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第1章 环境地学总论1

1.1 环境与环境问题2

1.1.1 环境的概念2

1.1.2 环境的组成2

1.1.3 环境的特征3

1.1.4 环境的类型4

1.1.5 环境问题5

1.2 环境地学6

1.2.1 环境地学的概念6

1.2.2 环境地学的分支学科及研究内容8

1.3 环境地学的研究方法9

1.3.1 野外调查与定位观测研究法9

1.3.2 实验分析与实验模拟研究法10

1.3.3 数理统计与E-GIS在环境地学中的应用10

1.3.4 遥感技术在环境调查中的应用11

1.4 思考题与个案分析11

第2章 地球环境系统12

2.1 地球环境系统的外围空间——太阳系13

2.1.1 太阳系概况13

2.1.2 太阳的物质组成和结构14

2.1.3 行星及其运动15

2.1.4 矮行星、小行星和彗星19

2.2 地球-月球系统及其运动20

2.2.1 月球概况20

2.2.2 地球自转22

2.2.3 地球公转23

2.3 地球环境系统及其演化26

2.3.1 地球环境系统概况26

2.3.2 地球环境系统的组成结构28

2.3.3 地核和地幔系统30

2.3.4 地球表层系统30

2.3.5 地球演化31

2.4 地球环境系统中的物质和能量32

2.4.1 物质形态、结构与质量32

2.4.2 能量形态与质量33

2.4.3 物质与能量的转化33

2.4.4 物质与能量转化的一般规律34

2.5 地球环境系统与人类社会的相互关系34

2.5.1 人类是地球环境系统演化的产物34

2.5.2 人类对地球环境系统的影响35

2.5.3 地球环境系统对人类社会的影响35

2.6 思考题与个案分析37

第3章 大气圈子系统38

3.1 大气圈的物质组成与结构39

3.1.1 大气圈的组成39

3.1.2 大气要素41

3.1.3 大气圈的层结42

3.2 大气圈中的能量44

3.2.1 太阳辐射能与地表辐射平衡44

3.2.2 气温场46

3.2.3 气压场47

3.3 大气运动48

3.3.1 大气运动的驱动力48

3.3.2 大气水平运动和垂直运动49

3.3.3 大气环流50

3.3.4 蒸发与凝结52

3.3.5 大气降水54

3.4 天气与气候56

3.4.1 天气系统56

3.4.2 气候系统58

3.5 人类活动对大气圈的影响62

3.5.1 温室气体及温室效应62

3.5.2 大气污染64

3.5.3 臭氧层耗损70

3.5.4 影响大气污染的环境因素71

3.5.5 城市小气候74

3.6 思考题与个案分析76

第4章 水圈子系统77

4.1 水圈的物质组成及其演化78

4.1.1 水圈概念78

4.1.2 水圈的组成及其特征79

4.1.3 水分循环81

4.1.4 流域及其水量平衡82

4.2 陆地水系统与湿地83

4.2.1 河流84

4.2.2 产流与面源扩散86

4.2.3 湖泊与沼泽89

4.2.4 地下水90

4.3 海洋92

4.3.1 海水的组成和理化性质93

4.3.2 海水的运动94

4.3.3 厄尔尼诺现象96

4.3.4 海洋生物生活环境分区97

4.4 冰川与冻土系统——冰冻圈99

4.4.1 冰冻圈的概念99

4.4.2 冰冻圈在全球变化研究中的作用100

4.4.3 极地冰芯研究概况101

4.4.4 冰冻圈陆地生态系统研究概况102

4.5 人类活动对水圈的影响104

4.5.1 对地表水循环的大气条件的影响105

4.5.2 对地表水量进行人为再分配105

4.5.3 对水体的人为污染106

4.5.4 超采地下水资源107

4.5.5 人类活动引起湿地退化108

4.5.6 水环境净化与修复技术109

4.6 思考题与个案分析110

第5章 岩石圈子系统111

5.1 岩石圈概况112

5.1.1 大陆漂移学说112

5.1.2 海底扩张学说113

5.1.3 板块构造学说114

5.1.4 岩石圈上部——地壳115

5.2 岩石圈的组成116

5.2.1 地壳的化学元素丰度116

5.2.2 主要矿物118

5.2.3 主要岩石类型124

5.2.4 岩石风化与岩石循环过程129

5.3 岩石圈运动与演化历史130

5.3.1 构造运动简介130

5.3.2 岩层产状、褶皱与断层132

5.3.3 生物化石与生物层序律135

5.3.4 地壳演化简史136

5.4 岩石圈的形态——构造地貌138

5.4.1 地壳运动与地貌发育139

5.4.2 构造地貌的类型140

5.5 岩石圈的形态——外营力地貌142

5.5.1 地貌外营力142

5.5.2 流水作用与流水地貌143

5.5.3 河流地貌147

5.5.4 喀斯特作用与喀斯特地貌150

5.5.5 风沙作用与风沙地貌151

5.5.6 黄土地貌153

5.5.7 冰川作用与冰川地貌154

5.5.8 冻融作用与冻土地貌155

5.5.9 海岸地貌155

5.6 人类活动对岩石圈的影响156

5.6.1 驱动岩石圈表面变化的人为活动156

5.6.2 人为作用驱动力形成的地貌类型157

5.6.3 人类活动改变区域地貌发育的方向158

5.6.4 人类活动改变区域地貌发育的速率160

5.7 思考题与个案分析161

第6章 土壤圈子系统162

6.1 土壤圈与人类相互作用163

6.1.1 土壤知识及其积累163

6.1.2 土壤科学的创建及其发展164

6.1.3 土壤剖析167

6.1.4 土壤圈在地球环境系统中的作用169

6.1.5 土壤圈与人类社会的发展169

6.2 土壤矿物171

6.2.1 原生矿物172

6.2.2 土壤矿物的形成与转化172

6.2.3 土壤次生矿物176

6.2.4 土壤化学元素组成178

6.3 土壤有机质和土壤生物181

6.3.1 土壤有机质的来源与组成181

6.3.2 土壤腐殖质183

6.3.3 土壤生物184

6.4 土壤流体组分187

6.4.1 土壤空气来源和组成187

6.4.2 土壤热量状况189

6.4.3 土壤温度状况190

6.4.4 土壤水分192

6.4.5 土壤理化特性195

6.5 土壤发生过程与土壤分类199

6.5.1 成土因素学说199

6.5.2 土壤形成过程200

6.5.3 土壤分类简介204

6.6 人类活动对土壤圈的影响210

6.6.1 人类活动与土壤的相互关系210

6.6.2 土壤健康评价211

6.6.3 土壤退化及其防治技术215

6.6.4 土壤污染及其生物修复技术218

6.6.5 通过种植非食源性作物萃取土壤中重金属的实践221

6.7 思考题与个案分析225

第7章 生物圈子系统226

7.1 生物圈的概况227

7.1.1 生物圈的概念227

7.1.2 生物圈的形成与演化228

7.2 生物圈的组成230

7.2.1 生物分类简介230

7.2.2 生物与环境231

7.2.3 生态因子对生物的影响234

7.2.4 生物的适应性和指示现象238

7.3 生物圈的空间结构240

7.3.1 生态系统240

7.3.2 生态系统类型242

7.3.3 生态系统的空间分布规律244

7.4 生物圈中的物质和能量转化248

7.4.1 生物圈的化学组成248

7.4.2 生物圈中化学循环的特征250

7.4.3 生物圈中的能量流过程252

7.4.4 生物圈的生产量及其空间分布252

7.5 人类活动对生物圈的影响254

7.5.1 人类与生物圈的相互作用254

7.5.2 生物多样性变化255

7.5.3 生物多样性保育257

7.5.4 生物入侵及其防治对策258

7.6 思考题与个案分析259

第8章 智慧圈子系统260

8.1 智慧圈及其发展演化261

8.1.1 智慧圈的概念261

8.1.2 智慧圈的形成与发展261

8.1.3 智慧圈的组成263

8.2 农业生产对环境的影响264

8.2.1 农业生产的特征264

8.2.2 农业生产对农用地环境的影响265

8.2.3 农业生产对区域环境的影响266

8.3 工业生产对环境的影响267

8.3.1 工业生产的特征267

8.3.2 工业生产对环境的影响268

8.4 采掘业生产对环境的影响271

8.4.1 采掘业生产的特征271

8.4.2 采掘业生产对环境的影响271

8.5 交通业生产对环境的影响273

8.5.1 交通业生产的特征273

8.5.2 交通业生产对环境的影响274

8.6 能源使用对环境的影响276

8.6.1 能源的概念276

8.6.2 能源使用及其环境影响277

8.7 大型跨流域调水工程对环境的影响280

8.7.1 世界大型跨流域调水工程简介280

8.7.2 大型跨流域调水工程的环境影响评价280

8.8 人类社会与环境的协调发展286

8.8.1 人类社会发展与环境的关系286

8.8.2 循环经济与清洁生产287

8.8.3 人类社会的可持续发展290

8.8.4 人类社会发展的“B模式”292

8.9 思考题与个案分析293

第9章 地球环境系统中的自然资源294

9.1 自然资源类型及特性295

9.1.1 自然资源的概念及其分类295

9.1.2 自然资源的特性296

9.2 土地资源利用及其环境影响298

9.2.1 土地资源的概念298

9.2.2 土地与环境的相互关系299

9.2.3 土地利用及其环境影响300

9.2.4 协调土地利用与生态环境建设的途径302

9.2.5 土地整治与生态环境建设303

9.2.6 土地利用总体规划战略环境影响评价304

9.3 水资源利用及其环境影响307

9.3.1 水资源概念307

9.3.2 全球水资源的基本特点308

9.3.3 中国水资源的基本特点310

9.4 生物资源利用及其环境影响312

9.4.1 生物资源概念312

9.4.2 生物资源对污染物的吸收与积累313

9.4.3 生物资源的利用与管护315

9.5 矿产资源利用及其环境影响317

9.5.1 矿产资源概念317

9.5.2 矿产资源的分类318

9.5.3 矿产资源开发利用及其环境污染319

9.6 能源安全状况321

9.6.1 全球能源安全状况321

9.6.2 中国能源安全状况321

9.7 旅游资源利用及其环境影响322

9.7.1 旅游资源及其特点322

9.7.2 旅游资源的类型323

9.7.3 旅游活动及其环境影响325

9.8 思考题与个案分析327

第10章 地球环境系统中的自然灾害328

10.1 自然灾害概述329

10.1.1 自然灾害的概念329

10.1.2 自然灾害的特征330

10.2 地质灾害及其环境影响332

10.2.1 火山灾害332

10.2.2 地震灾害333

10.2.3 滑坡和崩塌335

10.2.4 泥石流336

10.3 气象水文灾害及其环境影响337

10.3.1 旱灾337

10.3.2 洪涝灾害337

10.3.3 沙尘暴338

10.3.4 雾霾天气339

10.4 土壤与生物灾害及其环境影响341

10.4.1 土地荒漠化341

10.4.2 森林火灾342

10.4.3 农业病虫害343

10.5 海洋灾害及其环境影响344

10.5.1 台风灾害344

10.5.2 海啸与风暴潮灾害345

10.5.3 赤潮灾害346

10.6 中国自然灾害特征348

10.6.1 自然灾害对社会危害严重348

10.6.2 灾害种类多，各类灾害的危险性均在增长349

10.6.3 灾害链发性和群发性强，群灾共聚危害严重351

10.6.4 自然灾害对社会经济的危害程度351

10.7 思考题与个案分析354

第11章 地球环境系统中的物质循环355

11.1 物质循环过程概述356

11.1.1 物质循环过程的类型356

11.1.2 物质循环过程的驱动力357

11.1.3 物质循环与循环经济358

11.2 碳循环及其环境效益360

11.2.1 地球环境系统中的碳360

11.2.2 碳循环过程及其对环境的影响361

11.3 氮循环及其环境效益363

11.3.1 地球环境系统中的氮363

11.3.2 氮循环过程及其对环境的影响363

11.4 磷循环及其环境效益366

11.4.1 地球环境系统中的磷366

11.4.2 磷循环过程及其对环境的影响366

11.5 硫循环及其环境效益367

11.5.1 地球环境系统中的硫367

11.5.2 硫循环过程及其对环境的影响368

11.6 微量营养元素循环369

11.6.1 微量营养元素循环的特征369

11.6.2 碘循环异常与地方性甲状腺肿370

11.6.3 氟循环异常与地方性氟病372

11.6.4 硒循环异常与克山病和大骨节病373

11.7 有毒有害物循环375

11.7.1 有毒有害物循环的特点375

11.7.2 重（类）金属元素循环376

11.7.3 放射性核素循环378

11.8 思考题与个案分析380

第12章 人类优化聚落环境的风水理念与实例分析382

12.1 聚落环境及其类型383

12.1.1 聚落环境383

12.1.2 聚落环境的基本功能384

12.1.3 聚落环境的类型386

12.2 人类优化聚落环境的风水理念387

12.2.1 中国古代风水理念387

12.2.2 风水理念与环境地学388

12.3 人类优化聚落环境的实例分析392

12.3.1 北京古城演化与环境适应393

12.3.2 用水治水的典范——都江堰394

12.3.3 缓解雾霾改善北京城区大气质量的工程探讨395

12.4 思考题与个案分析397

第13章 城市环境地学部分议题研讨399

13.1 城市环境及其特征400

13.1.1 城市环境的概念400

13.1.2 城市环境的特征401

13.2 城市环境的组成404

13.2.1 城市的核心体——城市人群404

13.2.2 城市环境的物质组成405

13.2.3 城市环境中的物质流特征407

13.3 北京城行道树-土壤的环境地学分析409

13.3.1 北京行道树的生境特征409

13.3.2 城市行道树生长状况410

13.4 城市内涝的环境地学分析412

13.5 思考题与个案分析414

第14章 环境地学调查技术与方法415

14.1 环境地学野外调查基础416

14.1.1 地形图概况416

14.1.2 地形图的野外使用416

14.1.3 环境背景调查与记录418

14.2 环境监测基础420

14.2.1 物理与化学监测420

14.2.2 生物监测421

14.2.3 环境样品采集点的设置421

14.3 环境制图基础425

14.3.1 环境地图的表示方法425

14.3.2 环境地图的成图过程426

14.3.3 环境地图的底图与编绘427

14.3.4 数字环境制图简介428

14.4 遥感技术在环境监测中的应用431

14.4.1 环境遥感概况431

14.4.2 遥感影像的目视解译方法433

14.4.3 环境遥感数据自动识别方法435

14.5 思考题与个案分析439

主要参考文献440