成的活的圈层,是由生命转换能量和驱动物质循环,并由生命系统调节控制的开 放系统。 智慧圈( noosphere)最初由法国哲学家德哈·德夏丹提出。在希腊字中ns 意为理智,智慧、思想。智慧圈是指超越生物圈的思想圈,又被称为理智圖。维 尔纳茨基(1945定义智慧圈为,按人类意志和兴趣而塑造的生物圈,即受人类控 制和影响的生物圈。随着社会文明的发展,类对自然界的控制和影响愈来愈 大。所以智慧圈是在社会文明发展到一定阶段才出现的。维尔纳茨基将受人类 影响较大和受人类控制很强的人工生态系统:农业生态系统和工业生态系统,分 别称为农业圈( aerosphere)和工艺圈,又称技术圈( technosphere 与智慈圈近似的一个名词是人类圈。人类圈已作为一个词条出现于新大不 列颠百科全书中,被认为是现代生物圈的一部分,或生物圈发展的现阶段。我国 学者陈之荣最近撰文把人类圈从生物圈中提升出来,作为一个与地球其他圈层 并列的地球圈层,并论述了它与生物圈的差别。陈之荣指出,“人类”概念是 人类”概念的一部分,它是从地球圈层的角度来研究人类;它强调人类的全球特 性;强训物质流、能量流和信息流在人类圈内部及在与地球其他圈层联系中的作 用。例如,在三个无机圈层中,物质流和能量流占绝对统治地位,而信息流的作 用剡微不足道;在生物圈中信息流的地位已明显提高,但对生物体来说,物质和 能量输人仍比信息输人重要,生物圈的整体性主要通过食物链和食物网来实现; 与上述地球團层不同,人类圈(尤其是近代的人类圈)中信息流比物质流和能量 流更重要,从某种意义上说,人类圈的进化主要就是信息库(即文化)的进化。 二、研究人类一环境系统的当代学科 当前人类生存和发展遭受环境问题严重困扰的现实,要求人们对历史的经 验进行反思和重新总结,驱使人们去探讨和研究一系列全新的当代问题。在这 种情况下,综合性的新兴交叉学科,环境科学与地球系统科学应运而生。地理学 和生态学等传统的古老学科也在新的起点和高度上拓展自己的研究内容。当前 以人类一环境系统、人类与环境相互作用及环境与发展等为主题的学科有现代 地理科学、环境科学、人类生态学和地球系统科学。下面介绍和讨论这些学科在 研究人类一环境系统时各自的出发点、特点和共同点。通过这种讨论可以加深 了解传统地球科学与新兴环境科学的关系,可以了解什么是环境地学,可以了解 为什么从事环境研究和管理的各领域(包括环境化学、环境生物学、环境法学、环 境经济学等)的学者,都必须掌握必要的地球科学基本知识。 )地理科学与人类-环境系统研究 地理学是一个既古老又年轻的科学。不管是古老的地理学,还是年轻的地 理学它们之间存在着一个共同点,即地理学的研究始终离不开地球表面,离不
开人类生存的环境,离不开人类与环境之间的关系。近代地理学区域学派的创 始人德国学者赫特纳(18591941)认为,地理学是“探讨人类与自然环境相互作 用的一门科学”。美国地理学家哈特向(1899)认为,地理学最关心的是人文世 界与非人文世界之间的关系”。另一位美国著名地理学家马什在其所著《人与自 然:或人类活动改变的自然地理学)一书中指出,“摆在这门引人注目的学科的新 的耕耘者面前最为重要的理论,可能是这样一个问题,即外部的自然条件对人类 的社会生活与社会进步的影响有多大多深的问题”。再一位著名的美国地理学 家巴罗斯(1877-1960)主张,地理学的目的不仅在于考查环境本身的特征和客 观存在的自然现象,而且在于研究人类对于自然环境的反应。他指出,“地理学 的中心点正在从极端的自然方面稳步地转移到人文方面,直到越来越多的地理 学者把他们的论题规定为,完全论述人类与自然环境的相互作用和影响”。 般认为,现代地理学的研究有四大学派区城学派,综合景观学派,生态 环境学派和数量、区位学派。现代地理学的生态一环境学派从生态环境角度研 究人类与环境的相互作用、影响、变化规律和调控。由于此学派的早期代表人物 德国地理学家拉采尔(1844-1904)与美国地理学者辛着尔(1863-1932)在有关 论著中带有地理环境决定论的思想,导致此学派在20世纪20年代和30年代在 西方和苏联,50年代在我国都受到激烈的批判。但自60年代以后,随着全球性 的人口、资源、环境和发展问题的出现,该学派克服了过去只重视研究“地”对 人”的单向作用和影响,而开始全面地研究人类与环境的相互作用。 当代地理学家、前国际地理学会主席怀斯在1980年于东京召开的第24届 国际地理大会的开幕词中指出,“由于一度忽略了人地关系的总体把握,我们失 去了应用其理论、知识和技能以服务于全球问题的机会”,“如何去和谐自然环境 与人类文化的关系已成为国际地理学界所面临的主要任务 我国地理学者陈传康和牛文元曾论述,开展人地系统优化原理研究的必要 性和迫切性。指出:人地系统优化原理研究“以人类活动和人类发展为中心,研 究自然条件、自然资源和自然演替的合理匹配,开发与调控……从宏观和整体角 度去综合认识区域本质的巨大系统”,“国土整治、自然改造、经济开发、区域规 划、发展战略、宏观控制等国民经济中的重大问题,无一例外地都是自然一社会 经济的巨大系统。其结构功能行为效益是否合理,其发展、演替、模拟、预 报是否准确,关键在于对人地系统的综合识别与综合平衡”。 我国自然科学发展战略调研报告《地理科学》一书建议,把“环境演变及其效 应的研究”列为中国地理学近期发展战略重点领域。其主要研究内容是:①全新 地理环境演变研究,②全球环境变化及其区域响应,③土地系统及土地人口承载 力的研究,④环境质量评价、预测与区划的综合研究,⑤自然灾害及减灾对策的 研究。 487458
(二)环境科学与人类一环境系统研究 环境科学是20世纪后半叶以来发展最快,普及最迅速的学科。在短短二三 十年时间里,环境科学的词汇术语从大学教科书和科技期刊进入了公众的日常 生活用语范畴。它们每天都要出现在各类新闻媒体上。环境意识的有无和强弱 已成为判断一国国民素质高低的一个重要标志。一个国家和地区的社会发展政 策的制定和实施,如果没有环境学者的参与,是不可思议的。在科学发展史上, 只有少数几门学科能在开创以后如此短的时间内获得如此之大的影响力 尽管如此,由于诸多因素的影响,各学者对这门新学科的任务、目标和内容 等尚缺乏共识。故这里仅列出国内外著名学者的一些代表性认识。 美国地理学家A.N斯特拉勒和AH斯特拉勒在其合著的环境地学 自然系统与人类的相互作用)一书(1973)中指出,作为一门新兴学科的环境科学 其大部分内容并不是新的,而是源于一系列传统学科:生物学、化学、物理学、地 球科学等。这门学科之所以“新”,主要是“新”在它的观点上,“新”在它把地球上 的各个系统看成是一个紧密联系和相互作用的整体,尤其是“新”在它把人类看 成是这个大系统的重要组成部分。该书指出,“人类与自然系统的相互作用”主 要表现为,人类与自然物理过程的相互作用和人类与生物过程的相互作用。前 者属地球科学的内容,后者属生态科学的内容。在这里,地球科学和生态科学是 相互支持的。该书作者还形象地指出,环境科学类似于一枚硬币,它有两个面, 是研究自然环境力(如洪水、台风地震、泥石流等)对人类的影响,一是研究人 类活动(如空气污染、水污染等)对自然环境的影响。我国大百科全书环境科学 卷对“环境地学”词条的阐述近似于这两位斯特拉勒对环境科学的阐述。 卢玛在他的《环境科学导论》(1984)一书中写道:“环境科学的内容和资料几 乎均来源于生物学、物理学、化学和社会科学的有关内容,但环境科学却不是上 述学科的汇集与拼合。这门学科的独特性在于它应用整体观和系统论,研究上 述学科所研究的现象和过程间复杂的相互作用。具体地说,环境科学不仅研究 生态系统的结构和功能面且研究社会、经济和文化对物圈的影响,也研究物 理、化学和生物过程对社会、经济和文化过程的影响。 普尔多姆和安德逊合著的《环境科学)(1980)一书对环境科学的性质特点、 任务等进行了专门讨论。作者首先指出,任何学者对环境问题和环境科学的理 解,不能不受到该学者的哲学观点、专业知识范围、兴趣、对环境和生活质量要求 等多方面因素的影响。他们在写作该书时对环境科学所下的定义是:环境科学 是应用多种学科的知识、理论和方法研究环境和管理环境的科学。环境科学的 日标是:①保护人类免受环境因素的负影响;②保护环境(区域的和全球的)免受 人类活动的负影响:③为保护人体健康和提高生活水准而不断地改善环境质量 泰勒·米勒所著〈环境与生存》一书是已再版六次具有广泛影响的环境科学
概论性著作。该书虽未对环境科学的对象、任务等单列章节进行讨论,但从全书 内容看,作者专门阐述对人类生存和社会发展有重大影响的一系列重大挑战性 问题:人口、资源、环境退化、污染等。作者在该书中提出了协调“人类与环境相 互作用”和“人地关系”时应遵循的近60个原理、原则和定律。 环境科学在我国的发展与在国际上的发展几乎是同步的。早在环境科学开 始迅猛发展的20世紀7年代,我国不少学者就曾对新兴的环境科学的对象、任 务、内容等进行过广泛的讨论。我国生态学家马世骏(1983)指出,“环境科学是 研究近代社会经济发展过程中出现的环境质量变化的科学。它研究环境质量变 化的起因、过程和后果,并找出解决环境问题的途径和技术揩施”。我国地理学 家刘培桐(1982)指出,“环境科学是以人类-环境系统为研究对象,研究人类 环境系统的发生、发展调节和控制,以及改造和利用的科学”。 于1983年出版的中国大百科全书环境科学卷第1版,在上述广泛讨论的基 础上,对环境科学的性质作了较全面的概括:“环境科学在宏观上研究人类同环 境之间的相互作用相互促进、相互制约的对立统一关系,揭示社会经济发展和 环境保护协调发展的基本规律;在微观上研究环境中的物质,尤其是人类排放的 污染物的分子、原子等微小粒子在环境中和在生物有机体内迁移、转化和积蓄的 过程及其运动规律,探讨它们对生命的影响及作用机理等 (三)人类生态学与人类一环境系统研究 早期的生态学形成于19世纪的60年代,是研究生物与其生存环境之间关 系的一门学科是生物学的一个分支。但到20世纪后叶,生态学有了重大发展 和认识上的飞跃。新的生态学建立在生命科学和地球科学的基础之上,引进了 物理科学特别是系统科学的新概念。 人类生态学一语出现于20世纪20年代。早期的人类生态学有两个差异很 大的概念。一个为人文地理学家所定义,认为人类生态学中的人类是指文明社 会以前的人类,并认为,人类生态学研究无文化时期原始人群与自然环境的关 系,而研究有文化人群与自然环境关系的学科,称为文化生态学;另一个为社会 学家所定义,美国芝加哥大学城市社会学家派克(1864--1944)等在《社会学导 论》一书中提出了人类生态学一语,指出,类生态学研究人类与环境之间的关 系,是社会学的一个分支。1925年,派克布尔吉斯和麦肯奇三人合编的《城市 书认为,城市的空间环境影响城市的居民生活。由于空间布局不合理,有可能 导致环境问题的产生。而要解决这些问题,就应该从解决城市环境人手,即社会 问题可以通过调整人类和环境的关系来解决。 而在今天,由于人类社会在人类一环境系统中的重要地位和人类活动对地 球环境的深刻作用。20世纪70年代以来,人类生态学重新兴起,成为介于社会 科学和自然科学之间的一门新的边缘科学。它研究人口、资源、环境三者之间的 之南
关系。由于人口与资源的关系是需求与供应的关系,属经济平衡范畴,又由于资 源与环境的关系是开发与更新或排放与容纳的关系,属生态平衡范畴,所以人类 生态学又被某些学者称之为生态经济学。 1971年,联合国教科文组织制定了国际人与生物圈研究计划。该计划指 出,生态学是“研究人与自然界(生物團)相互关系的科学”,而不仅是研究生物与 环境关系的科学。生态学是包括人类在内的自然科学,是包括自然在内的人文 科学。 我国生态学家马世骏(1989)指出,“协调人类与自然的关系,以改善人类的 生态环境,是(20世纪)90年代生态研究的重要方向”。我国学者王发曾(1992) 曾阐述他对人类生态学学科性质的认识。他指出,人类生态学应该发展成为 门以生态学原理为基础,与多种社会科学和自然科学相汇合,以人类-环境生态 系统为对象,以优化人类行为决策为中枢,以协调人口、社会、经济、资源、环境相 互关系为目标的现代科学。……人类生态学的根本任务是:考察人类的生存方 式和环境对人类生存的作用,研究人类群体之间、人类活动与环境之间相互作 用、相互依赖和相互制约的机理;解决和预防严重威胁人类生存与环境质量的生 态问题,以推动人类一环境系统协同而健康地发展。当前研究的重点应是:人类 生态学的理论和方法,人类发展与环境,生态农业,城市生态系统,人口生态问 题,经济生态问题,资源生态问题环境生态问题、人类生态决策等”。 《四)地球系统科学与人类一环境系统研究 地球系统科学是20世纪80年代初才出现的一个学科术语,1983年首先由 美国学者提出国际环境与发展研究所和世界资源研究所在它们联合编攒的, 反映世界环境和自然资源最新信息的巨型年度丛书《世界资源报告》(1987)一书 中写道:“我们正在目睹一门内容广泛的新学科的诞生。这门学科能够大大加深 对有几十亿人居住的我们这个行星结构和代谢功能的认识。这个学科集地质 学、海洋学、生态学、气象学、化学和其他学科传统训练之大成。它有各种各样的 名称:地球系统科学、全球变化学或生物地球化学等”。 现代崛起这门新学科有三个基本原因: 第一,科学发展的必然。过去30多年对大陆、海洋、大气、生物圈和冰盖的 研究表明,地球各部分之间存在着极为复杂的相互作用。它显著地影响着地球 过去和未来的演变。这些新认识要求科学家采用系统方法,把地球作为一个整 体系统,不仅继续深入研究地球系统的各个组成部分,更为重要的是研究地球系 统各部分之间的相互作用、影响和后果。 第二,巨大的实际效益。当代科学技术发展的事实表明,基础研究成果转化 为技术并应用于人类需求的周期日益缩短。科学上的每一个重大突破都给人类 带来巨大的经济效益和社会效益。当代大气科学最大的实际效益是日益精确的