第二节 环境系统

环境系统以人类为中心，人类环境包括自然环境和社会环境。自然环境为人类生存、生活和生产所必需的自然资源的总体，如阳光、温度、气候、水、土壤、动植物等；社会环境是在自然环境基础上，人类为不断提高物质文明和精神文明水平所积累的物质生产体系和物质文化，包括社会的经济基础、城乡结构，以及同社会制度相适应的政治、经济、法律、宗教、艺术等[15]。

环境要素是构成环境整体的基本物质组分，如自然环境中的水、大气、阳光、土壤、生物、岩石等，社会环境中的综合生产力、技术进步、人工产品和能量、政治体制、社会行为、宗教信仰等。环境系统实际上是一个不可分割的整体，但其中比较重要的几个环境要素已有较多研究成果。自然环境要素中较为重要的是水环境、大气环境、土地环境、声环境等，社会环境要素中较为重要的是人口、经济、科技、教育和社会稳定等。

一、自然环境要素

1．水环境

地球上水的总储量约有13.9亿立方千米，其中约有97%为海洋咸水，淡水不足地球总水量的3%。在这总量约0.36亿立方千米的淡水中，有69.5%以极地冰川和高山冰帽形式存在，30.1%为地下水和土壤水，还有约0.4%的江河、湖泊等地面水。其中只有约20%的淡水是人类易于利用的，而能直接取用的河、湖淡水仅占淡水总量的0.3%[15]。

水环境有其独特的循环运行方式：地球表面的水在太阳辐射能和地心引力相互作用下，不断蒸发和蒸腾到大气中，并在空中形成云，在大气环流的作用下传播到不同地域，以雨雪形式降到陆地或海洋，一部分形成地表径流，一部分渗入地下成为土壤水或地下水，还有一部分直接蒸发或被植物吸收通过蒸腾作用进入大气。除此之外，水环境对污染物质有一定的容纳能力和自净能力，可使进入水体中有限的污染物浓度和毒性随时间推移和水体流动而降低。

一个地区水资源的丰富程度取决于地理位置、地形条件、土壤植被、温度和太阳辐射等自然因素，人类活动对水资源的循环也会产生明显的影响。区域性水危机受自然条件影响较大，难以人为干预，如受降雨量变化以及气候变化影响较大的南撒哈拉地区、巴基斯坦、阿拉伯半岛等。而另一部分人为原因产生的水危机主要表现为城市与工业区集中发展产生的集中供水危机，各种有机物、悬浮物、重金属、氮磷排入水体导致的水体污染危机，过量开采地下水和用水浪费产生的水危机等，这一部分则是可以通过合理的手段进行控制的。

2．大气环境

大气环境按离地表的距离由贴近地球表面到外太空可分为五层，分别为对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层。对流层是最底层，低纬度区厚度为17～18千米，中纬度10～12千米，高纬度8～9千米，在垂直方向上有强烈的对流，气温随高度增加而降低。此层与人类关系最密切，排入大气的污染物绝大部分活动在1～2千米以下的边界层中，而雨雪云雾天气的形成则在此层边界层以上。平流层为对流层顶到50千米高度的部分，空气比对流层稀薄得多且干燥，主要是平流运动，随高度增加气温升高，大气透明度好，很难有云雨天气，在高约15～35千米范围内有层厚约20千米的臭氧层，能吸收大量紫外线，使地球生物免受过量紫外线的危害，同时又能对地球保温。中间层为从平流层顶到80千米高度部分，空气更稀薄，有强烈的垂直对流，随高度增加气温降低。电离层范围为80～500千米处，随高度增加气温升高，该层大部分空气分子发生了电离，能反射地面发射的电磁波。电离层以上为散逸层，空气受地心引力极小，气体及微粒可以从此层进入太空散逸。

人类生活在对流层，其中大气是由多种气体混合组成的，按其成分可以分为干燥清洁的空气、水汽和悬浮颗粒三部分。干洁空气主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳气体，占干洁空气体积的99.99%。但是随着人类社会的发展，人类对大气成分的影响越来越大，通过燃料燃烧、工业生产、交通运输等过程向大气中排入了大量二氧化硫、一氧化碳、颗粒物等一次污染物，这些污染物在扩散和输送的过程中，又由于自身物理化学性质以及阳光、温度、湿度等因素的影响，污染物之间，或者它们与空气原有组分之间会发生化学反应形成新的二次污染物。排入大气的污染物受千变万化的气象条件以及地形影响，时常爆发大规模的大气污染事件。

3．土地环境

土地环境是具有一定地理空间（经度、纬度、高程），以土壤为基础，与气候、地形地貌、水文、水文地质条件，表生地球化学因素、自然生物群落，以及它们之间相互作用所构成的自然综合体，是一个包括众多子系统的复杂系统。土壤则是极其复杂的由固体、液体和气体组成的多相疏松多孔体系，而土壤中颗粒直径小于2微米或小于1微米的具有胶体性质的微粒即为土壤胶体，与土壤的保肥、供肥能力、土壤污染与净化、酸碱反应、缓冲作用、氧化还原反应以及其他重要性质有关。

土地是自然环境的立地基础，又是自然资源的重要组成，是人类从事一切社会实践的基地。根据1987年《世界资源》资料，全球陆地总面积约130亿公顷，占地球表面的29.2%；其中耕地15亿公顷，占陆地总面积的11.28%；林地40亿公顷，占31.21%；牧地31.5亿公顷，占24.16%；其他用地43.6亿公顷，占33.35%。从土地质量看，适于农林牧业发展的好地占24%，主要适用于林用和永久牧用的土地占12%，优质林地18%，优质牧地15%，改良后可用于农用的土地占8%，无法利用的土地占23%[15]。

随着工业化和城市化的发展，大量耕地被侵占作为非农用地，使得耕地数量大为减少，而人口增长对耕地的需求又导致了盲目毁林开荒，使森林、草地、沼泽和滩涂等类型的土地资源面积不断减少，例如由于耕地压力的上升，全世界沼泽地已丧失25%～50%，对湿地生态系统造成了极大的损害。此外，地力衰退、水土流失、土壤盐渍化、土地沙漠化以及土壤污染和环境恶化等原因都会导致土地资源退化。其中土壤污染不仅会对农作物及农田生态环境造成危害，污染物通过食物链最终进入人体，还会严重危害人体健康。

4．声环境

人类利用声音进行交流、表达感情、传递信号以及开展各种活动，因而声音是人类生活中重要的一部分。声音是声波源头的机械振动在弹性介质中传播而产生的，而其中频率和强弱变化毫无规律、杂乱无章的声音被称为噪声，会给人类带来一定的危害。实际操作中以分贝为单位来对噪声进行量度，一般来说，85分贝以下的噪声不至于危害人体健康，大于此值的噪声则可能对人体造成伤害。长期在噪声较强的环境中生活与工作可能有损听力，甚至对神经、心血管和内分泌系统有损伤。环境噪声的来源有四种：交通噪声，包括飞机、汽车、火车等产生的噪声；工厂噪声，如鼓风机、冲床等发出的噪声；建筑施工噪声，如打桩机和混凝土搅拌机等发出的声音；社会生活噪声，如高音喇叭等发出的过强尖锐的声音。

二、社会环境要素

1．人口与环境

1987年7月11日，地球人口总数突破50亿大关，这一天被联合国定为世界“50亿人口日”，而37年前的1950年世界人口总数只有这一半。根据联合国人口司的统计数据，2016年的世界人口已经达到74.3亿人。人口急剧增长，一方面提高了对土地资源、森林资源、草原资源、矿产资源、水资源、能源、生活环境等各种环境资源要素的需求，极易导致自然资源匮乏，生态系统被破坏；另一方面，人口急剧增长也增加了废水、废气和废渣的排放量，对环境造成严重的污染。然而人类发展可以破坏生态环境，也可以建设可持续发展的生态环境。因而人口与环境、与人类社会的可持续发展有极为密切的关系，国内外也有诸多关于适度人口、人口与环境容量方面的研究[16]。

2．经济与环境

经济发展对环境的变化起主导作用，经济高速增长消耗大量自然资源，并使环境质量急剧恶化，同时环境资源又是经济发展的基础并制约着经济的发展，二者相互影响，相辅相成。其中最重要的经济环境关系理论库兹涅茨曲线（EKC）表明经济增长与环境变化之间存在倒“U”形关系：在经济发展初期，随着经济增长，环境会不断恶化，而经济发展到一定程度时环境恶化会得到遏制，然后进一步的经济发展会使环境呈恢复和好转的趋势[17]。欧美发达国家的大部分实证经验都符合此曲线，但是发展中国家可以借鉴发达国家的经验，一定程度上避免“先发展后治理”的方式，改变倒“U”形曲线的形状。1970年以后，兴起了环境经济学，主要考虑环境资源的可持续利用和环境保护的经济手段，以达到环境和经济协调发展的目标[18]。

3．科技与环境

人类社会发展的过程必然伴随着科学技术的发展，科技的进步与人口的增长一样，是永无止境的，至少也是与人口的增长一样快[19]。随着科学技术的发展，人类获得了更多的生产能力以满足自身对物质和精神的需求，促使了人类社会的全面发展。但与此同时，也加大了对自然资源的掠夺，对其他物种的生存威胁，打破了地球长久以来的生态环境平衡。科技进步实现的工业化还引发了水污染、大气污染、土壤污染和固体废弃物污染等一系列环境问题[20]。科技是把双刃剑，一方面能造成环境污染、生态破坏；另一方面也是解决生态环境问题的重要力量，可以提高资源利用效率，加强生态环境管理，防治生态环境问题，促进人类社会的可持续发展[21,22]。

4．教育与环境

一般而言，自然环境优越的地域，经济发展较快，文化教育也较为发达；而自然环境恶劣的地域，文化教育相对比较落后，因而自然和社会环境是人类教育活动的基础，影响着教育的发展与人才的培养[23]。教育的发展水平、人才的培养质量，又对自然和社会环境的可持续发展、生态资源的合理开发利用有重要作用：通过教育的手段，可以使人们建立可持续发展，人与自然和谐相处的思想和观念，遵守爱护环境的行为规范以及深刻了解环境问题并获得治理和防止新环境问题产生的知识和技能[24]。国际社会普遍认为环境教育是人与环境走向和谐，实现可持续发展的有效途径。环境教育主要包括环境意识教育、环境伦理道德教育、环境保护技术教育、环境政策、法律与行为教育等几个方面[25]。

5．社会稳定与环境

社会是一个复杂开放的巨大系统，经济结构与生态环境的协调是实现社会持续稳定发展的前提[26]。生态环境为人类的生存提供衣食、能源和生产原材料的来源，是社会发展的物质基础，良好的生态环境对维护和促进社会稳定有积极的作用，而严重的环境压力会威胁到人类生存，影响社会正常秩序，还会影响一国的政局稳定，直接或间接导致国际冲突，甚至战争。稳定良好的社会秩序又是保护生态环境、解决生态环境问题的重要前提，一个连年战乱、民不聊生的国家是无暇顾及生态环境保护的，而且必将对生态环境造成巨大的破坏。只有人民生活安定、经济发展、政治稳定的社会才能够制定完备的环保法律，采取切实有效的措施，投入充足的人力、物力、财力去创造和保护良好的生态环境[27]。