环境科学（上下）

出版时间：2004-10-1  出版社：科学出版社  作者：Barbara Woodworth Saigo,William P.Cunningham,戴树桂  页数：1036  译者：戴树桂  
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内容概要

　　全书内容丰富、全面，通过综合资源科学、生态科学、生命科学、社会科学等多学科的知识，辅以翔实生动的资料、实例、图片等，深入浅出地介绍环境科学的知识，使之通俗易懂，便于读者学习。同时，本书还通过复习题和思考题等形式进一步加深读者理解，拓展读者的思路。　　本书可供环境科学、生态科学等相关学科的师生、科研人员以及相关领域的管理人员学习参考。

书籍目录

第一部分　环境科学和生态原理第1章　了解我们的环境第2章　环境伦理学与哲学第3章　物质、能量和生命第4章　生物群落及种间相互作用第5章　生物群系、景观、恢复和管理第二部分　人口、经济、政策与健康第6章　种群动态第7章　人类人口第8章　生态经济学第9章　环境健康与毒理学第三部分　粮食、土地与生物资源第10章　环境政策、法律与计划第11章　食物与农业第12章　虫害控制第13章　生物多样性第14章　土地利用：森林与牧场第15章　自然保护第四部分　自然资源第16章　环境地质学第17章　大气、天气和气候第18章　空气污染第19章　水资源的利用与管理第20章　水污染第21章　常规能源第22章　可持续能源第五部分　社会与环境第23章　固体、有毒和危险废物第24章　城市化和可持续发展城市第25章　我们应该怎么做

用户评论 (总计10条)

•   　　以下内容不算是书评，基本上是个人的一种思考，不能保证观点正确，甚至不能保证事实正确，因为它是思考的起点，而不是终点。
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  　　900多页的环境科学，看了两周，看完了很失望，因为我发现我们离灭亡还远着呢，至少在我有生之年发生的可能性极低，生活在末世的期望就这么破灭了。
  　　
  　　别看全球变暖现在红的发紫，但它真不是种子选手，就这么一直暖下去，可能会有很大的麻烦，但是整个生物圈都热死了，可能性不大，地球比现在平均温度高10度的时候有的是，生物圈好好的。
  　　
  　　总的来说，我们的确搞出了不少麻烦，这些麻烦总结总结基本上就是两条。
  　　
  　　第一， 超速超量使用物质和能量。
  　　第二， 向地球循环中引入了不可循环物质。
  　　
  　　生物圈的能量输入是太阳能，储存能量的方式是利用化学键，最终释放能量的方式是热。长期来看，太阳能流入，热能流出，基本上收支平衡。在能量流方面，生物圈与无机环境之间最大的区别在于，能量的所有形式在无机环境中都大量存在，他们之间不停的相互转化，而生物圈基本上只接受光能形式的输入（极小一部分海底火山口附近的生态系统除外），只以化学键的方式储存能量。
  　　
  　　生物圈中的物质基本上保持稳定，所有在其中的物质都可以被循环利用，同时生物圈会与无机环境不停的交换物质，但是长期来看，也是一种总量相对平衡的过程，拿多少，基本上还多少。在物质流方面，生物圈与无机环境的最大区别在于，生物圈在数量上利用的物质远远少于整个地球上的物质总量，同时，生物圈的物质组成与无机环境的物质组成差别极大，很多元素生物圈完全不使用，很多元素在无机环境中所占比例极大，但是在生物圈中所占比例很小，反之亦然。
  　　
  　　第一个问题，超速超量。自然界在常温下通过非常缓慢的化学反应进行物质和能量流通，而我们动不动就烧东西，甚至没什么正经事都放点焰火烧着玩，于是生物圈好几亿年积攒下来的化石燃料我们几百年就给用完了。结果短时间内，大量的水和二氧化碳被释放出来了，水还好说，都归还到无机环境中就行了，因为和无机环境中的总量比，生物圈本来用的水就不多。二氧化碳就比较麻烦，本来无机环境中的就不多，我们放出来点就能引起显著的变化。本来二氧化碳对于生态圈来说是养料，但是这么快的就出来这么多就好像我们经济危机的时候生产过剩一样，生态圈消化不了。生物需要通过光和作用完成固碳，光和作用需要光能的参与，地球的表面积就这么大，我们疯狂的砍树圈地，光合作用总量在不断的减少，二氧化碳又没有其他的手段能够回到生态循环当中，就只能留在大气中温室效应了。
  　　
  　　这个倒还好说，热点就热点吧，还不至于热死。更大的问题是我们拼命的造人。食物链应该是金字塔状，只要我们的食物还是生态圈供给的，这个就是不可改变的真理。在光和作用总量下降的前提下，金子塔是总体缩小的。虽然我们是杂食，但是我们还是比较喜欢吃肉，也就是说，我们比较喜欢呆在金子塔上层越来越狭小的空间里，这肯定会挤压掉其他肉食动物的生存空间，现实中的表现就是动物大量灭绝，越是金子塔顶层的越迅速。最极限的方式是我们完全挤走其他消费者，变成单纯的草食动物，由金字塔变为梯台。这个理论上也是不可能的，因为其他消费者在整个生物圈的物质循环中有人类不可替代的作用，我们很难完全人工的完成这些工作（比如授粉）。所以，我们的人口总量的确有一个不可逾越的极限值，虽然它是多少科学界一直争论不休。
  　　
  　　如果我们继续疯狂的造人，超出极限值，崩溃是有可能的。但是我对于世界人口在超出极限之前稳定并逐渐回落很有信心。最根本的原因是我们并不乐于拼命的生孩子，我们只是乐于疯狂的做爱，避孕和堕胎手段加上一时半会攻克不了的艾滋病完全可以非常有效的降低出生率。我们短时间内能极大延长生命长度的可能也不大，死亡率也不会出现突然的大幅下降。科学家们预测人口可能会在本世纪中叶稳定在90亿左右，他们是怎么得出这个结论的我也不知道，所以很难判断合不合理，但至少很有可能。我们能不能养活90亿人，理论上是没有问题的。
  　　
  　　所以总的来说，第一个问题虽然看着很严重，搞得天下大乱，但是长期看，问题不大。随着人口的下降，生态圈自然会得到恢复，光和作用总量会回升，生态圈会逐渐恢复，这种扰动很可能会使生态圈从以前的稳定状态演化到另一个稳定状态，然后逐渐围绕新的稳定状态波动和变化。如果温度真的升高，同时我们又释放出了大量退出循环的活性碳元素，新的稳定状态很可能比以前的还要活跃，毕竟，长期看，水和阳光都是非常充足的。
  　　
  　　真正严重的反而是第二个问题。这个问题错综复杂，具体的情况不是我能说清楚的，但是从宏观的角度分析，还是可以看出问题的本质的。生态圈的物质组成和无机环境有极大的差别。而我们正在大规模的改变生态圈的物质组成。我们造出了很多生物圈以前不生产的东西，但问题是我们只管制造，不管分解，于是就出现了很大的问题。
  　　
  　　有些东西我们造出来以后就不管了，这些东西放在那里好几万年不分解，即使这些东西所使用的元素本身不来自生物圈，对生物圈没有活性（不会进入到生态循环当中，没有毒性），他也会占用地球有限的空间，而空间本身是宝贵的资源。
  　　
  　　这还是最好的情况，稍差一点，我们占用了一部分生物圈的物质，他们很难分解，虽然没有活性，但是导致元素的循环周期大大加长，无形中是削弱了生态圈的总量。这就好比在金银是货币的时代，你把很多金子埋到地里了，而且还找不着了，无形中社会损失了流通性。由于生物圈基本上是成比例的使用各种物质，我们占用的部分可能不多，但是最终的效果也会成比例放大。
  　　
  　　比这更严重的，是我们造出来的很多东西是有毒的，他们进入到循环当中，不停的毒害生态系统。他们虽然从总体看占的比例不大，但是他们各个是超人，以一敌百，以一敌万，甚至以一敌数百亿的都有，他们可以使与自身不成比例的大量物质失去活性，无法进行正常的能量物质转换。比如毒物里边武林霸主级别的蓖麻毒素，一片阿司匹林大小可以毒死100万人（当然，这是天然毒素，这里只为了说明毒素的能力强大）。虽然大自然自身也会制造毒素，但是大自然基本上在可控的范围内制造，因为自然界的毒物制造者以自然的速度和手段制造毒物，所以可以通过控制产毒生物的总量来控制毒素总量（一不留神，没控制住人类），同时这些生物以生态圈中已有的物质制造毒物，这些毒物通过有机或无机过程分解之后可以重新变为无毒的活性物质。
  　　
  　　而我们在不设计完善的退出机制的前提下大量制造这些东西，唯一的处理办法是稀释。这是很搞笑的，如果我们的目标是种族永续，这些东西即使比例再小，无限期的积累也是致命的，而我们对这个问题基本上采取的只有鸵鸟政策。
  　　
  　　这个问题短期看不会爆发，长期看是一定会出问题的。不过干掉人类有可能，但是干掉生物圈，我觉得不太可能。
  　　
  　　不要小瞧生物圈的能力，他有很强的能力同化毒性物质，利用以前无法利用的物质。比如氧气。地球的大气圈中存在极大比例的氧气是很怪异的，它活性极强，可以和比例极大的元素发生反应，非常不稳定（所以化学上把一类反应归为氧化反应，足见其典型性）。对于这种现象，比较合理的一种解释是生物圈制造和维持了这些氧气的存在。我们的生命离不开氧气，通过呼吸作用，我们利用能量维持生命过程。但是氧气同样是极其危险的，由于它的极端活跃，它通常会带来一些我们不想要的反应。比如制造致癌的自由基，使我们的肌体老化（可参照护肤品的宣传）。它在维持我们生命的同时也在不停的毒害我们，只不过我们进化出了强大的修复机制，可以对抗很大一部分的破坏。有一种科学假说，在氧气刚刚来到生态圈的时候，很可能就是一种毒素，一部分生物制造出氧气来攻击其他的生物（古老的厌氧呼吸是这一假说的重要证据）。如果事实真的如此，估计那个时候制氧生物一定像人类一样独霸天下，飞扬跋扈。但是，后来生物圈不但没被毒死，反而更加欣欣向荣了，因为有氧呼吸明显效率更高。
  　　
  　　所以对于生态圈来说，危机即意味着危险也意味着机会是很贴切的。如果我们继续对这些毒素使用鸵鸟政策，他们很可能有一天把我们自己和很多其他生物一起毒死。但是生物圈却很有可能最终同化这些毒素，史无前例的繁荣，毕竟，这代表着生物圈对无机环境的进一步利用。如果真是这样的话，估计后来的智慧生命在回顾这段历史的时候会遇到很大的麻烦。因为以前制造氧气毒素的生物无论他们是什么，一定是首先进化出了有效利用氧气的能力才大量使用它作为毒素。而人类，进化出了高度繁荣的文明，却在自身也无法避免被毒害的前提下大量的制造毒素，这个有点太大公无私了。“人类不顾自己的死活大规模造毒物最终导致了自己的灭亡成就了生态圈的升级换代”，这种假说估计会受被群起而攻之，很多年得不到承认。不好意思了，给你们添麻烦了。
  　　
  　　应对第二个问题，我想到两种解决办法。
  　　1. 在生物圈之外再造一个“人圈”
  　　2. 人为加速生态演化的速度
  　　
  　　第一种办法简单的说就是应用生态圈无法利用的那部分能量，使用无机环境中存在，但不进入生态循环的那部分物质，实现像生态圈一样的能量输入与输出动态平衡，物质总量基本稳定，以稳定的速率循环利用。由于我们本身是生物，所以人圈完全独立于生态圈存在是不可能的，它一定会与生态圈有一部分的交集，那么这一部分必须以生态圈的规则为前提：以生态圈能够承受的速度使用物质，归还物质，调整我们占用的物质比例，使用与我们的物质比例相称的能量。如果这种稳定状态最终实现，那么人圈的建立过程必然会对生态圈产生影响，在相互作用中形成新的平衡。但是这种方法困难重重。
  　　
  　　生物圈无法利用能的能量不是一般的多，而是多到荒谬的状态——单位时间内到达地面的太阳能辐射量是目前人类单位时间内能耗总量的10000倍！我们现在面临的问题不是找不到能源，而是不知道怎么储存。生态圈所使用的在常温下通过蛋白质酶催化的化学反应将光能储存在化学键中是一种非常精巧的储能方式，他的效率虽然不高但是有很多优点。第一，非常直接。光辐射与化学键能量的存在形式高度相关，都与电子的轨道相关，所以这种转化进行的步骤比较少。第二，安全。储能物质单位体积拥有的能量与组成我们身体的结构物质相当，即使这些能量突然释放出来，也不会有太大的破坏性，因为他们数量上不占优势。所以除了时不时着点火——这是无机环境因素起主导作用的，没办法杜绝——此外没什么太大的问题。没听说过谁身上的脂肪爆炸了，把他自己给炸死了的情况，而我们制造的电池却频频发生爆炸。
  　　
  　　我们在储存能量的过程中面临着很多结构性矛盾。生物圈用的太阳能比例虽然不大，但是他必须使自己的光和作用器官在地球的表面铺开，占有很大的陆地和海洋面积，虽然有很多他们用不了，但是这部分我们也用不了。光合作用无法到达的地方通常无机环境十分恶劣，如果我们不变成机器人，以我们娇贵的肉身在这些地方中长期工作就是成本极高的，所以我们想要大量的获取能源必须利用非常有限的空间资源，这就要求我们非常迅速的，占用少量的物质大量储存能量。高效的储能方式必然要求单位体积的物质携带的能量很高，远远高于破坏同体积的结构性物质所需要的能量。这就好比派一个手拿长矛的看守去看管一群身背火箭炮的囚犯，不出事才怪呢。我们目前的解决方式是什么？比较常用的招数是大量增加守卫数量，一个拿长矛的不行，我就派好几百万个一起上，靠人海战术。于是我们在核电站外边修好几米厚的墙，建越来越巨型的大坝，高压线芝麻开花节节高。这招显然没什么前途，属于蛮干型的，不可取。
  　　
  　　另一招是加强结构性物质的强度，给他们也配备上火箭炮。这个招数长期看是有效的，但是有一个致命的弱点——无论他们怎样储存，最终我们需要近距离的使用它们，而我们小小的肉身还是那么的无力，别说长矛了，连烧火棍都没有，所以这些储能物质越高效，对我们来说越危险。有什么办法？我能想到的最有效地就是《攻壳机动队》中设想的解决方式——将我们的意识植入到强大的高科技材料制成的身体中（不得不说，士郎正宗太牛了）。先不说这种方法可不可行，即使真的可以做到，我们也会面临强大的哲学困境——这代表着我们和生态圈的彻底决裂，我们如何定义自己的存在？是什么使我们成为人？我们和机器的差别在哪里？（推荐大家看一看《攻壳机动队》，尤其是原著漫画）
  　　
  　　总的来说，在利用能源方面，我们做的很烂。
  　　
  　　在利用物质方面呢？我们最常用的手段是这样的，利用大量的能源加热物质，然后当这些物质都疯狂的运动时在一片混乱之中或者撞在一起，或者四分五裂。这种方式下产出物质很少在我们的全权掌控之中，所以会产生很多我们不想要的东西，处理这些东西非常麻烦，于是我们基本上采取不处理的方式，任由他们就弥散在环境中成为了毒物。我们怎么知道什么样的过程能够得到我们想要的物质呢？答案很简单，我们猜。我们像撞大运一样的试，改变改变温度、压力什么的，加点不同的催化剂看看能造出来什么，公平的说，确实比以前的炼金术士强，因为我们成功的概率比瞎猜高一些。比起大自然使用有针对性的蛋白酶，在常温下像精巧的手工艺人一样制造化合物，我们的方式只能用野蛮来形容。而且很明显，我们这种转化物质的方式严重的受制于我们对能量的利用，能量的问题解决不了，这个问题就更解决不了。
  　　
  　　这方面科学的最新进展是什么我也不太了解，只能以后多学习多了解，这里就不多评价了。
  　　
  　　造一个人圈，困难重重，那么加速生态演化呢？分子遗传学现在正在快速发展，我们已经成功的制造了很多转基因生物，我们能不能最终使生物界同化我们制造出来的这些物质，改为用生态的方式得到我们想要的物质，分解和循环使用它们，使生物圈固定太阳能的效率更高，一举解决我们所有的危机。（不错的科幻题材）如果这种方式真的可能，那么意味着作为生态圈中不可分离的一员，我们不可能在这一轮的进化中独善其身，总有一天，我们必须制造转基因的人。而“转基因的人”这种陈述本身就是矛盾的——基因是我们区别物种的最根本手段，基因都变了，怎么确定我们造出来的东西是不是人？如果是，那么能不能销毁不成功的试验品？如果不是，那么人与非人的界限在哪里。而且，更为根本的，这将改变我们人类物种的再生产模式，我们将每个家庭生育下一代的方式变为了中央集权式的造人模式，这将从根本上动摇我们的文化传承方式，这就不但从生物基础上颠覆了人的定义，更从自我意识发展出来的文明的高度上颠覆了人类的定义。
  　　
  　　我们敢于踏上这条不归路吗？
  　　
  　　超越这一切之上的，让我更加迷惑的是，为什么我们如此执迷于人类的存在。作为独立的个体，我们基本上都能够面对生命必将结束的现实，但是作为一个整体，我们却一定要子子孙孙无穷溃。我们连死亡到底是怎么回事都不知道，就坚信生命是正确的选择，高唱viva la vida（而且我不得不承认，这首歌实在是太好听了），这让我十分困惑。如果我可以选择，在所有的存在方式中人会是我最不想要的一种，人生在我看来更像是一种极端严厉的惩罚而不是奖赏。
  　　
  　　1654年，31岁的帕斯卡陷入了宗教狂热之中。这一年的10月，他撰写了《罪人的皈依》，11月，撰写了祷文密藏于贴身的衣衬之中。他对于科学主义的流行深感不安，认为如果不加以遏制的话，这种潮流会摧毁精神价值。
  　　
  　　对于这件事情，一直有一些东西，我想不通，一个逻辑思维能力如此强大的人是如何接受逻辑混乱的《圣经》的。因此我也很难理解他怎么会突然产生了宗教狂热。
  　　
  　　最近我突然理解了这件事情。这是因为他和的绝大多数人类一样，都有信仰，只不过在那个特定的时期，这种信仰的具体形式表现为宗教。信仰是一种我们无法证明它正确但是始终坚信的东西。所以在信仰面前，我们不思考。信仰可以是任何东西，比如说，如果你相信生命与死亡不只是两种不同的状态，而是生命一种好于死亡的状态，那么这就是你的信仰。
  　　
  　　信仰的一个很有趣的特点是，一旦现实与这个信仰的预期目标出现了严重的偏离，最虔诚的信徒就开始预言世界末日的到来——因为信仰的破灭比生命的终结更难以接受。如果末日不会到来，而未来又显得完全不在预定的轨道之中，那么用余下的一生去面对毫无意义的生活太痛苦了，没法离开，却也无处可去。这是人生中难以承受之轻。灭亡是一种极端的意义，它要靠毁灭自己来证明自己存在的必然性，但这总好过没有意义。
  　　
  　　很不幸，所有胆敢预言日期的的末日预言都破产了，即将到来的2012看起来也没什么潜力。一个一个的信仰在无限延展的时间中，在冷漠的宇宙中被碾得粉碎。帕斯卡很不幸运的出生在信仰开始动摇的年代，却也很幸运的没有出生在这个信仰被碾得粉碎的年代。科学主义一路高歌猛进，科学不问对不对，只问能不能，只要是可能的，总会有人去尝试。
  　　
  　　科学会毁灭我们吗？科学回答，有这个可能。
  　　科学能拯救我们吗？科学回答，有这个可能。
  　　放弃科学有可能吗？科学回答，有这个可能。
  　　
•   问题的关键其实不是生物圈会不会崩溃，而是人会不会消失，以及怎样消失！
  地球历史上经历过多次的灾害事件导致物种大灭绝，但生命依然存在。
  如果人是因为不可抗拒的灾害而灭亡，那叫命运，无可挽回！
  如果人是被自己制造的灾害而灭亡，那是悲剧！
•   同济的环科是考这书做专业课地。。。意味着没有可能不可能。。。考的就必须是可能的哈。。。
•   离灭亡早，也就是说，灭亡终究还是会来的，这个就是可持续发展的意义。
•   人都是这样吧 某件事情仿佛努力是可以做到的，被身边人一鼓励，大环境一褒扬，就脑袋一热要把做到了
  科学这个词，过去老觉得，说什么是科学的，是很好的，现在看来，未必如此
  其实科学也是只是无数思考问题的一种方式，甚至思考只是无数应对问题的一种过程，在过去几百年来，它给我们带来的好处太多，所以不自己觉就会依赖它，迷信它了
  未来我觉得不好说，人类应该能走出这个怪圈吧
•   对存在的意义和价值的期盼和追求是人的本性吗，这是源于基因还是内分泌？悲惨的是这不再是个哲学问题，而变成了科学问题，我们不能再指望抽象的纯粹理性能带给我们什么新鲜和神奇，只能选择或者去体验，或者去验证，最终我只是知道安乐死可以让人笑着去死，而不知道那笑容是源于快乐的体验还是化学元素的反应。信仰的需要或许是来自生命的“史前记忆”，只是或者通过宗教，或者通过哲学的媒介得到表现，科学把这些媒介物统统化为了浮云，我们对世界有的只是看的懂的科学疑问和看不懂的科学解释。。。LZ你把我变成神经病了
•   你好，请问下这本书的英文名是什么，想买一本英文的，谢谢啦
•   科学主义一路高歌猛进，科学不问对不对，只问能不能，只要是可能的，总会有人去尝试。
  这个精辟，确实是令人担忧的
•   请问有此原书出售吗？望回复。
•   好像已经卖没了，图书馆应该能借到