面临的重要问题之一。

这些问题是多方面的，本篇讨论的资源与环境问题主要是由于人类利用资源和环境不当，以及人类社会发展中与自然不相协调所致。

本篇主要针对现代已经存在的矛盾，着重介绍在资源短缺、环境污染和生态破坏方面的主要问题。

一.资源短缺1.水资源短缺：水是人类环境的主要组成部分，更是生命的基本要素。

多少世纪以来，人们普遍认为水资源是大自然赋予人类的，取之不尽，用之不竭，因此不加爱惜，恣意浪费。

但近年来越来越多的人们警觉到，水资源并不像想象的那么丰富，很多地区出现的水荒巳经造成了对经济发展的限制和人们生活的影响。

1997年6月，在纽约召开的联合国第二次全球环境首脑会议首次提出了水资源的问题，并警造：“地区性的水危机可能预示着全球性危机的到来”。

地球上水的总量并不小，但与人类生活和生产活动关系密切又比较容易开发利用的淡水储量约为400km3左右，仅占全球总水量的0.3％，主要是河流水、湖泊水和地下水。

2.土地资源短缺：陆地面积中大约有20％处于极地和高寒地区，20％属于干旱区，20％为陡坡地，还有10％的土地岩石裸露，缺少土壤和植被。

以上4项，共占陆地面积的70％，在土地利用上存在着不同程度的限制因素，地理学家和生态学家称之为“限制性环境”。

其余30％土地限制性较小，适宜于人类居住，称为“适居地”，意为可居住的土地，包括可耕地和住宅、工矿、交通、文教和军事用地等。

按人均2.5hm2的30％计算，人均占有0.75hm2。

在适居地中，可耕地约占60％～70％，折合人均面积为0.45～0.53hm2。

3.矿产资源短缺：矿产资源是地壳形成后，经过几千万年、几亿年甚至几十亿年的地质作用而生成，露于地表或埋藏于地下的具有利用价值的自然资源。

矿产资源是人类生活资料与生产资料的主要来源，是人类生存和社会发展的重要物质基础。

目前95％以上的能源、80％以上的工业原料、70％以上的农业生产资料、30％以上的工农业用水均来自矿产资源。

与其他的自然资源不同，矿产资源不可再生，在全球分布不均衡，随着人类发展需求的不断壮大，矿产资源的消耗速度日益增加，矿产资源日渐枯竭。

二.环境问题随着生活污水，工业废水的排放，水体遭受严重污染，这严重影响生物的健康，同时，近代工业的发展也带来了大气污染问题，化石燃料的大量燃烧造成了酸雨，光化学烟雾，温室效应等环境问题，在农业方面，由于大量使用农药，造成土壤污染，土壤肥力下降，严重威胁粮食产量。