物质循环科学的研究对象、理论与方法

摘要

人类活动的一项基本功能是从自然界不断开采资源,并将其加工成各种产品来满足生产和生活需要,同时向环境中排放污染物.因此,从宏观化学物质循环的角度来看,人类活动就是将地球表层物质不断进行时空转运和形态重构的过程.日益增强的人类活动已经成为影响地球表层物质循环格局、过程及其生态环境效应的主要驱动力,并引发区域性资源短缺和环境污染问题.为了推动资源与环境可持续利用,亟待发展物质循环科学,研究人类活动作用下的物质循环格局、过程与效应,发现物质的资源属性与环境属性相互转换规律,阐释“人类活动-资源消耗-污染物排放-环境归趋-环境效应”之间的互馈机制和响应关系,研发关键废物循环技术.本文界定了物质循环科学的研究视角与对象,并将其定义为一门研究人类活动作用下的地球表层物质循环路径、格局、过程与效应变化规律的学科;阐释了以人类矿床学为核心的物质循环科学理论体系,在此基础上明晰了物质循环格局与过程、废物循环技术、污染物排放的环境效应等相关方向的研究内容与方法;厘清了物质流分析、排放清单、废物循环技术、环境归趋与环境效应等研究方向的内在逻辑关系,并分析了物质流动路径中各过程之间的数据融合方法.