环境保护与可持续发展教案

课程说明课程性质和主要内容 本课程是环境科学专业的一门专业必修课，也是全校共选课。该课程介绍了当代资源和环境的一些基本问题，可持续发展的基本理论及实践途径，阐述了环境保护与可持续发展的关系，以及环境保护的主要途径和方法。教学目标 通过这门课程的学习，主要使学生对地球生态环境、人与自然的关系以及当代资源与环境问题有较为清晰的认识。对可持续发展思想的起源、内涵和特征，以及可持续发展战略的实施途径等有较为系统地了解。教学重点是可持续发展的基本理论，教学难点是可持续发展战略的实施途径，即可持续发展指标体系的建立和关于改进发展指标的新思路等。教材：环境保护与可持续发展面向21世纪课程教材 主编：钱易、唐孝炎 高等教育出版社 2000年7月第一版 主要参考书：环境与可持续发展 奚旦立主编 高等教育出版社可持续发展引论 叶文虎著 高等教育出版社 中国可持续发展战略报告（2000年2004年）中科院可持续发展战略研究组 科学出版社 环境学导论 何强等编著 清华大学出版社引 言由于科学技术的不断进步，世界经济的迅猛发展，人类社会发生了翻天覆地的变化，许多先人的梦想已经或正在逐步变成现实。这是很令人欢欣鼓舞的。但人类在20世纪中叶开始了一场新的觉醒，那就是对人口、资源与环境问题的认识。残酷的现实告诉人们，人类经济水平的提高和物质享受的增加，在很大程度上是以牺牲环境与资源换取得来。环境污染、生态破坏、资源短缺、酸雨蔓延、全球气候变化、臭氧层出现空洞等，正是由于人类在发展中对自然环境采取了不公正、不友好的态度和做法的结果。而环境与资源作为人类生存和发展的基础保障，正通过上述种种问题对人类进行着报复。可以毫不夸张地说，人类正遭受着严重环境问题的威胁和危害。这种威胁和危害关系到当今人类的健康、生存与发展，更危及地球的命运和人类的前途。 人口、资源与环境是当今人类所面临的重要问题，坚持可持续发展观是中国的基本国策。只有当其基本思想和概念为人类都了解和掌握时，人类才能保护好环境，并保证自身的持续发展。 为了保护环境走可持续发展的道路，起根本作用也是最迫切需要的，是全人类的觉醒和一致行动。从高层的决策人物到普通的老百姓，从各行业到社会各界，无一例外地与环境问题密切相关，并对环境保护起重要作用。尤其是青年的下一代，他们将是未来世界的主人，他们的意识、伦理、知识、信念，都将极大程度地决定世界的未来。第一篇 地球环境与生态系统第二篇第一章 地球环境的基本特征第一节 地球环境的圈层构造 一、地球环境及其组成 （一）什么是环境？环境是相对于中心事物而言的，与某一中心事物有关的事物，就是这个中心事物的环境。环境科学研究的环境，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。（二）环境的分类主体环境（三）环境问题与环境科学的发展 1、环境问题的分类环境问题是指人类为其自身生存和发展，在利用和改造自然界过程中，对自然环境造成的破坏和污染，以及由此产生的危害人类生存和社会发展的各种不利效应。自然灾害问题（第一环境题） 人为环境问题（第二环境问题）：（1）环境污染；（2）生态破坏 2、环境问题的产生 （1）随着人口的增加，人类改造自然能力的增强，生态问题开始出现。 （2）随着科学技术的迅速发展，工业革命的浪潮席卷全球，环境污染也随之出现。二、地球环境的独特性地球的现状是生命参与地质历史过程的结果，地球现在的状态也是靠生命活动调节、控制和维持的。第二节 人类与地球各圈层的关系一、人类与大气圈二、人类与水圈三、人类与土壤圈四、人类与岩石圈五、人类与生物圈第二章 生态系统第一节 生态系统的基本概念生态系统是一定空间内由生物成分和非生物成分组成的一个生态学功能单位。一、生态系统的组成、结构和类型1、生态系统的组成2、生态系统的类型 二、食物链和食物网三、营养级和生态金字塔 四、生态系统的功能 （一）能量流动 （二）物质循环 1、碳循环 2、氮循环 3、硫循环4、磷循环（三）信息传递1、物理信息2、化学信息3、营养信息4、行为信息第二节 生态平衡及其破坏生态破坏主要表现为：水土流失；沙漠化、荒漠化；森林锐减；草场退化、土地退化；湖泊的富营养化；生物多样性的减少。生态平衡的破坏往往出自人类的贪欲与无知，过分地向自然索取，或对生态系统的复杂机理知之甚少而贸然采取行动。第三章 人口与资源 第一节 世界人口发展情况一、人口与人口过程 人口是生活在特定社会、特定地域、具有一定数量和质量，并在自然环境和社会环境中同各种自然因素和社会因素组成复杂关系的人的总称。人口自然增长率与出生率和死亡率的系是： 自然增长率=出生率-死亡率 指数增长：指在一段时期内，人口数量以固定百分率增长。 倍增期：表示在固定增长率下，人口增长一倍所需的时间。其计算公式为：Td=0.7/r Td 倍增期; r年增长率 二、世界人口发展状况 （一）发展趋势 1、高出生率、高死亡率、低增长率 2、高出生率、低死亡率、高增长率 3、低出生率、低死亡率、低增长率(二)增长特点1、随经济的发展而有所不同 表3-1 近1000年来发达国家和发展中国家每年平均人口增长率1.92.301.101950-20000.800.800.751900-19500.500.301.001850-19000.500.500.701800-18500.400.400.401750-18000.10 1000-0175全世界发展中国家发达国家 平均人口增长率时期/a2、年龄结构两极分化3、城市人口急剧膨胀（三）世界人口预测第二节 中国人口发展状况一、中国口发展特点 （一）人口增长速度快 中国人口：1684年1亿； 1850年4.3亿； 1949年5.5亿；1964年7亿；（二）农村人口比重大 1983年农业人口为7。837亿，占世界总农业人口22。7亿的62。3%。 （三）人口城市化进程加快 1995年的统计表明，已有1/3的人口居住在城市。 （四）人口老龄化 衡量人口老龄化的标准：以65岁及以上人口在总人口中所占的百分比来衡量（7%）。 人口老龄化是人口出生率下降和人口平均寿命延长而造成的人口现象。 2000年我国65岁以上的老年人口占6.7%。（五）男女性别比偏高 据1990年的人口普查，1989年男女婴儿比已达到114：100。 2000年第五次人口普查显示，男女婴儿性别比达到119.92：100。大大偏离了103-107：100的正常范围。 （六）人口分布不均 西北约占全国总面积的64%，但人口只占全国总人口的4%，而东南占总面积36%的土地上生活着96%的人口。 （七）人口素质丞待提高 人口素质：广义的人口素质包括身体素质、文化水平、劳动技能、思想和道德品质。身体素质：人口的自然属性。文化水平、劳动技能、思想和道德品质：是人口素质的社会属性。 人文发展指数：是衡量社会经济发展程度的指数它主要由人口预期寿命、识字率或受教育程度和按国际购买力平价计算的人均国民生产总值而得。指数在0-1之间，越大表明发展水平越高。 1987年中国的人文发展指数为0.716。 二、中国人口的发展趋势 1、自然增长率趋于稳定。2、死亡率继续下降。3、乡村人口比重大，生育率较高。第三节 人口增长对资源的压力一、自然资源 （一）自然资源的定义 自然资源是人类从自然条件中摄取并用于人类生产和生活所必须的各种自然组成成分，通常所指的有土地、土壤、水、森林、草地、湿地、海域、原生动植物及矿物等。 （二）自然资源的分类1、自然资源的地理分类 自然资源可分为矿产资源（岩石圈）、土地资源（土壤圈）、水利资源（水圈）、生物资源（生物圈）、气候资源（大气圈）和海洋资源六大类。 2、自然资源的特征分类 （1）非耗竭性资源：又称无限资源。 （2）耗竭性资源：又称有限资源。 可更新资源，又称为再生资源。 不可更新资源，又称为非再生资源。 （三）中国自然资源的特点1、资源总量多，人均占有量少人均耕地：1988年中国0.088 hm2 世界平均值0.367 hm2 森林覆盖率：中国12.98%，居世界120位 世界平均水平31.2%人均草地面积：0.367 hm2 ，为世界平均值的1/2人均水资源：2700 m3 ，不及世界平均值的1/4 2、各类资源总体组合较好3、资源空间分布不平衡 4、资源质量差别悬殊 二、人口对自然资源的压力 （一）人口增长对土地资源的压力 “用占世界7%的土地养活了占世界22%的人口” 我国现有耕地约1108 hm2，约占总耕地面积的10%。人口与土地资源的矛盾集中体现在： 人口增加，人均耕地日趋减少。据估计，到21世纪中叶，人均耕地将减少到国际公认的警戒线0.05hm2 。 土地开发加剧，土质恶化严重。建筑及工业占用土地使耕地不断减少。 （二）人口增长对森林资源的压力 （三）人口增长对水资源的压力 我国水资源总量： 年降水量约为60000m3 相当于全球降水量的5%，居世界第三位； 我国多年平均河川径流量为27225108 m3。 多年地下水资源量8288 m3 以上三项合计，全国水资源总量为28124108 m3，居世界第六位。 人均水资源量 2700 m3 ，不及世界平均值的1/4 。（四）人口增长对能源的压力 已探明我国煤炭储量1 1012 t；陆上石油储量（300-1000） 108 t；海上石油储量53 108 t； （五）人口增长对物种资源的压力 据估算，中国生物资源的经济价值在1000亿美元以上。三、环境对人口的承载能力环境承载力：在一定时期、范围和自然条件下，维持人-环境系统结构不发生质的改变，环境功能不遭到破坏的前提下，人-环境系统所能承受人类活动的阈值。国际人口生态学界将世界人口容量定义为：在不损害生物圈或不耗尽可合理利用的不可更新资源的条件下，世界资源在长期稳定状态下所能供养的人口数量的大小。人口学家普遍认为中国人口的极限为16亿，到21世纪中期将达到16亿。2010年中国人口总数将控制在14亿。第四章 资源短缺第一节 水资源一、全球淡水资源短缺形势分析1、水资源问题的提出 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提，并警告：“地区性水危机可能预示着全球性危机的到来”。2、地球上水量的分布 整个地球水量：13.6亿Km3 海水：97.3%；淡水：2.7%；可开发利用的淡水资源储量约为400Km3 ,占全球总量的0.3%。 3、水资源短缺问题 中东地区水资源短缺严重，主要表现在大流量江河湖泊；地下水属不可再生型；年降雨量不足160mm。 4、水资源引发的国际争端二、中国水资源短缺形势分析 1、 中国人均水资源只相当于世界人均水资源占有量的1/4，居世界第110位。2、水资源分布不均3、城市缺水严重据1994年统计，全国600多个城市中，缺水城市已达300多个。其中严重缺水的城市有114个。分区2000供水量2000需水量2000缺水量全国总计208.57462.28253.71东北区33.1969.2936.10华北区52.27107.2354.96西北区13.5632.3718.81西南区17.1640.4223.26东南区92.39212.97120.58国土资源部2003年10月30日公布的新一轮全国地下水资源评价显示，目前全国形成的地下水降落漏斗已有100多个面积达15万平方公里。勘测结果表明，目前华北平原深层地下水已形成跨越冀、京、津、鲁的区域地下水降落漏斗，有近7万平方公里面积的地下水位低于海平面。4、干旱造成草原退化，沙漠面积扩大，也会市使河流湖泊面积缩小。第二节 土地资源一、世界土地资源1、陆地面积：13300104 Km2 人口：1900年16亿；人均耕地：10hm2 1987年50亿；人均耕地：3hm2 当前60亿； 人均耕地：2.5hm2 2、土地质量 “土地的通达性” 陆地面积：“限制性环境”面积占70%，“适居地”占30%。实际人均占有土地0.75，其中耕地面积约占60%70%。 二、世界耕地需求的未来趋势 20世纪70年代提供数字：世界可耕地面积29.5108hm2 ；已被耕种15.4 108hm2 。 世界人均良田面积面积已从1980年的0.16hm2 减少至1990年的0.14hm2 ,预计到2000年进一步减至0.12hm2 。 三、中国的土地资源 中国的土地面积960104Km2 。耕地占世界总耕地的7%。 （一）我国耕地的特点 1、人均耕地面积小，只有世界人均耕地面积的1/4。1995年统计数字，人均耕地面积大于0.14hm2 的主要集中在我国东北、西北地区。联合国粮农组织提出的人均耕地面积的最低界线为0.05hm2 。2、分布不均匀 3、自然条件差 （二）我国耕地面临的压力 我国依靠占世界7%的耕地养活了占世界22%的人口。所以我国的可持续发展在很大程度上依赖于耕地的保护。第三节 能源 一、能源的分类 二、世界能源消耗（一）能源主要来自一次不可再生能源 20世纪70-80年代，世界一次能源消耗结构为：石油占40%以上；煤占20%以上；天然气占10%以上。 （二）能源消耗水平差异大 （三）能源消耗在继续增长 能耗强度：能源消耗/国民生产总值 能源消耗指数：能源消费年平均增长率与国民经济年平均增长率之比。 三、中国能源发展和面临的问题 （一）中国能源的发展 （二）中国的能源问题 1、人均能源资源和人均消费量不足 2、能源分配不均 3、能源构成以煤为主 4、工业部门消耗能源所占比重较大 5、农村能源短缺，主要以生物质能为主 四、能源利用对环境的影响 （一）城市大气污染 （二）增加了大气中CO2 的积累 （三）酸雨 （四）核废料问题第四节 矿产资源 一、矿产资源分布及其特点 1、不可再生性和可耗竭性 2、区域性分布不平衡 3、动态性 二、矿产资源的供需矛盾三、中国的矿产资源第五章 环境污染第一节 水污染 一、主要的水环境污染物 （一）悬浮物 （二）耗氧有机物清洁水体溶解氧含量8.32mg/L， 当溶解氧含量降至4.0mg/L以下时，将严 重影响鱼类和水生生物的生存。 （三）植物性营养物 造成水体富营养化。 （四）重金属（五）酸碱污染 正常水体pH值一般在6.58.5 （六）石油烃类（七）难降解有机物 主要包括有机氯化合物、有机芳香胺类、重金属有机化合物和多环有机物。 （八）放射性物质 （九）热污染 （十）病原体 二、水污染的主要来源 （一）点污染源1、生活污水 一般生活污水的BOD5 在200400mg/L之间。COD在150300mg/L之间。 2、工业废水 （二）面污染源 三、中国污水的特征 污水、废水排放量每天约为1108 m3 。我国地面水水质标准类水体：为源头水及自然保护区； 类水体：为集中生活饮用水水源地一级保护区，珍贵鱼类保护区，鱼虾产卵场等； 类水体：为集中饮用水水源地二级保护区类水体：为工业用水区，人体不直接接触的娱乐用水区。 类水体：为农业用水区，一般景观要求水域。 （一）地面水污染特征 1、有机物 2、重金属污染 3、富营养化:主要是由于大量含氮、磷的废水排入水体而使藻类大量繁殖，水中溶解氧降低、水质恶化。 荷兰科学家提出了水质富营养化的新概念，认为自然水域中存在着水生食物链，即水中的营养物质为水藻提供了生长条件，而浮游动物的捕食控制了水藻的长，同时它又为鱼类提供了食物。当这一水生生态系统发挥正常功能时，水体能保持清洁不受污染。而一旦浮游动物的捕食功能降低，水藻生长量超过其被消耗量而失去平衡，就会发生富营养化。 海水赤潮：因城市生活污水和工业废水的大量排放，使沿海水域富营养化，某些微小浮游生物急剧繁殖和高度密集所引起的海水变色的自然现象。 （二）地下水污染特征 主要表现为硬度和硝酸盐含量的增加。 四、水污染的危害 （一）危害人体健康 （二）降低农作物的产量和质量 （三）影响渔业生产的产量和质量（四）制约工业的发展 （五）加速生态环境的退化和破坏 （六）造成经济损失 第二节 大气污染一、大气污染源及污染物 1、按污染源存在的形式划分 固定污染源 移动污染源 这种分类方法适用于进行大气质量评价时满足绘制污染源分析图的需要。 2、按污染物排放的方式分 高架源 面源 线源 这种分类方法适用于大气扩散计算。 3、按污染物排放时间 连续源 间断源 瞬间源 这种分类方法适用于分析污染物排放的时间规律。二、几种典型的大气污染（一）煤烟型污染（二）酸沉降酸沉降是指大气中的酸通过降水（如雨、雾，雪）等迁移到地表，或在含酸气团气流的作用下直接迁移到地表。 1、世界酸雨发展状况 2、中国的酸雨现状 在80年代，中国的酸雨主要发生在以重庆、贵阳和柳州为代表的高硫煤使用地区及部分长江以南地区，酸雨区面积约为170104Km2。酸雨通常定义为“pH值低于5.6的雨水”。酸沉降的另一表征量为临界负荷：临界负荷是指不会对生态系统的结构和功能产生长期有害影响的酸性物质的最大量。我国酸雨的化学特征是pH值低、离子浓度高，硫酸根、铵和钙离子浓度远远高于欧美，而硝酸根浓度则低于欧美，属硫酸型酸雨。（三）光化学烟雾污染 光化学烟雾是在一定的条件下（如强日光、低风速和低湿度等），氮氧化物和碳氢化合物发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。 一次污染物：氮氧化物、碳氢化合物。 二次污染物：臭氧、过氧乙酰硝酸酯（PAN）、高活性自由基、醛类、酮类和有机酸类等。 三、大气污染的危害 （一）大气污染对人体健康的危害 1、大气颗粒物 大气颗粒物中0.011.0 m的细小粒子在肺泡的沉积率最高。2、二氧化硫 3、一氧化碳 4、铅 （二）大气污染对植物的危害 （三）大气污染对材料的危害 （四）大气污染对大气环境的影响第三节 土壤污染土壤污染对环境和人类造成的影响与危害在于它可导致土壤的组成、结构和功能发生变化，进而影响植物的正常生长和发育，造成有害物质在植物体内积累，并可通过食物连进入人体，以至危害人体健康。土壤污染的最大特点是，一旦土壤受到污染，特别是受到重金属或有机农药的污染后，其污染是很难消除的。土壤污染的明显标志是土壤生产力的下降。 一、土壤污染源及污染物 （一）土壤污染源 1、工业废水和固体废物 2、农药和化肥 3、牲畜排泄物和生物残体 4、大气沉降物 （二）土壤污染物 1、有机物 2、重金属 3、放射性元素4、病原微生物 二、土壤污染的影响和危害土壤污染的最大特点是，一旦土壤受到（一）土壤污染对植物的影响 1、无几污染物的影响 2、有机毒物的影响 3、土壤生物污染的影响 （二）土壤污染物在植物体内的残留 1、重金属在植物体内的残留 影响重金属在植物体内残留的主要因素是土壤的pH值，pH值越高植物对重金属的吸收量越小。 2、农药在植物体内的残留 农药在植物体内的残留与农药的类型和植物的物的种类有关。 农药的溶解度越大，被作物吸收也就越容易。一般块根类作物比茎叶类作物吸收量高；油料作物对对脂溶性农药如DDT、DDE等的吸收量比非油料性作物高；水生作物的吸收量比陆生植物高。 3、放射性物质在植物体内的残留 （三）土壤污染对人体健康的影响和危害 1、病原体对人体健康的影响 2、重金属对人体健康的影响3、放射性物质对人体健康的影响 第四节 固体废物及化学品危害 一、固体废物来源、分类及特点 （一）固体废物的来源（二）固体废物种类1、城市固体废物（1）生活垃圾（2）城建渣土（3）商业固体废物 （4）粪便 2、工业固体废物3、有害废物 联合国环境规划署控制有害废物越境转移及其处置巴塞尔公约列出了“应加控制的废物类别”共45类，“需加特别考虑的废物类别” 共两类，同时列出了有害废物“危险特性的清单”共13种特性。（三）固体废物的特点 1、资源和废物的相对性 2、富集终态和污染源头的双重作用 3、危害具有潜在性、长期性和灾难性 二、固体废物的环境问题 （一）产生量与日俱增 1、工业固体废物 2、城市生活垃圾 3、有害废物（二）占用大量土地资源 （三）固体废物对环境的危害 1、固体废物污染途径 2、对大气的影响 3、对水环境的影响 4、对土壤环境的影响 5、影响环境卫生和景观 三、化学品及有害废物对人类的危害第五节 噪声与其它物理性污染 一、噪声污染 （一）噪声的定义（二）噪声来源 （三）我国噪声污染现状（四）噪声的危害 二、电磁污染 （一）电磁污染的来源 （二）电磁污染危害三、光污染 （一）光污染及其来源（二）光污染的危害 四、热污染 （一）城市热岛效应 （二）水体热污染第六章 生态破坏第一节 植被破坏 一、森林破坏 森林是陆地生态系统的中心，在涵养水源、保持水土、调节气候、繁衍物动物栖息等方面起着不可替代的作用。森林曾经覆盖世界陆地面积的45%。总面积为60108 hm2 。 全球森林面积变化： 19世纪初55 108 hm2 。 1985年41.7 108 hm2 。目前，森林面积41.47 108 hm2 ，约占陆地面积的1/3，热带森林目前总面积为30 108 hm2 ，到2000年，全球至少要损失2.2 108 hm2 的热带森林。 中国林地情况： 建国初期林地面积1.25108 hm2森林覆盖率13%。 目前覆盖率大概只有11.5%，不及世界平均覆盖率的一半。全国主要林区林地面积变化情况森林覆盖率1949年现在长白山林区82.5%14.2%西双版纳地区60%30%四川省全省川西地区20%40%12.5%14.1%上世纪70 年代末 我国政府所采取的措施： 中国自然保护纲要所规定的目标为18%。 二、牧场退化牧场包括草原、林中空地、林缘草地、疏林、灌木丛以及荒漠、半荒漠地区植被稀疏的地段。 根据联合国粮农组织最近统计 总面积(108 hm2)占陆地面积(%)永久性草场31.624疏 林13.710.4其 他 土 地43.816.6中国草原总面积3.53 108 hm2 ，可利用的约3.1 108 hm2 ，占国土面积的40%以上，居世界第四位。第二节 水土流失目前我国水土流失面积达179 108 km2 ，每年土壤流失总量达50 108 t ，全国总耕地有1/3受到水土流失的危害。第三节 荒漠化 一、荒漠化的概念 荒漠化是包括气候变异和人类活动在内的种种因素所造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。 它包含了三层意思：荒漠化的成因，荒漠化的范围，表现形式。所谓荒漠化既包括非沙漠环境向沙漠环境或类似沙漠环境的转移，也包括沙质环境的进一步恶化。 二、荒漠化的现状 我国受荒漠化影响的土地面积约333 104 km2 ，占国土总面积的1/3，近4亿人口受荒漠化的威胁。 图 6-1 整个北部被沙漠包围的中国三、荒漠化的成因 （一）自然因素 自然因素引起的荒漠化占13%。 （二）人为因素1、土地资源利用不合理 2、植被资源不合理利用 3、干旱、半干旱地区水资源的不合理利用。 4、不合理耕作及粗放管理 5、其他人类活动 过度放牧占土壤荒漠化面积的34.5； 乱砍滥伐森林占土地退化的29.5%； 不当的农业利用占28.1%；其他占7.9%; 四、荒漠化的危害（一）土地的生产潜力衰退 （二） 土地生产力下降 （三）草场质量下降 （四）对环境造成污染和破坏第 5 、6次课 上次课复习：复习人生态破坏，环境污染，让学生知道正是由于生态破坏、环境污染，才引发了一系列全球性环境问题，从而引出第七章全球性环境问题。本次课题（或教材章节题目）：第七章 全球性环境问题教学要求：讲授目前主要的全球性环境问题发生原因、机理、形势以及目前环境科学领域对全球环境问题研究的进展。重 点：全球性环境问题发生的原因。难 点：全球性环境问题发生的机理。教学手段：课堂教学讲授内容及时间分配：第七章 全球性环境问题（自编课件） 学时课后作业1、 何谓“温室效应”，引起温室效应的气体有那些？2、 全球气候变暖有哪些危害？ 参考资料1、地球环境报告，石弘之日著 张坤民 王伟 译 中国环境科学出版社2、收集的报刊资料第七章 全球环境问题第一节 气候变化 气候是指包括温度、湿度和降水等在内的综合信息。全球对气候变化引起了世界各国政府的高度重视，1992年6月，有154个国家参加的联合国环境与发展大会在巴西里约热内卢召开，会议通过了气候变化框架公约。1997年12月在日本京都，170多个国家的政府首脑聚集在一起就人类密切关注的全球气候变化的问题达成了一个世界性的协议，希望在气候变化导致严重后果发生之前，采取一致的行动，控制，控制气候变化的发展趋势。 一、地球系统的能量平衡太阳光组成：红外光50%；可见光40%； 紫外光10%；其余部分1%；大气中重要的吸光物质： O2 小于290nm , ; O3 的光吸收有三个谱带，分别为200-300nm、300-600nm和400-850nm区。 地球向外层空间的热辐射：300030000nm 极大值10000nm ，地球热辐射的吸光物质为CO2 和 H2O 。 大气中的CO2 和 H2O等微量组分对地球长波辐射吸收作用使近地面热量得以保持，从而导致全球气温升高的现象被称为“温室效应” 。温室气体：二氧化碳（CO）、甲（CH4 ）、臭氧（O3）、氧化亚氮（N2O）、氟氯烃类（CFCs）。二、人类活动对气候变化的影响造成温室效应增强的因素 （一）二氧化碳 CO2 的浓度变化是工业革命以后大气组成变化的一个十分突出的特征，其根本原因在于人类生产和生活过程中矿石燃料的大量使用。（二）甲烷 CH4 在大气中的浓度1985年监测结果为1.65ppm(1650L/m3)，古代大气中的浓度只有0.77ppm，并且持续了很长时间。进一百年来甲烷浓度则上升了一倍多。 CH4吸收波长为7700nm的红外辐射，将辐射转化为热量，影响地表温度。 对温室效应的贡献比CO2 高300倍。 （三）氧化亚氮 N2O 是低层大气含量最高的含氮化合物。天然源：土壤中的硝酸盐经细菌的脱氮作用而生成。人为源：农业生产、工业生产，以及燃烧过程。在大气中的化学寿命大约为120年。 四）氟里昂及替代物 氟里昂是一类含氟、氯烃化合物的总称。其中最重要的是CFC-11（CFCl3）、CFC-12（CF2Cl2）。科学证实氟里昂是破坏臭氧层的主要因素。许多氟里昂替代物破坏臭氧层的能力虽然明显减小，但却具有显著的全球增温能力。（五）六氟化硫 全氟代甲烷（CF4 CF3 CF3）和六氟化硫（SF6）在大气中的寿命一般超过千年，同时具有极强的红外辐射吸收能力，其中SF6 在1997年京都国际气候变化会议上被列入受控的6种温室气体之一。（六）臭氧 存在于对流层和平流层的臭氧都是重要的温室气体。臭氧浓度的变化对太阳辐射和地球辐射均有影响。 （七）颗粒物 大气中的颗粒物通过两种方式影响气候： 1、颗粒物的光散射和光吸收作用产生的直接效应。 2、参加成云过程影响云量、云的反照率和云的大气寿命，造成间接效应。 3、对流层中直径在0.12m之间的颗粒物能有效地反射入射的太阳辐射，而对地球的红外辐射没有作用。 4、硫酸盐气溶胶增加，由于对太阳光的反射作用，则会导致地面降温。 5、碳黑气溶胶对太阳辐射具有强烈的吸收作用。 6、强迫辐射（radiative forcing）:是指由于大气中某种因素（如温室气体的浓度、气溶胶水平等）的改变引起对流层顶向下的净辐射通量的变化（单位为W/m2）。 7、 “全球变暖潜势”：global warming potential ,简称GWP。三、全球气候变化及其可能造成的影响 气候变化一般包括3个方面的内容： 气温，全球平均气温上升了0.20.5 海平面，上升了1025cm 降雨量，全球陆地降雨量增加了1%。 以上为过去100年间发生的变化。全球气候变化可能导致的影响大致有如下方面： 1、对人体健康的影响 2、对水资源的影响 3、对森林的影响 4、对沿海地区的影响 5、对生物物种的影响 6、对农业生产的影响第二节 臭氧层破坏大气中90%的臭氧存在于平流层中，它是平流层中最重要的化学组分，我们将这一层高浓度的臭氧称为“臭氧层”。 一、平流层臭氧生成和消耗的机制二、臭氧层破坏 臭氧浓度的表示法：柱浓度法，单位用多布森来表示（Dobson unit,简称D.U.）。 D.U.的含义：将0，一个大气压力下，10-5 m厚的臭氧定义为1个Dobson 单位。 在摄氏零度的温度下，沿着垂直于地表的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压，臭氧层的总厚度只有3mm 左右。 臭氧洞被定义为臭氧的柱浓度小于200D.U.， 即臭氧的浓度较臭氧发生前减少超过30%的地区。 三、臭氧层破坏的原因 人工合成的含氯和含溴的化合物是造成南极臭氧洞的元凶，最典型的是氟氯碳化合物即氟里昂(CFCs ）和含溴化合物哈龙（Halons）。氯和溴在平流层通过催化化学过程破坏臭氧是造成南极臭氧洞的根本原因。 1、氟里昂和哈龙进入臭氧层的途径 对流层中的氟里昂和哈龙在热带地区上空被大气环流带入到平流层，风又将它们从低纬度地区向高纬度地区输送，从而在平流层内混合均匀。2、氟里昂和哈龙对臭氧层破坏的方式 在平流层内，强烈的紫外线照射使CFCs 和Halons 分子发生离解，释放出高活性原子态的氯和溴，氯原子自由基和溴原子自由基就是破坏臭氧层的主要物质，它们对臭氧的破坏是以催化的方式进行的： 一个氯原子自由基可以破坏104 105 个臭氧分子，溴原子自由基对对臭氧的破坏能力是氯原子的30-60倍，二者同时存在时具有协同作用。 3、臭氧洞形成的非均相催化反应过程 CFCs 和Halons 进入平流层后，通常以化学惰性的形态（ClONO2 和 HCl）而存在。 南极冬天的极低温度造成两种非常重要的过程，一是极地的空气受冷下沉，形成“极地旋涡”（polar Vortex)，使南极空气与大气的其余部分隔离，从而使旋涡内部的大气成为一个巨大的反应器。另外，极低的温度使南极地区有成云过程，云滴的主要成分是三水合硝酸（HNO3 . 3H2O）和冰晶，称为极地平流层云（polar stratospheric clouds）。 ClONO2 和 HCl在平流层云表面发生以下化学反应： 生成的HNO3被保留在云滴中，当云滴成长到一定的程度后将会沉降到对流层，其结果是Cl2 和HOCl等组分不断积累。 当南极春天来临时，Cl2 和HOCl 在紫外光的照射下开始发生大量的光解，产生2、所述的均相催化过程所需的大量原子氯，以致造成严重的臭氧损耗。 当更多的太阳光到达南极后，南极地区的温度上升，气象条件发生变化，南极旋涡逐渐消失，南极地区臭氧浓度极低的空气传输到地球的其它高纬度和中纬度地区，造成全球范围的臭氧浓度下降。 4、“臭氧损耗潜势”（ozone depletion potential,ODP）四、臭氧层破坏的后果第三节 生物多样性锐减1992年6月在巴西召开的联合国环境与发展大会上，通过了生物多样性公约。1994年，中国发布了中国生物多样性保护行动计划。第四节 海洋污染 一、石油烃污染 二、近海海域赤潮 三、污染海洋的新罪犯有机锡 1、三丁酯锡（TBT）的毒性， TBT具有突出的“灭杀生物能力”。 2、三丁酯锡（TBT）流入海洋的途径第八章 可持续发展的基本理论第一节 可持续发展战略的由来一、寂静的春天对传统行为和观念的早期反思 20世纪50年代末，美国海洋生物学家蕾切尔卡逊(Rachel Karson)在研究美国使用杀虫剂所产生的种种危害之后，于1962年发表了环境保护科普著作寂静的春天。作者通过对污染物富集、迁移转化的描写，阐明了人类同大气、海洋、河流、土壤、动植物之间的密切关系，初步揭示了污染对生态系统的影响。 二、增长的极限 引起世界反响的“严肃忧虑”增长的极限深刻阐明了环境的重要性以资源与人口之间的基本联系。报告认为：由于世界人口增长、粮食生产、工业发展、资源消耗和环境污染这五项基本因素的运行方式是指数增长而非线性增长，全球的增长将会因为粮食短缺和环境破坏与21世纪某个阶段内达到极限。三、联合国人类环境会议人类对环境问题的正式挑战联合国人类环境会议1972年在斯德哥尔摩召开，大会通过的人类环境宣言宣布了37个共同观点和26项共同原则。它向全球呼吁：现在已经到达历史上这样一个时刻，我们在决定世界各地的行动时，必须更加审慎地考虑它们对环境产生的后果。由于无知或不关心，我们可能给生活和幸福所依靠的地球环境造成巨大的无法换回的损失。 四、我们共同的未来环境与发展思想的重要飞跃 联合国于1983年3月成立环境与发展委员会(WCED),联合国要求其负责制订长期的环境对策，研究能使国际社会更有效地解决环境问题的途径和方法。 研究报告我们共同的未来分为“共同的问题”、“共同的挑战”和“共同的努力”三大部分。报告将注意力集中于人口、粮食、物种和遗传资源、能源、工业和人类居住等方面。在系统探讨了人类面临的一系列重大经济、社会、和环境问题之后，提出了“可持续发展”的概念。 五、联合国环境与发展大会环境与发展的里程碑联合国环境与发展大会（UNCED）于1992年6月在巴西里约热内卢召开。会议通过了里约环境与发展宣言。 里约环境与发展宣言是开展全球环境与发展领域合作的框架性文件，是为了保护地球永恒的活力和整体性，建立一种新的、公平的全球伙伴关系的“关于国家和公众行为基本准则”的宣言。它提出了实现可持续发展的27条基本原则。21世纪议程是全球范围内可持续发展的行动计划，它旨在建立21世纪世界各国在人类活动对环境产生影响的各个方面的行动计划，为保障人类共同的未来提供一个全球性措施的战略框架。 各国政府代表还签署了联合国气候变化框架公约等国际文件及有关国际公约。 第二节 可持续发展战略的内涵与特征 一、可持续发展的定义 （一）布伦特兰的可持续发展定义： “既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展”。 （二）几种具有代表性的可持续发展定义1、着重于自然属性的定义 国际自然保护同盟（IUCN）1991年对可持续性的定义是“可持续地使用，是指在其可再生能力（速度）的范围内使用一种有机生态系统活其它可再生资源”。同年，国际生态学联合会（INTECOL）和国际生物科学联合会（IUBS）将可持续发展定义为“保护和加强环境系统的生产更新能力”。2着重于社会属性的定义1991年，由世界自然保护同盟、联合国环境规划署和世界野生生物基金会共同发表了保护地球可持续生存战略。 可持续发展定义是：“在生存不超出维持生态系统涵容能力的情况下，提高人类的生活质量”，并进而提出了可持续生存的9条基本原则。这9条基本原则即强调了人类的生产方式和生活方式要与地球承载能力保持平衡，保护地球的生命力和生物多样性，又提出了可持续发展的价值观和130个行动方案。3着重于经济属性的定义 经济、自然资源、不足和发展的作者巴比尔（Edward B.Barbier）把可持续发展定义为：“在保护自然资源的质量和其所提供服务的前提下，使经济发展的净利益增加到最大程度” 。 普郎克（Pronk）和哈克（Hag）在1992年为可持续发展所作的定义是：“为全世界而不是为少数人的特权所提供公平机会的经济增长，不进一步消耗自然资源的绝对量和涵容能力”。英国经济学家皮尔斯（Pearce）和沃福德(Warford)在1993年合著的世界末日一书中，提出了以经济学语言表达的可持续发展定义：“当发展能够保证当代人的福利增加时，也不应使后代的福利减少”。 4着重于科技属性的定义 “可持续发展就是转向更清洁、更有效的技术，尽可能接近零排放或密闭式的工艺方法，尽可能减少能源和其他自然资源的消耗”。有的学者提出：“可持续发展就是建立极少产生废料和污染物的工艺或技术系统”。他们认为污染并不是工业活动不可避免的结果，而是技术水平差、效率低的表现。他们主张发达国家与发展中国家之间进行技术合作，缩短技术差距，提高发展中国家的经济生产能力。 二、可持续发展战略的基本思想（一）可持续发展鼓励经济增长经济发展包括数量增长和质量提高两部分。数量的增长是有限的，而依靠科学技术进步，提高经济活动中的效益和质量，采取科学的经济增长方式才是可持续的。（二）可持续发展的标志是资源的永续利用和良好的生态环境 经济和社会发展不能超越资源和环境的承载能力。可持续发展强调发展是有限制条件的，没有限制就没有可持续发展。要实现可持续发展，必须使自然资源的耗竭速率低于资源的再生速率，必须通过转变发展模式，从根本上解决环境问题。 （三）可持续发展的目标是谋求社会的全面进步 在人类可持续发展系统中，经济发展是基础，自然生态保护是条件，社会进步才是目的 。 （四）承认并要求在产品和服务的价格中体现出自然资源的价值。（五）以适宜的政策和法律体系为条件，强调“综合决策”和“公众参与”。三、可持续发展的基本原则（一）公平性原则（二）持续性原则（三）共同性原则第三节 可持续发展对传统理论的反思和创新可持续发展观对传统理论的反思和创新主要表现在以下几个方面：从以单纯经济增长为目标的发展转向经济、社会、资源和环境的综合发展；从以物为本的发展转向以人为本的发展；从注重眼前利益和局部利益的发展转向注重长远利益和整体利益的发展；从资源推动型的发展转向知识经济推动型的发展 。目前，尽管对这些方面的理论研究还不成熟，理论体系还没建立，但已相继出现了一些研究成果。一、传统经济学的修正（一） 对传统国民生产总值（GNP）的修正（二） 建立自然资源帐户（三） 引入可持续收入概念（四） 产品价格与投资的评估（五） 建立环境资源价值公式第四节 自然资源可持续发展的物质基础可持续发展的关键，就是要合理开发合理利用自然资源，使再生性资源能保持其在身产能力，非再生性资源不至过度消耗并能得到替代资源的补充，环境自净能力能得以维持。一、自然资源的分类自然资源是指自然界中能被人类利用的物质和能量的总和。自然资源：可耗竭资源（不可再生资源） 可更新资源（可再生资源）二、自然资源的特征（一）稀缺性 稀缺性是地球上所有资源的共同属性之一，也是导致目前资源、环境面临十分严峻局面的原因之一。（二）区域性（三）多用性 （四）整体性 自然资源的整体性是指自然资源本身是一个庞大的生态系统。自然界的水资源、土地资源、气候资源、森林资源、海洋资源之间既相互联系，又相互制约，构成了一个有机的统一体。三、自然资源研究中的几个问题（一）资源资产问题（二）资源资产问题（三）资源价值问题自然资源的价值或价格包括两部分，一是自然资源本身的价值，二是社会对自然资源进行的人、财、物投入的价值。资源价格随其稀缺度的上升而调整；随开发程度调整。（四）资源核算问题 资源核算是完善资产管理、实现资源价值和促进资源产业发展的重要手段和分析工具。（五）资源产业问题 资源产业是通过社会投入进行保护、恢复、更新、增值和积累自然资源的生产事业，是协调经济系统、社会系统与自然系统的关系，完善资源资产管理，实现自然资源可持续利用的重要措施之一。它是原材料产业的前身。以矿业资源为例，开采以前的活动为矿产资源产业，开采及开采以后的生产活动为矿产原材料产业。四、有关资源持续利用的两个概念（一）最低安全标准 社会使用可再生资源的速度，不得超过可再生资源的更新速度。使用不可再生资源的速度，不得超过作为其替代品的开发速度。社会排放污染物的速度，不得超过环境对污染物的吸收能力。（二）代际公平代际公平问题可以简单而又广义的叙述如下：假定当前的后果将影响好几代人的利益，那么，应该在各代际人之间就上述后果进行公平的分配。 代际多数规则是指：当某项决策涉及到若干人（或者再加上其若干子孙）来说。繁衍不决的子孙万代永远是多数。因而可以得出：如果某项决策事