第十讲 环境科学与生态平衡 教师科学素养课程组

本章目录 大自然的报复和惩罚 3 一 环境保护主义的兴起 二 生态自然观 3 三 生态环境保护成功案例 四 复习思考题 3 五

（一）最早提出现代生态环境保护观点的两本书 一、大自然的报复和惩罚 （一）最早提出现代生态环境保护观点的两本书 恩格斯的《自然辩证法》 蕾切尔·卡逊《寂静的春天》

塔河昔日的归宿——罗布泊 塔河现在的归宿——台特马湖

曾经郁郁葱葱的胡杨林

随着下游生态的恶化，当年为阻止塔克拉玛干沙漠和库姆塔格沙漠合拢的苇编方格阵如今只剩下短短的一茬，已经根本无力抵挡流沙侵蚀

218国道较好路段 218国道上几乎被沙吞没的桥

（二）当代世界三大危机、五大全球性问题和七个环境问题 当代世界正面临着三大危机： 人口问题 自然资源 环境问题 由此派生出五个全球性问题：

（三）中国和世界的人口问题 英国著名的经济学家马尔萨斯注意到人类人口过度发展所带来的种种问题，于1798年发表了著名的《人口论》。《人口论》的观点虽然过于悲观消极，但从另一种意义上说，这本书却是工业革命前后，人类对自身发展与地球自然环境关系进行的一次开创性的探讨，有着不容忽视的价值。《人口论》出版后，引起了广泛关注，引发了旷日持久的聚讼纷纭。

生存环境对人口增长的影响 在古代社会，人口的增长与社会的稳定发展有着密切的关系。人口的增长当然服从指数增长规律，但其增长率却可明显地看出生存环境对人口增长的影响。中国古代人口真正快速增长的时期就是在所谓“康乾盛世”。这130多年间，由6000万一下发展到了3亿。而从1834年到1947年，也是100多年，中国人口只增长了1.5亿。

（四）、古文明消失之谜 由于人口的压力，古代的人们必然会过度地开垦土地和放牧牛羊，从而导致生态环境恶化。目前世界上许多古代文化遗址，就是这样形成的。   

复活节岛的兴衰

印度的史前文明----“哈拉巴文化” 印度的史前文明----“哈拉巴文化”，包括现在巴基斯坦信德省南部的摩亨佐·达罗考古遗址和在旁遮普的哈拉巴遗址。 摩亨佐达罗和哈拉巴这两座城市，周长都有4.8公里以上。城市是由卫城和下城（居民区）两部分组成。这两座城市的面积相似，大约各自都有85万平方米；其居民数，估计大约各自都有35，000人。时间为公元前2500年到公元前1750年。 摩亨佐达罗的城市建筑和规模，较哈拉巴壮观。这是印度河文明的典型城市。

马亨佐·达摩城遗址

“印度河文明”究竟是怎样消失的？ 但是，摩亨佐·达罗人后来究竟跑到什么地方去了呢？摩亨佐·达罗古城和“印度河文明”究竟是怎样消失的呢？这正好说明了印度历史学研究上的一个尴尬：有着如此丰富的地下考古发现，却找不到与之对应的文献记载，这和中国的情况正好相反！这和印度历史发展多次被外族入侵打断有关。

史学家认为，昔日摩亨佐·达罗郊外，也是郁郁葱葱，长满着茂盛的草木。和尼罗河一样宽阔古老的印度河，不仅灌溉着这里的千里沃野，也孕育了人间的文明。只是到了后来，由于过度的放牧和种植，破坏了生态平衡，使得植被稀疏，表土裸露，在强烈的阳光照射下，其水份迅速蒸发，然后随风吹蚀，最后终于使这里沦为一片沙洲。可见，环境的保护是多么的重要。

“沙漠中的庞贝” ----西域古国楼兰和尼雅 消失的丝绸古道

（五）、从世界范围看文明古国的兴衰 如果我们把眼光投向整个世界，我们就可以看出，古代农业文明的兴起和衰落都不是偶然的。 大家观察一下世界地图，不难发现四大文明古国的最初文化发祥地，大约都在北纬30度到北纬40度之间这样一个区域。但这些最初的农业文明发祥地，由于人们过渡的垦殖和放牧，几乎都无一例外地走向了衰亡，所以才出现了如此之多的世界古代文明之谜。

北纬30度线

封建帝王的“文治武功” 在历史上由于人口一直较少，人们活动的范围只是地球表面的很小部分，当一个地区环境退化后，人们往往可以找到新的栖息地。所以历朝历代的封建帝王，无不把发动对外战争作为其文治武功的政绩加以夸耀。

（六）工业化带来的环境问题和资源问题   当人类还在陶醉在工业革命的伟大胜利时，生态破坏和污染问题已经加速发展，特别是污染问题，随着工业化的不断深入而急剧蔓延，终于形成了大面积乃至全球性公害。西方国家首先步入工业化进程，最早享受到工业化带来的繁荣，也最早品尝到工业化带来的苦果。

1.马斯河谷事件   1930年12月1日－5日，比利时马斯河谷的气温发生逆转，工厂排出的有害气体和煤烟粉尘，在近地大气层中积聚。3天后，开始有人发病，一周内，60多人死亡，还有许多家畜死亡。这次事件主要是由于几种有害气体和煤烟粉尘污染的综合作用所致，当时的大气中二氧化硫浓度高达25～ 100毫克／立方米。

2.多诺拉事件   1948年10月26日～31日间，美国宾夕法尼亚州的多诺拉小镇，大部分地区持续有雾，致使全镇43％的人口（5911人）相继发病，其中17人死亡。这次事件是由二氧化硫与金属元素、金属儿合物相互作用所致，当时大气中二氧化硫浓度高达0.5×10－6～2.0×l0-6毫克／立方米，并发现有尘粒。

3.伦敦烟雾事件   1952年12月5日～8日，素有“雾都”之称的英国伦敦，突然有许多人患起呼吸系统病，并有4000多人相继死亡。此后两个月内，又有8000多人死亡。这起事件原因是，当时大气中尘粒浓度是平时的10倍，二氧化硫浓度是平时的6倍。

4.洛杉矾光化学烟雾事件   1936年在洛杉矶开采出石油后，刺激了当地汽车业的发展。至40年代初期，洛杉矶市已有250万辆车，每天消耗约1600万升汽油，但由于汽车汽化率低，每大有大量碳氢化合物排人大气中，受太阳光的作用，形成了浅蓝色的光化学烟雾，使这座本来风景优美、气候温和的滨海城市，成为“美国的雾城”。这种烟雾刺激人的眼、喉、鼻，引发眼病、喉头炎和头痛等症状，致使当地死亡率增高，同时，又使远在百里之外的柑桔减产，松树枯萎。

5.水俣事件   日本一家生产氮肥的工厂从1908年起在日本九州南部水俣市建厂，该厂生产流程中产生的甲基汞化合物直接排人水俣湾。从1950年开始，先是发现“自杀猫”，后是有人生怪病，因医生无法确诊而称之为“水俣病”。经过多年调查才发现，此病是由于食用水俣湾的鱼而引起。水俣湾因排入大量甲基汞化合物，在鱼的体内形成高浓度的积累，猫和人食用了这种被污染的鱼类就会中毒生病。

6.富山事件     20世纪 50年代日本三井金属矿业公司在富山平原的神通川上游开设炼锌厂，该厂排入神通川的废水中含有金属镉，这种含镉的水又被用来灌溉农田，使稻米含镉。许多人因食用含镉的大米和饮用含镉的水而中毒，全身疼痛，故称“骨痛症”。据统计，在1963年至1968年5月，共有确诊患者258人，死亡人数达128人。

7.四日事件    20世纪五六十年代日本东部沿海四日市设立了多家石油化工厂，这些工厂排出的含二氧化硫、金属粉尘的废气，使许多居民患上哮喘等呼吸系统疾病而死亡。1967年，有些患者不堪忍受痛苦而自杀，到1970年，患者已达500多人。

8.米糠油事件     1968年，日本九州爱知县一带在生产米糠油过程中，由于生产失误，米糠油中混人了多氯酸苯，致使1400多人食用后中毒，4个月后，中毒者猛增到5000余人，并有16人死亡。与此同时，用生产米糠油的副产品黑油做家禽饲料，又使数十万只鸡死亡。

二、环境保护主义兴起 （一）人类地球观的演变 （二）人类环境保护史上的三个里程碑 （三）只有一个地球——人工生物圈实验 （四）当代全球环境问题

（一）人类地球观的演变 古人对天的认识是把它当作神灵，对大地的认识则是想象自己生活在一个无边无际的平面上，几乎总是有超出人类居住区域的地方。如果人类生活的地方自然环境发生恶化，人们总可以找到别的谋生之地。直到15－16世纪的环球航行和地理探险以后，人类才开始认识到地球是一个有限的球体这一事实。但是，即使到了19世纪，人们的地球观也没有根本的改变，在经济活动中，人们奉行的是“牧童经济”，想象自己仍然是在无限的平原上生活。

一直到20世纪50－60年代，人们才开始对环境问题及其危害有了比较深刻的认识，并开始提出解决环境问题的要求。这是因为，工业化所带来的环境污染及其公害事件，直到这时才引起西方发达国家全社会的广泛关注。

进入70年代以后，人们开始认识到：环境问题不仅包括污染问题，而且也包括生态问题、资源问题等；环境问题并不仅仅是一个技术问题，也是一个重要的社会经济问题。

《增长的极限》 《增长的极限》明确地将环境问题及相关的社会经济问题提高到“全球性问题”的高度来加以认识，这也是它最重要的意义所在。作者认为：“人口、粮食生产、工业化、污染和不可再生资源的消耗还在继续增长。每年它们以数学家称为指数增长的模型增长着。现在几乎所有人类活动，从化肥的施用到城市的扩大，都可以用指数增长曲线来表示。”

《增长的极限》 但是，地球是有限的，如果人类社会继续追求物质生产方面的既定目标，它最后会达到地球上的许多极限中的某一个极限，而后果将可能是人类社会的崩溃和毁灭。因此，作者在该书的最后部分提出“全球均衡状态”的设想,其最基本的定义是人口基本稳定，倾向于增加或者减少它们的力量也处于认真加以控制的平衡之中。”换言之，它所主张的实际上就是“零增长”或“不增长”战略。这当然是不现实的。

《增长的极限》 在今天看来，这本书中所陈述的观点是值得商榷的，事实上，罗马俱乐部在以后的的一份报告《极限之外》中，已经修正了原来的观点。但《增长的极限》这部书当时在社会上产生的巨大震荡却是有目共睹的，许多国家的学术界围绕这部书中的一些观点展开了热烈的讨论，这表明，这部书已经成为“一个里程碑，世界的注意力已经在认真考虑这个报告提出的基本论点了。”

（二）人类环境保护史上的三个里程碑 1.1972年6月5日 “联合国人类环境会议”在瑞典首都斯德哥尔摩召开 2.1992年6月3日至14日联合国环境与发展大会在巴西里约热内卢举行 3.2002年8月27日联合国可持续发展首脑会议在南非约翰内斯堡召开

（三）只有一个地球—”生物圈二号”实验 1991年9月26日，全球所有主要媒体均在头版头条刊登了一条激动人心的消息：由美国太空生物圈风险投资公司建立的“生物圈二号”投入运行，8位科学家（四男四女）笑容满面地于上午8:15正式入住位于美国亚利桑那荒漠的一个模拟地球环境的全封闭温室，开始了长期自给自足、与世隔离的生活。除了一部电传机和电能供给外，他们与外界完全隔离，而且，除患严重疾病外，任何人不得离开这个地方。这项实验被称为"生物圈二号"。

(1)雨林 (2)疏林/海洋/沼澤 (3)沙漠 (4)密集的農耕地 (5)人類棲地 (6和7) 人造肺部 (8)能源中心 (9)冷卻塔 (1)雨林 (2)疏林/海洋/沼澤 (3)沙漠 (4)密集的農耕地 (5)人類棲地 (6和7) 人造肺部 (8)能源中心 (9)冷卻塔

生物圈二号中的农田

“生物圈2号”的失败告诫我们：人类在茫茫宇宙中只有地球这一处家园，逃离和束手待毙都是与事无补的。地球不是实验室，我们输不起，只有善待和保护她才是我们真正的出路。所以，“只有一个地球”“地球是我们唯一的家园”这两个口号应当是我们这个时代所有人必须接受的新的地球观。

（四）当代全球七大环境问题 1.臭氧空洞 臭氧在1849年首次被人类发现，臭氧层问题是美国化学家罗兰和穆连于1974年首先提出来的。他们认为，在对流层大气中极稳定的化学物质氯氟烃（CFC）被输送到平流层后，在那里分解产生的原子氯（CI）就将有可能破坏臭氧层。20世纪70年代末开始，科学家们开始每年春天在南极考察臭氧层。1994年，人们首次观察到了至今为止最大的臭氧空洞，它的面积相当于一个欧洲，有2400平方公里。

2.全球气候变暖 1972年，我国著名气象学家竺可桢（1890—1974）发表《中国近五千年来气候变迁的初步研究》

3.生物多样性减少 当前大量物种灭绝或濒临灭绝，生物多样性不断减少的主要原因是人类各种活动造成的： 1）森林、草地遭受破坏； 2）对生物物种的强度捕猎和采集； 3）工业化和城市化发展占用土地造成污染； 4）外来物种引人或入侵； 5）无控制的旅游； 6）全球变暖使自然生态系统无法适应。

4.土地荒漠化 荒漠化是指由于气候变化和人类活动等各种因素所造成的土地退化，它使土地生物和经济生产潜力减少，甚至基本丧失。

5.森林植被破坏 从联合国粮农组织90年代初所进行的评估来看，全球森林面积的减少主要发生在本世纪50年代以后，其中1980－1990年期间全球平均每年损失森林995万公顷，约等于韩国的面积。 森林减少的主要原因有：砍伐林木、开垦林地、采集薪材、大规模放牧、空气污染等。

6.水资源危机和海洋资源破坏 水是世界上最普遍的物质之一，总体积为14.1亿立方公里。这些水如果均匀分布在地球表面，地球水深将近3000米，其中只有2％是淡水。淡水的87%又被封冻在两极及高山的冰层和冰川中，难以利用。便于人类利用的淡水资源只有21000立方公里左右。这些资源在时空上分布不均，加上人类的不合理利用，使世界上许多地区面临着严重的水资源危机。

受污染的松花江水通过哈尔滨段

7.酸雨污染 酸雨通常指PH值低于5.6的降水，但现在泛指酸性物质以湿沉降或干沉降的形式从大气转移到地面上。湿沉降是指酸性物质以雨、雪形式降落地面，干沉降是指酸性颗粒物以重力沉降、微粒碰撞和气体吸附等形式由大气转移到地面。 酸雨形成的机制相当复杂，是一种复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中绝大部分是硫酸和硝酸，主要来源于排放的二氧化硫和氮氧化物。

世界化石燃料燃烧排放的二氧化硫（1950－1993）

三、生态自然观 生态自然观把人与自然看成高度相关的统一整体，强调人与自然相互作用的整体性，代表了人对自然更为深刻的理解方式。它反对不加区分地运用一切技术，反对刻意追求技术的工具效用。对技术具有明确的价值选择，即技术的运用不仅要从人的物质及精神生活的健康和完善出发，注重人的生活和价值的意义，而且要求技术选择与生态环境相容。所以，“只有一个地球”“可持续发展”这两个口号就是生态自然观最简洁的表述。

什么是可持续发展？ 1987年，布伦特兰委员会的报告《我们共同的未来》真正把可持续发展推上了国际舞台。该报告认为，经济与环境是可以相互协调的；传统的经济增长模式应当改革，新的发展战略应当建立在可持续的环境资源基础之上。

1987年，世界环境与发展委员会把历经4年研究和论证的报告《我们共同的未来》，提交给联合国大会，报告中正式提出了可持续发展的模式。该报告对可持续发展的定义是指“既满足当代人需求又不危及后代人满足其需求能力的发展”，其中表达了两个基本观点：一是人类要发展，尤其是穷人要发展；二是发展有限度，不能危及后代人的发展。

可持续发展具体体现在以下几个方面。 1.强调首先要发展。 2.强调经济发展和环境保护是相互联系和不可分割的。 3.可持续发展注重代际公平。  3.可持续发展注重代际公平。     4.强调建立和推行一种新型的生产和消费方式，也就是循环经济的观点。  5.强调人类应当学会珍重自然，爱惜自然，把自已当作自然中的一员。

四、生态环境保护成功案例 1.我国“九五”期间在生态环境保护上做了四件大事 （1）大江大河的防洪建设 （2）全面停止对天然林的采伐 （3）西部大开发中的生态环境建设 （4）全国性防治环境污染

2.塔河流域生态环境保护 2001年3月15日在北京闭幕的第九届全国人大四次会议上，通过了一项重大决议，那就是将塔里木河流域综合治理工程列入国家“十五”期间重点建设工程，预备总投资107亿元，在5年内基本完成塔里木河上游410万亩老灌区的节水改造、叶尔羌河上游下坂地水库建设、塔里木河干流治理等预算投资。 该工程2001年动工，前两年每年投入至少12个亿，后三年每年至少20个亿，到2005年初步恢复塔里木河下游生态系统。

塔河下游生态现状——“枯木逢春” “十五”期间，通过实施七次应急输水，遏制了塔河下游生态恶化的趋势，输水总量达20.42亿立方米，平均年输水量在4亿立方米以上。目前，塔河下游绿色走廊生态环境得到初步改善，周边的农牧经济得到稳步发展，郁郁葱葱、生机盎然的景象已经显现出来。这预示着塔里木河综合治理已取得阶段性成果。

目前在下游已经调查记录到11种鱼类、25种鸟类以及共7种两栖类、爬行类和兽类动物的活动踪迹。

因塔河断流缺水一度人去屋空的若羌县铁干里克乡，不少牧民又陆续回到故土。地下水位显著上升，今年搬回铁干里克乡居住并开了一家小商店的托乎提，很轻松地在自家门口打出一口压井来。

5岁的古丽夏旦在4岁多时才第一次见到塔里木河的水，现在她常常坐着爷爷几十年前用胡杨木做的“卡盆”（独木舟）在河上嬉水。

仍然存在的危机 沙漠公路旁的餐馆旅店全以胡杨作燃料 一些当地人仍以砍伐胡杨林为生 塔河两岸随处可见 的开荒场景

塔里木盆地新开垦土地危机 10年来，塔里木盆地新开垦土地的面积超过300万亩。而许多开发商种棉花完全是短期行为，一旦棉价不振，新开的棉田就大面积撂荒，造成原有植被遭破坏、土地裸露的状况。

开荒者李永西计划把这一片胡杨林全部夷为平地，制砖之后将来还要在这里建一个村庄。 在塔河河畔种了6年棉花的夏龙清已经累计开地1.2万多亩，但由于用水紧张，2001年他只种了3000多亩，其余的土地不少已经放弃耕作。据夏龙清所知，塔河中游开荒超过万亩的就有七八家，开荒超千亩的则至少有几十家。

3、循环经济新思路 山东青岛：铬渣山的变迁 青岛市在治理污染理念上的转变，“转”出了一个意想不到的结果，说明了一个真理：世界上不存在着绝对的废物，任何废物，都只是放错了地方的财富！

1）循环经济实现资源利用最大化 2）天津环保：从罚款单到诊断书 3）民勤治沙：新观念，新思路 4）张家港：链式发展 变废为宝 5）河北承德：从争水发展到让水发展 6）海南：保亭水泥厂为何不扩建了 7）西藏发展太阳能 8）牧区饮水不再难 9）天敌公司 10）垃圾发电 11）生态海绵地砖 12）草原蝗虫可持续防治

4.大熊猫与白头叶猴保护 曾经有人称他为“熊猫专家”，现在有人称他为“白头叶猴教授”。他叫潘文石，是北京大学生命科学学院教授，为我国获得世界自然基金会（WWF）颁发的“保罗·格蒂奖”（Paul Getty奖）和福特汽车（Ford）环保奖的第一人，在国际上享有盛誉。 白头叶猴的守护者

5.麋鹿还家项目的成功 江苏大丰自然保护区里快乐生活的麋鹿

麋鹿还家始末

麋鹿的重引进

6.“草海模式”：一边温饱一边环保 2005年3月18日，威宁草海国际合作项目总结研讨会召开。一个以扶贫与保护相结合的生态环境和生物多样性保护模式被系统诠释和全面推广，来自国际鹤类基金会和国际渐进组织、中国农科院、云南大学等机构和组织的国内外专家学者一致认为，“草海模式”在环境保护、科学研究、农村扶贫等方面取得了探索性的成功。

如今，来的人只要坐船到草海深处，常常被水天一色的美景和生态和谐的状态所感动。美丽的黑颈鹤在船前船后高高低低的飞着，偶尔还有三两只叫不出名的鸟儿鸣叫着忽高忽低，和人群一起享受草海的水光山色。

只有一个地球， 地球是我们唯一的家园！

复习思考题 一、生态环境保护的核心问题是什么？ 二、当代世界三大危机、五大全球性问题和七个环境问题是什么？其中核心的问题是什么？ 三、生物圈二号的失败说明了什么？ 四、请你用最简洁的语言说明什么是可持续发展？

Thank You !