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1：环境科学前言

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    什么是环境科学？

    环境科学是对环境中有生命和非生物部分相互作用的动态跨学科研究，特别关注人类对环境的影响。 环境科学的研究包括生物体或群落所处的环境、物体或条件以及它们相互作用的复杂方式。

    环境科学是跨学科的

    环境科学包括物理科学（如地质学、土壤科学、自然地理学、化学和大气科学）、生命科学（如生态学、保护生物学、恢复生物学和人口生物学）、社会科学（如人文地理、经济学、法律、政治学和人类学）和人文学（哲学、伦理学）。 因此，环境科学家是一个多元化的群体。 但是，他们聚集在一起的重点是研究和确定过去、现在和未来的环境问题，同时探索环境问题的解决方案并考虑实际需求。

     

    维恩图说明了环境科学的跨学科。 它融合了人文科学、社会科学和自然科学。
    图\(\PageIndex{a}\)：维恩图说明了环境科学在人文科学、自然科学（包括物理和生命科学）和社会科学之间是如何跨学科的。 图片由 Rachel Schleiger（CC-BY-NC）提供。

     

    为什么要学习环境科学？

    接近地球承载能力的全球人口需要公平、合乎道德和可持续地使用地球资源，这要求我们不仅要了解人类行为如何影响环境，还要了解支配活体与非生物之间相互作用的科学原则生活。 我们的未来取决于我们理解和评估关于人类行为和技术的环境后果的循证论点的能力，以及根据这些论点做出明智决策的能力。

    从全球气候变化到人口增长和发展导致的栖息地丧失，地球正在成为一个不同的星球——就在我们眼前。 全球环境变化的规模和速度在有记录的人类历史上是前所未有的。 我们面临的挑战是更好地了解地球复杂的环境系统；以自然和人为组成部分内部和相互作用为特征的系统，这些系统将局部与全球以及短期到长期的现象联系起来，以及个人行为与集体行动之间的相互作用。 环境挑战的复杂性要求我们所有人都参与寻找和实施可实现长期环境可持续性的解决方案。

    下议院的悲剧

    加勒特·哈丁（Garrett Hardin）（1968）在他的文章《下议院的悲剧》中探讨了当人类不通过将土地作为伦理的一部分来限制自己的行为时会发生什么。 公地的悲剧以以下方式发展：想象一个向所有人开放的牧场（“公地”）。 可以预期，每个牧民都会尽量在公地饲养尽可能多的牛。 作为理性的生物，每个牧民都力求最大限度地获得收益。 增加更多的牛可以增加他们的利润，它们不会立即遭受任何负面后果，因为公地是所有人共享的。 理性的牧民得出结论，唯一明智的做法是在牛群中再添加一只动物，然后再添加另一只动物，依此类推。 但是，每一个共享公地的理性牧民都会得出同样的结论。 悲剧就在于此：每个人都被锁定在一个系统中，迫使他们在一个有限的世界中无限制地增加牛群。 最终，这导致了下议院的毁灭。 在一个相信公地自由的社会中，自由会给所有人带来毁灭，因为每个人的行为都是自私的。

    哈丁接着将这种情况应用于现代公地：过度放牧公共土地、过度使用公共森林和公园、海洋中鱼类种群枯竭、将河流用作常见的污水倾倒场以及污染污染空气。

    “下议院的悲剧” 适用于可以说是影响最大的环境问题：全球气候变化。 大气层是各国向大气层倾倒燃烧化石燃料产生的二氧化碳。 尽管我们知道温室气体的产生将对整个全球产生破坏性影响，但我们仍在燃烧化石燃料。 作为一个国家，持续使用化石燃料所带来的直接好处被视为积极因素（因为经济增长）。 但是，所有国家都将承受长期的负面影响。

    全球环境压力的一些指标

    • 森林- 砍伐森林仍然是一个主要问题。在1980-1990的十年中，每年损失100万公顷的森林。 森林面积损失最大的是热带潮湿落叶林，这是最适合人类住区和农业的地区。 最近的估计表明，近三分之二的热带森林砍伐是由于农民清理土地用于农业。 人们越来越担心密集使用森林和不受管制的使用导致的森林质量下降。
    • 土壤 — 现在，地球上多达10％的植被表面至少已中度退化。 土壤质量和灌溉土地管理的趋势对长期可持续性提出了严重问题。 据估计，世界上2.5亿公顷的灌溉土地中约有20％已经退化到作物产量严重下降的地步。
    • 淡水-世界上约有20％的人口无法获得安全用水，50％的人口无法获得安全的卫生设施。 如果目前的用水趋势持续下去，到2025年，世界三分之二的人口可能生活在中度或高度缺水的国家。
    • 海洋渔业-世界上有25％的海洋渔业正在以其最高生产力水平进行捕捞，35％被过度捕捞（产量正在下降）。 为了维持目前的人均鱼类消费量，必须增加全球鱼类收成；其中大部分增长可能来自水产养殖，水产养殖是已知的水污染、湿地流失和红树林沼泽破坏的来源。
    • 生物多样性——生物多样性越来越受到开发的威胁，发展破坏或破坏了自然栖息地，也受到来自各种来源的污染。 首次全球生物多样性综合评估显示，物种总数接近1400万个，发现每十年世界上有1％至11％的物种可能面临灭绝的威胁。 拥有很大比例海洋物种的沿海生态系统面临巨大风险，世界上可能有三分之一的海岸面临很高的潜在退化风险，另有17％的海岸面临中等风险。
    • 大气层 ——政府间气候变化专门委员会已经确定，人类活动正在对全球气候产生明显影响。 在过去几年中，大多数工业化国家的二氧化碳排放量有所增加，各国普遍未能按照《气候变化公约》的要求在2000年之前将其温室气体排放量稳定在1990年的水平。
    • 有毒化学品-目前约有100,000种化学品被商业使用，它们对人类健康和生态功能的潜在影响在很大程度上是未知的风险。 持久性有机污染物现在通过气流和洋流广泛分布，以至于它们存在于世界各地的人和野生动物的组织中；它们尤其令人担忧，因为它们具有很高的毒性和在环境中的持久性。
    • 危险废物 — 重金属造成的污染，尤其是工业和采矿业中使用重金属造成的污染，也在世界许多地方造成严重的健康后果。 涉及不受控制的放射源的事件和事故继续增加，涉及核材料的军事活动遗留的污染区域遗留下来构成了特别的风险。
    • 废物-全球生活和工业废物的绝对和人均产量继续增加。 在发达国家，人均废物产生量在过去20年中增加了三倍；在发展中国家，未来十年废物产生量极有可能翻一番。 人们对废物处置不当的健康和环境影响的认识水平仍然很低；卫生和废物管理基础设施差仍然是城市贫民死亡和残疾的主要原因之一。

    归因

    由 Matthew R. Fisher 的《地球、人类与环境、环境与可持续发展》和《环境生物学中的环境伦理学》中的 Melissa Ha 和 Rachel Schleiger 修改（获得 CC-BY 许可）