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包括食浮游生物的各種 魚(yú)類(lèi)、海 豹 等。深 海 水域 一 般在 200m以 下,干式恒溫器光 照 強(qiáng) 度 低,無(wú)法進(jìn)行光合作用,生物群落組 成基 本上是 一些 能自 養(yǎng)的終 生浮 游生物,如 藍(lán)細(xì)菌和固氮藍(lán)藻,還包括海參、烏賊、鯨以及原生動(dòng)物等。 湖泊生物按區(qū)域劃分為沿岸 帶、敞水 帶和 深水帶 生物。 沿岸帶 生物 包括 生 產(chǎn)者,主要是挺水植物、漂浮植物、沉水植物以及一些綠藻、藍(lán)藻,還包括消費(fèi)者, 如一些輪蟲(chóng)、蜻蜓稚蟲(chóng) 和 水螅 等。 敞水 帶 生物 包 括 硅藻、綠藻、枝角 類(lèi) 動(dòng)物 等。 到了深水帶,則基本上 沒(méi)有 光線 能夠 到達(dá),生 物群 落 主要 由 水和 淤 泥中 間 的 細(xì) 菌、真菌和無(wú)脊椎動(dòng)物組成。 由上可見(jiàn),水域生態(tài)系統(tǒng)在不同的水域深度具有不同的生物群落分布,與陸 地生態(tài)系統(tǒng)相似,仍然表現(xiàn)出一定的水平和垂直分布特征。 2.5 小 結(jié) 自然環(huán)境是人類(lèi)賴以生存和發(fā) 展的 基礎(chǔ),地 球獨(dú)特 的環(huán) 境為人 類(lèi)提 供了 適 宜的生存環(huán)境。對(duì)于是地球的環(huán)境 條件 創(chuàng)造了 人類(lèi) 及其 他生物,還 是人 類(lèi)及 其 他生物創(chuàng)造了現(xiàn)今的地球環(huán)境條件,目前還沒(méi)有定論,本章簡(jiǎn)單介紹了目前部分 被肯定的 Gaia假說(shuō)。希望通過(guò)對(duì)自然環(huán)境各圈層基本 情況的介 紹,以 及對(duì)自 然 環(huán)境中物質(zhì)、能量和信息的交換和循環(huán)過(guò)程的描述,能使讀者對(duì)自然環(huán)境有一個(gè) 宏觀的了解和把握,特別加深對(duì)自然 環(huán)境 的物質(zhì)、能 量循 環(huán)和 信息流 動(dòng)的 理解, 為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打好 基礎(chǔ)。 原理 的論 述 和討 論 詳
見(jiàn) 第 2篇環(huán) 境 科學(xué) 的 理 論 基礎(chǔ)。 問(wèn)題與討論 1.Gaia假說(shuō)的主要論點(diǎn)是什么?你是否贊同此假說(shuō)的觀點(diǎn)?你的科 學(xué)依據(jù)是什 么?若 不贊同,你對(duì)地球如何形成現(xiàn)今的環(huán)境條件有何看法? 2.你認(rèn)為人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用化石燃料和礦石原料對(duì)環(huán)境造成了哪些影響? 3.為保護(hù)生物圈和維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡,你認(rèn)為人類(lèi)在利用和改 造自然上應(yīng) 該怎么做? 對(duì)現(xiàn)在出現(xiàn)的某些局部不平衡現(xiàn)象(如全球性的環(huán)境問(wèn)題)人類(lèi)應(yīng)該如何挽救? 4.自然生態(tài)系統(tǒng)的三大功能是什么?對(duì)人類(lèi)及地球的意義如何? 5.結(jié)合實(shí)際說(shuō)明有哪些信息傳遞的方式。 閱讀資源 1 蔡曉明 .生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué) .北京:科學(xué)出版社,2000 閱 讀 資 源 43 2 錢(qián)易 .環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展 .北京:高等教育出版社,2000 3 William P,MaryAnn.PrinciplesofEnvironmentalScience———InquiryandApplications.Boston: McGraw HillHigherEducation,2002 44 第 2章 自 然 環(huán) 境 第 3章 人 工 環(huán) 境 圖 3 1 不同類(lèi)型環(huán)境系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖 (a)自然 環(huán)境;(b)城 市環(huán)境 ;(c)農(nóng)村 環(huán)境 人工環(huán)境是在自然物質(zhì)的基礎(chǔ)上,通過(guò)人類(lèi)長(zhǎng)期有意識(shí)的社會(huì)勞動(dòng),加工和 改造自然物質(zhì),創(chuàng)造物質(zhì)生產(chǎn)體系,積累物質(zhì)文化等所形成的環(huán)境體系,如城市、 農(nóng)田、工廠等。人工環(huán)境與自然環(huán)境 在形成、發(fā) 展、結(jié)構(gòu) 與功 能等方 面存 在一 定 的差異。由于人類(lèi)活動(dòng)的范圍越來(lái)越大,在地球上純粹的、沒(méi)有受到人為影響的 自然環(huán)境已經(jīng)很少,而人工環(huán)境的分 布卻越 來(lái)越 廣泛,從 地球深 處的 礦井、油 井 和水井,深海航行的潛水艇,到地表上的城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村、寺廟、交通線路和水利 工程,乃至空中各種各樣的飛行器,如航天衛(wèi)星、飛機(jī)乃至宇宙太空艙。因此,人 工環(huán)境是一個(gè)相對(duì)于自然環(huán)境的概 念,通常 意義 上的人 工環(huán) 境與自 然環(huán) 境的 最 大區(qū)別在于:在一定的時(shí) 空范 圍 內(nèi),人作 為主 導(dǎo) 因子 影響 著周 圍 的環(huán) 境 (圖 3 1)。這一主導(dǎo)因子的影響程度和范圍是可以 變化的,這 種變 化使得 人工 環(huán)境 中 人工要素和自然要素的比例發(fā)生變化,在人 工環(huán) 境中,兩 者比例 越大,人 與自 然 的矛盾就越激化,生態(tài)環(huán)境就越脆弱,環(huán) 境問(wèn)題 產(chǎn)生 的可 能性就 越大,解 決環(huán) 境 問(wèn)題的難度也就越大。 3.1 人工環(huán)境的類(lèi)型及特點(diǎn) 3.1.1 人工環(huán)境的類(lèi)型 人工環(huán)境根據(jù)空間特征可分為: 點(diǎn)狀環(huán)境:以人類(lèi)聚集地為中心的環(huán)境,如城市環(huán)境、鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境、城郊過(guò)渡帶 和農(nóng)村。 面狀環(huán)境:農(nóng)業(yè)和林業(yè)等大面積 的人工 工程,如 農(nóng)田 環(huán)境、人工 森林 環(huán)境 和 水利環(huán)境。 線狀環(huán)境:公路環(huán)境和鐵路環(huán)境等交通線路。 根據(jù)人類(lèi)控制的程度高低,人工環(huán)境可 分為:完全 人工環(huán) 境(如 空中 的飛 行 器和深海潛艇)和不完全人工環(huán)境(如城 市建筑 物等人類(lèi) 居住環(huán) 境、工 廠化的 養(yǎng) 殖和種植基地以及自然名勝中的人文景觀)。 人類(lèi)為了滿足自身生存繁衍的需要,通過(guò)有意識(shí)、有目的的認(rèn)識(shí)和改造世界 的活動(dòng)作用于自然環(huán)境,以達(dá)到滿足 其自身 需要 的目 的
,由于目 的不 同,形成 了 不同的人工環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了人工環(huán)境和自然環(huán)境的綜合。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人 類(lèi)控制環(huán)境的能力增強(qiáng),常常忽視了自然環(huán)境要素的重要性,由此產(chǎn)生了一系列 影響人類(lèi)生存或生活質(zhì)量的環(huán)境問(wèn)題。本章重點(diǎn)介紹人類(lèi)活動(dòng)影響較大且環(huán)境 問(wèn)題較嚴(yán)重的人工環(huán)境類(lèi)型。 3.1.2 人工環(huán)境的特點(diǎn) (1)人類(lèi)作為主導(dǎo)因子,環(huán)境人工化明顯 任何人工環(huán)境從建造之初,就是為了滿足人類(lèi)各種各樣的需求,這是人類(lèi)對(duì) 環(huán)境產(chǎn)生影響的內(nèi)在動(dòng)力,是人類(lèi)主 觀意 志的 反映。當(dāng) 自然 界提供 的物 品不 足 以滿足人類(lèi)的需要時(shí),人類(lèi)利用自然環(huán)境和自身智慧產(chǎn)生了巨大的創(chuàng)造力,改造 自然環(huán)境或創(chuàng)造新的環(huán)境來(lái)滿足其需求。 例如,為了安全和舒適,人類(lèi)需 要建 造住房、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和 鋼筋 與混凝 土筑 就的 城 市;為了出行方便和快捷,人類(lèi)需要 各種 各樣的 交通 工具 和建設(shè) 交通 網(wǎng)絡(luò),從 海 上、陸地和空中形成了復(fù)雜的交通網(wǎng) 絡(luò);為了滿 足對(duì) 神秘 太空的 探索,人 類(lèi)又 創(chuàng) 46 第 3章 人 工 環(huán) 境 造了各種天文望遠(yuǎn)鏡、太空站,實(shí)現(xiàn) 了登 月的夢(mèng) 想,現(xiàn)在 又開(kāi) 始了對(duì) 火星 的探 險(xiǎn) …… (2)人工環(huán)境的多樣化 由于人類(lèi)不僅在物質(zhì)需求上具 有多 樣性,而 且在精 神需 求和創(chuàng) 造力 方面 具 有多樣性,隨著人類(lèi)駕馭自然的能力 的提 高,人類(lèi)影 響環(huán) 境的 力度也 不斷 加強(qiáng), 范圍不斷擴(kuò)大,使得人工環(huán)境的多樣性加大,如圖 3 2所示。 圖 3 2 人工環(huán)境的類(lèi)型 (a)大連中 山廣 場(chǎng);(b)中國(guó) 江南農(nóng) 村;(c)天 津公 路;(d)葛洲 壩水利 樞紐 工程; (e)北京 八達(dá) 嶺長(zhǎng)城 ;(f)北京 故宮 以人工建筑物為例,從人類(lèi)告別 了天然 洞穴,建 造了 原始的 茅草 屋開(kāi)始,建 3.1 人工環(huán)境的類(lèi)型及特點(diǎn) 47 筑物不僅為人類(lèi)提供居住的場(chǎng)所,還 為人 類(lèi)的 各種社 會(huì)活 動(dòng)提供 場(chǎng)地。 中國(guó) 的 長(zhǎng)城、故宮,古羅馬的斗獸場(chǎng)、萬(wàn)神廟,雅 典的衛(wèi) 城和 古巴 比倫的 空中 花園,為 人 類(lèi)留下了豐富的文化遺 產(chǎn),F(xiàn) 代 風(fēng) 格各 異 的城 市、鄉(xiāng) 村、城 堡、廣 場(chǎng)、綠 地 和 雕 塑,充分展示了人類(lèi)的創(chuàng)造性和文化的多元性。 (3)人工環(huán)境的脆弱性 對(duì)于人工環(huán)境來(lái)說(shuō),越是現(xiàn)代化,越是復(fù)雜,人工化程度越高,系統(tǒng)內(nèi)外和系 統(tǒng)內(nèi)部各因素之間的相關(guān)性和依賴 性就 愈強(qiáng),自 然環(huán)境 在系 統(tǒng)中所 占的 比例 就 越小,環(huán)境系統(tǒng)就越脆弱。一旦有一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生問(wèn)題,將會(huì)使整個(gè)環(huán)境系統(tǒng)失去 平衡。 例如,早在公元前 2世紀(jì),樓蘭 就是 西域最 繁華 的地 區(qū)之一,古 樓蘭 國(guó)有 人 口 14000余,士兵近 3000,由于自然和人為多方面的復(fù)雜原因,特別是人為的干 擾,導(dǎo)致河流改道,風(fēng)沙侵襲,從而使 古城 被掩 埋于大 漠中。 當(dāng)現(xiàn)代 化城 市供 電 發(fā)生故障時(shí),會(huì)造成工廠停產(chǎn)、給排水停頓、城市交通混亂、影響居民生活和其他 行業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),以及由此可能帶來(lái)的一系列連鎖反應(yīng)。 (4)環(huán)境污染嚴(yán)重 人類(lèi)在利用、改造自然,形成人 工環(huán) 境的同 時(shí),也向 自然 排出了 大量 的人 工 污染物;自然界本身有 一定 的凈 化能 力,并 在 物質(zhì) 和 能量 循 環(huán)中 保 持動(dòng) 態(tài) 的 平 衡。但這一凈化能力并不是無(wú)限大的,而是存在一個(gè)閾值,當(dāng)人類(lèi)排放的人工污 染物超過(guò)一定限度時(shí),就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重 環(huán)境 污染。 人工環(huán) 境往 往是產(chǎn) 生各 種環(huán) 境 污染的中心。影響全球環(huán)境變化的 環(huán)境 問(wèn)題,往 往和人
類(lèi)高 密度聚 集區(qū) 聯(lián)系 在 一起。如城市、工業(yè)區(qū)、農(nóng)業(yè)區(qū)以及交通網(wǎng)絡(luò)。 隨著生產(chǎn)力的提高,城市范圍不斷擴(kuò)大,人口也日益集中,生產(chǎn)、生活所排放 的污染物隨之增加,環(huán)境污染也越來(lái)越嚴(yán)重。以城市大氣污染為例,汽車(chē)數(shù)量不 斷增加,成為城市大氣污 染的 主要 污 染源,造 成 CO、NOx、碳 氫化 合物 和光 化 學(xué) 煙霧等污染嚴(yán)重,且不易解決,大氣污染的范圍已逐漸擴(kuò)展為區(qū)域乃至全球性污 染,出現(xiàn)了一系列的大氣環(huán)境問(wèn)題,如 酸雨、溫 室效應(yīng) 及臭 氧層破 壞等。 全球 大 氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,我國(guó)北京、沈陽(yáng)、西 安、上海、廣 州 5座城市 的大 氣中 總 懸浮顆粒物日均濃度都在 200~500mg/m3 之間,是 世界衛(wèi)生 組織標(biāo) 準(zhǔn)的 4~10 倍。 (5)危害人類(lèi)健康的因素增多 擁有中央空調(diào)的建筑物、計(jì)算機(jī)控 制的 人工 種植和 養(yǎng)殖 基地以 及自 動(dòng)化 的 工廠等,這些似乎表明人類(lèi)對(duì)環(huán)境的控制能力越來(lái)越強(qiáng),人工可控因子也越來(lái)越 多;然而與此同時(shí),影響人類(lèi)健康的隱患與不確定因素也越來(lái)越多。 例如,農(nóng)藥、化肥的大量使用,工業(yè)“三廢 ”的大量 排放,導(dǎo)致大 氣污染、水 體 污染和土壤污染日益嚴(yán)重,有害物質(zhì) 在土壤 和水 體中 富集,并進(jìn) 入農(nóng) 作物,導(dǎo) 致 48 第 3章 人 工 環(huán) 境 食品污染,危及人們的健康。近年來(lái),讓人恐懼和不安的瘋牛病、口蹄疫、禽流感 和 SARS等無(wú)一不和人工環(huán)境的安全有關(guān),對(duì)人類(lèi)自身 生存和發(fā) 展影響之 大,足 以引起全世界人們的重視。 3.2 城市環(huán)境 3.2.1 城市 (1)城市(city) 城市是以人為中心的,以一定的 環(huán)境條 件為 背景、以 經(jīng)濟(jì)為 基礎(chǔ) 的社會(huì)、經(jīng)