佛山科学技术学院精品资源共享课农业牛态学（聂早荣） 第三讲人类与生存环境 一、概述 1.概述 1.1地球环境的演化 根据斯米特的见解，字宙尘团聚在一起成为颗粒，颗粒变成砾石。砾石变成小球，然后变 成大球，再变成微行星（即星子），最后，尘埃终于变成了月球那样的大小。随着星体越 来越大，它们的数目就减少。结果，星体（即陨石）之间碰撞的机会就减少，能够用于吸 积的东西越来越少，这意味着为了集结成大行星这一作用要进行很长的时问。 1.2生命的演化 字宙大爆炸—元素（生命元素：碳、氢、氧、氮、硫、硫）—简单分子 复杂的生物高分子一原始细胞结构的生命—进化高等尘物 1.3人类的起源 人类起源于新第二纪中新世的森林古猿中的一支，经过腊玛古猿（晚中新世到早上新世） 和南方古猿（中、晚上新世）两个过渡阶段的演化，终于在上新世木- 第四纪初出现了真正的人类，从而有了人类及其化、社会形态。 2.大气环境和人类活动 2.1大气的结构和组成 (一)大气的结构 大气的垂直结构 按共成分、温度、密度等物理性质在垂直方向上的变化，世界气象组织把这座“楼”分为五 层，自下而上依次是：对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层。 6
佛山科学技术学院精品资源共享课农业生态学（聂早荣） 就整个地球来说，愈靠近核心，组成物质的密度就愈大。大气圈是地球的一部分，高 层大气的密度比低层要小得多，而且越高越稀薄。以80 100公甲的高度为界，在这个界限以下的大气，尽管有稠密稀薄的不同，但它们的成分大体 是一致的，都是以氮和氧分子为主，这就是我们周围的空气。而在这个界限以上，到1000 公甲上下，就变得以氧为主了：再往上到2400公甲上下，就以氢为主：再往上，则主要是 氢：在3000公甲以上，便稀薄得和星际空间的物质密度差不多了。 对流层是紧贴地面的一层，它受地面的影响最大。因为地面附近的空气受热上升，而位于 上面的冷空气下沉，这样就发生了对流运动，所以把这层叫做对流层。 在对流层的项部，直到高于海平面50- 55公甲的这一层，气流运动相当平衡，而月主要以水半运动为主，故称为半流层。 平流层之上，到高于海半面85公甲高空的一层为中间层。这一层大气中，几乎没有臭氧， 这就使来自太阳辐射的大量紫外线白白地穿过了这一层大气而未被吸收，所以，在这层大 气甲，气温随高度的增加而下降的很快，到顶部气温已下降到 83℃以下.山于下层气温比上层高，有利于空气的垂直对流运动，故又称之为高空对流层或上 对流层中间层顶部尚有水汽存在，可出现很薄月发光的“夜光云”， 从中间层顶部到高出海面800公甲的高空，称为暖层（热成层），又叫电离层。这一层空气 密度很小，声波已难以传播。 暖层（热成层）项以上的大气统称为散逸层，又叫外层。它是大气的最高层，高度最高可 达到3000公甲。这一层大气的温度也很高，空气|分稀薄，受地球引力场的约束很弱，一 些高速运动着的空气分子可以挣脱地球的引力和其它分子的阻力散逸到宇宙空间中去。根 据宇宙火箭探测资料表明，地球大气圈之外，还有一层极其稀薄的电离气体，其高度可伸 延到22000公甲的高空，称之为地冕。地冕也就是地球大气向宇宙空间的过渡区域。人们形 象地把它比作是地球的“帽子”。 以大气的不同特征为根据，在90公甲高度以下，大气是均匀地混合的，组成大气的各种成 分相对比例不随高度而变化，这一层叫做均质层。在90公甲高度以上，组成大气的各种成 分的相对比例，是随高度的升高而发生变化的，比较轻的气体氧原子、氨原子、氢原子 等越来越多，大气就不再是均匀的混合了，因此，把这一层叫做非均质层。 按着大气被电离的状态来划分，可分为非电离层和电离层。在海平面以上60公甲以内的大 气，基本上没有被电离处于中性状态，所以这一层叫非电离层。在60公甲以上全1000公甲 7
佛山科学技术学院精品资源共享课农业生态学（聂早荣) 的高度，这一层大气在太阳紫外线的作用下，大气成分开始电离，形成大量的正、负离子 和自山电子，所以这一层叫做电离层，这一层对于无线电波的传播有着重要的作用。 (二)干洁大气成份 地球大气山多种气体混合组成。低层(85公甲以下)大气的气体成份可分为两类， 一类为常定成分，主要包括氮、氧、氩，以及微量的惰性气体氖、氢、氣、氙等，它们在 大气成份中保持固定的比例：第二类为可变成份，其比例随时间、地点而变，其中水 气的变化幅度最大，二氧化碳和臭氧所占比例最小，但对气候影响较大，硫、碳和氨的 各种化合物还影响到人类尘存的环境。干洁空气是指大气中除去水汽、液体和固体微粒以 外的整个混合气体，简称干空气。其主要成分是氮气，占78.09%：氧气，占20.94%：氩， 占0.93%：其它各种含量个到01%的微量气体（如氖、氢、二氧化碳、氣）。 (1) 氧气：氧气占大气质量的23%，它是动植物生存、繁殖的必要条件。氧的主要来源是植物 的光合作用。有机物的呼吸和腐烂，矿物燃料的燃烧需要消耗氧而放出二氧化碳。 (2)氮气：氮气占大气质量的76%，它的性质很稳定，只有极少量的氮能被微生物固定在土 壤和海洋甲变成有机化合物。闪电能把大气中的氮氧化（变成二氧化氮），被雨水吸收落 入土壤，成为植物所需的肥料。 (3) 二氧化碳：二氧化碳含量随地点、时间而异。在人烟稠密的工业区占大气质量的方分之五 ，在广大农村地区比例大为减少。同一地区冬季多夏季少，夜间多白天少，阴天多晴天少 。这是因为植物的光合作用需要消耗二氧化碳。 (4)臭氧：臭氧是分子氧吸收短于0.24微米的紫外线辐射后重新结合的产物。臭氧 的产尘必需有足够的气体分子密度，同时有紫外辐射，因此臭氧密度在22一35公甲处为 最大。臭氧对太阳紫外辐射有强烈的吸收作用，州热了所在高度（平流层）的大气，对半 流层温度场和流场起着决定作用，同时臭氧层阻挡了强紫外幅射，保护了地球上的生命。 二、大气污染和污染物 (一)大气污染的定义 例光化学烟雾、酸刚、温室效应、臭氧层破坏等无不与痕量气体有关。 当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以全破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件 ，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。 造成大气污染的原因：有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，工业废气、燃料燃 烧、汽车尾气和核爆炸等。 (二)大气污染物的分类 大气污染物主要可以分为两类，即天然污染物和人为污染物，引起公害的往往是人 为污染物。 8
佛山科学技术学院精品资源共享课农业牛态学（聂早荣） 颗粒物：指大气中液体、固体状物质，又称尘。 硫氧化物：是硫的氧化物的总称，包括二氧化硫，三氧化硫，三氧化二硫，一氧化硫等。 碳的氧化物：主要包括二氧化碳和一氧化碳。 氮氧化物：是氮的氧化物的总称，包括氧化亚氮，一氧化氮，二氧化氮，三氧化二氮等。 碳氢化合物： 是以碳元素和氢元素形成的化合物，如甲烷、乙烷等烃类气体。其它有害物质： 重金属类，含氟气体，含氯气体等等。 (二)大气污染的危害 (1)大气中二氧化碳的含量增加，破坏了自然界二氧化碳的半衡，以全可能引发“温室 效应”，致使地球气温上升：(2)臭氧层破坏，削弱了臭氧层对紫外线的吸收和反射。 (四)大气污染的综合防治对策 1、综合防治对策 (1)制订合理的环境规划(2)利用大气的自净能力(3)减少污染物排放总量(4)治理 主要污染物。 1)颗粒物的控制方法：a.重力沉降；b.旋风除尘；c.静电除尘：d过滤除尘 2)气念污染物的控制方法：a.气体吸收法b.吸附法 2、绿色植物对大气污染物的净化作用 (1)绿色植物对有害气体的吸收作用 (1)对二氧化硫的吸收：(2)对氟化氢的吸收：(3)对氯气的吸收：(4)对共他有害 气体的吸收 2、绿色植物的减尘作用 (1)树木、绿地的吸尘量 (2)防尘树种的选择 3、绿色植物的杀菌作用 4、绿色植物的光和作用 5、森林对大气污染防治的作用 三、水环境与人类活动 水资源概况 (一)世界水资源 当今世界面临着人口、资源与环境二大问题。通常所说的水资源主要指这部分可供使用的 、逐年可以恢复史新的淡水资源。水是一种可再生资源 9