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第一章 绪论1

第一节 环境、环境系统、环境问题1

一、发展中的环境概念1

二、人类－地球环境复合系统解析4

三、人类－地球环境复合系统的基本功能与特性10

四、人类－地球环境复合系统中的环境问题15

第二节 环境科学与环境地学18

一、环境科学18

二、环境地学20

三、环境科学与环境地学发展简史24

第二章 大气圈中的人－地协同演进29

第一节 大气圈的演化及其对地球生命与气候形成的作用30

一、大气圈的形成与演化30

二、大气演化对地球生命与气候形成的作用32

第二节 地球大气的组成和结构33

一、地球大气的组成及其对生态环境的影响33

二、大气圈的垂直结构35

第三节 大气圈的能量与物质运动38

一、大气圈的能量循环38

二、大气圈的水分循环过程43

三、大气环流的平均状况45

四、大气组分的区域及全球平衡47

五、气候系统与能量及水分循环54

第四节 人类活动对大气圈的影响及其环境效应57

一、温室效应与全球变暖57

二、臭氧层耗竭的机理及其对人类生态环境的影响75

三、酸雨的形成与危害84

四、光化学烟雾及其形成机制88

五、大规模人类活动对气候的干扰90

六、全球气候变化研究的国际合作计划97

第五节 区域大气环境与空气资源保护99

一、大气环境质量评价及空气污染控制99

二、城市化对局地气候及大气环境的影响112

三、空气资源质量评估113

四、空气资源的价值及保护116

第三章 人类－地球复合系统中的水圈120

第一节 地球的水圈120

一、地球的水圈121

二、全球水循环与水量平衡124

三、地球的水资源129

第二节 陆地水环境147

一、天然水的化学性质148

二、水环境的污染148

三、水环境自净151

四、水体的耗氧与复氧过程153

五、水体污染水质模型155

六、水环境容量161

七、水环境质量评价162

第三节 海洋环境167

一、海洋－大气相互作用167

二、海水的二氧化碳平衡系统175

三、海洋－陆地相互作用177

四、海洋环境污染180

第四章 全球变化响应的灵敏指示器——冰冻圈184

第一节 冰冻圈的组成、特征和空间结构185

一、大陆极地和高山冰川、冰帽与冰盖187

二、积雪或雪盖188

三、陆地冻土189

四、海冰189

第二节 地球演化历史中的冰冻圈190

一、元古代、古生代和中生代的冰冻圈190

二、新生代时的冰冻圈191

第三节 冰冻圈在地球表层环境系统中的作用194

一、冰冻圈对气候的影响194

二、冰冻圈对全球和区域变化的响应198

第四节 冰冻圈的演变与动态监测201

一、冰冻圈的遥感动态监测201

二、冰冻圈的演化与全球变化203

第五章 岩石圈——自然环境演化与社会环境发展的物质支撑206

第一节 岩石圈的结构、特征及其在人地系统中的作用206

一、固体地球的圈层划分与岩石圈结构206

二、地球系统中岩石圈的特征210

三、岩石圈在人类生存与发展中的作用211

第二节 地球系统中岩石圈的演化212

一、地球系统的圈层分化与岩石圈形成212

二、不同地质时期中岩石圈演化过程213

三、岩石圈演化的驱动力与主要特征214

第三节 元素丰度与岩石类型组合及其资源、健康意义216

一、地壳与地幔中元素丰度特征216

二、主要矿物类型及其组合219

三、主要岩石类型及其组合221

四、岩石圈化学组分对其他圈层的影响225

五、岩石圈物质组成的资源作用与健康效应226

第四节 地球内营力的作用及其环境效应229

一、地球物理过程及其对岩石圈上部的作用229

二、地球化学过程及其对岩石组成的作用233

三、地质动力过程与地壳运动234

四、内营力作用对地表环境系统的影响242

第五节 地球的外营力作用及其环境效应245

一、风化作用与风化壳的类型245

二、风化产物的迁移特征247

三、沉积作用与沉积类型分布250

四、外营力作用对地貌及对资源、环境质量的影响250

第六节 人为活动对岩石圈动态的影响254

一、人为活动对岩石圈表层变化的影响254

二、人为活动对岩石圈深层动态的影响258

第七节 岩石圈表层的可持续开发利用途径259

一、矿区资源开发与环境保护260

二、土地资源的合理利用与保护262

三、岩石圈上层环境中废弃物的科学处置263

四、地质灾害的防治及其与环境保护的交融264

第六章 固体地球表层的土壤圈275

第一节 土壤圈的形成与演变275

一、土壤圈的概念275

二、成土因素学说及其发展277

三、各地圈要素在土壤和土被形成中的作用278

四、土壤形成过程284

第二节 土壤圈的时空演变289

一、新成土的形成和发展阶段290

二、土壤圈的形成分化阶段290

第三节 土壤圈的空间结构293

一、土壤圈的土壤组成294

二、土壤圈的土壤组合系列294

三、土壤圈的区域划分296

第四节 土壤圈的特性与功能及其对全球变化的响应297

一、土壤特性297

二、土壤圈物质与能量的迁移转化与交换299

三、土壤圈与全球变化的响应和反馈314

四、土壤圈的合理利用与可持续发展321

第七章 地球生命维持系统——生物圈332

第一节 生物圈——地球表层最复杂的自组织系统332

一、物质运动过程中的生命演化333

二、生物圈在人－地复合系统中的地位336

第二节 生物圈的结构338

一、生态系统——生物圈的组成单位338

二、主要自然生态系统类型、特征及其功能340

三、生物圈中生态系统的镶嵌结构348

四、生物圈的多样性结构350

第三节 生物圈的能量流动与转化353

一、生态系统的热力学特性353

二、能流途径及其特点354

三、能量流转的效率355

四、生物圈的第一性生产力及其时空分布356

第四节 支撑和维持生物圈的物质生物地球化学循环357

一、生物圈的物质组成357

二、生物地球化学循环的一般特征358

三、氮、碳的生物地球化学循环359

四、硫、磷的生物地球化学循环365

五、有毒有害物质的循环368

第五节 生物圈的内稳态调节372

一、生物圈的稳定性与整体性372

二、生态系统的反馈调节与稳态374

三、稳定性阈限376

第六节 全球变化与生态系统的相互关联377

一、大气圈物质流平衡的改变及其与生态系统的相互关联377

二、食物生产对生物圈的压力384

三、生物多样性及其人为丧失385

四、生物入侵与全球变化393

五、化学污染物对生物圈的胁迫397

第七节 可持续生物圈计划399

一、“生物圈2号”的启示399

二、协同进化，持续发展401

第八章 人类－地球复合系统中的智慧圈404

第一节 智慧圈的特性、组成、结构与功能405

一、智慧圈的基本特征405

二、智慧圈的组成结构与功能406

第二节 智慧圈的形成和发展阶段412

一、原始社会阶段的智慧圈413

二、农业社会阶段的智慧圈413

三、工业社会阶段的智慧圈413

四、后工业化社会阶段的智慧圈414

第三节 智慧圈与人－地关系演进416

一、智慧圈发展对地球表层环境的影响417

二、人－地关系论和智慧圈的发展419

第四节 人类发展模式的历史性变革421

一、几种不同的发展观422

二、可持续发展要义423

三、人类新文明与新观念428

四、中国的必然选择431

五、可持续发展指标体系及评价434

第五节 数字地球与对地观测439

一、数字地球及其理论基础与技术439

二、对地观测技术系统441

三、可持续发展战略对“数字地球”与对地观测的需求446

第九章 复合系统中各圈层的互动与耦合450

第一节 环境地学的理论框架451

一、人－地复合系统的整体性及各圈层变化的相关性451

二、人－地复合系统的复杂性与非线性453

三、各圈层间的相互影响与响应458

四、全球变化和生命过程的维系与调控463

五、地球环境与生命的协同演化465

六、环境伦理及生态思维范式468

第二节 地球表层系统中人类活动的影响与整合471

一、环境变化敏感带和生态脆弱带471

二、下垫面性状改变的环境效应473

三、人类调控生态环境的能动作用477

四、全球化进程中的环境安全478