科学通报 | 环境地球科学对人类文明的贡献

地球环境是人类文明产生、延续和发展的重要基础。从农耕文明对土壤和水源的依赖，到工业化进程中的资源开采和利用，再到今天人类共同面对的气候变化、生态退化、环境污染、地质灾害、健康风险，人与自然的关系始终深刻影响着历史和文明的进程。

环境地球科学正是在认识自然、解读自然和促进人与自然和谐共生的过程中发展起来的。它以地球科学的理论、方法和手段，研究自然条件和人类活动影响下大气圈、水圈、土壤圈、生物圈、表层岩石圈的演化过程及其相互作用，探索人类面临的生态、健康、环境和灾害问题，服务于生态环境保护、资源可持续利用、灾害防控和公共健康。

一、环境地球科学：认识人与自然关系的重要学科

如果说医学关注人体健康，那么环境地球科学则可以被理解为守护地球环境健康的重要科学基础。它关注土壤、水体、大气、生物和地质环境如何变化，也关注这些变化如何影响生态安全、公共健康、工程建设和社会发展等方面。

在生态文明建设不断推进的今天，环境地球科学不仅是一门认识地球环境的学科，也是一门面向现实问题、服务国家重大需求的学科。它服务于美丽中国、健康中国建设，并为人类探索更加可持续的发展道路提供科学依据(图1)。

图1 环境地球科学以“地球环境医生”为定位，面向健康中国、美丽中国等重大需求。

二、从文明发展看环境地球科学的四方面贡献

环境地球科学的贡献不仅体现在环境治理本身，更体现在其对农业文明延续、重大工程安全、公共健康保障和全球环境治理的支撑。

1.守护土壤与水：支撑农业文明延续和生态系统健康

环境地球科学建立和完善了表层地球环境演化理论，为农业文明延续和生态系统健康奠定了科学基础。土壤发生学、土壤圈层理论、水循环理论、水环境化学以及碳、氮、硫、磷等元素循环研究，使人类能够更加科学地认识土壤、水和生态系统的运行规律。

科学施种、耕地保护、流域治理、农业绿色发展技术的发展有效支撑了粮食安全和资源可持续利用，也推动人类从单纯依赖自然，走向科学利用自然、主动保护自然。

2.认识地质环境：保障重大工程建设与人居安全

环境地球科学发展了工程地质环境理论与灾害防控技术，保障了重大工程建设与人居安全。铁路、水利工程、城市地下空间和重大基础设施建设，都需要准确理解地质环境条件和灾害风险。

工程地质环境与灾害研究揭示了岩土体稳定性、地质灾害形成机制和重大工程环境效应，为青藏铁路、三峡工程等重大工程建设和长期运行提供了科学支撑，为滑坡、泥石流等地质灾害及地震次生灾害风险防控提供了技术保障。

3.追踪污染风险：推动环境治理走向一体化健康

环境地球科学揭示了环境污染与健康风险的内在机制，推动人类从污染治理走向一体化健康。伦敦烟雾事件、日本水俣病事件等环境公害事件表明，污染物会在空气、水体、土壤和食物链中迁移、转化和累积，并最终影响生态系统和人体健康。

通过研究污染物来源、迁移转化、暴露途径和健康效应，环境地球科学为环境标准制定、污染风险管控和公共健康保障提供了科学依据。面对新污染物、复合污染和气候变化带来的复杂风险，“人类—生物—环境”一体化健康正在成为环境地球科学的重要前沿。

4.观测与模拟地球系统：支撑全球环境治理和国际规则制定

环境地球科学拓展了人类对地球系统的认知边界，为全球环境治理和国际规则制定提供了科学支撑。现代观测、模拟与预测技术使人类能够从单点观测走向全球组网，从定性描述走向定量模拟，更系统地理解大气、水、土壤、岩石生物等圈层之间的相互作用。

臭氧层保护、气候变化应对、可持续发展目标等全球议题背后，都离不开环境地球科学提供的证据基础和科学判断。从《蒙特利尔议定书》到《巴黎协定》，环境地球科学持续推动人类从局地治理走向全球协同，持续推动人类命运共同体在全球环境共享共治中的有效实践（图2）。

图2 环境地球科学正在突破单一圈层、单一介质和单一过程的研究局限，走向系统化、综合化治理。

三、面向未来：建设宜居地球的科学支撑

面向未来，环境地球科学将继续承担三方面的重要使命。

其一，深度融入国家生态文明建设战略，围绕碳达峰碳中和、流域综合治理、土壤污染管控、生物多样性保护以及清洁和绿色生产等重大议题，为美丽中国建设提供系统性科学支撑与技术方案。

其二，积极实施健康优先发展战略，构建人类—生物—环境一体化健康体系，深化污染物暴露来源解析、暴露途径识别、健康风险评估、环境变化与疾病关联等研究，为提升公众健康福祉提供科学基础。

其三，推动全球环境治理与国际科技合作，积极参与气候变化、新污染物管控、减污固碳、环境健康等全球议题，为建设宜居地球和人类命运共同体贡献中国智慧与中国方案。

四、结语

从土壤到水体，从地质到健康，从局地环境问题到全球可持续发展，环境地球科学始终与人类文明的命运紧密相连。它不仅帮助人类认识自然、利用自然，更重要的是推动人类在地球系统的边界之内，与自然和谐共生、永续发展。

吴丰昌中国工程院院士，中国环境科学研究院环境基准标准与风险管控全国重点实验室主任，研究员，博士生导师，《湖泊水环境质量演变与水环境基准研究》973项目首席科学家。主要从事湖泊污染机理与过程、水质基准和标准、风险评估，及污染控制技术和管理等方面的研究。

朱永官中国科学院院士，发展中国家科学院院士，研究员，博士生导师，中国科学院生态环境研究中心主任。研究工作涉及土壤-植物-微生物相互作用与生源要素／污染物的循环与转化，土壤-植物系统污染的生态和健康效应。

彭建兵中国科学院院士，长安大学/中国地质大学（北京）一级教授，陕西黄河科学研究院院长，中国地大（北京）地质安全研究院院长。主要从事工程地质与灾害地质方面的科研教学工作，围绕中游黄土高原滑坡灾害与下游华北平原地裂缝灾害开展了系统科学研究。

文章信息

吴丰昌, 朱永官, 彭建兵, 谷保静, 蒲晓, 刘羽. 环境地球科学对人类文明的贡献.科学通报, 2026, 71(19): 4438-4447

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