生命與環(huán)境科學學什么 環(huán)境科學主要是干嘛的
生命科學的主要內(nèi)容是什么,分什么科目?杭州師范大學生命與環(huán)境科學專業(yè)怎么樣?環(huán)境科學是指什么?
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生物科學包括哪方面
生命科學主要內(nèi)容:通過分子遺傳學為主的研究生命活動規(guī)律、生命的本質(zhì)、生命的發(fā)育規(guī)律,以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學。最終能夠達到治療診斷遺傳病、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改善人類生活、保護環(huán)境等目的。
生命科學的科目有:細胞生物學、分子生物學、神經(jīng)生物學、生態(tài)學。
1.細胞生物學是在顯微、亞顯微和分子水平三個層次上,研究細胞的結(jié)構(gòu)、功能和各種生命規(guī)律的一門科學?,F(xiàn)代細胞生物學從顯微水平、超微水平和分子水平等不同層次研究細胞的結(jié)構(gòu)、功能及生命活動。
2.分子生物學是在分子水平上研究生命現(xiàn)象的科學。通過研究生物大分子(核酸、蛋白質(zhì))的結(jié)構(gòu)、功能和生物合成等方面來闡明各種生命現(xiàn)象的本質(zhì)。研究內(nèi)容包括各種生命過程。比如光合作用、發(fā)育的分子機制、神經(jīng)活動的機理、癌的發(fā)生等。
3.神經(jīng)生物學是生物學中研究神經(jīng)系統(tǒng)的解剖,生理, 神經(jīng)生物學病理方面內(nèi)容的一個分支。
4.生態(tài)學是研究生物體與其周圍環(huán)境(包括非生物環(huán)境和生物環(huán)境)相互關(guān)系的科學。目前已經(jīng)發(fā)展為“研究生物與其環(huán)境之間的相互關(guān)系的科學”。有自己的研究對象、任務(wù)和方法的比較完整和獨立的學科。它們的研究方法經(jīng)過描述——實驗——物質(zhì)定量三個過程。
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環(huán)境科學專業(yè)培養(yǎng)具備環(huán)境科學的基本理論、基本知識和基本技能,能在科研機構(gòu)、高等學校、企事業(yè)單位及行政部門等從事科研、教學、環(huán)境保護和環(huán)境管理等工作的高級專門人才。
該專業(yè)學生主要學習環(huán)境科學方面的基本理論、基本知識,受到應(yīng)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和環(huán)境管理的基本訓練,具有較好的科學素養(yǎng)及一定的教學、研究、開發(fā)和管理能力,掌握環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境質(zhì)量評價的方法以及進行環(huán)境規(guī)劃與管理的基本技能。學生畢業(yè)后,一部分人進入研究生層次繼續(xù)深造之外,大多數(shù)人進入各級環(huán)境理論研究機構(gòu)和生產(chǎn)部門擔當研究或咨詢?nèi)藛T。
環(huán)境科學主要是干嘛的
環(huán)境科學
研究人類生存的環(huán)境質(zhì)量及其保護與改善的科學。
環(huán)境科學研究的環(huán)境,是以人類為主體的外部世界,即人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)條件的綜合體,包括自然環(huán)境和社會環(huán)境。
自然環(huán)境是直接或間接影響到人類的,一切自然形成的物質(zhì)及其能量的總體?,F(xiàn)在的地球表層大部分受過人類的干預,原生的自然環(huán)境已經(jīng)不多了。
環(huán)境科學所研究的社會環(huán)境是人類在自然環(huán)境的基礎(chǔ)上,通過長期有意識的社會勞動所創(chuàng)造的人工環(huán)境。它是人類物質(zhì)文明和精神文明發(fā)展的標志,并隨著人類社會的發(fā)展不斷豐富和演變。
環(huán)境具有多種層次,多種結(jié)構(gòu),可以作各種不同的劃分。按照環(huán)境要素可分為大氣、水、土壤、生物等環(huán)境;按照人類活動范圍可分為村落、城市、區(qū)域、全球、宇宙等環(huán)境。環(huán)境科學是把環(huán)境作為一個整體進行綜合研究的。
地球表面有四個圈層,即氣圈、水圈、土壤-石圈,以及在這三個圈交會處適宜于生物生存的生物圈。這四個圈主要在太陽能的作用下進行著物質(zhì)循環(huán)和能量流動。
人類出現(xiàn)后,通過生產(chǎn)和消費活動,從自然界獲取生存資源,然后又將經(jīng)過改造和使用的自然物和各種廢棄物還給自然界,從而參與了自然界的物質(zhì)循環(huán)和能量流動過程,不斷地改變著地球環(huán)境。人類在改造環(huán)境的過程中,地球環(huán)境仍以固有的規(guī)律運動著,不斷地反作用于人類,因此常常產(chǎn)生環(huán)境問題。
環(huán)境問題在古代就有了。西亞的美索不達米亞、中國的黃河流域,都是人類文明的發(fā)祥地。由于大規(guī)模地毀林墾荒,又不注意培育林木,造成嚴重的水土流失,以致良田美地逐漸淪為貧瘠土壤。
產(chǎn)業(yè)革命以后,社會生產(chǎn)力的迅速發(fā)展,機器的廣泛使用,為人類創(chuàng)造了大量財富,而工業(yè)生產(chǎn)排出的廢棄物卻造成了環(huán)境污染。19世紀下半葉,世界最大工業(yè)中心之一的倫敦,曾多次發(fā)生因排放煤煙引起的嚴重的煙霧事件。
在世界人口數(shù)量不多、生產(chǎn)規(guī)模不大的時候,人類活動對環(huán)境的影響并不太大,即使發(fā)生環(huán)境問題也只是局部性的。而到了二十世紀50年代以來,社會生產(chǎn)力和科學技術(shù)突飛猛進,人口數(shù)量激增,人類征服自然界的能力大大增強,環(huán)境的反作用便日益強烈地顯露出來,成為世界各國人民共同關(guān)心的全球性問題。
到18世紀末,人類發(fā)現(xiàn)的化學元素只有20多種,現(xiàn)在94種天然元素已經(jīng)全部被發(fā)現(xiàn),而且還制成了十多種人造元素,人工制取的各種化合物的種類也與年俱增,據(jù)統(tǒng)計目前已超過800萬種。在這些化學品中,有毒化學品的年產(chǎn)量已達400萬噸。
大量人工制取的化合物包括有毒物質(zhì)進入環(huán)境,在環(huán)境中擴散、遷移、累積和轉(zhuǎn)化,不斷地惡化環(huán)境,嚴重威脅著人類和其他生物的生存。60年代末愛爾蘭海上成千上萬只死去的海鳥體內(nèi)含有高濃度的多氯聯(lián)苯;廣袤荒無的南極大陸的企鵝體內(nèi)也檢出了DDT;北極附近格陵蘭冰蓋層中鉛和汞的含量不斷上升;日本出現(xiàn)主要由鎘污染造成的痛痛病,和由汞污染造成的水俁病等等。這一切已經(jīng)引起世界各國的普遍關(guān)注。
人類活動排放的廢棄物,越來越大地超過環(huán)境自凈能力,從而影響全球的環(huán)境質(zhì)量。據(jù)70年代估計,全世界每年排入環(huán)境的固體廢物超過30億噸,廢水約6000~7000億噸,廢氣中僅一氧化碳和二氧化碳就近4億噸。
大量廢棄物排入環(huán)境使大氣和水體的組成起了變化。大氣中的二氧化碳含量(按體積計)已由19世紀的0.028%增加到現(xiàn)在的0.032%。二氧化碳對地球氣候起著調(diào)節(jié)作用??茖W實驗證實,如果它的含量繼續(xù)增高,勢必引起全球性的氣候異常。
西歐一些國家排放的大量硫氧化物、氮氧化物。經(jīng)風傳送,隨雨水降落,造成斯堪的納維亞地區(qū)一些淡水湖的酸度顯著上升。瑞典一些湖泊水中的氫離子濃度比30年代幾乎增加了100倍,魚產(chǎn)量因而大幅度下降。
近年來世界上每年由于海運、沿海鉆探和開采石油、事故溢漏和廢物處理排入海洋的石油及其制品達到600多萬噸。海洋被石油污染,使海洋浮游生物的生存受到嚴重的威脅。據(jù)估計,現(xiàn)在大氣圈中的氧氣,有四分之一是海洋中的海洋浮游植物通過光合作用而產(chǎn)生的。海洋浮游植物一旦遭到嚴重的損害,勢必影響全球的氧含量的平衡。
人口的增長和生產(chǎn)活動的增強,成為對環(huán)境新的沖擊和壓力。許多種資源日益減少,并面臨耗竭的危險。由于不合理的耕作制度,世界上被風蝕、鹽堿化的土地日益增多。據(jù)聯(lián)合國有關(guān)部門估計,土壤由于侵蝕每年損失240億噸,沙漠化土地每年擴大600萬公頃。
另外,由于原生環(huán)境的消失、人類的捕殺和環(huán)境污染,世界上的植物和動物遺傳資源急劇減少了。估計有25000種植物和1OOO多種脊椎動物的種、亞種和變種面臨滅絕的危險,這對人類將是無法彌補的損失。
以上事實說明,當今世界上大氣、水、土壤和生物所受到的污染和破壞已達到危險的程度。自然界的生態(tài)平衡受到日益嚴重的干擾,自然資源受到大規(guī)模破壞,自然環(huán)境正在退化。環(huán)境科學就是為解決人類面臨的嚴重的環(huán)境問題,為創(chuàng)造更適宜、更美好的環(huán)境而逐漸發(fā)展起來的。它的興起和發(fā)展,標志著人類對環(huán)境的認識、利用和改造進入了一個新的階段。
環(huán)境科學的研究領(lǐng)域和主要任務(wù)環(huán)境科學的研究領(lǐng)域,在50~60年代側(cè)重于自然科學和工程技術(shù)的方面。目前已擴大到社會學、經(jīng)濟學、法學等社會科學方面。
對環(huán)境問題的系統(tǒng)研究,要運用地學、生物學、化學、物理學、醫(yī)學、工程學、數(shù)學以及社會學、經(jīng)濟學、法學等多種學科的知識。所以,環(huán)境科學是一門綜合性很強的學科。
它在宏觀上研究人類同環(huán)境之間的相互作用、相互促進、相互制約的對立統(tǒng)一關(guān)系,揭示社會經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展的基本規(guī)律;在微觀上研究環(huán)境中的物質(zhì),尤其是人類活動排放的污染物的分子、原子等微小粒子在有機體內(nèi)遷移、轉(zhuǎn)化和蓄積的過程及其運動規(guī)律,探索它們對生命的影響及其作用機理等。
環(huán)境科學的主要任務(wù)
環(huán)境科學主要探索全球范圍內(nèi)環(huán)境演化的規(guī)律;揭示人類活動同自然生態(tài)之間的關(guān)系;探索環(huán)境變化對人類生存的影響;研究區(qū)域環(huán)境污染綜合防治的技術(shù)措施和管理措施等等。
在人類改造自然的過程中,為使環(huán)境向有利于人類的方向發(fā)展,避免向不利于人類的方向發(fā)展,就必須了解環(huán)境變化的過程,包括環(huán)境的基本特性、環(huán)境結(jié)構(gòu)的形式和演化機理等。
人類生產(chǎn)和消費系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的遷移、轉(zhuǎn)化過程是異常復雜的。但必須使物質(zhì)和能量的輸入同輸出之間保持相對平衡。這個平衡包括兩項內(nèi)容,一是排入環(huán)境的廢棄物不能超過環(huán)境自凈能力,以免造成環(huán)境污染,損害環(huán)境質(zhì)量;二是從環(huán)境中獲取可更新資源不能超過它的再生增殖能力,以保障永續(xù)利用。因此,社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃中必須列入環(huán)境保護的內(nèi)容,有關(guān)社會經(jīng)濟發(fā)展的決策必須考慮生態(tài)學的要求,以求得人類和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。
環(huán)境變化是由物理的、化學的、生物的和社會的因素,以及它們的相互作用所引起的。因此必須研究污染物在環(huán)境中的物理、化學的變化過程,在生態(tài)系統(tǒng)中遷移轉(zhuǎn)化的機理,以及進入人體后發(fā)生的各種作用,包括致畸作用、致突變作用和致癌作用。同時,必須研究環(huán)境退化同物質(zhì)循環(huán)之間的關(guān)系。這些研究可為保護人類生存環(huán)境、制定各項環(huán)境標準、控制污染物的排放量提供依據(jù)。
實踐證明環(huán)境保護需要綜合運用多種工程技術(shù)措施和管理手段,從區(qū)域環(huán)境的整體出發(fā),調(diào)節(jié)并技術(shù)措施和管理手段,從區(qū)域環(huán)境的整體出發(fā),調(diào)節(jié)并控制人類和環(huán)境之間的相互關(guān)系,利用系統(tǒng)分析和系統(tǒng)工程的方法尋找解決環(huán)境問題的最優(yōu)方案。
環(huán)境科學的分支學科
環(huán)境科學主要是運用自然科學和社會科學的有關(guān)學科的理論、技術(shù)和方法來研究環(huán)境問題。在與有關(guān)學科相互滲透、交叉的中形成了許多分支學科。屬于自然科學方面的有環(huán)境地學、環(huán)境生物學、環(huán)境化學、環(huán)境物理學、環(huán)境醫(yī)學、環(huán)境工程學;屬于社會科學方面的有環(huán)境管理學、環(huán)境經(jīng)濟學、環(huán)境法學等。
環(huán)境地學以人-地系統(tǒng)為對象,研究它的發(fā)生和發(fā)展,組成和結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)和控制,改造和利用。主要研究內(nèi)容有:地理環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境等的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和演化,環(huán)境質(zhì)量調(diào)查、評價和預測,以及環(huán)境質(zhì)量變化對人類的影響等。
環(huán)境地學的學科體系尚未完全定型,目前較成熟的分支學科有環(huán)境地質(zhì)學、環(huán)境地球化學、環(huán)境海洋學、環(huán)境土壤學、污染氣象學等。
環(huán)境生物學研究生物與受人類干預的環(huán)境之間的相互作用的機理和規(guī)律。它有兩個研究領(lǐng)域:一個是針對環(huán)境污染問題的污染生態(tài)學;一個是針對環(huán)境破壞問題的自然保護。
環(huán)境生物學以研究生態(tài)系統(tǒng)為核心,向兩個方向發(fā)展:從宏觀上研究環(huán)境中污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化、富集和歸宿,以及對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響;從微觀上研究污染物對生物的毒理作用和遺傳變異影響的機理和規(guī)律。
環(huán)境化學主要是鑒定和測量化學污染物在環(huán)境中的含量,研究它們的存在形態(tài)和遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律,探討污染物的回收利用和分解成為無害的簡單化合物的機理。它有兩個分支:環(huán)境污染化學和環(huán)境分析化學。
環(huán)境物理學研究物理環(huán)境和人類之間的相互作用。主要研究聲、光、熱、電磁場和射線對人類的影響,以及消除其不良影響的技術(shù)途徑和措施。聲、光、熱、電、射線,為人類生存和發(fā)展所必需。但是,它們在環(huán)境中的量過高或過低,就會造成污染和危害。
環(huán)境醫(yī)學研究環(huán)境與人群健康的關(guān)系,特別是研究環(huán)境污染對人群健康的有害影響及其預防措施,包括探索污染物在人體內(nèi)的動態(tài)和作用機理,查明環(huán)境致病因素和致病條件,闡明污染物對健康損害的早期反應(yīng)和潛在的遠期效應(yīng),以便為制定環(huán)境衛(wèi)生標準和預防措施提供科學依據(jù)。環(huán)境醫(yī)學的研究領(lǐng)域有環(huán)境流行病學、環(huán)境毒理學、環(huán)境醫(yī)學監(jiān)測等。
環(huán)境工程學是運用工程技術(shù)的原理和方法,防治環(huán)境污染,合理利用自然資源,保護和改善環(huán)境質(zhì)量。主要研究內(nèi)容有大氣污染防治工程、水污染防治工程、固體廢物的處理和利用、噪聲控制等,并研究環(huán)境污染綜合防治,以及運用系統(tǒng)分析和系統(tǒng)工程的方法,從區(qū)域環(huán)境的整體上尋求解決環(huán)境問題的最佳方案。此外,環(huán)境工程學還研究控制污染的技術(shù)經(jīng)濟問題,開展技術(shù)發(fā)展的環(huán)境影響評價工作。
環(huán)境管理學研究采用行政的、法律的、經(jīng)濟的、教育的和科學技術(shù)的各種手段調(diào)整社會經(jīng)濟發(fā)展同環(huán)境保護之間的關(guān)系,處理國民經(jīng)濟各部門、各社會集團和個人有關(guān)環(huán)境問題的相互關(guān)系,通過全面規(guī)劃和合理利用自然資源,達到保護環(huán)境和促進經(jīng)濟發(fā)展的目的。
環(huán)境經(jīng)濟學研究經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護之間的相互關(guān)系,探索合理調(diào)節(jié)人類經(jīng)濟活動和環(huán)境之間的物質(zhì)交換的基本規(guī)律,其目的是使經(jīng)濟活動能取得最佳的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
環(huán)境是一個有機的整體,環(huán)境污染又是極其復雜的、涉及面相當廣泛的問題。因此,在環(huán)境科學發(fā)展過程中,環(huán)境科學的各個分支學科雖然各有特點,但又互相滲透,互相依存,它們是環(huán)境科學這個整體的不可分割的組成互相依存,它們是環(huán)境科學這個整體的不可分割的組成部分。
環(huán)境科學的未來
隨著人類在控制環(huán)境污染方面所取得的進展,環(huán)境科學這一新興學科也日趨成熟,并形成自己的基礎(chǔ)理論和研究方法。它將從分門別類研究環(huán)境和環(huán)境問題,逐步發(fā)展到從整體上進行綜合研究。
環(huán)境科學的方法論也在發(fā)展。例如在環(huán)境質(zhì)量評價中,逐步建立起一個將環(huán)境的歷史研究同現(xiàn)狀研究結(jié)合起來,將微觀研究同宏觀研究結(jié)合起來,將靜態(tài)研究同動態(tài)研究結(jié)合起來的研究方法;并且運用數(shù)學統(tǒng)計理論、數(shù)學模步發(fā)展到從整體上進行綜合研究。通過這種研究,逐漸形成生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟社會系統(tǒng)的相互關(guān)系的理論。
環(huán)境科學的方法論也在發(fā)展。例如在環(huán)境質(zhì)量評價中,逐步建立起一個將環(huán)境的歷史研究同現(xiàn)狀研究結(jié)合起來,將微觀研究同宏觀研究結(jié)合起來,將靜態(tài)研究同動態(tài)研究結(jié)合起來的研究方法;并且運用數(shù)學統(tǒng)計理論、數(shù)學模式和規(guī)范的評價程序,形成一套基本上能夠全面、準確地評定環(huán)境質(zhì)量的評價方法。
環(huán)境科學現(xiàn)有的各分支學科,正處于蓬勃發(fā)展時期。這些分支學科在深入探討環(huán)境科學的基礎(chǔ)理論和解決環(huán)境問題的途徑和方法的過程中,還將出現(xiàn)更多的新的分支學科。例如環(huán)境生物學在研究污染對微生物生命活動和種群結(jié)構(gòu)的影響,以及由于微生物種群的變化而引起的環(huán)境變化方面,將導致環(huán)境微生物學的出現(xiàn)。這種發(fā)展情況將使環(huán)境科學成為一個枝繁葉茂的龐大學科體系。
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