环境地理研究的回顾与展望*——献给中国科学院长春地理研究所成立40周年，本文主要内容关键词为：中国科学院论文,地理论文,长春论文,研究所论文,周年论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图法 X144
联合国环境规划署公布的世界环境状况报告指出，当前人类社会面临着森林锐减、沙漠扩大、土壤流失、水污染加剧、有毒化学品和危险废物猛增、臭氧耗竭、气候变化和全球变暖、生物物种减少等严峻的挑战。为了改善全球人类的环境，环境科学工作者肩负重任，必须加倍努力研究相应的对策。作为中国科学院系统最早设立环保研究机构之一的长春地理研究所，从1971年初成立化学地理研究室开始涉足环境科学问题研究，迄今已有28个春秋。28年来，科研人员在地方病环境病因、环境背景值、环境中化学元素迁移循环、污染物质迁移转化规律、环境分析方法、环境制图、环境经济、全球变化研究等方面付出了艰辛的劳动。承担完成国家、中国科学院和地方各种科研课题120多项，其中属国家和省、部级重大、重点课题近60项；有40项重要成果获国家、中国科学院或省部级奖励；在国内外学术刊物上发表论文300余篇，出版编、译著作10部；培养环境地理学硕士23名、博士4名。为我国环境地理学的发展，为我国在经济快速发展情况下有效地减缓生态恶化趋势，为出成果、出人才作出了应有的贡献。为了迎接新的挑战，在庆祝长春地理研究所成立30周年所作的总结基础上[1]，对28年特别是最近10年的发展历程进行回顾是十分必要的。
1 研究发展回顾
70年代，环境问题成为举世瞩目的全球性问题。长春地理研究所在十年动乱、幸免解体的情况下，科研人员从地理学要想有所作为、必须对本世纪人类所面临的紧迫问题作出积极反应的思路出发，冒着“非地理学正统”的指责，主动请战吉林省的环境科学研究任务，把地理科学融合在社会需求之中，开创了环境地理学研究新领域。通过28年研究工作的实践，首先，对环境地理学学科性质、对象和研究内容在认识上得到了深化，体会到环境地理学作为环境科学的分支学科（或称介于地理学与环境科学之间的边缘学科），应以人—地系统为对象，研究地理环境的组成、结构、性质和功能，强调人类活动与环境之间的相互作用和影响。它既以地域为基础，研究环境问题的时空分布和演变规律区别于环境科学，又以强调人类活动对自然环境的影响和制约，突出人地关系的地理空间作用而有别于地理学，显示出其特殊的学科地位与特色，其次，培养造就了一批环境地理学研究人才，科研人员在自身锻炼成长的同时，还为国家培养了中、高级专门人才。长春地理研究所从1990年开始便是全国首批6个环境地理学（注：根据国务院学位委员会学科调整，从1997年开始，原环境地理学学科已调整为环境科学学科。）硕士学位授予点之一，1996年经国务院学位委员会批准，又建立起全国第二个环境地理学博士学位授予点，成为我国环境地理学人才培养的重要基地；第三，拓宽了研究领域，通过地理学与环境科学学科的交叉研究，形成了具有本所研究特色的环境地理学稳定研究方向。下面，就几个主要研究领域作一介绍。
1.1 水环境及其污染控制研究
水是人类生存的基本条件，也是环境科学问题的焦点。地球上的淡水资源并不充足，水质污染更加剧了世界范围的“水荒”。国家环保局发布的环境质量公报表明，水污染已经成为中国走向21世纪前遇到的最严峻、最紧迫的问题。国家“七五”计划中特别强调，有重点地对大江大河进行综合治理，改善北方和部分沿海城市的供水状况。为了防治水环境污染，长春地理所从70年代开始就开展了“第二松花江水质污染及其控制研究”[2～17]，编制出版我国第一部环境保护地图集——《第二松花江环境质量研究图集》[18]，在松花江水体汞和甲基汞污染防治方面提出的沉积汞治理方案[19～21]，不仅节省了2亿多元的工程费用，而且符合生态经济原则。正是此项研究，及时发现了甲基汞中毒的案例，避免了松花江畔暴发水俣病的可能性。在此基础上，科研人员在国家自然科学基金资助下，又承担了全国甲基汞污染的调查研究任务，发现了贵州清镇地区甲基汞的严重污染[22]。1978年，科研人员又在全国率先开展松花江源头区长白山天池以及整个松花江水系水体环境背景值的研究[23～40]，进而独立承担了国家攻关项目“长江水系水体环境背景值研究”中的汉水、长江中下游区域等3个专题研究任务[31～34]，主持编制该项目中的《长江流域水体环境背景值研究图集》，经中国科学院组织专家鉴定认为具有国际先进水平，在国家科学技术学术著作出版基金等资助下，即将由科学出版社出版。“八五”期间，长春地理研究所科研人员参与国家环保局下达的“松花江水系甲基汞污染综合防治与对策”的追踪研究项目，并牵头完成了“松花江上游慢性甲基汞中毒环境综合防治研究”任务，进一步验证了前期预测的准确性[35～37]。通过水环境研究，建立了几十种水体污染物分析测试方法[38～55]，其中巯基棉分离、富集测定甲基汞和多种微量金属技术已作为标准方法在环境监测中广泛推广使用。图们江是中朝两国界河，水质污染两国都负有责任，水质现状评价表明，河流总长度的80%超出地面水Ⅲ级标准。用不同开发模式的水质预测表明，图们江地区水环境质量将成为图们江地区区域开发的制约因素[56～61]，阐明需要强化治理并提出具体方案。近年来，在国家自然科学基金资助下，对第二松花江水体中硝态氮、亚硝态氨和氨氮在不同江段、不同水期、不同年际的时空变化规律进行了研究，查明水中氮含量与入江城市污水和沿江两岸地表径流水中氮有直接关系，发现氨氮含量有逐年增高的趋势[62]。饮用水水源污染也是当今世界的主要环境问
题，我国饮用水水源污染十分严重，经查证，有50多种疾病与饮用水水源污染有关。为此，科研人员在“九五”期间又及时地开展了“东北区城市饮用水水源保护研究”，重点针对水源地的面源污染开展研究。为提高地方环境标准的科学性与可操作性，对吉林省重点河流水域功能分类合理性开展了研究[63～64]。与此同时，科研人员还试验完成了酚醛废水、印染废水、城市垃圾废水等多种污水处理方法，为保护水环境作出积极贡献[65～66]。
1.2 区域环境质量与区域环境综合整治研究
随着经济发展、人口剧增，环境污染和生态破坏成为威胁人类生存的严重问题。生态环境的一个重要特点是区域性。我国区域环境问题尤为突出，协调人类活动和地理环境的关系是环境地理学研究的一项紧迫任务。东北区地处温带湿润、半湿润、半干旱地区，自然地理和社会经济条件复杂多样，主要生态环境问题各有不同，低山丘陵和山前台地水土流失严重，中部、南部工业和城镇密集区环境污染问题突出[17]，西部生态环境脆弱带土地沙化、碱化和草原退化面积不断扩大，区域环境亟待整治。长春地理研究所自70年代以来，以东北地区为基地，针对重要开发区和生态脆弱带进行大量的区域环境质量现状评价、变化趋势预测和环境综合整治研究工作[67～74]。主要内容有资源开发的环境效应[75～78]、重大工程建设对区域生态环境的影响[79,80]、土壤环境背景值[81～92]和土地退化的原因与机理[93,94]、区域污染物负荷和环境承受能力的调配[58,59]、保护和改善生态环境的对策和措施[58,95～99]等。先后开展的“长白山地区生态环境综合整治研究”、“黑龙江干流梯级开发对自然环境及社会经济发展的影响研究”、“东北区‘北水南调’工程对资源开发、经济发展及生态环境影响研究”，“抚顺煤矿开采区生态环境综合整治与恢复技术研究”等项目，都是具有国内领先或国际先进水平，社会、经济和环境效益显著，能为国家和地方政府决策提供依据的重要成果。近年来，图们江地区由于其优越的地理位置和巨大的开发潜力，为国际社会所关注，成为东北亚国际经济合作的热点。作为一个新兴的经济技术开发区，如何处理好资源、环境与社会经济发展关系问题是区域开发前期研究的当务之急。在中国科学院区域持续发展研究中心的支持下，长春地理研究所牵头组织院内有关单位不失时机地开展了“图们江地区资源开发、建设布局与环境整治研究”，在区域开发的宏观背景、合作态势研究基础上，比较详细地分析研究了图们江地区自然资源的分布和赋存特点、开发潜力及其合理利用途径；综合评价了图们江地区区域环境质量现状，对不同开发模式下区域环境质量变化趋势进行了预测；探讨了区域生态环境存在的主要问题并提出了保护对策，为制订该地区的发展规划和区域开发研究作出了贡献[58]。与此同时，作为国家环保局认定的甲级环评单位，长春地理研究所环境研究评价中心还先后完成区域和国家、省市重点工程建设项目的环境影响评价170余项，领域涉及石油化工、冶金、建材、机械制造、食品和医药、纺织和皮革、* 路、公路、航运、电力、水利建设、矿山开发、自然保护区、区域农业开发等。为区域工业布局、环境规划、经济开发提供了优化方案，也为污染控制、环境管理提供了科学依据[100～106]。应当指出，当前我国对生态环境影响评价工作亟待加强，国家有关部门对保护生态环境的高要求与行业主管部门、建设单位对环保工作的低处理之间还存在着矛盾。在环境影响评价过程中，由于生态环境因子影响的复杂性、模糊性和不确定性，因而对现有大多数生态环境因子的预测评价还处在定性或半定量预测水平。对难以货币化的生态环境影响后果，特别是对物种多样性、遗传基因多样性的影响尚未给予应有的研究和重视。近年来，长春地理研究所科研人员通过绿色食品基地建设评价和长白山、向海等国家级自然保护区的区域性环评，已经注意到这方面研究，对如何提高我国绿色食品基地生态环境质量评价的科学性与实用性、自然保护区和重点建设项目生态环境影响评价的技术及指标体系和环保措施等进行较深入探讨[79,107,108]。
1.3 环境与健康关系研究
人类的健康与环境密切相关。克山病、大骨节病、地方性甲状腺肿等地方病是区域化学元素（或物质）异常引起的，故又称生物地球化学性疾病。科技人员早在70年代初就开始地方病环境病因的研究，先后参加东北地区和全国十几个省、自治区克山病、大骨节病的生态环境调查，探讨化学元素（或物质）区域分异与地方病的关系及其分布规律[109～113]，查明克山病基本分布在山地有机还原环境的化学元素流失区。而大骨节病则除与克山病分布区有一定重叠外，还分布于平原个别地段富含有机质的还原环境中[114]。编制出版了我国第一部省级自然环境与地方病关系研究图集[115]。
通过病区与非病区饮水、土壤、粮食等监测，发现克山病区环境中Se、Mo含量低[116,117]；否定环境中Ba的丰度与克山病有直接关系[120]。通过环境中腐殖酸与大骨节病关系研究，发现腐殖酸含量多寡与疾病发病率呈明显正相关[115～121]。指出饮用富里酸释放量高的Q[,2]～Q[,3]层地下水，可能是引起平原类型大骨节病的最主要因素[118]。在伊通、乾安大骨节病病区开展的改水防病试验，取得明显的效果[114]。特别是大骨节病区Se与腐殖酸关系的研究，对该病的无机和有机环境病因综合假说具有重要意义[122,123]。在克山病、大骨节病环境病因研究的同时，还对东北西部氟中毒地区的生态环境特征开展了研究，提出通过生态环境建设实现地方性氟中毒防治的有效技术[124～126]。
世界上每年要消耗400万t左右铅，其中除100万t左右可以回收外，其余大部分铅都以各种形式排放到环境中。鉴于铅及其化合物对人体的毒性，科研人员自1980年以来对长春、吉林、北京、天津、锦西等不同类型城市大气四乙基铅污染进行了研究，查明其水平和垂直分布的空间规律[127,128]，探讨了城市铅污染对人体健康的影响[129～131]。目前，科技人员正在开展环境铅污染的生态风险评价研究（注：马宝艳。区域环境中铅的生态风险评价研究，长春地理研究所博士学位论文开题报告，1997.）。
1.4 环境化学物质迁移循环规律研究
环境系统中化学物质的形态、行为、反应过程和归宿的研究是环境地理学的基础理论研究课题，而污染特质迁移转化规律的研究则又是评估环境自净能力、预测环境质量变化、制定环境污染控制对策措施的重要依据。长春地理研究所历时11年承担完成的“第二松花江水体汞污染及其治理途径”的研究项目，从汞污染来源[9,12,16]、传输途径[2,15,20]、水和生物的迁移转化[6,7]、沉积汞二次污染强度、模拟追踪[15]、到最终提出汞污染治理途径[5,20]，是污染物迁移转化规律研究具有代表性的工作，也是我国环境重金属研究最有成就的成果之一。长白山自然保护区生态环境化学结构的研究则是科研人员奋力完成的又一重要基础理论成果。它对阐明自然条件下（人类活动极少干扰）的生态系统物质循环和能量转换有重要意义。对不同垂直景观带环境要素化学元素含量的精细测定和不同种类植物生物吸收强度的计算[132～138]，量化了生物与环境之间的相互关系，为我国微量元素生物地球化学循环研究开辟了新的领域[139～142]。以煤为主的能源结构，是我国环境污染的重要根源之一。科研人员对我国东北、内蒙古东部地区煤炭中微量元素含量及其分布规律开展研究，对煤中有毒金属在燃烧物中的分配、燃煤灰渣中重金属分布规律以及粉煤灰的环境效应进行深入细致工作[143～150]，取得可喜的成果。近年来，在国家自然科学基金资助下，科研人员对植物—土壤—水系统中氮的动态变化进行了研究，为富营养物质面源污染控制研究增添了科学储备。湿地是地球上十分重要的生态系统，它具有巨大的资源潜力和重要的环境调节功能，湿地环境研究已成为国内外普遍关注的热点和前沿性领域。科技人员对湿地的主要类型——三江平原沼泽湿地系统的环境功能、人类活动影响下的湿地环境变化开展定位、半定位观测研究。通过土壤、植物、水中营养元素含量、形态、分布特点的研究，查明pH、氧化还原电位、有机质含量是影响化学元素迁移、转化的最主要因素（注：王德瑄。吉林省稻田CH[,4]排放，中科院长春地理研究所，1996.）[159～160]
5 全球变化研究
全球变化是学术界十分关注的热点问题。80年代末期长春地理研究所科研人员就在中国科学院专项基金资助下开展碳、氮、硫、磷的循环研究，对东北地区大气SO[,2]含量和趋势作较细致的工作[153,154]。在总结国内外大量文献基础上，对人类活动影响下生物圈化学结构改变进行探讨，认为人类活动已成为地球表面最强大的地球化学营力，改变着生物圈的化学结构，但就重金属而言，污染只具局部性特点，科学技术的进步能提供消除污染的可能性[155]。90年代以来，在国家自然科学基金和中国科学院湖沼特别支持项目资助下，较系统地开展了CO[,2]和微量温室气体研究。在三江平原沼泽贴地气层CO[,2]浓度变化的野外定位观测基础上[156]，对沼泽贴地层中的CO[,2]流、沼泽植物对大气CO[,2]的固定及沼泽植物—土壤—大气间的碳素流动进行了跟踪观测[157]，分析研究了湿地碳循环及其在全球变化中的意义[158]。CH[,4]是对地球气候形成有重要影响的气体，20世纪80年代发现大气中CH[,4]浓度明显增加以后，许多学者开始关注大气CH[,4]来源问题。科研人员在长春市稻田CH[,4]排放观测同时（注：王德瑄。吉林省稻田CH[,4]排放，中科院长春地理研究所，1996.），在三江平原沼泽地进行系统地野外采样、监测，通过CH[,4]排放的日变化特征、季节变化趋势的观测，在研究不同处理方式下，各种沼泽类型中CH[,4]排放特点基础上，估算了三江平原沼泽地CH[,4]的排放量，与国际上不同自然湿地CH[,4]排放率比较表明，北半球沼泽地确实是全球大气CH[,4]最重要的排放源之一[155～160]。环境演变信息的识别与提取是全球变化研究的技术关键。冰川、湖泊沉积物、泥炭、黄土等都是用于历史地球化学监测的良好自然体。大兴安岭地区典型泥炭剖面微量元素含量公布研究表明，与人类活动密切相关的重金属在泥炭剖面中分布呈一定规律，有明显环境意义[161]。高位泥炭的矿质来源是大气圈，因此，高位泥炭应该成为大气地球化学环境信息的良好载体。大兴安岭地区高位泥炭垂直剖面中重金属自下而上含量增高的特点，显示着人类活动对大气圈的影响加重，通过不同地理区域高位泥炭的监测研究，可以查明人为大气地球化学异常的性质[162]。
总之，28年来，长春地理研究所在环境地理研究方面的方向是正确的，取得的成绩也是巨大的。但与新形势下国家对环境保护工作的要求和环境科学工作者肩负的责任相比，尚有一定的差距。表现在研究工作的整体战略目标上还不够明确；课题数量比较多，而有显示度的项目少，研究力量比较分散；测试仪器设备亟待添置和更新等。
2 今后工作展望
正如本文开头所述的，生态环境恶化是人类面临的严峻挑战，特别是我国尚属一个低收入的大国，在今后15年左右时间，国民生产总值仍将以8%左右的高速度增长，人口也将以每年1200-1300万人递增。加上经济发展基本上还会延续着大量消耗资源、粗放经营为特征的传统发展战略。环境科学工作者的责任是要肩负时代的重托，阻止或减缓我国因经济高速发展带来的生态环境恶化趋势。可喜的是，在严峻的生态危机面前，人们对全球环境问题已逐渐形成了一种新的共识，人类未来的生存与发展，而协调好人口、资源、环境与发展的关系，是人类实现持续发展的前提。虽然从目前的国力看，进行大规模治理投资的条件还不成熟，社会也还无力集中更多的精力和资金来改善环境质量。但是，随着人们认识水平的提高，减缓甚至阻止生态环境恶化趋势是完全可能的。面对21世纪我国环境保护的目标和任务，今后除加强基础理论研究外，应注重以下研究工作：
1)加强区域生态环境综合整治研究当前，环境科学研究已进入保护自然资源、保护生态环境、维持人类生态系统稳定阶段。生态环境是一个巨大的系统，人类的生产和消费活动都会对其产生影响。生态环境综合整治的重点要放在环境问题产生的原因上，需要与区域经济发展规划有机地结合起来，从资源开发方式、技术路线、工业结构调整等重大决策中得到统筹考虑、全面规划。在当前的经济实力不具备大规模治理生态环境的情况下，生态环境综合整治的重点应放在有重要战略地位的经济开发区（尤其是近期将重点开发的地区），生态环境脆弱并遭受严重破坏的地区及重大自然改造工程所涉及的地区。
2)继续开展水环境及其污染控制研究水是生态环境中最活跃的因素，也是当代资源、环境问题的要害所在。伴随人口增长和社会发展而必然出现的城市化和工业化，将带来污染物绝对数量的增长，水质污染将使我国北方大部分地区生产、生活用水的供给长期处于紧张状态。长春地理研究所在该领域有比较扎实的基础，应发挥优势，继续深入开展研究。今后的重点可放在东北区重点江河、湖泊、城市水源地的面源污染防治上。对辽河、松花江、图们江流域的生态环境整治和松花湖等重点湖泊、水库富营养化研究应作为“十五”的优选项目内容。在污染物传输途径和面源污染控制技术研究上取得新进展。
3)重视环境化学物质对人体健康影响研究环境与健康是永恒的研究课题。在地方病环境病因和病区环境生态综合防治研究基础上，今后应把重点转移到开展有毒化学品和危险废物的健康危害研究上。通过环境有毒化学物质的生物地球化学循环、健康效应和生态风险评价研究，提出保护生态、维护人体健康的防治措施。
4)深入开展全球环境问题研究全球变化是环境科学研究的热点领域，也是研究成果最有显示度的领域。应重视碳、氮、硫、磷循环等全球变化影响与响应的研究。发挥本所的优势和特色开展沼泽湿地环境研究，提取环境演变的信息，剖析生物圈结构、功能的变化。对温室效应使地球表面升温引起的海平面变化、江河下游侵蚀与堆积条件改变等，也应及早研究相应的对策。
写作过程中得到黄锡畴先生和环境研究中心研究人员的大力支持，深表感谢。