地质环境的地质环境同人类和其他生物的关系

主要表现在：①地质环境是生物的栖息场所和活动空间，为生物提供水分、空气和营养元素。地质环境的区域差异，导致生物向不同方向进化。生物是地质环境的产物，但又改变地质环境，例如土壤是植物和地质环境相互作用下形成的。生命在长期演化中,同环境愈来愈适应,因此生物体的物质组成及其含量同地壳的元素丰度之间有明显的相关关系。英国地球化学家E.哈密尔顿等人通过对人体脏器样品的分析发现，除原生质中主要组分（碳、氢、氧、氮）和岩石中的主要组分（硅）外，人体组织（特别是血液）中的元素平均含量和地壳中这些元素的平均含量具有明显的相关性（见图）。这说明人体是地壳物质演化的产物。②地质环境向人类提供矿产和能源。目前人类每年从地层中开采的矿石达4立方公里,从中提取金属和非金属物质。人类还从煤、石油、天然气、水力、风力、地热以及放射性物质中获得能源。矿产资源是经过漫长的地质时代形成的，属于不可更新资源,经人类开发利用后,很难恢复，因此矿产资源的合理开发和有节制地使用是非常重要的。③人类对地质环境的影响随着技术水平的提高而愈来愈大，例如采掘矿产,修建水库,开凿运河都直接改变地质、地貌；大规模毁坏森林草原，导致水土流失，土地沙漠化；矿物燃料的大量燃烧，增加大气层二氧化碳含量，造成全球气候异常;人类向地质环境排放大量工业废弃物,造成对有机体有害的化学元素如汞、铅、镉等在地表的浓度增高。

论述人类与地球表层环境的关系

研究地球表层（一个非生物、生物和人的巨系统）的状态、结构、功能、演化等规律的科学。地球表层指与人类直接有关的一部分地球环境，其范畴大致上始大气对流层顶，下至岩石圈上部，包括大气、水、岩石、生物在内的特殊圈层。由于太阳辐射能在地球表层流通转化成负熵流，使地球表层形成远离热力学平衡态的稳定的耗散结构系统。包括庞大的自然地理系统、自然生态系统和人类生态系统（包括社会经济系统）3个基本层次；是一个由非生物过程、生物过程和逐渐居于主导地位的人文过程相互叠加有自组织能力的物质体系，具有从混沌到有序的长期演化发展历史。人们很早就把地球表层看作一个整体的物质体系，1875年奥地利地质学家休士（E. Suess）称它为生物圈，20世纪20年代苏联矿物学家维尔纳茨基（V. I. Vernadsky）进一步阐明生物圈的概念。1883年李希霍芬（F.V. Richthofen）首先提出地球表面的概念，认为地理学就是研究地球表面上相互联系的各种现象。1910年苏联地理学家勃罗乌诺夫（P.I. Brounov）提出地球表层概念。此后地理学界将地球表层称为地理壳、景观壳、生物圈、地壳外层、地理环境、最大的生态系统等。名称虽然不同，所划定的范畴也有所差异，但其研究对象均指地球表层这一组独特的圈层。显然，上述任何一种理论，始终未能完整地概括地球表层全部实质性内容。随着科学技术的发展，特别是近数十年来地球物理学的突破，多种学科长足进步，人们可以迅速地获取地球表层运动的各类丰富信息。遥感技术、计算技术和工具的发展，为地球表层学的诞生孕育着直接条件，特别是系统科学和一些横断科学的兴起，为创立多学科、高层次的综合科学奠定了理论基础和方法。中国科学家钱学森教授于1983年倡议创建“地球表层学”，并认为“是门跨地理学、地质学、气象学、工农业生产技术、技术经济和国土经济的新学科”。论述了它的内容、目的与意义。1986年11月12日第二届全国天地生相互关系学术讨论会上，钱学森又提出地球表层学是地理科学的基础理论。著名地理学家黄秉维教授赞同有意识地建立研究地球表层这个巨系统的学科。这与国际学术界提出的“地球系统科学”相呼应。地球表层学是沟通自然科学与社会科学的交叉科学，有广阔的研究领域和丰富的研究内涵，主要研究地球表层各子系统之间能量、物质和信息的流动转化及动态规律；有序与混沌；人和环境之间的相互作用；外部空间环境及其物质能量流对地球表层及人类的影响；地球表层的结构、功能及历史演化。地球表层学是在地理学、地质学、气象学、水文学、人类生态学、资源学、地震学、环境科学等基础之上的更高层次的综合与概括。其研究目的是不断地改造和协调自然地理系统与生态系统，避免错误的策略和盲动导致地球表层的退化，克服熵增，改善其功能和结构，提高自然生产力。