綜合已有的文獻表述，提出了關於環境、複雜環境系統、環境問題和環境科學等基本概念的看法. 對國內外環境科學專業教育做了簡要的介紹和比較，分析了複雜環境系統背景下環境科學研究面對的挑戰，列舉了環境科學研究中需要加強並儘快取得實質性進展的幾個領域，並闡述了各領域的主要研究內容和關鍵科學問題. 對二十一世紀環境科學的發展做了展望。
一、引言
環境科學源於人們對於周圍環境及其影響的高度關注，並隨着眾多環境問題的出現而迅速發展成為一門新興學科. 它是一門介於自然科學、社會科學和技術科學之間的交叉學科，不僅涵蓋地理學、生態學、物理學、化學、生物學等多個自然科學領域，還涉及經濟學、社會學及政治學等社會科學領域. 環境科學的學科形成歷史雖然不長，但其學科框架日趨成熟、研究方法逐漸豐富、研究範圍快速擴展、多學科交叉的特點日益彰顯。
從多學科到跨學科、從跨學科到學科交叉融合，環境科學經歷了起源、發展並逐漸成熟的快速成長過程，同時也處於繼續深入發展的重要關口. 一些基本的理論問題需要歸納整理，一些重要的科學問題需要明確，一些關係到學科未來發展的框架需要搭建。
二、環境問題與環境科學
對於環境科學( Environmental Science) 的定義，試將國內外一些主流的定義引用如下：環境科學是研究近代( 包括現代) 社會經濟發展過程中出現的環境質量變化的科學. 它研究環境質量變化的起因、過程和後果，並找出解決環境問題的途徑和技術措施( 馬世駿，1983) .環境科學是以"人類-環境"系統為其特定的研究對象，研究"人類-環境"系統的'發生和發展、調節和控制以及改造和利用的科學( 劉培桐，1994) .環境科學是研究"人類-環境"之間辯證關係，掌握其發展規律，調控二者間物質、能量與信息過程，尋求解決環境問題的途徑和方法，謀求人類環境系統協調和持續發展的科學( 賈振邦等，2004)。
環境科學是以"人類-環境"系統為特定整體，針對不斷變化的環境問題，通過自然科學、社會科學、工程科學的跨學科綜合研究，逐漸形成的交叉學科羣( 楊志峯等，2004) .環境科學是研究人類活動與環境系統之間相互作用關係，尋求人類社會與環境協同演化、可持續發展的途徑與方法的科學( 鄭度等，2007) .環境科學是研究和揭示人與環境相互作用規律、指導人類進行環境實踐的科學體系( 左玉輝，2010) 。
從上面列舉的環境科學定義來看，雖然表述有區別，但實質大同小異. 可以歸納整理為： 環境科學以複雜環境系統為研究對象、以各種環境問題為研究內容、以多學科融合交叉為典型特徵、以揭示"人類-環境"相互作用規律為核心任務、以"人類-環境"協調和可持續發展為最終目標的學科羣。
三、環境科學的發展趨勢
1、國際上環境科學研究的趨勢
環境問題科學委員會是1969年成立的，其目的為改進人類活動對環境的影響，着重於七個方面的工作：(1)生物地球化學循環(碳、氧、氮、硫、磷);(2)生態系統的動態變化和進化;(3)人類定居點的環境;(4)生態毒理學;(5)環境系統的模擬模式;(6)環境控制;(7)環境向題情報通訊系統。
七十年代初期，聯合國環境規劃暑(UNE)指出，為了人類生活及幸福，必須取得人類與自然環境之間的動態平衡，從而使人類的最高能力得以全面發展，並制訂了研究規劃(1972年)，包括五個方面：(1)全球環境評價，為了提高環境質量，研究人類居住區的規劃和管理，自然資源管理的環境前景 (2)環境的管理活動。(3)支持措施。(4)自然野生生物和遺傳種源(包括水陸生態系統和棲息地)的保護。(5)能源問題。
2、我國環境科學的發展趨勢
我國黨和政府十分重視生態和環境保護問題。黨的十二大政治報告中特別指出，必須"堅決保護農業自然資源，保持生態平衡"。這就需要專家、學者從事生態經濟的研究，從理論與實踐的結合上來研究經濟發展與自然資源和生態環境的關係，把經濟效益和生態效益統一起來，使我國的經濟在協調的基礎上更穩定、更迅速地發展"。
關於我國環境科學研究的發展趨勢，環境科研工作者對此早就有所預見和觀點.正如生態學家馬世駿教授多次強調的觀點，提出環境問題必須從生態平衡的觀點去考慮。從生態平衡的整體觀和經濟觀來研究，整體觀點是生態系統的理論基礎，經濟觀點是人類改造自然的基礎。從這兩個基本觀點出發，同時考慮經濟建設的經濟效益和生態效益，生態觀和經濟觀的統一，方能避免生態間題的片面思想，解決我國社會主義建設中面臨的生態失調的問題。
六十年代以來，生態學的發展由於環境保護問題而獲得巨大的動力;同樣，生態學理論作為環境科學基礎理論之一，對環境科學研究具有重要意義。七十年代以來，世界各國很重視生態學與環境科學兩者之間的交叉研究。
也就是説，運用生態學原理改革工藝，用生態工藝代替傳統工藝，所謂生態工藝，是應用生物圈物質運動規律，把生產過程納人生物圈合理的物質循環系統，運用系統工程原理設計閉路循環的生產系統，實現資源的多次利用，或無廢料排出的生產過程，實現經濟效益、社會效益、和壞境效益的統一，這是解決環境問題的基本指導思想，同時是科學技術發展的必然結果。
當今，許多重大環境間題都是與生態系統有密切聯繫.如城市污水處理方面，要研究發展土地處理系統，充分利用生態系統發展生態農業研究，生態農業是以生態學理論為指導而建立起來的一種新型農業生產模式.充分利用太陽能的轉化率、生物能的利用率及農業生產廢物的再循環、提高農業生態系統的生產力，以達到保護生態，改善環境和永續利用資源和發展生產的目的。
此外，關於國土整治問題，它必然涉及到不同生產系統能源和物質循環問題。還要研究我國的環境區劃問題，共中包括在環境本底、環境容量等研究的基礎上制定城市與農村，工業與農業，人口與交通等方面的合理佈局與規劃。由此可見，環境科學技術要更好地為國民經濟建設服務，必須重視生態系統的能源和物質循環研究.運用生態學觀點和原理，以生態系統為中心，從不同側面研究人與環境之間的關係，是現代生態學和環境科學研究的共同特點。
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