本科生:环境系统基础

地球不是一台机器,而是一个具有自组织能力与动态稳态特征的复杂系统——它呼吸、循环、演化,并在持续的扰动与反馈中重塑自身的结构与功能。《环境系统基础》以系统科学为方法论核心,旨在引导学生理解这一宏观系统如何运行、如何演变、以及人类如何在其中成为关键变量。

本课程面向环境专业的大一新生,旨在帮助大家构建起对环境的整体认知框架。教学从根本性的问题出发:能量如何在地球系统中流动并决定气候格局?水、碳、氮、磷等元素如何在空气、陆地、海洋与生命之间循环迁移?当人类介入这些循环时,为何会诱发非线性反馈、临界跃变与放大效应?课程以“能量与物质循环”为主线,贯穿自然与社会环境系统的多尺度过程——从太阳辐射到极地冰盖,从森林光合作用到海洋物质沉积,从生态平衡到环境健康——逐步揭示一个核心命题:环境是开放的、相互依存且充满不确定性的复杂系统。

在学习过程中,学生将不仅“听知识”,更要“思过程”:通过绘制因果回路图和能量流图,理解系统的反馈与非线性;通过“虚拟地球系统”小组实验,观察不同变量如何触发突变;通过“人类世”主题讨论,探索科技、政策与伦理在系统调控中的作用。本课程注重启发式学习与思维训练。学生将学会从复杂现象中提炼规律、从局部变化推演整体趋势,用系统的方式分析污染、气候、生态与健康之间的关联。它不仅是一门入门课程,更是一场关于“如何用系统思维理解世界”的训练。

学习《环境系统基础》,意味着走进地球环境的内部逻辑,去发现隐藏在混沌中的秩序,去理解人类在这个动态系统中的位置。课程将为后续的《环境科学》《环境工程》《环境管理》《环境监测》等专业课程奠定坚实的认知与方法基础,也为学生未来探索环境可持续性、地球适居性与人类命运的重大议题,播下思考的种子。

学期: 

春季学期