第十四章  維護我們的生存環(huán)境

提  要

1、人是地球環(huán)境演變過程中的產(chǎn)物，環(huán)境對人類的生存和發(fā)展有著重要的影響

2、地球環(huán)境的演變從未終止，變是絕對的，人類只能因勢利導，以減輕或避免自然災害，發(fā)展有利于人的方面。關鍵在應了解、順應自然規(guī)律；倒行逆施，必受大自然的懲罰

3、生態(tài)系統(tǒng)被破壞，環(huán)境受到污染，人口過量膨脹，已使物種加速絕滅并威脅著人類的生存

4、科學技術的發(fā)展使人類認識環(huán)境問題的存在，也使解決這一問題成為可能，但人類社會本身的不協(xié)調，阻礙著人與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展

5、人類社會處在持續(xù)發(fā)展與走向毀滅的十字路口，只有選擇科學與民主，人類才有希望

一、     環(huán)境與人類

環(huán)境（environment）是一個現(xiàn)代的概念，在自然科學中，是指圍繞生物體外部的空間及所包容的一切因素的總和。在這個空間中，溫度、壓力、濕度、陽光等物理化學條件，水、土、空氣等非生物成分的狀況，以及生物彼此間的關系，決定著什么樣的生物群落((community) 能在此生存，同時也影響著它們的形態(tài)與習性?！昂ｉ煈{魚躍，天空任鳥飛”表達了人們對自由的向往，但自然界的實際是，魚和鳥原來都并不那么自由；深海的魚 不能游到淺海中去，只有少數(shù)鳥類才能飛上高山之巔。不同的生物群落只是在特定的空間中才會出現(xiàn)。

人和其他生物一樣，都是地球上環(huán)境演變到一 定階段的產(chǎn)物，并隨著環(huán)境的繼續(xù)演變而進一步發(fā)展，因而能得到適應環(huán)境的生理特點。英國作家威爾斯（H. G.Wells,1866-1946）寫的科學幻想小說《大戰(zhàn)火星人》中，人類面對火星人威力極其強大的武器，猶如螳臂當車，但入侵的火星人終因不能適應 這個新的環(huán)境而全部病死，人類的生活恢復常態(tài)。撇開幻想的故事成分，威爾斯從反面道出了人類能在地球上生存到現(xiàn)在的一個真理。和其他生物比較，還有不同， 就是人類多了一個自己的社會(society)，而且他所直接感受到的生存壓力，經(jīng)常是來自社會。

在西方語言中，環(huán)境作為一個名詞出現(xiàn)，始于英國哲學家斯賓塞（H. Spencer, 1820-1903）。斯賓塞相信達爾文的進化論，并將其用于認識人類社會，他所定義的環(huán)境，包括了自然和社會兩方面，為避免語義上的誤會，本書中的環(huán)境一詞除特別指明外，專指自然環(huán)境，社會環(huán)境則簡稱為社會。環(huán)境與社會這兩種因素都在作用于人，究竟是那一種因素在對人類的發(fā)展起主導作用？多年來一直在爭論，我們在這里不去糾纏歷史上的問題，而是用今天的地球系統(tǒng)科學觀，去認識環(huán)境對人的影響。

作為地球這個巨系統(tǒng)一個低層次的組成部分--人類，其發(fā)展不可避免地要受到環(huán)境的支配。氣候、水、土壤、地形及與此相關的動植物，就是對人類生存至關緊要的幾種因素。

氣候的影響無處不在，不僅是人的發(fā)育和健康直接受到它的影響，作為人類衣食之源的動植物的生長，以及淡水的供應，都與氣候相關。不同的氣候條件使人們的衣食住行，乃至性格行為都出現(xiàn)差異，并使人感到最能適應自己所習慣的氣候。 

水 是人類維持生存不可缺少的物質，所以北京猿人以周口河旁階地上的洞穴為居所（彩圖Ⅷ-4）。在我國乃至世界其他地方發(fā)現(xiàn)的石器時代人類遺址，也大多分布在 河流兩側與湖泊四周。這種地方取水方便，而且其他動物常來聚集，植物也茂盛。以漁獵、采摘為生的早期人類，容易在此獲得食物。后來，人類的居所能向遠離河 流的地方轉移，是因為人類懂得了打井挖泉、利用地下水。當飼養(yǎng)牲畜成為人們的主要食物來源后，人們逐水草而居。時至今日我們還可見到，農(nóng)村中的居民點，多 是靠著井泉分布，在沙漠中更是有水的地方才有人煙。

土壤是植物生長的基礎，當人類進入農(nóng)耕社會后，土壤的重要性就突顯出來了?！爸茉徥彛?堇荼如飴”，是歧山下肥沃的平原把正在尋找定居地的周人留了下來，他們以此為基地，建立了取代殷商的強大王朝。這些肥沃的土地是渭河開拓出來的。河流帶來 泥沙和有機質養(yǎng)分淤積而成的土地，哺育了世界各地的古老文明（如黃河、尼羅河、幼發(fā)拉底河和底格利斯河等文明）。

地形對人類的活動有重要的影響。遠古時代的人類常依山傍水而居，天然洞穴便成為良好的住處。但在農(nóng)耕社會，已經(jīng)學會蓋房的人類總是聚集在土壤層發(fā)育的平原地區(qū)，導致山區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展往往不如平原地區(qū)。不過，適宜的活動空間還需要其他環(huán)境條件的配合。缺水的沙漠，地勢也相當平坦，但沒有植物生長，對人就沒有意義。

動植物和人一樣，依附著環(huán)境生長，受到各種環(huán)境因素的控制。而對人來說，它們又是重要的環(huán)境因素。動植物所能提供的食料的數(shù)量和質量，對人口的數(shù)量和質量產(chǎn)生著直接的影響。

以上這些因素，曾被綜合起來概括稱為地理環(huán)境。今天我們看到，還應包括巖石圈及地球深部物質運動產(chǎn)生的效應，以及來自宇宙的影響。

在 人類歷史上，我們可以看到，部落、民族的遷徙，王朝的更替，城市的興衰，除了人類社會內在的原因之外，環(huán)境的影響也是不可忽視的，有時它甚至起到?jīng)Q定性的 作用。在中國歷史的早期，由于中原地區(qū)的土壤、氣候、水文等條件最適于農(nóng)耕，為北方的大漠、西部的崇山和南方卑濕之地所遠遠不及，東邊則是難以跨越的大 海，因而周邊的族群總是向這里聚集，文化在此興盛，中華由此得名，天朝上國的思想也由此而生。以后南方得到開發(fā)，也有氣候變遷的影響，經(jīng)濟發(fā)展超過北方， 中華文明覆蓋面擴大，中國的范圍也隨之擴大，而以中華為世界的中心，天下精華之所在，心態(tài)依然。人情懷土，窮達不易，故對外但求人不犯我，以和為貴，不事 擴張，始終以守成為本；而在中國內部, 居住在這塊土地上的各種勢力都要逐鹿問鼎，執(zhí)牛之耳，因而內戰(zhàn)之多，他國罕見。這些歷史現(xiàn)象都在一定程度上反映出這種封閉的地理格局的影響。

出 現(xiàn)在地中海東部以克里特島為中心的米諾斯文化，比希臘文化還古老，曾盛極一時。但在3000多年前突然消失，引起過許多神秘的推測，現(xiàn)已查明，原來是這個 地區(qū)的火山大爆發(fā)，導致這個文化一蹶不振，迅速銷聲匿跡。我們還可以看到，從蒙古高原出發(fā)的騎兵，居高臨下，南下橫掃中原，西向直抵東歐，但向東因有大海 一水之隔，終未能涉足扶桑。以上事例，似出偶然，但如無環(huán)境的必然因素，亦無從發(fā)生。

環(huán)境的影響，小至個人生活，大至國家發(fā)展，可謂無所不 在。我國古代賢哲對此早就有所認識。戰(zhàn)國時期蘇秦游說六國，總是先分析地理資源形勢。其后范睢提出“遠交近攻”的政治謀略，更已具有地緣政治的意義。從自 然科學的角度認識環(huán)境對人的影響，在我國出現(xiàn)得也很早。兩千多年前以管仲的名義編成的《管子》一書，便留有這方面的記錄。當時人們已認識到：土壤有不同的 性質；地下水的水質和埋藏深度等因素，對農(nóng)作物的發(fā)育會產(chǎn)生影響，遂據(jù)此對齊國平原地區(qū)的土地作了分類，標明什么樣的土種植什么樣的農(nóng)作物才合適。對城市 建設也已能概括出：“凡立國都，非于大山之下，必于廣川之上。高勿近旱，而用水足；下勿近水，而溝防省。”管仲在公元前686年到公元前644年間主持齊 國的政務，是一位務實的政治家，這部《管子》，是以實踐的經(jīng)驗為基礎總結出來的?！豆茏印分刑岢觯卫砗脟?，首先得了解國情，而國情中的一項內容，就 是“水土之性”。更是了不起的遠見卓識。這里的水土，實已把來自水圈、巖石圈和大氣圈的環(huán)境因素都包括在內，而且最后著眼在水土對人和其他生物的影響上， 已和現(xiàn)代環(huán)境科學的觀念相近，奇怪的是這些科學的認識并未得到發(fā)展，而在管仲之后約千年，假托晉代郭璞（276-324）提出的“風水”之說卻盛行起來。 這“風水”雖然含有風和水兩個字，但并非去研究自然界的風和水，而是琢磨怎樣埋葬先人的遺體才能使后人富貴吉祥。

為什么科學在中國如此舉步維艱，具有巫術色彩的風水術卻能盛行？西漢時董仲舒提出：“天亦有喜怒之氣，哀樂之心，與人相副。以類合之，天人一也?！?（《春秋繁露·陰陽義》）這種觀念起了誤導作用。

本 來 如果將“天人合一”解讀為自然環(huán)境與人的和諧，無疑是卓越的科學思想，此前荀況提出“天行有常，不為堯存，不為桀亡”（《荀子·天論》）便是主張?zhí)烊朔?開，只可惜在中國古代，能這樣去理解的人實在不多，在思想界居統(tǒng)治地位的，是給自然之天賦予超自然的神秘意義，天和人通過精神世界合而為一，并會相互“感 應”的觀念。所以對環(huán)境的認識，走不上科學的道路。而且這些觀念還通過宮殿廟宇的建筑，拜祭天地鬼神的儀式，文字圖象的宣傳等各種文化的滲透，深深地進入 到普通百姓的頭腦中。從而使他們以為皇帝是天之子，深信人間的變化體現(xiàn)著天的意志，自然界的變化，也總有人世間的原因。故而褒姒亂政，歧山地震；竇娥奇 冤，六月飛雪；五星聯(lián)珠，劉邦即位?；实巯略t，首稱 “奉天承運”，自認為得了天命，不同于凡人，擁有至高無上的絕對權威，天經(jīng)地義。秦始皇更是自我膨脹最突出的一個，他東游大海，射大魚以戰(zhàn)海神；南巡湘 江，遇大風，不得渡，大怒，有人說這是湘山上的神和他作對，馬上調動刑徒三千人，砍盡山上的樹。還沒當上皇帝在梁山泊當寨主的宋江，也要打起“替天行道” 的大旗。

由于這些觀念深入人心，直至科學昌明的20世紀，隕石雨的墜落，地震的發(fā)生，乃至花木的枯榮，均可引來訛言四起；另一方面也不乏違 背客觀規(guī)律而欲以“天威”擺布自然，干出一些“戰(zhàn)天斗地”的蠢事。所幸在中國，一直有一大批實干家在實干，他們求真務實，并不斷從失敗中吸取教訓，雖未能 提升到科學認識的高度，但干出來了。終將菹茹鹽漬之地，林莽荒原均改造成為良田沃野，而且直到今天后人仍得其惠，相較于曾誕育蘇美爾文化的兩河流域，曾被 記述為神話般的伊甸園所在，今天大部分土地已成鹽漬荒漠。我們不能不銘記先賢的勛勞。大禹、管仲、李冰、鄭國等是其著者，更多的是無名英雄，他們是中華真 正的脊梁。今天我們有了科學的武裝，特別是地球科學著眼于地球是一個復雜的系統(tǒng)，綜合各科以概觀全球全局，掌握了它，將更能正確認識與處理好人與環(huán)境的關 系，也有助于科學發(fā)展觀念的建立，

二、自然災害

“天 地為爐兮造化為工，陰陽為炭兮萬物為銅”。我國漢代年輕的思想家賈誼，從哲學的角度，看出了人和萬物都存在于自然的變化之中?，F(xiàn)在我們更已確切地觀察到， 正是地球這個巨系統(tǒng)中各個層次間物質和能量的轉換，使人類得到了生存和發(fā)展的機會。但并不是所有的變化都有利于人，一部分突發(fā)事件，如洪水、臺風、地震、 火山爆發(fā)等等，可以使人的生命財產(chǎn)在瞬間蒙受巨大損失。在中國，習慣把這些災害稱為天災，這是因為按照天人感應的觀念，它們是人格化的天，對人間做出壞事 的懲罰，或稱“天譴”?，F(xiàn)在當然不再這樣理解，說的是自然災害。

地球環(huán)境中有些緩慢變化對人也是不利 的，但要經(jīng)過長期積累才能顯示出它的危害，如土壤鹽堿化、湖泊的淤塞、河水斷流等均非一朝一夕之功，古人認識不到，其實它們也在自然災害之列。按照起主導 作用的環(huán)境因素，可以把這些自然災害劃分為地質災害、氣候災害、生物災害和來自地外的災害。

地質災害是以巖石圈的變形、變位、巖漿及水在地面上下的活動、地球磁場及重力場的地質營力作用等因素，所引起的自然環(huán)境惡化，造成人類生命財產(chǎn)損毀或人類賴以生存與發(fā)展的資源、環(huán)境發(fā)生嚴重破壞的現(xiàn)象或過程。

地 震是分布廣泛、造成損失最大的一種地質災害，但它只發(fā)生在巖石圈中物質和能量的轉換作用最活躍并容易破碎的部位，集中分布在板塊俯沖或碰撞的邊緣地帶以及 板塊內部的某些地方，環(huán)太平洋帶和地中海-喜馬拉雅山-印度尼西亞帶是地球上兩個主要的地震帶，全球地震90%以上的能量在此釋放。大地震在臨近深海溝的 洋底（貝尼奧夫帶）發(fā)生時，海底地形突然變化，猝然出現(xiàn)起伏落差，產(chǎn)生可以波及很遠的海嘯，這種海嘯造成的災害常超過地震本身。他們也主要發(fā)生在這兩大地 震帶。大洋脊是淺源地震多發(fā)地帶，但但都比較微弱，少有對人類造成災害。（圖13-1）。

[圖13-1全球大地震震中分布圖]

（據(jù)G.A.Eiby,1980）

圖中的黑點為1962～1967年全球淺源與深源地震的震中的位置,其他時期的震中位置也與此相似

能 造成災難性后果的是7級和7級以上的大地震。20世紀以來，這樣的大地震全球已發(fā)生了1 200多次，絕大多數(shù)發(fā)生在這兩大地震帶中。人類記錄到的最大地震，1960年5月22日發(fā)生在南美智利西海岸；2004年12月26日在印度尼西亞的蘇 門答臘島西北近海發(fā)生的大地震，還引發(fā)了海嘯，致死亡近30萬人，為近世所罕見。

我國夾于這兩大地震帶之間，所以地震災害頻繁而強烈。 1976年7月28日發(fā)生在河北唐山的大地震，遇難人數(shù)超過23萬；2008年發(fā)生在四川汶川的8級大地震，比1976年的唐山大震規(guī)模更大， 震中區(qū)域監(jiān)測點的水平位移量達238cm，沉降量達到70cm，隆起量達30cm。（國家測繪局、國家地震局通報汶川地震地形變化監(jiān)測結果，2008）死亡失蹤逾八萬人。造成直接經(jīng)濟損失八千四百多億元人民幣，主要受災區(qū)四川省共有9145個學校4127個醫(yī)院需要恢復重建。

不 過并不是一有地震就會造成災害，地球上絕大多數(shù)地震所釋放的能量微小，不會造成災害。即使在地震活動性很強的地區(qū)，大部分時間也是沒有破壞性地震的。在同 一地區(qū)，破壞性大地震的發(fā)生一般都有一定的周期性（數(shù)百年至數(shù)千年）。中國的歷史地震記錄資料顯示，近1000年來已有4次重復。最后一次地震高潮期為 1966～1976年。對于人的一生而言，在地球上大部分地區(qū)，其實都不會受到地震的威脅。

強烈地震發(fā)生時，常有地面隆起或下陷，出現(xiàn)裂縫 并錯動位置等變動，對橋梁、道路和建筑物的破壞明顯，但直接因地面震動或遭遇斷裂而致死的人或其他動物，極為罕見。地震波引起地面震動，使建筑物受到破 壞，是最常見的地震災害。中國古代及近代幾次大地震中創(chuàng)記錄的死亡人數(shù)，皆因房屋倒塌所致，

社會進入工業(yè)化之后，人口密集和水電交通等公用設施大量出現(xiàn)，地震常引起火災、斷水、斷電、煤氣管道破裂爆炸、交通設施毀壞等次生災害，有時較小的地震也會造成巨大的經(jīng)濟損失。

因 此人雖無法阻止地震的發(fā)生，但只要我們在進行城市、礦山、鐵道、公路、水壩、港口等建設之前，考慮到可能發(fā)生的地震的影響，對它保持警惕，采取相應的預防 措施，仍有可能減輕災害，縮小直至避免人員的傷亡。雖然目前我們尚不能作到準確地預報發(fā)生地震的時刻和規(guī)模，但什么地方有可能發(fā)生足以造成災害的地震，已 能在一定程度上預見。

山崩、滑坡、泥石流等自然災害，發(fā)生時主要表現(xiàn)為巖石塊體的向下運動，其能量主要 是從地球的重力場獲得的，因此多局限在地勢陡峭的山區(qū)。這是一種位能轉化為動能的表現(xiàn)。水在其中的潤滑作用也是重要的因素。泥石流的形成更不能缺少水的參 與。這種塊體運動既可以由地震誘發(fā)而引起，也可能與地震無關。在陡峭的海岸上和喀斯特地區(qū)，出現(xiàn)的巖石崩塌或溶洞陷落，也是重力作用的結果。不過直接的原 因是水的沖擊或溶蝕的作用，掏空了下伏巖石，使上覆巖石失去了支撐基礎。這類因重力作用發(fā)生在巖石圈表面的塊體運動，一般影響的面積較小。但在其影響所及 的范圍內，造成的損失也可以很嚴重。

我國山岳多而且不少近期仍在上升，地勢陡峭，峽谷壁立，特別是西南部雨量又充沛，這類地質災害頗為常 見。據(jù)中國地質調查局2008年公布的數(shù)字，從2001年到2005年中國大陸發(fā)生地質災害9萬多起，造成人員死傷和失蹤近8000人，而其中百分之九十 以上是滑坡、崩塌和泥石流合計超過95000起。而2008年5月12日汶川大地震的發(fā)生，更引發(fā)了這些地質災害。僅四川４４個地震災區(qū)縣（市、區(qū)）就查 出各類地質災害隱患點近13000處。（人民網(wǎng)）

威 力強大的火山爆發(fā)，破壞性可以和大地震不相上下，但在全球數(shù)量有限。分布在大陸和島嶼上具有活動能力的火山均已被人類認識，只有400多座，主要分布在太 平洋四周，還有地中海地區(qū)以及大西洋的洋脊上。近年來在大洋底發(fā)現(xiàn)了更多的活火山，海水沉重的壓力，使它們暫時無力噴發(fā)到水面上為害，但其可改變海水溫度 與成分，影響氣候和海洋生物。由于火山爆發(fā)以前，總有跡象可尋，人們已能較準確地預報，一般對人的威脅不大，經(jīng)常噴發(fā)的火山，常常成為旅游勝地。但也間有 意外。1985年哥倫比亞的路易斯火山爆發(fā)，仍創(chuàng)下了兩萬多人喪生的記錄，是因它的山頂上有多年堆積的冰雪，火山爆發(fā)時使它融化，形成巨大的泥石流。 1883年5月20日喀拉喀托火山爆發(fā)造成36 000人死亡，是因為引起了海嘯，這樣嚴重的火山災害，歷史上的記錄不多。

實際上那些平時 不易覺察的緩慢的地質作用，破壞了人們所習慣的環(huán)境，帶來的損失可以比這些突發(fā)事件更為嚴重，如在干旱地區(qū)地下水位過高，地面水分大量蒸發(fā)，使鹽分殘留在 地面附近的土壤中，從而造成土地鹽堿化。曾哺育過巴比倫古老文明的沃野，就是這樣變成荒蕪的鹽堿地的。這種災害往往因感覺不到它的威脅而容易被忽視。

還 有一些環(huán)境的變化，過去不為人所知，實際上破壞作用也很大。如地磁場的變化，就是近年來才認識到的，其中磁暴作用明顯而且快速。1989年加拿大魁北克的 電力傳輸系統(tǒng)因一次磁暴而破壞，1994年、1997年磁暴又先后毀壞了加拿大和美國的兩顆通訊衛(wèi)星，這三項損失總計約9億美元，也是不小的災害了。在建 立地球系統(tǒng)科學新概念后，從圈層互相作用的觀點來看，采用現(xiàn)代最新技術，對許多地質災害的認識將會更加深入，有助于弄清其機制，并進而及時地作出預報。

氣候災害是 最常見的自然災害，如暴雨、暴風雪、冰雹、閃電雷擊、狂風（包括龍卷風）以及由此而產(chǎn)生的洪水、雪崩、沙暴、塵暴、風暴潮等以及與此相關的其他災害。而持 續(xù)的干旱或淫雨，以及氣溫反常地升高或降低，都會給人們帶來不便和危害。。2008年初，我國南方，發(fā)生多年不遇的低溫、雨雪、冰凍災害，持續(xù)一個多月， 積雪覆蓋的面積大到約占我國領土面積的八分之一，造成直接經(jīng)濟損失超過1500億元，便是極其嚴重的一次。一些地區(qū)因而交通阻塞，水電供應中斷，農(nóng)作物受 災面積1.78億畝，臺灣、廣東、香港等地的養(yǎng)殖業(yè)，也因海水變冷，魚類大量死亡而蒙受損失。（積雪覆蓋我國15省128萬平方公里）（民政部通報近期低溫雨雪冰凍災情和救災工作情況，民政部門戶網(wǎng)站 時間： 2008-02-24 12:04）

以 上這些事件的起因都是由于密切相關的大氣圈、水圈、生物圈與巖石圈表層的物質與能量的轉換。在這個轉換過程中，來自太陽的輻射能更是基本的動力因素，而人 們直接感受到的是大氣和水的活動。旱災、水災、風災等三種就是最常見、也是影響最大的氣候災害。其實，它們常常不是孤立地出現(xiàn)，水災后旱災可以接踵而至， 風災更可與水災同行。厄爾尼諾現(xiàn)象就是多種氣候災害的綜合表現(xiàn)。

青藏高原的隆升，阻隔了印度洋向北的暖濕氣流，使中國大陸大部分地區(qū)僅能主 要依靠夏季的東南季風將太平洋的水分帶來。而這些水分沿途逐漸降落，及到華北、特別是西北所剩無幾。因此自古以來，我國就形成南方氣候潮濕，北方和西北地 區(qū)氣候干燥的格局。旱災一直是中原大地的重要威脅（圖13-2）。 按說南方年降水量多，應該不會發(fā)生旱災，但季風并不能均衡分布，所以也有缺水的時候，亦不能避免旱魃的肆虐。1991年至2005年，中國干旱發(fā)生面積平 均每年為2602萬公頃，其中，2000年干旱面積最大，達4054萬公頃；1998年干旱面積最小，為1424萬公頃。而且南方從2003年開始，發(fā)生 干旱的頻率增加，2006年川渝遭遇特大旱災便是一個標志。（秦大河：中國南方近年來干旱發(fā)生頻率增加）

從 世界范圍來看，中國還不是旱災最嚴重的地區(qū)，非洲才是最嚴重的。干旱不只使植物難以生長，影響農(nóng)作物的收成，干燥的氣候還是土地鹽堿化、荒漠化的前提條 件，同時也使森林火災容易發(fā)生。降水量在地區(qū)和時間上的分配不均，使旱災和水災常交替發(fā)生。1998年我國的大洪水使2229萬公頃農(nóng)田受災，直接經(jīng)濟損 失2551億元（約合300億美元，據(jù)水利部《中國’98大洪水》）；這一年，阿根廷、巴拉圭、孟加拉等國也發(fā)大水，經(jīng)濟損失近300億美元。據(jù)中國氣象 局發(fā)布的材料（2007），近10多年來中國洪澇災害呈下降態(tài)勢，1991年至2005年，中國洪澇發(fā)生面積平均每年為1380萬公頃，其中，1991年 洪澇面積最大，達2460萬公頃；2000年洪澇面積最小，為604萬公頃。但就局部來看，部分地區(qū)的洪澇災害仍然嚴重。

圖13-2 青藏高原的隆起對我國降雨的影響

（據(jù)朱抱真，1990）

大氣環(huán)流數(shù)值模式所模擬的夏季環(huán)流示意圖，細實線為200千帕斯卡流場，短箭頭示地面風場的風向跡線，細點區(qū)為降水區(qū)；a—無青藏高原的地形作用；b—有青藏高原的地形作用

風 災對人類也是一大威脅。沙漠中的風暴和寒流帶來的暴風雪，都為人們所熟知。臺風、颶風和熱帶風暴這些在熱帶海域中形成的氣旋，帶有大量水分，登陸時橫掃大 地，狂風暴雨交加，水災常伴隨而生，以致造成重大損失。它們主要形成于太平洋、印度洋和大西洋的西部海面上，造成的災害常很嚴重，美洲中部、東南亞和我國 南部沿海地區(qū)，每到夏季，經(jīng)常受到它們的襲擊。1998年“米奇”颶風襲擊中美洲，造成11 000人死亡，經(jīng)濟損失達9億美元。1998年一些地區(qū)的氣溫超過歷史最高記錄，另一些地區(qū)卻遭到一百多年來最寒冷的氣候襲擊，全球水、旱、風災和森林火 災接踵而至，這些與氣候相關的災害，造成的經(jīng)濟損失約有900億美元之多，是1980年的60倍。這一年也是拉尼娜現(xiàn)象非常嚴重的一年。2005年8月 28日，颶風“卡特里娜”襲擊美國港口城市新奧爾良和附近五個州，逾千人死亡，被列為美國歷史上最嚴重的十大自然災難之一。

除 了這些有形的災害外，還有許多不易察覺的氣候災害也造成了難以計算的損失。如長期處于潮濕狀態(tài)，不僅使人感到不舒服，而且物品霉爛、金屬腐蝕等造成的損失 都會增加。據(jù)估計，每年生產(chǎn)的鋼鐵材料有十分之一左右被氧化、腐蝕掉?？傊诘厍蚋魅又?，大氣圈的流動性最強，而且是一個最完整的整體，一處有變，會 很快影響周圍、甚至全球。氣候是自然形成的，自有其規(guī)律，它既可以有利于人類也可以成為災害，關鍵在于人類如何認識、利用與適應。按照地球是一個系統(tǒng)的觀 點去認識，或能找到更有效的對策。

生物災害是生物圈中出現(xiàn)的不利于人的事件。蝗災及其他昆蟲和鼠類對農(nóng)作物的破壞，是最引人注目的生物災害，洞庭湖濱有數(shù)以億計的鼠類在活動，多次爆發(fā)“人鼠大戰(zhàn)”，鼠害在那里是頭等災害。草原中的鼠，也是畜牧業(yè)的一大害。

蝗 蟲或鼠類吃掉農(nóng)作物是它們求生的本能，它們本身也是食物鏈中的一環(huán)?；取⑹蟪蔀?，是它們一下子生長繁殖過多，打破了原來的生態(tài)平衡的結果，常與異常氣候相 關，造成禍不單行。在我國歷史上，蝗災是除水災、旱災之外的第三大自然災害，主要出現(xiàn)在華北，受災面積常達上百萬公頃?？砍赞r(nóng)作物和樹葉為生的，還有多種 昆蟲。各種農(nóng)作物和森林的蟲災一直是困擾人們的難題(圖13-3)。 用化學方法滅蟲鼠，只能在一定時期有效，而且那些吃鼠和吃害蟲的動物會因此而死亡殆盡，害蟲卻可以逐漸有了抗藥能力，繼續(xù)繁殖，卷土重來。近年來中國的鼠 害猖獗，還與蛇等鼠類的天敵被人大量吃掉有關。

在一個生態(tài)系統(tǒng)中，本來無害于人的生物過量繁殖，也會成為一種災難。1903年曾有人在太平 洋的雷山珊瑚島上放養(yǎng)了幾對兔子，由于在該島上兔子沒有天敵，繁殖極快。10年后兔子吃光了島上的全部青草。24年后（即1927年）雷山已變成一個荒蕪 的沙灘，兔子也早已死絕。又如阿留申群島中有個“老鼠島” 本是一只老鼠也沒有的火山島，海鸚、海雀和海燕等的棲息地，有“海鳥天堂”之稱，但后來老鼠在這里登陸占領，曾幾何時就變成了鳥的死亡地帶，2008年秋 美國人對這里的老鼠發(fā)動了可能是迄今為止世界上規(guī)模最大的滅鼠行動，從空中拋灑藥物和在地上布置陷阱，但其成效如何尚待觀察，幾年后才能見分曉。（美國攻老鼠島：迄今規(guī)模最大滅鼠行動）

海水、湖水中某些藻類迅速繁殖生長，使魚類等其他生物難以生存，構成災害。2007年5月底太湖藍藻暴發(fā)影響到無錫市的自來水一夜之間變臭；青島近海近年來赤潮增多，以致2008年奧運會召開前，不得不花大力量去消除，以保證奧運會帆船賽能在那里順利進行。

上述事例，說明保持生態(tài)系統(tǒng)的平衡，對人多么重要。

蛇蝎狼虎之類的生物，能直接致人于死命，但它們在生存競爭中競爭不過人類，而且各有其應有的地位與作用。它們如果完全消失，倒使可以使對人不利的方面發(fā)展起來。

還 應當看到，對人類威脅最大的，不是那些龐然大物而是微小到肉眼看不見的病菌與病毒，和播這些微小生物的媒介如老鼠、蒼蠅、蚊子。鼠疫在中世紀的歐洲曾造成 一場最高的疫病死亡記錄。根據(jù)世界衛(wèi)生組織近年來的統(tǒng)計，蚊子是第一號殺手，它擴散了多種傳染病。修建巴拿馬運河時造成大量人員死亡的黃熱病就是蚊子傳播 的；我國歷史上給人帶來死亡恐怖的“瘴氣”，實際上也是蚊子在起作用。清除這些對人有害的生物，人類曾做過很多努力，也收到不小的成效，但徹底根除也難。 遵循生物學的規(guī)律，幫助人類的朋友發(fā)展，讓生物系統(tǒng)自身調節(jié)以使之向對人類有利的方面發(fā)展，才是上策。

在生物圈中，對人類威脅最大的，是生態(tài)平衡的破壞，而不是某一種直接對人造成傷害的生物。

來自天外的災害， 過去為人所忽視，現(xiàn)在越來越多的事實證明，這種災害是存在的，譬如磁暴，是太陽耀斑爆發(fā)的結果。而氣候的異常變化，也不能忽視來自天外的原因。英國科學家 新近的研究發(fā)現(xiàn)，太陽磁場的變化對地球的氣溫的升高也有重要作用。而太陽黑子增加，說明太陽活動加強，會導致地球氣溫升高，更已是無可爭辯的事實。 1998年氣候災害特別嚴重，太陽黑子活動也正好進入高峰期，而最高峰要到2000年才出現(xiàn)，所以多位科學家均預測，在這期間，地球上的氣候將出現(xiàn)一些異 常，少不了發(fā)生一些災害。

隕石撞擊地球，在現(xiàn)實生活中還看不到有什么危險。但從人類的長遠發(fā)展來看，“杞人憂天” 并非庸人自擾。在地球歷史上，這種事件對地球上生物所造成的絕滅性災害，可能是其他災害所不能比擬的。但巨大隕擊作用的發(fā)生幾率極低（約 33,000,000年發(fā)生一次），而且現(xiàn)在已能觀察、預測。對于這種來自空間的威脅，我們雖不必恐懼，但也不應掉以輕心，而應該認真研究之。

所 有的自然災害，都是環(huán)境的突變或長期變化的積累，以致達到了危害人類的程度。這些變化受自然界本身的法則（自組織性）所控制，不以人的意志為轉移。在認識 到各種自然災害不過是地球各圈層相互作用對人不利的一面的表現(xiàn)后，便有可能看到它有利于人的另一面，如臺風固然會帶來災難，但也帶來大量淡水；黃河中的泥 沙固然有淤積堵塞河道，不利水運和帶來水患的問題，但也正是因河流中有這些泥沙才會有肥沃的三角洲形成。自然界的變化是有其自身的動力和規(guī)律的，人無法去 抗拒和改變。盲目蠻干已使我們付出了巨大的代價，但也不是只能頂禮膜拜于大自然之前而無所作為。不僅適應環(huán)境，還要改造環(huán)境以使之適合人的生存，正是人類 優(yōu)于其他生物的長處，在人和自然相處中表現(xiàn)特別明顯。譬如地下水不是不可以取用，但井不是打得越多越好；水庫不是不可以建，但不是壩修得越高越好；存在地 震危險的地區(qū)不是不可以居住，但必須按抗震的要求去建設。關鍵都在于能不能認識到自然的規(guī)律，因勢利導，權衡利弊，掌握好改造的“度”。僅有理論是不行 的，更需要認真的實踐。地球各圈層的物質組成及其運動變化，是復雜而又互相關聯(lián)的，不能簡單、孤立地僅從表面現(xiàn)象去認識，這是研習地球科學必須記住的特 點。

圖13-3我國森林病蟲害的發(fā)展

(據(jù)施雅風，1996的資料編制)

圖13-4全球森林面積的銳減

三、文明的代價？--人類面對的環(huán)境問題

在 地球上的物質與能量的轉換過程中，人類是積極的參與者；在環(huán)境的變化中，人類能起到重要的作用。這些作用有的使環(huán)境變得更加適宜于人，有的則使環(huán)境惡化。 從人類的歷史來看，文明愈是發(fā)展，人類的能力愈強，對環(huán)境可能起到的正面或負面作用就愈大。原始人類以采集和捕獵為生，與其他生物無異，人口的增長受到有 限食料和疾病等因素的天然控制，對環(huán)境的影響極微。人類建立農(nóng)耕社會后，開始了第一輪對環(huán)境的大破壞，首當其沖的是森林。那些古老文明的發(fā)祥地幾乎都是以 毀掉天然植被為代價而發(fā)展起來。他們砍伐森林、建筑居所、開拓農(nóng)田、以薪柴為能源（圖13-4）。所以，今天我國和歐洲、西亞的森林面積中，原始森林僅留 存1%～2%，只有那些開發(fā)較晚或過于寒冷一直無人居住的地區(qū)，才保留得較多些。人類從農(nóng)耕得到衣食，都在消耗著土地的肥力。一些地區(qū)的土地愈來愈貧瘠， 甚至變成荒漠。但是直至工業(yè)革命到來以前，人類所需的物質與能量仍主要是向生物圈索取。盡管在種植和畜牧上取得成功，仍主要依靠自然的恩賜“靠天吃飯”， 得到有限的衣食。前面已提到，全球人口到1500年即我國明朝中葉，估計仍不超過5億，即不到今日中國人口的一半，此時人類對環(huán)境的破壞，僅限于部分人口 密集地區(qū)，從整個地球來看，還不是很大。

18世紀工業(yè)革命的興起，進入對環(huán)境的第二輪大破壞。工業(yè)生產(chǎn)的一大特點是人類直接向巖石圈、水 圈、生物圈和大氣圈大規(guī)模地取用物質和能量，而且隨著商品經(jīng)濟的發(fā)展，這種現(xiàn)象已擴張到全球。在生產(chǎn)過程中，本來固定在巖石圈中的一些元素和化合物，被人 快速地轉移到其他圈層，一些在自然過程中要經(jīng)過千年、萬年，乃至百萬年才能完成的物質轉換過程，人類在幾年、幾天甚至幾秒中就完成了。大氣、水和土壤的化 學成分因而改變，隨后又加入到生態(tài)系統(tǒng)中去循環(huán)。

進入20世紀，工業(yè)生產(chǎn)又一次飛躍，那些不發(fā)達的國家也開始向工業(yè)社會轉型，許多落后地區(qū)得到開發(fā)，人口加速增長，并密集到愈來愈多的城市之中。在那里，汽車擺滿公路，大樓密如森林。人類活動引起的環(huán)境惡化，更加彰顯。

“這 是一個沒有聲息的春天。這兒的清晨曾經(jīng)蕩漾著烏鴉、鶇鳥、鴿子、樫鳥、鷦鷯的合唱以及其他鳥鳴的音浪；而現(xiàn)在一切聲音都沒有了。只有一片寂靜覆蓋著田野、 樹林和沼地?！?1962年美國作家卡遜（R.arson，1907～1964）在她的名著《寂靜的春天》中，扣人心弦地揭示出環(huán)境惡化的景象，她在這里講的是殺蟲劑 DDT對環(huán)境污染的后果，而整個環(huán)境問題也由此提了出來，給社會敲響了警鐘。人們發(fā)現(xiàn)，原來我們許多時候是生活在危險之中，卻視而不見，或飲鴆止渴而不自 知。

環(huán)境日益受到社會的關注，而對它了解得越多，就越感到形勢的嚴峻。當前，人類面對的環(huán)境問題，大體可概括為以下4個方面。

1 大氣環(huán)境正在惡化

主要表現(xiàn)為：大氣成分發(fā)生不利于人的變化，二氧化碳增加，緩解紫外線輻射的臭氧層濃度降低，地球兩極上空臭氧層出現(xiàn)空洞并且面積正在加大，還有多種有害于人類的成分也在增加。

1997 年美國里奇國家實驗室的報告，大氣中二氧化碳的濃度，自工業(yè)革命以來已增長了30%，甲烷增長了一倍，氮氧化物增長了15% 。以后繼續(xù)觀測到大氣中的二氧化碳濃度在增加，2007年達到385ppm。ppm表示每百萬個空氣分子中二氧化碳分子的數(shù)量，在工業(yè)革命后廣泛使用化石 燃料之前，即19世紀初期，科學家推算出的結果為280ppm。

歷史記錄表明，大氣中的二氧化碳正在加速度地增長：上世紀80年代平均每年增加1.5ppm，60年代以前更要低（美國國家大氣海洋局20080423發(fā)布）而2000年到2005年達到平均每年增加2ppm。

圖13-5 全球大氣中二氧化碳濃度與氣溫的變化曲線示意圖（1861～1996） (據(jù)聯(lián)合國環(huán)境保護局(IPCC)，1995資料改繪)（此處可將美國國家海洋及大氣管理局2008年4月23日發(fā)布的2004年到2008年全球二氧 化碳濃度增長表co2_2004-08補進去）

二氧化碳、甲烷、氮氧化物都是能產(chǎn)生溫室效應的氣體，其濃度的增加導致氣溫升高成為全球變暖的重要原因，已為絕大多數(shù)科學家的共識。

全球氣候變暖，冰川消融，海平面相應升高，沿海低地受到海水淹沒的威脅。出現(xiàn)酷熱、嚴寒，淫雨，干旱等異常氣候，災害增多、加劇，一般也認為與全球變暖有關。

大氣中二氧化碳的增多，有自然界本身的原因，火山噴發(fā)、森林大火都要把它送入大氣。但是人類燃燒煤和石油等化石燃料，是使二氧化碳濃度提高更為快速的重要因素。因此今天人們把遏止全球變暖的希望，寄托在對因人為原因產(chǎn)生二氧化碳的控制上；也確實沒有其他更有效的好辦法。

燃 煤產(chǎn)生的污染物最多（表13-1）。不僅是二氧化碳，同時釋放出甲烷、氮氧化物、二氧化硫及其他有害氣體和粉塵，由此形成的毒霧和酸雨，成為大氣污染的突 出表現(xiàn)?！皻⑷说臒熿F”于1930年首次出現(xiàn)在比利時，1948～1962年，又四度籠罩倫敦，煙霧中二氧化硫和粉塵的濃度，大大超過人所能承受的程度， 累計導致6　000余人死亡。這種記錄雖不多見，但污濁的空氣，至今仍普遍充斥于許多工礦區(qū)和城市中。

大氣圈的臭氧，入不敷出，濃度降低。 科學家在1985年首次發(fā)現(xiàn)：1984年9、10月間，南極上空的臭氧層中，臭氧的濃度較20世紀70年代中期降低了40%，已不能充分阻擋過量的紫外 線，造成這個保護生命的特殊圈層出現(xiàn)“空洞”，威脅著南極海洋中浮游植物的生存。據(jù)世界氣象組織的報告：1994年發(fā)現(xiàn)北極地區(qū)上空平流層中的臭氧，也在 減少，在某些月份比20世紀60年代減少了25%～30% 。

南極上空臭氧層的空洞在1998年還創(chuàng)下了擴大15%的記錄。它的面積已超過 南極大陸（已超過一千多萬平方千米）。臭氧層為什么會出現(xiàn)“空洞”？許多科學家認為，是大氣受到污染的結果。主要是俗稱為氟利昂的氟氯烴在被作為制冷劑、 噴霧劑及在其他方面使用后，其中的氯離子釋放出來，進入大氣后能反復破壞臭氧分子的結果。因此盡管其量甚微，但因它能反復破壞，使臭氧分子大量減少，以至 使臭氧層出現(xiàn)“空洞”。我國科學家提出，不光是氟氯烴的作用，還可能是太陽風射來的粒子流在地磁場的作用下，向地磁兩極集中，破壞了臭氧層（楊學 祥，1999）。

在各國禁止使用氟利昂以后，雖然“空洞”的面積間或有縮小，但近年來仍時有擴大，美國科學家的一項研究表明，南極地區(qū)的臭氧空洞可能將一直持續(xù)到2068年。（最新研究認為：南極臭氧空洞2068年后才會消失）從這里我們可以看到，人類活動對大氣環(huán)境的影響，可以很大，但又是有限的。

從表13-1我們可以看出人類對大氣圈產(chǎn)生的負面作用的一斑。

[表13-1]全球每年人為排入大氣主要污染物的總量

污 染 物  污染物來源  排放量/億噸

[粉塵（煤、鉛等） 燃油、燃煤、汽車  2.00

二氧化硫 燃油、燃煤  2.94

一氧化碳 汽車、工廠設備  3.30

二氧化碳 汽車、工廠設備、家庭  63

甲 烷  燃油、燃煤、固體廢物  2.70

氟氯烴 民用、滅火、工業(yè)  0.006

氮氧化物 燃油、燃煤、工業(yè)  1.70

(引自《世界資源報告》，1992-1997)

大氣中已經(jīng)產(chǎn)生危害或被人們注意到的污染物約有100種，其中影響范圍較廣、對人類環(huán)境威脅較大的主要有碳氫化合物、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、硫化氫、氟化物、光化學氧化劑和微粒物質等。

酸雨（acid rain）pH 值低于5.6的雨水。是受到污染的大氣使本已常含有微量碳酸的普通雨水，得到更多的二氧化硫和氮氧化物等成分的結果，這時雨水的酸性增強，故定名為酸雨。 其外表與普通雨水無異，但所含酸性物質進入陸地表面的土壤和水中，會給依靠這些水土生存的生物帶來災難，特別是對森林的破壞作用很大，也是浸蝕露天文物的 重要營力。

1939年第一次作為酸雨記錄下來的pH值是5.9（純水的pH值是7）。到50年代，酸雨的pH值已降到3～5，最低還有 2.1的記錄，和醋酸的酸性差不多，有的甚至更強。這說明隨著工業(yè)化的發(fā)展，大氣受到污染的程度越來越厲害。由于含有污染物的大氣是在流動的，它可以飄洋 過海，日本排放的酸性氣體成分可以跑到美國再形成酸雨降下，加拿大的酸雨源出美國更不足為奇。科學家測出，云集在瑞典和挪威上空的二氧化硫氣體，有2/3 是來自英國和德國的工業(yè)區(qū)。我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，也使酸雨覆蓋面積急劇擴大，已成為僅次于歐洲和北美的世界第三大酸雨區(qū)。

大氣污染所帶來的損害，極其廣泛，許多時候并不表現(xiàn)為毒霧酸雨這類形式，但各種生物無不經(jīng)常受其影響，對森林和農(nóng)作物的損害尤為顯著。經(jīng)常呼吸污濁空氣，對人體的健康也是有威脅的，特別是它會引發(fā)呼吸道疾病。長期生活在被嚴重污染的大氣環(huán)境中，猶如慢性中毒。

表13-2 水體中各污染源的主要污染物

污 染 源 主 要 污 染 物

工業(yè)廢水 汞、鎘、鉛、砷、  **  、堿、酸、苯、甲醇、丙酮、酚類、油脂、農(nóng)藥

生活污水 細菌、病毒、碳水化合物、脂肪、淀粉、蛋白質、木質素、磷

農(nóng)業(yè)退水 化肥、農(nóng)藥

圖13-6 水體污染的途徑

2水圈嚴重污染 水 圈中最大的問題是淡水資源不足。淡水的時空分布不均勻，又成為一些國家和地區(qū)持續(xù)發(fā)展的障礙（見第十三章），而水圈被污染已威脅著部分人類的生存。在 2008年舉辦“世界水日”之際，聯(lián)合國的專家發(fā)布，在當今的世界上，全球還有11億人在飲用不安全的水。每年有310萬人因飲用不潔水患病而死亡，雖較 10年前稍有改善，但水資源的需求激增，（背景資料：世界水日（新華網(wǎng)，2008年03月21日 11:27:30）2030年全球近半數(shù)人口用水高度緊張（新華網(wǎng)2009年03月13日 12:15:42 ?。?/p>

在我國經(jīng)濟建設大發(fā)展后，相當一部分河流已受到不同程度的污染。別的國家也是在工業(yè)發(fā)展的早期，造成了嚴重的水污染。被污染的大氣經(jīng)過流動擴散，可以很快稀釋沖淡；被污染的水雖然也可以流動，但經(jīng)常存在于相對穩(wěn)定的水體之中，對附近以水為生的人和生物，影響長遠而深刻。

造 成水和水體的污染，固然有自然的因素，但更為重要的是工業(yè)的發(fā)展，化肥、農(nóng)藥以及生活中大量化學制品的使用，才使水圈中的污染發(fā)展到現(xiàn)今的危害程度。工業(yè) 生產(chǎn)排出的廢水、生活污水和農(nóng)業(yè)退水，常成為今天的主要污染源。水中污染物包含金屬、非金屬物質和有機物，種類繁多，其中許多是對人體有害的甚至是劇毒 （表13-2）。雖然經(jīng)過人工處理可以將它凈化，但現(xiàn)在多是僅稍作處理，甚至是未經(jīng)處理就直接排入天然水體中（圖13-6）經(jīng)過生物食物鏈逐漸富集，在此 產(chǎn)出的水產(chǎn)品被人食用，自然會危害人體。

不當?shù)娜斯ゐB(yǎng)殖，也是造成水體污染的一個重要原因。被病菌污染的水體更是傳染疾病的淵藪。

工 廠排放的廢水中的汞，，使鱔魚體內汞含量達10～20毫克每升(最高達50～60毫克每升），比原廢水中汞濃度高出1萬至10萬倍。當?shù)鼐用癫妒橱X魚等之 后，汞在人體內積聚，以致造成中樞神經(jīng)的嚴重損傷。水體污染對人體和水生生物有很大的危害，尤其是有毒和有害物質的污染會造成人的慢性中毒、急性中毒以致 死亡。

絕大數(shù)河流最終都是流入海洋的，不管是有害的，還是無害的物質都隨河流向海洋集中；油輪破裂或沉沒，更是把能嚴重污染海洋的石油帶進 海里。在一些地方，人們還向海里傾倒垃圾。海洋本是自然界的聚寶盆，有些人卻在把它當成污水池和垃圾桶?？拷I(yè)發(fā)達地區(qū)的地中海，早已無漁業(yè)可言，很多 物種已在此絕滅。我國的渤海由于周圍城市的擴大和工業(yè)的興起，也出現(xiàn)了這種發(fā)展趨勢。據(jù)監(jiān)測部門1998年報告，1995年時，渤海已有56%的面積被污 染，比十年前擴大了一倍，而且還在擴大。河流、湖泊、海洋這些水體本來都有自凈化作用，所以大自然中的水總是那樣晶瑩清澈，但是現(xiàn)在受到了嚴重的污染而且 這種狀況仍在發(fā)展，這完全是人類行為不慎造成的后果。水圈是一個系統(tǒng)，污染物隨著水的運動在其中傳播。所以近幾年來在南極企鵝的組織中也發(fā)現(xiàn)了殺蟲劑；而 波及廣大海域的紅潮（赤潮），其根源也是城市的污水。這些污水富含生物營養(yǎng)所需的磷、氮等元素和有機物。一些紅色或褐紅色藻類得到豐富的營養(yǎng)后，迅速生 長，數(shù)量激增，造成紅潮。由于它們過量的繁殖，阻礙了水體的充氣過程；另一方面它們在死亡腐敗的過程中消耗大量氧氣，影響了其他生物的生活，特別是使魚類 不能在此生存。

3森林面積銳減，土地資源正在喪失

人 類文明的建立，是從砍伐原始森林開始的。隨著工業(yè)革命的興起，森林的破壞愈演愈烈。最初的冶鐵煉鋼不知道用煤，而是用木炭。為此，英國人幾乎砍光了他們的 樹。整個歐洲也追隨其后。不過這些工業(yè)先進的國家在富裕以后，不再砍樹轉而種樹，森林面積基本穩(wěn)定，不再縮小。但是一些過去開發(fā)不夠的國家，也想要現(xiàn)代 化，于是用森林換取經(jīng)濟繁榮的一幕，又重新上演。這些國家有許多位于赤道兩側，在那里有地球上物質和能量轉換最快、最多的生態(tài)系統(tǒng)——熱帶雨林。這些熱帶 雨林在人類還未出現(xiàn)時就已存在了很久，人類出現(xiàn)后至今已減少了一半以上，而主要是在近幾十年中消失的。20世紀30年代，以非洲熱帶雨林為外景拍出的電影 《人猿泰山》，甚為魯迅先生所贊賞，而今再拍，非洲已難以找到這樣的地方，只好轉移到泰國。而泰國的森林在1960～1985年間也已減少了45%，虧得 這里雨水多，還能有猿猴的活動場所。據(jù)聯(lián)合國的統(tǒng)計，1995年熱帶地區(qū)的森林面積，較1980年時就減少了10%。近年來氣候災害增多，科學家認為，其 中熱帶雨林被大規(guī)模破壞是一個重要的原因。森林的減少，不全是人類的砍伐，酸雨和火災也在大規(guī)模地毀壞森林。但是，追根溯源，仍有人為因素在起作用，酸雨 不用說，森林火災也大多是人為的，如1997～1998年印度尼西亞發(fā)生多起森林大火，毀林數(shù)十萬公頃；據(jù)該國環(huán)境部長透露，在東加里曼丹，65%的森林 火災是由經(jīng)營林木和種植園的公司引發(fā)的。

據(jù)統(tǒng)計，全球森林每年固定的太陽能約占生物圈總量的一半，每年吸收550億噸的二氧化碳，放出 400多億噸氧氣，每年使250億噸的水固定到植物體和土壤中。裸露的巖石山坡幾乎完全不能涵蓄大氣降水，無林坡地的土壤只能吸收56%的降水，但10米 寬的林帶就可吸收84%的降水，如林帶寬達80米，大氣降水則可被林帶完全吸收，地表徑流全都轉變?yōu)榈叵聫搅?。林地的水土流失是裸地的百分之一左右。?林、水分和土地，是與其他生物、非生物因子結合成生態(tài)系統(tǒng)而存在的。森林從土地得到水分和營養(yǎng)，同時又使這個生態(tài)系統(tǒng)中的土壤和水分能夠更多地保存下來， “林豐—水足—土肥，水足—土肥—林豐”，森林是維系整個生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的樞紐，其他植被也有類似的作用，而以森林的效能最大。失去森林，整個生態(tài)系統(tǒng) 將被破壞，水土將嚴重流失，植物將難以生長，依靠這些植物為生的動物也將隨之消失，氣候也會變得干旱，加之風力吹蝕和地面流水的強烈侵蝕（有時還加上鹽堿 化），土地終將變成為荒漠。

全球每年有數(shù)以百億噸計的表土流失，致使 1/3以上的耕地肥力降低，超過40%的陸地

處于干 旱、半干旱狀態(tài)?；哪囊?guī)模已和森林不相上下。然而，森林還在縮減，荒漠卻在擴展。以非洲最為嚴重，在過去的幾十年中，撒哈拉沙漠的流沙一年要侵蝕周邊的 農(nóng)田160萬公頃以上（彩圖Ⅷ-5）。我國地勢高低相差很大，水對地面的沖刷本來就很強烈，再加上人為的因素，中國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一， 調查表明，中國水土流失面積達356萬平方公里，占國土總面積的37.1%，平均每年流失土壤45億噸，每年因水土流失損失耕地約100萬畝。（水利部：中國每年因水土流失損失耕地約100萬畝（新華網(wǎng)，2009年3月19日）

水 土流失的面積已達367萬平方千米，約占國土面積的38%，并以數(shù)萬平方千米每年的速度在增加著。土地荒漠化的面積達262萬平方千米，也在以6 700平方千米每年的速度擴展，其中沙漠化土地每年凈增2 460平方千米。水土流失和沙漠化也在威脅著發(fā)達國家，美國在歷史上曾深受其害，不僅1934年發(fā)生的塵暴吹走3億多噸沃土，曾震驚世界，到1987年， 一年流失的表土仍有39億噸之多。沙漠化土地面積已達278萬平方千米，占美國國土面積的30%左右。專家認為，若能長期堅持植樹造林，估計進入21世紀 以后，沙漠化速度可能逐步回到20世紀50年代的水平，即每年僅增加1 500平方千米。

對地面水不合理的處置、對地下水的過量取用、濫開 礦藏、隨意放置未經(jīng)處理的廢棄物、進行城市和交通建設時對土地不合理的占用等人類行為，都在使土地資源受到破壞，而且破壞速度有加快的趨勢。一些地區(qū)為了 彌補耕地的不足，毀林開荒，侵占草原濕地，破壞了生態(tài)環(huán)境，以致?lián)p失慘重，得不償失。我國山多地少，人均耕地面積不及世界人均數(shù)的三分之一，而且這些耕地 56%分布在山地、丘陵和高原上，其中1/5還已受到污染。因此保護土地，特別是耕地，尤為重要。正如1982年1月3日報日人民社論所指出 的：“1957年到1977年間，全國城鄉(xiāng)建設用地、自然災害報廢等原因，使全國耕地減少了4億多畝（相當60余萬公頃）?！倍?997年后仍在繼續(xù)減 少，直至1997、1998年又連續(xù)凈減1.35萬公頃和2.61萬公頃，這主要都是人為的原因所造成的。我國土地資源的管理與保護，正面臨嚴峻的形勢

4 人口膨脹，物種絕滅速度加快

人 類是生物圈的一員。在處于原始狀態(tài)時，人口數(shù)量增長不快，在所在生態(tài)系統(tǒng)中，能夠與其他生物維持平衡。但在近一二百年來，人口數(shù)量激增，而且大部向城市集 中，作為生物群體對環(huán)境的影響也日益顯著。在人口眾多的我國，每日排放的污水中生活污水最多；未經(jīng)處理的固體生活垃圾累計已達70多億噸，侵占土地約６億 平方米，約２００多座城市處于垃圾污染重圍之中。（專家探討中國城市生活垃圾處理新途徑（新華網(wǎng)2007年11月18日）

）。

在人類群體數(shù)量急劇增加的情況下，出現(xiàn)了生物物種絕滅速度的加快（圖13-7）是不足為奇的。一個生態(tài)系統(tǒng)中的物質和能量有限，只能容納一定數(shù)量的食客。何況人類還在快速破壞生態(tài)系統(tǒng)中的平衡。

在森林這個生態(tài)系統(tǒng)中，包容了地球上動植物近一半的物種；在海洋中，以珊瑚礁為基礎的生態(tài)系統(tǒng)容納的物種最多。現(xiàn)在森林正在大量消失，許多珊瑚礁也因海水的污染及人為的破壞，而萎縮或停止生命活動。顯然，依賴這些生態(tài)系統(tǒng)而生存的物種，也落到危險的境地。

13-7 人口增加與動物絕滅

物 種本來時有絕滅，在地球歷史上出現(xiàn)過的物種，90% 以上都已絕滅了。但這種自然絕滅需要時間，一種鳥類的自然絕滅至少需200萬年，一種獸類絕滅需60萬年，在地球上生活了近兩億年的恐龍，其最后的絕滅速 度算快的，延續(xù)的時間也以萬年計。但自從人類進入工業(yè)化時代以后，自然界生靈的絕滅速度加快了一千倍乃至上萬倍，確如聯(lián)合國報告所總結：人類是加速物種滅絕的禍首（人民網(wǎng)，2006年03月29日）

據(jù) 1979年的不完全統(tǒng)計，近2000年來，約有110多種獸類和130多種鳥類絕滅了，其中1/3消失于19世紀以前，1/3是19世紀絕種的，還有1 /3是近50年以來消失的。根據(jù)近年的統(tǒng)計，全球現(xiàn)有的130多萬種動物中，10年前平均每4天就有一種動物絕滅（即每年絕滅91種）；而現(xiàn)在，每4小時 就有一種動物消失（即每年絕滅2190種）。在近300年來絕滅的動植物中，有大約3/4是由人為因素直接或間接造成的。目前仍有數(shù)千種動植物正面臨著生 存危機。在我國已發(fā)現(xiàn)野生動植物資源數(shù)量下降，物種總數(shù)的15%～20%受到威脅，數(shù)千種動植物處于瀕危狀態(tài)，已經(jīng)有一批珍貴的野生動植物在國土上絕跡 了。

人為捕殺是造成野生動物絕滅的一個重要原因。無齒海牛從發(fā)現(xiàn)到最后一條被捕殺僅用了27年的時間。19世紀上半葉在美洲曾經(jīng)非常繁盛的旅行鴿（估計約數(shù)十億只），由于大規(guī)模地過度獵殺，到1959年就永遠地消失了（最后一只死于動物園中）。我國的滇金絲猴由于冷杉林的砍伐，正面臨絕滅的危險。生活在熱帶雨林的大猩猩，它們賴以生存的森林正在被大量砍伐，棲息地在減少。非洲的大象年捕殺量高達6萬～12萬頭，照此速度發(fā)展下去，到21世紀上半葉地球上就不會有野生大象了。目前世界上有1000多種脊椎動物處于絕滅的危險之中，一萬種植物瀕臨絕滅。

綜上所述，似乎正如有的研究者所說的：社會愈來愈富了，地球卻愈來愈窮了。難道人類走進文明必須以犧牲環(huán)境為代價嗎？而環(huán)境嚴重破壞的直接后果是反過來威脅人類社會的發(fā)展。應該說，人類正面臨著嚴重的環(huán)境問題：惡化中的大氣、污染嚴重的水圈、面積銳減的森林、迅速減少的土地資源、過度膨脹的人口和加速絕滅的生物物種。但這并不是說，上述嚴重的環(huán)境問題已經(jīng)到了無法解決的地步。

四、站十字路口的人類

1972 年6月，聯(lián)合國首次在瑞典的斯德哥爾摩召開了人類環(huán)境會議。會議宣言指出，現(xiàn)已達到歷史上這樣一個時刻：為這一代和將來的世世代代保護和改善人類環(huán)境，已 成為人類一個緊迫的目標。20年后各國首腦又在巴西的里約熱內盧集會，再次提出，保護環(huán)境是實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的重要條件，而人類正處在關鍵的位置。

認識到環(huán)境問題的存在及其嚴重性，是人類的一大進步。 如僅從科學技術的角度來看，現(xiàn)今的環(huán)境問題，應該是完全有可能解決的。這已在一些地區(qū)、一些方面得到證明。

 資源問題，從全球來看，通過持續(xù)不斷的努力，在可預計的未來，資源足以支持整個人類社會實現(xiàn)更加美好的現(xiàn)代化，并維持相當長的時間。而且，由于新資源的開 發(fā)、廢舊物資的再利用和代用品的使用，相當多的品種還綽綽有余。近些年來許多資源的相對價格都在下降，就是一個明證。從全球來看，人類擁有的各種能源儲量 與幾十年前相比不是少了，而是更多了。由于海水淡化的成本已開始大幅度降低，在21世紀，水資源短缺的沿海城市可望首先受益。森林破壞后可以再造，這在歐 洲表現(xiàn)得很明顯，原來的森林已被砍光，但現(xiàn)在又已成為世界森林覆蓋率較高的地區(qū)。開采礦藏而破壞的地面也是能夠改造和復墾的。

污染已有許 多辦法來控制，一些工廠排出的廢水、廢氣經(jīng)過處理，有害成分可大大減少；困擾人們的固體垃圾已在作為資源循環(huán)使用，節(jié)約了資源也改善了環(huán)境。燃燒煤炭是污 染的主要根源，它正逐漸被其他更“干凈”的能源所代替。還有DDT已停止使用，禁用氟氯烴、含鉛汽油的國家也越來越多。一些被污染的城市、河流，變得空氣 清新，流水清澈。

人口也是可以控制的，上世紀80年代以來，世界人口增長率已從上世紀60年代年增長

2%下降到90年代末的1.33%， 2000年后進一步下降為1.2%，我國已低于這個平均值，發(fā)達地更已變?yōu)樨撛鲩L（-0.2%）全球人口的絕對數(shù)字雖還有增加，但增長的勢頭已經(jīng)放緩。

因此，盡管當前環(huán)境問題嚴重，對我們這些發(fā)展中的國家來說，不能也不必用減緩社會經(jīng)濟的發(fā)展速度，甚至零增長的辦法來維護環(huán)境，依靠科學技術特別是高新技術，在發(fā)展中解決環(huán)境問題，才是出路。

照此說來，人類的前途是光明的。然而，這需要全人類一致的行動，用科學來規(guī)范自己 的行為，做到與自然和諧、協(xié)調地發(fā)展。不過，由于地球上的人們分別屬于不同的國家、不同的地區(qū)，具有不同的文化背景和價值觀，對環(huán)境問題的認識要達到全體 統(tǒng)一，不免存在許多困難和障礙，但各國首腦都同意：人類是在一個生物圈內，空氣和水應該共享和共管?？上壳俺Ｒ姷默F(xiàn)象是享用時爭先，承擔責任時退縮，這 又如何能做到人與環(huán)境的和諧？一個很現(xiàn)實的問題是治理污染需要花很多的錢。中國記者在德國科隆看到的一個火力發(fā)電廠“映照在藍天白云之下，一塵不染，恍惚 是一件藝術品”。這個廠的投資有1/3用于環(huán)保設施。那些工業(yè)發(fā)達的國家最先毀壞森林，大量燃燒煤炭，在地球上以破壞環(huán)境為代價，先富了起來?，F(xiàn)在他們可 以不砍伐自己的森林而去買別國的木材；也有錢去防治污染，獲得潔凈的水與空氣，但這是全人類為他們付出了巨大環(huán)境代價的結果。據(jù)1999年4月設在美國華 盛頓特區(qū)的世界資源研究所的報告，工業(yè)革命以來，大氣中增加的二氧化碳有65%來自美國及其他工業(yè)發(fā)達的國家。 20世紀中，美國排放到大氣中的二氧化碳為中國的3.5倍。聯(lián)合國為1972年人類環(huán)境會議組織編寫的背景材料《只有一個地球》中指出，當時發(fā)達國家人口 不到全世界人口的33%，然而其資源使用量已占到世界不可再生資源的75% 。現(xiàn)在發(fā)展中國家要趕上來，他們不得不再次付出沉重的環(huán)境代價，因此應該歷史地、公正地看待他們因發(fā)展而帶來的環(huán)境問題。

我國是一個負責任 的大國，盡管還處于發(fā)展中階段，但仍投入了巨資治理污染，維護生態(tài)環(huán)境，不僅從管理上，而且還從法律上給予保證，已經(jīng)制定了《中華人民共和國礦產(chǎn)資源 法》、《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國土地管理法》、《中華人民共和國森林法》、《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國水土保持 法》、《中華人民共和國草原法》、《中華人民共和國野生動物保護法》《地質災害防治管理辦法》等法規(guī)和條例，并采取了很多措施保護和改善環(huán)境。中國節(jié)能15年減排二氧化碳18億噸即一例，說明已初見成效

遺 憾的是，目前只看到局部利益和短期利益的人，還為數(shù)不少，因此盡管世界上通過了不少共同合作保護環(huán)境的公約、協(xié)議和宣言，但實行常受干擾。而在一些國家與 國家之間，乃至一個國家內部各個利益集團之間，各個地區(qū)之間，仍在紛爭不已，甚至兵戎相見，這又如何能做到協(xié)調一致地去維護人類的家園？戰(zhàn)爭就是對地球環(huán) 境最嚴重和最快速的破壞。《老殘游記》的作者劉鶚，用一場噩夢作為小說的開篇：一條大船快要沉沒了，船上的人不去設法搶救，卻仍在那里你爭我奪。他在這里 影射的是清朝末年的中國，而這難道不正是當今世界的寫照？照此看來，似乎又應該悲觀。

破壞環(huán)境、生態(tài)瀕臨失衡；維護環(huán)境、社會持續(xù)發(fā)展 。這就是站在十字路口的我們人類所面臨的兩種前途。如果大家都能對人類所處的環(huán)境形勢有科學的認識，作出正確的選擇，世界就大有希望。當我們看到地球猶如 載有生靈的一葉孤舟，飄搖在無邊的宇宙之中，為何不能放棄各種偏見和一己（包括某一個集團）私利，而同舟共濟呢？ 當我們認識到人和大自然互相依存的關系之后，難道還非要把自己擺在大自然的對立面，逆自然規(guī)律而斗個不休嗎？一個人要是能找對在大自然中所處的位置，那將 是精神上的一種升華。到那時，“各人自掃門前雪”、“以鄰為壑”的封閉觀念將會自行消失，大自然在他的眼里將會更加美好，“侶魚蝦而友麋鹿”，將不只是蘇 東坡詩意的想象，而是客觀的現(xiàn)實。

問題是，如果大多數(shù)人仍處于愚昧無知的狀態(tài)，或有科學知識的、對社會真正負責任的人們不能自由表達意見 并占主導地位，而讓少數(shù)愚昧無知或私利（包括某一集團的利益）至上的人控制著人類社會，人類的前途就十分可憂。因此，我們不能不佩服我國“五四”運動先行 者的真知灼見，發(fā)揚科學與民主的精神以求自強，這不僅是中國的治病良方，也是使地球村求得和諧，能夠同舟共進的正確道路。爭取改善環(huán)境和爭取社會進步，是互相依存，缺一不可的兩件大事，通過堅持不懈的努力，科學地處理好與地球的協(xié)調發(fā)展，建設一個民主的大同世界，實乃人類長期奮斗的目標和理想境界。

站在十字路口的人類正面臨著嚴峻的考驗。

思考題

1什么是環(huán)境？它對人類的生存和發(fā)展有哪些影響？

2什么是自然災害？它們的發(fā)生和人類有什么關系？

3當前人類面臨哪些環(huán)境問題？科學技術會對環(huán)境帶來些什么樣的影響？

4人類能維護好自己的家園嗎？

5地球科學能夠幫助自己在正確認識自然及處理人際事物方面獲得哪些新的領悟?

進一步閱讀的書目

1Ward B & Dubos R等只有一個地球《國外公害叢書》編委會譯長春：吉林人民出版社，1998

2Carson R.寂靜的春天呂瑞蘭譯北京：科學出版社，1997

3李鄂榮，姚清林中國地質地震災害長沙：湖南人民出版社，1998

4Peccei A.世界的未來（羅馬俱樂部主席的見解）.王肖萍、蔡榮生等譯，北京：中國對外翻譯出版公司，1985