二十一世纪的环境科学

谢子霄

摘 要：环境问题是人类生存和发展的重要问题，需要可持续的发展来应对，在面对复杂的环境系统的挑战时，需要环境科学的指导。本文对环境科学的内涵进行阐释，然后对挑战和展望作了概述。

关键词：环境科学；环境系统；挑战

生存和发展是人类社会的主题，不管在什么样的时代，环境科学都是一项重要的议题，在欣欣向荣的二十一世纪，人口、资源、环境、发展的问题更是成为人类必须要面对的巨大挑战。环境科学作为一门新兴的学科担负着重要的责任和愿景，对复杂的环境系统有着重要的指导作用。

一、环境科学的内涵

早在1992年的里约热内卢的联合国环境与发展大会上，就已经发布了《二十一世纪议程》，国际社会在对环境与经济的协调发展的问题上达成了共识，可持续发展已经成为世界性的重点议题。[1]环境科学就是在这一系列的环境问题出现的过程当中出现的并且迅速发展的一门学科它可以引导人们对环境问题进行科学的关注。虽然在目前来说，它还算是一门新兴的学科，但是它的作用已经渗入到社会发展的各个关口，对人类生存的现状问题和今后的发展方向有着重要的引导作用。

环境科学是以复杂的环境系统为主要的研究对象的，各种环境问题就是它要研究的主要内容，用多学科融合交叉来揭示人类和环境之间的相互作用的规律，最终达到两者的协调可持续发展的一种学科群，它是一种多个学科相互交叉的边缘科学，发展的时间还比较短，并没有形成稳定的分类，基本上可以分为自然环境科学、社会环境科学和应用环境科学三类。这些学科的交叉可以让环境科学的内容更加丰富和复杂，促进环境科学学科的进一步发展。

二、复杂环境系统的挑战

可持续发展就是要经济、资源以及环境系统的协调发展，这是实现可持续发展的前提。资源系统包括的就是再生资源和非再生资源，资源的永续利用是可持续发展的物质保障。[3]虽然全世界对环境问题，都有了统一的共识，但是，实际上因为发展的需要，依然在进行环境的破坏。环境系统是比较复杂的一种，它包括的是各种环境系统的总和，是资源的载体，也是各种生物生存发展的空间，只有保持住环境同的平衡，才能保证各种资源的利用，实现真正的可持续发展。环境科学的发展的驱动力主要是两个来源，一个是多个学科的科学家对环境问题的共同关注和研究，一个是人类生存和发展的需要，在二十一世纪的关键阶段，面对复杂的环境系统的局势，环境科学面临着重大挑战。

（一）持续加重的环境压力

复杂的环境系统的最大的矛盾和问题主要是来自人类活动，超强度的人类生产活动和对自然环境的改造已经将自然生态系统破坏，严重威胁到地球生态环境的稳定性已经人类的生存和发展。在这样的背景之下，世界各国也在变得更加紧密，全球化趋势也会在一定程度上影响环境系统，各个局部环境的变化可能会相互叠加和影响，一些国家对此依旧不重视的态度，会对整个环境系统造成压力，进而影响整个人类社会的生存的和发展。

（二）环境系统的变化

环境系统不仅复杂而且还具有很强的不确定性，对这些不确定性的预测难度非常大，因此各种应对的措施和政策必不可免比复杂的环境系统的变化要滞后。在面对重大环境问题和环境变化的过程中，无论是科学家还是决策者以及普通公众，都会有很大程度的担忧，这些群体压力会让整个问题比事实本身更加严重。[2]在这样的情况下，增强应对能力和预测精度，提高反应能力和应对的能力都与很重要的作用，对整个环境系统的变化都有一个较为全面的把握。

（三）环境科学的创新与发展

复杂的环境系统是一种动态的系统，在这个系统的内部会有各种各样的变化，某个局部的变化也会引起系统中其他部分的连锁性变化，在这样的情况下，仅仅掌握单个的或者关键的环境过程的发生发展原理是远远不够的，这种连锁的非线性响应与反馈也无法对区域性的环境问题作出解决，对解决全球性的环境问题更是捉襟见肘，这就需要环境科学的研究要不断创新和发展，并且要不断培养健全的人才队伍。

三、在复杂的环境系统下的环境科学研究

（一）环境信息基础设施和研究网络

信息基础设施就是利用网络技术将地理上的不同数据、设备以及仪器集合到仪器，建立起一个面向网络服务的基础环境，进行各种资源的聚合和共享，以大数据作为支撑，对复杂的环境系統有一个较为广泛和精确的统计和分析。[1]在环境信息基础设施的框架下增加环境研究的团队以及计算的工具和仪器，就可以构成一个环境研究的网络，实现区域内或者全球范围的环境系统数据的共享，将更具有创新性和灵活性，对全球范围内的环境科学研究都有着重要的现实意义。

（二）复杂环境系统的综合研究

人类在自然环境是复杂的环境系统中最为重要的子系统，也是最为复杂的子系统，对于整个环境系统都有很大的影响。这样复杂的一种系统就需要多个学科进行综合的交叉研究，才能更好得出发展的策略和解决问题的途径。不管是城市化的问题还是环境污染等人类活动，这些综合性的复杂环境问题都需要科学的认识和解决，只有对人类活动和自然环境进行综合性的研究和观测，建立复杂的应用的模型才能得到比较妥善的解决。

（三）高素质的监测和观察

复杂的环境系统对长时间的精确的监测有着很大的需求，这些不仅涉及到观察和分析也影响到环境的研究、评价和管理的各个领域，在监测中需要精确的描绘环境体统的发展趋势，这就需要以先进的基础设施和高素质的人才队伍为支撑，将环境变化的不确定性降到最低，减少超出事实本身的压力，扩大空间覆盖的范围，保持对资源管理项目的全面操作，既要有技术革新，也要保持各种监测方法的延续性。

四、结语

环境科学是直接关系到人类社会可持续发展的基础性学科，对人类生存和发展等一系列内容都能提供一定的科学依据，它可以探求资源的可持续性，对地球环境变化有一定的监测，是制定各种发展战略的科学基础。[2]我国正处在“两个百年”的关键时期，“绿水青山和金山银山”都是我们国家发展的保障。目前我国的资源以及环境保护问题也尤为严峻，必须要对环境科学进行重视。

参考文献：

[1]章申.环境问题的由来、过程机制、我国现状和环境科学发展趋势[J].中国环境科学，1996，16（6）：401-405.

[2]孙枢.我国资源与环境科学近期发展战略刍议[J].地球科学进展，2001，16（5）：726-733.

[3]陈国权.可持续发展与经济——资源——环境系统分析和协调[J].科学管理研究，1999，（2）：26-27.