二十一世紀的環境科學

謝子霄

摘 要：環境問題是人類生存和發展的重要問題，需要可持續的發展來應對，在面對復雜的環境系統的挑戰時，需要環境科學的指導。本文對環境科學的內涵進行闡釋，然后對挑戰和展望作了概述。

關鍵詞：環境科學；環境系統；挑戰

生存和發展是人類社會的主題，不管在什么樣的時代，環境科學都是一項重要的議題，在欣欣向榮的二十一世紀，人口、資源、環境、發展的問題更是成為人類必須要面對的巨大挑戰。環境科學作為一門新興的學科擔負著重要的責任和愿景，對復雜的環境系統有著重要的指導作用。

一、環境科學的內涵

早在1992年的里約熱內盧的聯合國環境與發展大會上，就已經發布了《二十一世紀議程》，國際社會在對環境與經濟的協調發展的問題上達成了共識，可持續發展已經成為世界性的重點議題。[1]環境科學就是在這一系列的環境問題出現的過程當中出現的并且迅速發展的一門學科它可以引導人們對環境問題進行科學的關注。雖然在目前來說，它還算是一門新興的學科，但是它的作用已經滲入到社會發展的各個關口，對人類生存的現狀問題和今后的發展方向有著重要的引導作用。

環境科學是以復雜的環境系統為主要的研究對象的，各種環境問題就是它要研究的主要內容，用多學科融合交叉來揭示人類和環境之間的相互作用的規律，最終達到兩者的協調可持續發展的一種學科群，它是一種多個學科相互交叉的邊緣科學，發展的時間還比較短，并沒有形成穩定的分類，基本上可以分為自然環境科學、社會環境科學和應用環境科學三類。這些學科的交叉可以讓環境科學的內容更加豐富和復雜，促進環境科學學科的進一步發展。

二、復雜環境系統的挑戰

可持續發展就是要經濟、資源以及環境系統的協調發展，這是實現可持續發展的前提。資源系統包括的就是再生資源和非再生資源，資源的永續利用是可持續發展的物質保障。[3]雖然全世界對環境問題，都有了統一的共識，但是，實際上因為發展的需要，依然在進行環境的破壞。環境系統是比較復雜的一種，它包括的是各種環境系統的總和，是資源的載體，也是各種生物生存發展的空間，只有保持住環境同的平衡，才能保證各種資源的利用，實現真正的可持續發展。環境科學的發展的驅動力主要是兩個來源，一個是多個學科的科學家對環境問題的共同關注和研究，一個是人類生存和發展的需要，在二十一世紀的關鍵階段，面對復雜的環境系統的局勢，環境科學面臨著重大挑戰。

（一）持續加重的環境壓力

復雜的環境系統的最大的矛盾和問題主要是來自人類活動，超強度的人類生產活動和對自然環境的改造已經將自然生態系統破壞，嚴重威脅到地球生態環境的穩定性已經人類的生存和發展。在這樣的背景之下，世界各國也在變得更加緊密，全球化趨勢也會在一定程度上影響環境系統，各個局部環境的變化可能會相互疊加和影響，一些國家對此依舊不重視的態度，會對整個環境系統造成壓力，進而影響整個人類社會的生存的和發展。

（二）環境系統的變化

環境系統不僅復雜而且還具有很強的不確定性，對這些不確定性的預測難度非常大，因此各種應對的措施和政策必不可免比復雜的環境系統的變化要滯后。在面對重大環境問題和環境變化的過程中，無論是科學家還是決策者以及普通公眾，都會有很大程度的擔憂，這些群體壓力會讓整個問題比事實本身更加嚴重。[2]在這樣的情況下，增強應對能力和預測精度，提高反應能力和應對的能力都與很重要的作用，對整個環境系統的變化都有一個較為全面的把握。

（三）環境科學的創新與發展

復雜的環境系統是一種動態的系統，在這個系統的內部會有各種各樣的變化，某個局部的變化也會引起系統中其他部分的連鎖性變化，在這樣的情況下，僅僅掌握單個的或者關鍵的環境過程的發生發展原理是遠遠不夠的，這種連鎖的非線性響應與反饋也無法對區域性的環境問題作出解決，對解決全球性的環境問題更是捉襟見肘，這就需要環境科學的研究要不斷創新和發展，并且要不斷培養健全的人才隊伍。

三、在復雜的環境系統下的環境科學研究

（一）環境信息基礎設施和研究網絡

信息基礎設施就是利用網絡技術將地理上的不同數據、設備以及儀器集合到儀器，建立起一個面向網絡服務的基礎環境，進行各種資源的聚合和共享，以大數據作為支撐，對復雜的環境系統有一個較為廣泛和精確的統計和分析。[1]在環境信息基礎設施的框架下增加環境研究的團隊以及計算的工具和儀器，就可以構成一個環境研究的網絡，實現區域內或者全球范圍的環境系統數據的共享，將更具有創新性和靈活性，對全球范圍內的環境科學研究都有著重要的現實意義。

（二）復雜環境系統的綜合研究

人類在自然環境是復雜的環境系統中最為重要的子系統，也是最為復雜的子系統，對于整個環境系統都有很大的影響。這樣復雜的一種系統就需要多個學科進行綜合的交叉研究，才能更好得出發展的策略和解決問題的途徑。不管是城市化的問題還是環境污染等人類活動，這些綜合性的復雜環境問題都需要科學的認識和解決，只有對人類活動和自然環境進行綜合性的研究和觀測，建立復雜的應用的模型才能得到比較妥善的解決。

（三）高素質的監測和觀察

復雜的環境系統對長時間的精確的監測有著很大的需求，這些不僅涉及到觀察和分析也影響到環境的研究、評價和管理的各個領域，在監測中需要精確的描繪環境體統的發展趨勢，這就需要以先進的基礎設施和高素質的人才隊伍為支撐，將環境變化的不確定性降到最低，減少超出事實本身的壓力，擴大空間覆蓋的范圍，保持對資源管理項目的全面操作，既要有技術革新，也要保持各種監測方法的延續性。

四、結語

環境科學是直接關系到人類社會可持續發展的基礎性學科，對人類生存和發展等一系列內容都能提供一定的科學依據，它可以探求資源的可持續性，對地球環境變化有一定的監測，是制定各種發展戰略的科學基礎。[2]我國正處在“兩個百年”的關鍵時期，“綠水青山和金山銀山”都是我們國家發展的保障。目前我國的資源以及環境保護問題也尤為嚴峻，必須要對環境科學進行重視。

參考文獻：

[1]章申.環境問題的由來、過程機制、我國現狀和環境科學發展趨勢[J].中國環境科學，1996，16（6）：401-405.

[2]孫樞.我國資源與環境科學近期發展戰略芻議[J].地球科學進展，2001，16（5）：726-733.

[3]陳國權.可持續發展與經濟——資源——環境系統分析和協調[J].科學管理研究，1999，（2）：26-27.