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