第一節　環 境 概 述

一、環境的概念

環境（environment）總是相對于某一中心事物而言的。環境因中心事物的不同而不同，隨中心事物的變化而變化。圍繞中心事物的外部空間、條件和狀況，構成中心事物的環境。我們通常所稱的環境是指人類的環境，即以人為中心事物而言的，除人以外的一切其他生命體與非生命體均被視為環境的對象，因此，環境即是以人為中心事物而存在于周圍的一切事物。這里不考慮其對人類的生存與發展是否有影響。

對于環境科學來說，中心事物仍然是人類，但環境主要是指與人類密切相關的生存環境。它的含義可以概括為：“作用在‘人’這一中心客體上的、一切外界事物和力量的總和。”人與環境之間存在著一種對立統一的辯證關系，是矛盾的兩個方面，他們既相互作用、相互依存、相互促進和相互轉化，又相互對立和相互制約。

當前，世界各國對各自國家的環境保護政策都有明確的規定，但這些規定和各國法律對環境的解釋又不盡相同。我國頒布的《中華人民共和國環境保護法》中明確指出：“本法所稱環境，是指影響人類生存和發展的各種天然的和經過人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護區、風景名勝區、城市和鄉村等。”法律明確規定，環境內涵就是指人類的生存和發展環境，并不泛指人類周圍的所有自然因素。這里的“自然因素的總體”強調的是“各種天然的和經過人工改造的”，即法律所指的“環境”，既包括了自然環境，也包括了社會環境。所以人類的生存環境有別于其他生物的生存環境，也不同于所謂的自然環境。

二、環境的分類和組成

環境既包括以空氣、水、土地、植物、動物等為內容的物質因素，也包括以觀念、制度、行為準則等為內容的非物質因素；既包括自然因素，也包括社會因素；既包括非生命體形式，也包括生命體形式。通常按環境的屬性，將環境分為自然環境、人工環境和社會環境。

自然環境（natural environment）是指未經過人的加工改造而天然存在的環境。自然環境按環境要素，又可分為大氣環境、水環境、土壤環境、地質環境和生物環境等，主要指地球的五大圈——大氣圈、水圈、土圈、巖石圈和生物圈。

人工環境（artificial environment）是指在自然環境的基礎上經過人的加工改造所形成的環境，或人為創造的環境。人工環境與自然環境的區別，主要在于人工環境對自然物質的形態做了較大的改變，使其失去了原有的面貌。

社會環境（social environment）是指由人與人之間的各種社會關系所形成的環境，包括政治制度、經濟體制、文化傳統、社會治安、鄰里關系等。

通常，按照人類生存環境的空間范圍，可由近及遠、由小到大地分為聚落環境、地理環境、地質環境和星際（宇宙）環境等層次結構，而每一層次均包含各種不同的環境性質和要素，并由自然環境和社會環境共同組成。

（一）聚落環境

聚落是指人類聚居的中心，活動的場所。聚落環境（settlement environment）是人類有目的、有計劃地利用和改造自然環境而創造出來的生存環境，是與人類的生產和生活關系最密切、最直接的工作和生活環境。聚落環境中的人工環境因素占主導地位，也是社會環境的一種類型。人類的聚落環境，從自然界中的穴居和散居，直到形成密集棲息的鄉村和城市。顯然，聚居環境的變遷和發展，為人類提供了安全清潔和舒適方便的生存環境。但是，聚落環境及周圍的生態環境由于人口的過度集中、人類缺乏節制的頻繁活動以及對自然界的資源和能源超負荷索取而受到巨大的壓力，造成局部、區域乃至全球性的環境污染。因此，聚落環境歷來都引起人們的重視和關注，也是環境科學的重要和優先研究領域。

聚落環境根據其性質、功能和規模可分為院落環境、村落環境、城市環境等。

1．院落環境

院落環境（courtyard environment）是由一些功能不同的建筑物和與其聯系在一起的場院組成的基本環境單元。它的結構、布局、規模和現代化程度是很不相同的，因而，它的功能單元分化的完善程度也是很懸殊的。它可以簡單到一間孤立的房屋，也可以復雜到一座大莊園。由于發展的不平衡，它可以是簡陋的茅舍，也可以是防震、防噪聲和有自動化空調設備的現代化住宅。它不僅有明顯的時代特征，也具有顯著的地方色彩。例如，北極地區愛斯基摩人的小冰屋，熱帶地區巴布亞人筑在樹上的茅舍，我國西南地區的竹樓，內蒙古草原的蒙古包，黃土高原的窯洞，干旱地區的平頂房，寒冷地區的火墻、火炕，以及我國北方講究的“向陽門第”、南方喜歡的“陰涼通風”。這些都說明：院落環境是人類在發展過程中為適應自己的生產和生活需要而因地制宜創造出來的。

院落環境在保障人類工作、生活和健康及促進人類發展過程中起到了積極的作用，但也相應地產生了消極的環境問題。例如，南方房子陰涼通風，以致冬季在室內比在室外陽光下還要冷；北方房屋注意保暖而忽視通風，以致空氣污染嚴重。所以，在今后聚落環境的規劃設計中，要加強環境科學的觀念，以便在充分考慮利用和改造自然的基礎上，創造出內部結構合理并與外部環境協調的院落環境。所謂內部結構合理，不僅是指各類房間布局適當、組合成套，而且還要求有一定靈活性和適應性，能夠隨著居民需要的變化而改變一些房間的形狀、大小、數目、布局和組合，機動靈活地利用空間，方便生活。所謂與外部環境協調，也不僅是只從美學觀點出發，在建筑物的結構、布局、形態和色調上與外部環境相協調，更重要的是還須從生態學觀點出發，充分利用自然生態系統中能量流和物質流的遷移轉化規律來改善工作和生活環境。例如，在院落的規劃設計中，要充分考慮到太陽能的利用，以節約燃料、減少大氣污染等。

院落環境的污染主要是由居民的生活“三廢”造成的。提倡院落環境園林化，在室內、室外、窗前、房后種植瓜果、蔬菜和花草，美化環境，凈化環境，調控人類、生物與大氣之間的二氧化碳與氧氣平衡。近年來國內外不少人士主張大力推廣無土栽培技術，不僅可以創造一個色、香、味俱美，清潔新鮮，令人心曠神怡的居住環境，而且其產品除供人畜食用外，所收獲的有機質及生活廢棄物又可用作生產沼氣來提供清潔能源的原料，其廢渣、廢液又可用作肥料，以促進我們收獲更多的有機質和“太陽能”。這樣就把院落環境建造成一個結構合理、功能良好、物盡其用的人工生態系統，同時減少了居民“三廢”的排放。

2．村落環境

村落主要是農業人口聚居的地方。由于自然條件的不同，以及農、林、牧、副、漁等農業活動的種類、規模和現代化程度的不同，無論是從結構、形態、規模還是從功能上來看，村落的類型都是多種多樣的，如平原上的農村、海濱湖畔的漁村、深山老林的山村等，因而，它所遇到的環境問題也是各不相同的。

村落環境（village environment）的污染主要來自于農業污染及生活污染，特別是農藥、化肥的使用使污染日益增加，影響農副產品的質量，威脅人們的身體健康，甚至危及人們的生命。因此，必須加強對農藥、化肥的管理，嚴格控制施用劑量、時機和方法，并盡量利用綜合性生物防治來代替農藥防治，用速效、易降解的農藥代替難降解的農藥，盡量多施用有機肥，少用化肥，提高施肥技術和改善施肥效果。

提倡建設生態新農村，走可持續發展道路。應因地制宜，充分利用農村的自然條件，綜合利用自然能源，如太陽能、風能、水能、地熱能、生物能等分散性自然能源都是資源非常豐富并可更新的清潔能源。還可以人工建立綠色能源基地，種植速生高產的草木，以收獲更多的有機質和“太陽能”，從而改變自然能源的利用方式，提高其利用率。另外，把養殖業的畜禽糞便及其他有機質廢物制成沼氣，既可以提供給生活作為煮飯燃料、照明能源等，又降低了污染，美化了環境，是打造低碳新農村的可行之路。

3．城市環境

城市環境（urban environment）是人類利用和改造環境而創造出來的高度人工化的生存環境。

城市有現代化的工業、建筑、交通、運輸、通信、文化娛樂及其他服務行業，為居民的物質和文化生活創造了優越條件，但是由于城市人口密集、工廠林立、交通阻塞等，使環境遭受嚴重的污染和破壞。

城市是以人為主體的人工生態環境，其特點是：人口密集；占據大量土地，地面被建筑物、道路等覆蓋，綠地很少；物種種群發生了很大變化，野生動物極少，而多為人工養殖寵物；城市環境系統是不完全的生態系統，在城市中主要是消費者，而生產者和分解者所占比例相對較小，與其在自然生態系統中的比例正好相反，呈現出以消費者為主體的倒三角形營養結構。城市的生產者（植物）的產量遠遠不能滿足人們對糧食的需要，必須從城市之外輸入。城市因消費者而產生的大量廢棄物往往自身又難以分解，必須送往異地。所以，為滿足城市系統的正常運行而形成的在城市系統中的巨大能源流、物質流和信息流對環境產生的影響是不可低估的。

城市化對環境的影響有以下幾個方面。

（1）城市化對大氣環境的影響

① 城市化改變了下墊面的組成和性質。城市用磚瓦、混凝土以及玻璃和金屬等人工表面代替了土壤、草地和森林等自然地面，改變了反射和輻射面的性質及近地面層的熱交換和地面粗糙度，從而影響大氣的物理性狀。

② 城市化改變了大氣的熱量狀況。城市化消耗大量能源，并釋放出大量熱能。大氣環境所接受的這種人工熱能，接近甚至超過它所接受的太陽能和天空輻射能，使城市市區氣溫明顯高于郊區和農村。

③ 城市化大量排放各種氣體和顆粒污染物。這些污染物會改變城市大氣環境的組成。城市燃煤及汽車排放出大量的煙塵、SO2、CO、NO2、光化學煙霧污染大氣環境，使大氣環境質量惡化。

因而，相對來說，城市氣溫高，云量、霧量、降雨量多，大氣中煙塵、碳氧化物、氮氧化物、硫氧化物以及多環芳烴等含量較高。倫敦型煙霧和洛杉磯型煙霧等重大污染事件大都發生在城市中。但相對濕度、能見度、風速、地平面所接受的總輻射和紫外輻射等則較低，而局部湍流較多。由于城市氣溫高于四周，往往形成城市熱島（圖1-1）。城市市區被污染的暖氣流上升，并從高層向四周擴散；郊區較新鮮的冷空氣則從底層吹向市區，構成局部環流。這樣，加強了市區與郊區的氣體交換，但也一定程度上使污染物存留于局部環流之中，而不易向更大范圍擴散，常常在城市上空形成一個污染物幕罩。

（2）城市化對水環境的影響

① 對水量的影響。城市化增加了房屋和道路等不透水面積和排水工程，特別是暴雨排水工程，從而減少滲透，增加流速，地下水得不到地表水足夠的補給，破壞了自然界的水分循環，致使地表總徑流量和峰值流量增加，滯后時間（徑流量落后于降雨量的時間）縮短。

城市化增加耗水量，往往導致水源枯竭、供水緊張。地下水過度開采，常導致地下水面下降和地面下沉。

② 對水質的影響。這主要是指生活、工業、交通、運輸以及其他行業對水環境的污染。

（3）城市化對于生物環境的影響　城市化嚴重地破壞了生物環境，改變了生物環境的組成和結構，使生產者有機體與消費者有機體的比例不協調，特別是近代工商業大城市的發展，往往不是受計劃的調節，而是受經濟規律的控制，許多城市房屋密集、街道交錯，到處是混凝土建筑和柏油路面，森林和草地幾乎完全消失，除了熙熙攘攘的人群，幾乎看不到其他的生命，稱為“城市荒漠”。尤其在鬧市區，高樓夾峙，街道深陷，形同峽谷，更給人以壓抑之感。與此同時，野生動物群在城市中消失，鳥兒也少見蹤影，這種變化在20世紀60年代已經引起了人們的注意，它使生態系統遭到破壞，影響到碳、氧等物質循環。為了改善城市環境，許多國家都制定了切實可行的措施，加強城市綠化。我國各大城市也都正在為創造優美、清潔的城市環境而大力開展綠化工作。

（4）城市化對環境的其他影響　城市化過程還造成振動、噪聲、微波污染，以及交通紊亂、住房擁擠、供應緊張等一系列困擾人民工作和生活的環境問題。城市規模越大，環境問題就越嚴重。近年來在發達國家出現了人口自城市中心向郊區流動的趨勢。城區居民紛紛遷往郊外，形成白天進城工作而晚間或假日回郊區休息的生活方式。這樣就使交通更加擁擠，能源消耗更大，大氣污染更加嚴重。

城市化的趨勢是必然的，但城市過大的弊端又是明顯的。為了防止城市化造成的不良影響，主要應采取以下措施：控制人口；禁止在大城市興建某些工業；征收高額環境保護稅、土地稅；疏散企業和機構，建立衛星城、帶狀城，或有計劃地建立中、小城市。

（二）地理環境

地理環境（geographical environment）是指一定社會所處的地理位置以及與此相聯系的各種自然條件的總和，包括氣候、土地、河流、湖泊、山脈、礦藏以及動植物資源等。地理環境是能量的交錯帶，位于地球表層，即巖石圈、水圈、土壤圈、大氣圈和生物圈相互作用的交錯帶上。它下起巖石圈的表層，上至大氣圈下部的對流層頂，厚10～20km，包括了全部的土壤圈，其范圍大致與水圈和生物圈相當。概括地說，地理環境是由與人類生存和發展密切相關，直接影響到人類衣、食、住、行的非生物和生物等因子構成的復雜的對立統一體，是具有一定結構的多級自然系統，水、土、大氣、生物圈都是它的子系統。每個子系統在整個系統中有著各自特定的地位和作用，非生物環境都是生物（植物、動物和微生物）賴以生存的主要環境要素，它們與生物種群共同組成生物的生存環境。這里是來自地球內部的內能和來自太陽輻射的外能的交融地帶，有著適合人類生存的物理條件、化學條件和生物條件，因而構成了人類活動的基礎。

（三）地質環境

地質環境（geological environment）主要指地表以下的堅硬地殼層，也就是巖石圈部分。地理環境是在地質環境的基礎上，在宇宙因素的影響下發生和發展起來的，地理環境和地質環境以及星際環境之間經常不斷地進行著物質和能量的交換。巖石在太陽能作用下的風化過程，使被固結的物質解放出來，參加到地理環境中去，參加到地質循環乃至星際物質大循環中去。

如果說地理環境為我們提供了大量的生活資料、可再生的資源，那么，地質環境則為我們提供了大量的生產資料——豐富的礦產資源和難以再生的資源。礦物資源是人類生產資料和生活資料的基本來源，對礦產資源的開發利用是人類社會發展的前提和動力。

（四）宇宙環境（星際環境）

宇宙環境（cosmic environment），又稱星際環境，是指地球大氣圈以外的宇宙空間環境，由廣袤的空間、各種天體、彌漫物質以及各類飛行器組成。

目前人類能觀察到的空間范圍已達100多億光年的距離。自古以來，人類采用各種方法觀測宇宙、探尋宇宙的奧秘，直到1957年人造地球衛星上天，人類才開始離開地球進入宇宙空間進行探測活動。隨著航天事業的發展，載人飛船發射成功，我國也于2003年由楊利偉成功地實現了千年飛天夢，人類又揭開了宇宙探索的新篇章。在不久的將來人類還會奔向更遙遠的太空。

各星球的大氣狀況、溫度、壓力差別極大，與地球環境相差甚遠。在太陽系中，我們居住的地球距太陽不近也不遠，正處于“可居住區”之內，轉動得不快也不慢，軌道離心率不大，致使地理環境中的一切變化極有規律，又不過度劇烈，這些都為生物的繁茂昌盛創造了美好的條件。地球是目前所知道的唯一一個適合人類居住的星球。我們研究宇宙環境是為了探求宇宙中各種自然現象及其發生的過程和規律對地球的影響。例如，太陽的輻射能量變化和對地球的引力作用會影響地球的地理環境，與地球的降水量、潮汐現象、風暴和海嘯等自然災害有明顯的相關性。人類對太陽系的研究有助于對地球的成因及變化規律的了解；有助于人類更好地掌握自然規律和防止自然災害，創造更理想的生存空間；同時也為星際航行、空間利用和資源開發提供可循依據。