环境地球物理学.pdf

目录绪论人类生存发展和生态环境、地球科学的关系(1)第一章世界和我国自然资源概况(8)第一节世界的土地、森林和水资源概况(8)第二节我国的上地、森林、水及海洋资源概况及生态环境问题（11)第三节我国矿产资源勘探开发概况及生态环境问题(26）第二章生态环境问题的研究领域(36)第一节生态环境问题(36)第.二节大气圈生态环境问题(61)第二节大气污染问题(68)第四节水资源与水体污染问题*440*”(95）】第五节陆地表面的生态环境可题(131)第六节城市环境地球物理及其他环境问题(142)第七节石油业中的环境问题(150)第三章自然灾害与环境地球物理问题(181第一节白然灾害分类及灾害损失(182)第二节主要白然灾害慨述(184)第节我国的自然灾害(193)第四节白然灾害带来的地球物理问题(203】第四章环境地球物理学中的核辐射方法及应用(214)第一节生：态环境巾的氢、氨的危害及其监测问题(215)第二节放射性污染(224第三节利用核磁共振方法检测水中的污染物(229)第四节核辐射探测方法在环境监测中的应用(235)第五章环境磁学一一一磁学方法在环境问题中的应用(246第一节地球磁场的一般老述(246)第节磁场对生物和生态环境的影响(253)第三节磁学万法在环境问题中的应用(258)第六章环境地球物理学中的电学问题(262)第一节大气的电学性质及大气层中的电物理现象(262)第二节海水的电学性质和电物理现象(271)第一节地壳和岩石圈的电学性质概述(274)第四节环境地球物理学中的电学勘测方法(284第七章环境地球物理中的声学问题(293】第一节大气图的南学性质和大气层中的主要声学现象(294)第二节海洋和水的书学性质和冶传播问题(300)使科学家整个人类社会日益深刻的认识到：生态环境问题实际是资源)题的继续。因此，曾在资源勘测、开发中起过重要作用的地球物理学及地球科学，在新世纪中应该在生态环境领域足更大的作用，甚至应该使保护生态环境成为地球物理学及地球科学的主要应用领域，环境(Environment)一词的定义是：“作用于一个生物体或生物群落上并最终决定其形态和生存的物理、化学和生物等因素的综合体”(999年版不列颠百科全书，国际中文版)，这是对坏境的-一种学术上的定义，其中摊免有不严格的地方，例如，对“生物等因素”是否包括人类的认识和思维活动，上文并没有说清楚。【989年颁布的中华人民共和闲坏境保护法所指的“环境”是：“影响人类生存和发展的各种天然和经过人工改造的自然内素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野牛生物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等”。这是一种法律的定义，所说的环境是限定于“影响人类生存和发展”的，总体，其月的是对人的活动范围加以界定。本书中所指的“环境”包括付上述两种定义理解，即承认环境是影响人类或生物生存发展的总体，作用于环境的因素侧是“物理、化学和生物学等因素的综合体”，即承认自然界的各种演化过程，特别是地质活动过程是影响地球上整个生物群体重要因素；同时也承认人类的物质财富的生产活动，对生态环境的变异产生重大影响。本书原则上不讨论人类生存的人文因素（如宗教信仰、意识形态、社会制度等)对环境影响。但应该指出，人文因素对环境的影响是明显的。从人类社会发展和环境的关系来说，在原始社会阶段，人类的生产水平有限，对生态环境的破坏作用轻微，人类生存是完全依赖于自然界。在农耕社会阶段，人类以农业生产活动为中心，开始以一定规模利用自然资源，但人类生产活动的效益还处于“听天由命”、“靠天吃饭”的状态，人类对自然环境只能是顺应的态势。约300年前的工业革命，使人类的生：产水平有了突变的进步，人类为在创建前所未有的物质文明的同时，在“人类改造自然”。“人类是自然界的主华”类观念指导下，对大自然资源进行掠夺，生态环境开始迅速恶化。现代社会，人类认识到违背白然规律，掠夺性的开发月然资源，最后必将危及人类本身的生存，因此提出“可持续发展”等观念，引导人类和自然界协调发展。还要指出，指导人类活动的某些政策、观念对生态环境的彩响是相当明显的。例如，人类对资源开发和消费的认识和理解往往会对人类生存的生态环境产生重大影响（例如“大炼钢铁”、“大跃进”）。另外，人们对野生动物作用或价值的理解差异对某些野生动物物种的生存产生严重威胁，例如，以市场导向为背景的象牙贸易和藏羚羊绒贸易将导致非洲野生象和西藏藏羚羊的生存危机；以饮食习惯导向为背景的食用某些野生动物（如“蛇年吃蛇”），将会导致这些物种的生存危机，并会造成生态环境某些局部的失衡（农田鼠害）。还有，在新中国历史上成为笑柄的“消灭麻雀”，险些酿成农们虫害蔓延大祸。环境污染(Environment Pollution)是“向环境增添任何物质或能量（如r热），其速率超过环境通过分散、分解、再循环或以某种无害形式储存起来而可容纳的速率。传统的对自然环境污染被认为是人类在制造业、运输业、农业和废物处置等活动中大都无意而有害的结果，高度的污染大都是业化、城市化和人口迅速增长的结果”（见1999年版不列颠百科全书，国际中文版。要说明的是，污染(Pollution)最原始的定义是指印度教中种姓高贵者与贱民的各种接触；净化(Purification)则是印度教为消除种姓污染的宗教惩罚和礼仪形式显然，向环境中增添的物质和能量，主要是人类开发利用资源，尤其是矿产资源（包括能源)的结果通俗地说，地球物理学，尤其是勘探地球物理学（或应用地球物理学）的本质是要把各2种产：资源从地球的岩石圈中找出来。而环境地球物理学的重要内容则是要追踪被人类开发利用的资源（主要是矿产资源）在地球上各部分的去向（尤其是在牛物圈内的分布）及其后果：因此应该认为环境地球物理学是勘探地球物理学科发展的合理延续三、正视生态环境问题对于人类面临的生态环境问题，应该注意两种偏向：一种是把经济发展和物质文明的进步看成是灾难的前兆，这种偏向会使人类丧失进取精神。另种是只为一时的经济效益，过量的开采自然资源而且利用不合理，这是对子孙不负责的恶行。过去的某些口号，如“人定牲天”，“不应等待大自然的恩赐，而应向大自然索取”，“人类改造自然，征服白然”，都有相当的片面性，其至是不科学、反科学的。还有企图以政治运动的方式消灭某个生物物种(如麻雀等)，则只能说是荒唐。新巾国历史上有过“大跃进”、“大炼钢铁”的惨痛教训，但对这教训的原闪和后果，只是从政治上总结得多，而对其出于农民急于致富的心态而对生念环境及资源储备的破坏等一系列违背科学规律的做法，还没有史深刻的反思，以至20世纪0年代以来，以液贵和不合理开发资源及恶化牛态环境为主要负而影啊的的乡镇企业，由于决策层的认识的局限或失误，致使生态环境恶化过程加速、加剧，而至今尚无深刻反思。应该说，对领导人及社会的评价，固然有物质文明及发展速度的标准，但更严格的历史标准是：对人类长期的发展是有功，还是有过。领导人的失误将会祸及子孙，“利在当代，罪在千秋”的行为将成为人类发展过程中的败笔，历史无情，当局者不可不鉴。四、新的学科一环境地球物理学20世纪木到21世纪前期将是人类社会，经济发展发生重大变节的时期。当今世界的资源开发、全球气候及生态环境变化、自然灾害，尤其是气象灾害和地质火害的预测及防止等问题都成为全世界面临的日益紧迫的重要问题。而且这些问题都与地球科学息息相关：地球上生态环境的变化主要是由于自然资源（尤其是矿产资源）开发利用而引起的，生态环境问题实际上是资源开发问题的后续问题。曾在矿产资源勘察开发中起过重要作用的地球物理学科（尤其是勘探地球物理学科）应该面且可能在牛态环境领域发挥作用。传统的地球物理学科的分支学科是固体地球物理学、海洋物理学、大气物理学和空间物理学，其研究对象分别为岩石圈、水烟、大气圈和地球外层空间。而新兴的环境地球物理学的研究对象则主要是岩石圈、水圈、大气圈交汇部的生物圈。矿资源的地球物理勘探可在岩石圈的局部区域独立进行，勘探地球物理学科的研究对象可根据研究目的进行某些分割，研究对象可视为若干独立的区块，闪此主要讨论各区块相对独立而完整的地球物理场的特征，而环境地球物理学更希望把生态环境回题作为一个整体对待，也就是说环境地球物理学科更强调研究对象的整休特性。就固体地球物理学的研究对象一岩石圈而论，尤其是就矿产资源的勘探问题而论，研究对象一矿体通常被视为稳态或变化周期较长的似稳态。而环境地球物理学的研究对象一生念环境则是变化过程相对米说快得多的非稳态过程。为解决生态环境问题所进行的地球物理观测的规模、精度，所处理的数据量及要求的数据处理速度都要大大超过传统的地球物理学科。从传统的地球物理学科向环境地球物理学科的演变，也符合现代科学技术发展进步的一般规律。五、环境地球物理学科的发展、现状和特点国外在20世纪80年代提出“环境地球物理”(Environmental Geophysics),即1985年在地球物理学科的经费分配列出了环境顶月；1988年出现了环境地球物理论文集的征文启事；1992年，澳大利亚的R.J.Whiteley提出“环境地球物理是有关寻找、圈定和监测一3