| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-2 | EIN-2.A |
|
土地与水资源利用
AP 环境科学 · 第 5 主题
5.1
公地悲剧
大纲
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
公地悲剧(tragedy of the commons):当一种资源被共享并对所有人开放时(一个渔场、大气、一片牧场),每个用户为私人利益尽可能多地拿,而共享的资源为每个人被过度使用和退化。解决方案需要监管、私有化或合作管理。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| tragedy of the commons | 公地悲剧 | gōng dì bēi jù |
5.2
皆伐
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-2 | EIN-2.B |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
皆伐(clearcutting)一次移除一个区域的所有树木。它便宜而高效但造成侵蚀(erosion)、栖息地和生物多样性的丧失、洪水,和更高的土壤温度。恢复缓慢,而附近的溪流受泥沙之苦。


| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Clearcutting | 皆伐 | jiē fá |
| erosion | 侵蚀 | qīn shí |
5.3
绿色革命
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-2 | EIN-2.C |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
绿色革命(Green Revolution)用高产种子、化肥(synthetic fertilizers)、农药(pesticides)、灌溉和机械化提升作物产量。它养活了数十亿人但带来成本:土壤退化、水污染、高能量和水使用,和作物多样性的丧失(单一栽培(monoculture))。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Green Revolution | 绿色革命 | lǜ sè gé mìng |
| synthetic fertilizers | 化肥 | huà féi |
| pesticides | 农药 | nóng yào |
| monoculture | 单一栽培 | dān yī zāi péi |
5.4
农业实践的影响
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-2 | EIN-2.D |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
像耕作、单一栽培和大量肥料/农药使用这样的做法造成侵蚀、土壤盐碱化(soil salinization)、营养径流(造成富营养化(eutrophication)),和生物多样性的丧失。可持续的方法减少这些害处。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| soil salinization | 土壤盐碱化 | tǔ rǎng yán jiǎn huà |
| eutrophication | 富营养化 | fù yíng yǎng huà |
5.5
灌溉方法
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-2 | EIN-2.E |
|
EIN-2.F |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
灌溉(irrigation)给作物供水,而且它是人类淡水的最大用途 —— 约占 70%,这是考试要你知道的一个数字。滴(drip)灌是最高效的(最少蒸发);漫(flood)和喷(spray)方法浪费更多水并能造成渍水(waterlogging)和盐碱化(salinization),因为蒸发留下盐。过度灌溉耗尽含水层(aquifers)(地下的淡水储存)的速度比它们补充的更快。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Irrigation | 灌溉 | guàn gài |
| aquifers | 含水层 | hán shuǐ céng |
5.6
病虫害防治方法
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-2 | EIN-2.G |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
农药(pesticides)杀死害虫并提高产量,但造成问题:它们伤害非目标物种、污染水,并驱动抗药性(pesticide resistance)(幸存者繁殖,所以需要更强的剂量——"农药跑步机")。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| pesticide resistance | 抗药性 | kàng yào xìng |
5.7
肉类生产方法
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-2 | EIN-2.H |
|
EIN-2.I |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
生产肉,尤其是在集中动物饲养作业(concentrated animal feeding operations)(CAFOs)里,使用大量的土地、水、饲料和能量,并产生废物和甲烷(methane)(一种温室气体)。肉比植物食物远不那么能量高效,因为 10% 规则——更高的营养级浪费更多能量。
过度放牧(overgrazing) - 让牲畜吃掉植被的速度快于它重新长出的速度 - 剥去了土壤的保护覆盖。在干旱的土地上,这能驱动荒漠化(desertification):低降水地区退化直到变成沙漠。可持续的办法是轮牧(rotational grazing),定期把牲畜在不同牧场之间轮换,这样没有哪一块地被啃到光秃。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| methane | 甲烷 | jiǎ wán |
| Overgrazing | 过度放牧 | guò dù fàng mù |
| desertification | 荒漠化 | huāng mò huà |
| rotational grazing | 轮牧 | lún mù |
5.8
过度捕捞的影响
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-2 | EIN-2.J |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
过度捕捞(overfishing)移除鱼的速度比它们繁殖更快,使种群崩溃(像鳕鱼)。兼捕(bycatch)(不想要的捕获)和破坏性的方法(底拖网)损害生态系统。它是开阔海洋里一个经典的公地悲剧。
Push a fish stock past its limit
A population grows toward its carrying capacity $K$, but harvesting faster than it can breed collapses the stock. Raise the pressure and watch the population crash.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Overfishing | 过度捕捞 | guò dù bǔ lāo |
5.9
采矿的影响
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-2 | EIN-2.K |
|
EIN-2.L |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
采矿(mining)提取矿物和燃料但扰动土地,尤其是露天(条带)采矿(surface (strip) mining)和山顶移除(mountaintop removal)。影响包括栖息地破坏、酸性矿山废水(acid mine drainage),和污染水的有毒尾矿。
当容易开采的矿床用完后,采矿转入地下,即地下开采(subsurface mining),它昂贵且危险得多 - 随着煤的易采储量缩小,同样的模式也适用于煤。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Mining | 采矿 | cǎi kuàng |
| acid mine drainage | 酸性矿山废水 | suān xìng kuàng shān fèi shuǐ |
| subsurface mining | 地下开采 | dì xià kāi cǎi |
| open-pit mine | 露天矿 | lù tiān kuàng |
5.10
城市化的影响
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-2 | EIN-2.M |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
城市化(urbanization)用不透水面(impervious surfaces)(道路、建筑)替换自然土地,增加径流和洪水、创造热岛(urban heat islands),并产生污染和废物。城市蔓延(urban sprawl)消耗农田和栖息地。它还给水循环(hydrologic cycle)带来压力:一座密集的城市耗尽当地的水,而在沿海地区大量抽取地下水会把海水引入含水层 —— 海水入侵(saltwater intrusion)—— 这可能毁掉一处淡水供应。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Urbanization | 城市化 | chéng shì huà |
| impervious surfaces | 不透水面 | bù tòu shuǐ miàn |
| urban heat islands | 热岛 | rè dǎo |
| hydrologic cycle | 水循环 | shuǐ xún huán |
| saltwater intrusion | 海水入侵 | hǎi shuǐ rù qīn |
| urban sprawl | 城市扩张 | chéng shì kuò zhāng |
5.11
生态足迹
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-2 | EIN-2.N |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一个生态足迹(ecological footprint)测量一个人或种群需要多少土地和水来供应资源和吸收废物。富有的、高消费的国家有大得多的足迹。若每个人的足迹超过地球的容量,资源正被不可持续地使用。
Worked example. 地球每人提供大约 $1.6$ 全球公顷(gha)的生物承载力(biocapacity)。若平均人的足迹是 $2.7\ \text{gha}$,人类正在需求约 $\tfrac{2.7}{1.6}\approx1.7$ 个地球——生活超过地球能更新的。更糟的是,若每个人都像一个高收入国家那样以每人 $8\ \text{gha}$ 消费,它会需要 $\tfrac{8}{1.6}=5$ 个地球——正是为什么每人足迹是关键的可持续性尺度。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| ecological footprint | 生态足迹 | shēng tài zú jì |
5.12
可持续性导论
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-1 | STB-1.A |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
可持续性(sustainability)意味着满足当前的需要而不伤害未来世代满足他们的能力。它平衡环境健康、经济可行性和社会公平,使用资源不快于它们能被替换。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Sustainability | 可持续性 | kě chí xù xìng |
5.13
减少城市径流的方法
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-1 | STB-1.B |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
用透水路面(permeable pavement)、雨水花园(rain gardens)和绿色屋顶(green roofs)、滞留池,和保留的植被减少径流。这些让水浸入,过滤污染物并补充地下水而不是淹没溪流。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| permeable pavement | 透水路面 | tòu shuǐ lù miàn |
| green roofs | 绿色屋顶 | lǜ sè wū dǐng |
5.14
病虫害综合治理
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-1 | STB-1.C |
|
STB-1.D |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
综合虫害管理(integrated pest management)(IPM)结合方法——生物控制(自然捕食者)、轮作、有限的定向农药,和监测——以更少的化学使用控制害虫,减慢抗性并保护非目标物种。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Integrated pest management | 综合虫害管理 | zōng hé chóng hài guǎn lǐ |
5.15
可持续农业
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-1 | STB-1.E |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
可持续农业保护土壤和水:轮作(crop rotation)、覆盖作物(cover crops)、等高耕作(contour plowing)、梯田(terracing)、减少耕作,和农林复合(agroforestry)。这些削减侵蚀、维持肥力,并减少化学投入。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| crop rotation | 轮作 | lún zuò |
| contour plowing | 等高耕作 | děng gāo gēng zuò |
| terracing | 梯田 | tī tián |
5.16
水产养殖
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-1 | STB-1.F |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
水产养殖(aquaculture)(养鱼)减轻对野生种群的压力并高效,但能用废物和抗生素污染水、把疾病传给野生鱼,并破坏栖息地(像为虾场的红树林)。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Aquaculture | 水产养殖 | shuǐ chǎn yǎng zhí |
5.17
可持续林业
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-1 | STB-1.G |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
可持续林业保持森林多产:择伐(selective cutting)而不是皆伐、重新种植、沿溪流留缓冲带,和长的轮伐时间。它维持栖息地、防止侵蚀,并让森林继续提供生态系统服务。
森林还吸收污染物并储存二氧化碳,所以砍伐和焚烧它们会释放 $\text{CO}_2$ 并加剧气候变化。缓解森林砍伐的方式包括重新造林(reforestation)(重新栽种)、购买来自生态可持续林业的木材,以及重复使用木材。另一个工具是计划烧除(prescribed burn):在受控的条件下故意焚烧一片森林以清除燃料,这样后来的野火就无法酿成灾难。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| selective cutting | 择伐 | zé fá |
| reforestation | 重新造林 | chóng xīn zào lín |
| prescribed burn | 计划烧除 | jì huà shāo chú |
5.17
考试技巧
- 解释公地悲剧——共享的、无主的资源被过度使用——以及规则/所有权如何防止它。
- 权衡绿色革命、灌溉(盐碱化、含水层耗尽)和采矿/城市化的取舍。
- 以"地球的数量"计算一个生态足迹(足迹 ÷ 每人生物承载力);它按每人测量。
- 列出森林砍伐的害处(侵蚀、洪水、失去的栖息地、更多 CO₂)。
- 定义可持续性(满足需要而不伤害未来世代)并给出可持续的方法(IPM、轮作、配额)。
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