渭南师院科学技术概论教案13科学技术与可持续发展.docx

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1、第十三章科学技术与可持续发展教学目标：掌握可持续发展观，熟悉中国的环境问题，了解可持续发展观形成过程。教学重点：全球问题、可持续发展观。教学难点：科学技术与可持续发展。教学方法与手段：讲授法，多媒体辅助。本章主要阅读文献资料：刘大椿、何立松主编，现代科技导论，北京：中国人民大学出版社1998年版。胡显章、曾国屏编，科学技术概论，北京：高等教育出版社2002年2月第2版。第一节全球问题一、全球问题的出现全球问题指在发生规模或程度上具有全球性质，对人类的生存和发展至关重要，涉及到世界上各民族、国家、地区的根本利益，并需要全世界人民共同努力及国际社会一致行动才能得到建设性解决的问题。包括：人口问题、

2、温室效益、沙漠化、环境污染等等。（一）人口问题医疗卫生事业的发展使得人口出生率和成活率迅速提高，死亡率大幅度下降,引起全球人口急剧增长。至2000年全球人口增加到61亿，其中85%的增加大多集中在亚洲、非洲和拉丁美洲。从文化教育程度看目前，全球有9.6亿文盲，其中1.3亿儿童。发达许多成绩优秀的高中龄毕业生不愿选择理工等相对艰苦的专业，使得在培养艰苦岗位上所需合格人才陷于困境。而人才从发展中国家向发达国家的流失更加剧了发展中国家的人才危机。从健康的角度看人口素质，许多疑难病、奇特病的增加表明人口素质的下降。如艾滋病、变异链球菌、奥罗凯病毒、登革热病毒、非典病毒等。正以惊人的速度吞噬人类的生命。

3、人口老龄化。1991年，瑞典老人比重18%,英国16%,口本12%。造成的问题：社会经济负担加重劳动力老龄化生产率低社会问题多。（二）温室效应地球大气中起温室作用的气体称为温室气体，主要有二氧化碳（CO2）、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟里昂以及水汽等。它们几乎吸收地面发出的所有的长波辐射，其中只有一个很窄的区段吸收很少，因此称为窗区。地球主要正是通过这个窗区把从太阳获得的热量中的70%又以长波辐射形式返还宇宙空间，从而维持地面温度不变，温室效应主要是因为人类活动增加了温室气体的数量和品种，使这个70%的数值下降，留下的余热使地球变暖的。从19世纪末以来的百年间，由于全球平均气温上升了0.3-0.

4、6,因而全球海平面相应也上升了10-25厘米。到2100年全球的平均气温会增高多少？IPCC的第一次评估报告中预计相应升温1.5-4.5,海平面上升70-140厘米。第二次评估升温LOC3.5,海平面上升最可能值为50厘米。海平面的升高直接威胁到沿海国家以及30多个海岛国的生存和发展。（三）厄尔尼诺现象位于南纬414的秘鲁是世界上产鱼的大国之一，这个国家的鱼粉产量占世界首位。这是由于秘鲁沿海存在着一支旺盛的上升流，也就是说，在那一带海区里，除水平流动的海流外，还有不断地从海底深层向海面涌升上来的上升流，这种上升流能把海底丰富的磷酸盐和其他营养盐分带到海洋上层，滋养着世界上著名的秘鲁渔场。如果这

5、支上升流减弱或是消失，这样，临近赤道区的暖流就会入侵，引起秘鲁沿岸海域的水温升高，经初步研究发现厄尔尼诺现象平均5年左右发生一次，发生的时间长短不一，短则几个月，长可达二年。当地居民把这种暖流的季节性南侵，由此引起的海面水温升高的现象，称为“厄尔尼诺”。经多年观测研究，发现厄尔尼诺现象出现时，不仅对秘鲁沿岸带来灾害，甚至影响到全球气候的异常。每当厄尔尼诺现象严重时，常发现全球一些地区或是暴雨成灾、洪水泛滥，而另外一些地区则是久旱无雨，农业歉收。科学家们把这种带有全球性的气候变异与厄尔尼诺现象紧密联系起来，现在只有发生在中、东赤道太平洋地区大范围的海水温度升高，通常要持续一年以上的增温现象才称为

6、厄尔尼诺现象。（四）臭氧层变薄臭氧是由三个氧原子组成的，总量只占大气的百万分之0.4在一般温度下，为气体状态，呈浅蓝色。大气中的臭氧绝大部分集中在平流层25-30公里范围内，称为臭氧层。可是如果把臭氧气体统统压缩到地面大气压力情况下，单位面积上的臭氧层厚度只有薄薄的3毫米。这个薄薄的臭氧层，能够阻止太阳光中99%的紫外线，有效地保护了地球生物的生存。如果减少到正常值的50%以上，人们形象地说这是个臭氧洞。南极臭氧洞2000年9月3日南极上空的臭氧层空洞面积达到2830万平方公里，超出中国面积两倍以上。最近十年北半球的臭氧总量减少了3.6%,引起皮肤癌、白内障、免疫力下降等疾病。强烈的紫外线会使

7、农作物、微生物产量大幅下降。甚至会危及海洋20m深处的鱼。（五）土壤过分流失，土地荒漠化扩展土壤最重要的成分是有机质，它由微生物和动植物的代谢物组成，是土壤的养分。土壤的养分和水分不足以使大量的植物生长的状况就是土地沙化。沙化土壤的主要成分为无机物,沙壤粗糙如砂、保水能力很差，即便有植物生长，也十分稀疏。形成1厘米厚的土壤需要100-400年。但，现在全世界35%的土地荒漠化。非洲的荒漠化问题在全世界最为突出；但所有大陆都存在荒漠化。在亚洲1,70%的干旱耕地约100万公顷面临荒漠化。荒漠化每年给全球造成的损失达423亿美元，据联合国1995年统计，全球荒漠化面积为4.56X107k2,几乎等

8、于俄罗斯、中国、加拿大、美国的土地面积的总和。有9亿人的生命受到荒漠化摧残。（六）酸雨酸雨不仅对淡水生态系统造成危害，又使土壤酸化，并危害植物根系和茎叶。植物是陆地生态系统的生产者,动物是消费者,微生物是分解者。植物受到危害，动物和微生物相继受到影响，破坏陆地生态系统的平衡。科学家曾经试验给植物浇酸水，只要水的PH值低到3以下，水稻、松树、向日葵等叶子表面就会出现坏死斑点；酸水夺去了植物体内的钙镁等物质使植物逐渐衰弱。植物叶子变黄就是因为镁不足，叶绿素难以合成的缘故。另外一个严重问题是，酸雨还使土壤中的铝、汞等十分有害的金属离子游离出来。这不仅对陆地植物，而且对水生的动植物都是十分有害的。过去

9、加拿大等国家曾试验在湖中和农田中加石灰中和酸性，但是湖中鱼仍不能存活，农田施用石灰有些情况下也不起作用，主要就是因为湖水和土壤中因酸化溶出的金属铝、铜、锌、银等离子毒性并没有消失的缘故。人类活动造成的酸雨成分中，以硫酸为最多，一般约占60%65%,硝酸次之，约30%,盐酸约5%,此外还有有机酸约2%左右。硫酸主要是因为燃烧矿物燃料释放的二氧化硫，其中最大的排放源是发电厂、钢铁厂、冶炼厂等，还有家家户户的小煤炉。（七）森林面积锐减，生物物种加速灭绝大约1万年前，地球上曾经花木繁盛、森林密布。公元前700年，地球上2/3的陆地覆盖着森林。进入20世纪森林覆盖率不到1/3,并且锐减的趋势仍在继续，热

10、带雨林的减少尤为严重。热带雨林地处热带地区，主要分布在赤道周围的三十三个国家，形成一条带子，占地球陆地面积7%,是全世界最关注的环境区域。热带雨林对地球和人类有多方面的重要功能。栖息着种类繁多的植物和动物，许多植物的原种都来自热带雨林，热带雨林的消失意味着“基因宝库”将不复存在。热带雨林的消失导致降水量下降，气温上升，土壤蓄水能力下降，储藏在土壤中的碳以每年1020吨的速度向大气排放。对地球温室效应起了火上加油的作用。热带雨林只分布在中美州、非洲、亚洲的一些国家和地区，我国的云南和海南岛有热带雨林，是珍贵的地球财富。（八）环境污染加剧任何不属于空气成分的物质大量进入空气之后，空气污染就发生了，

11、比如：一氧化碳、氮和硫的氧化物、甲烷、臭氧、硫化氢、碳氢化物、氯氟燃（CFCs）以及各种悬浮颗粒物。大自然中的植被（树木、灌木和草）可以放出氧气，吸收二氧化碳和多种空气中的污染成分和颗粒物。所以，在植物茂密的地方，空气往往很干净、清新。但是，如果空气中污染物的浓度过高，植物也会受到毒害。水污染本不是人类有意制造的，只因为无知，人类才做了这毁掉自己生命之源的蠢事。水体本身有一定的自净能力，那是水生生物的功劳。植物可以吸收废水中的成分变成自己生长需要的营养，微生物可以在溶解氧的帮助下分解水里的污浊之物，把它们转化成干净的二氧化碳和水。于是，大自然中的水流才得以保持清澈透明。但是，当我们把过多的生活

12、和工业污水排入水体（河流或湖泊）中，超过了水的自净能力，毒害了能够吸收和分解污物的水生生物时，水体污染就发生To当今的发达国家对垃圾处理进行了反复深入研究之后，得出的结论仍旧是：堆肥是处理垃圾最好的办法。汽车排放的铅粒，泄漏的汽油对公路旁的农田、地下和地表水体有直接的污染作用。现在全世界有13亿人居住在未达世界卫生组织规定的标准的城市。二、中国的环境问题（一）人口问题1、地负荷面临极限：现在人口达13亿。耕地只有国土10%,当人口达16亿时，人均耕地达到世界公认的警戒限一一533平方米。2、人口科学文化素质低。3、人口和劳动力过剩，农村多余劳动力近2亿人。人口老龄化速度加快。最新统计，中国60

13、岁以上的人口已超过1.32亿,占全国总人口的10%，已经进入老龄化时代。预计，到2034年，65岁以上老人占20%O（二）大气环境状况我国是一个燃煤大国，加上高耗低效，向大气中排放大量废气。根据污染指数的不同，空气质量被分为一、二、三、四、五级。级别数字的增加表示空气质量变差。2000年中国环境状况公报指出：中国城市空气状况与前几年相比有所好转，但整体的污染水平仍较严重。在受到监测的338个城市中，大气环境质量符合国家一级标准的城市不到3%,空气污染指数高于三级的城市占到了63.5%,其中有112个城市的平均污染指数达到了四级，属重度污染。本溪和沈阳被列入世界十大污染城市的行列。（三）土地资源

14、的退化新中国建立时我国耕地面积为14.6亿亩。随着经济发展和城市化进程加快,非农业建设用地大大增加。1991-1994年期间耕地减少1150万亩。由于我国人口过多，耕地重用轻养，造成地力衰退，质量下降。全国沙漠化影响已达1.5亿亩。其中污水灌溉农田5000万亩；固体废弃物侵占农田和垃圾污染农田1350万亩。（四）水资源情况2000年，中国全国污水排放总量为415亿吨（其中COD排放量1445万吨）。工业废水排放量194亿吨（COD排放量705万吨），城市生活污水排放量221亿吨（COD排放量740万吨）。生活污水的排放量超过了工业污水，成为影响水体的主要污染源。（五）酸雨问题中国部分地区二氧化

15、硫污染仍很严重，少数大城市氮氧化物的浓度较高。这些酸性气体导致了酸雨的形成。据1994年对77个城市的统计，降水PH值均值范围为3.847.54,81%的城市出现过酸雨，废物排放量放大污染向农村蔓延。中国目前酸雨区面积占国土面积30%,主要分布在华中、华南、西南和华东地区，北方只有局部地区出现酸雨。（六）草原退化，林地减少，生物物种加速灭绝春秋战国时期，我国森林覆盖率为42.9%o到20世纪70年代，森林覆盖率仅为12%o由于十一届三中全会中央作出了一系列发展林业的措施，到1997年，我国森林覆盖率为13.9%。但人均林地面积不足0.12公顷，只及世界平均水平的15%。我国地跨热带、暖温带、温

16、带、和寒温带，具有丰富多样的生态植物，仅高等植物就有3万多种，占世界总量的10%,脊椎动物4400种，昆虫15万种，占世界总量的10%，鸟类183种，占世界总量的14%,是世界上鸟种最多的国家；但是由于生物栖息地的破坏，濒危物种生存环境缩小，有200个特有物种锐减，属于濒危野生动植物物种国际贸易公约规定的濒危动物640种中，我国占156种，约占总数1/4,有400种野生动物处于濒危状态。第二节可持续发展一、从传统发展观到可持续发展观（一）可持续发展观的形成20世纪50年代后：环境问题1962年：环境保护科普著作寂静的春天发表1968年：罗马俱乐部成立，关注、探讨与研究人类面临的共同问题。1972年第一份研究报告增长的极限提出零增长概念。1972年：联合国大会通过人类环境宣言1972年1