生物多种性减少,是指包括动植物和微生物的所有生物物种。由于生态环境的破坏,对资源的过分开发,环境污染和引进外来物种等原因,使这些物种不断消失。据估计,地球上的物种约有3000万种,自1600年以来,已有724个物种灭绝。目前已有3956个物种濒临灭绝,3647个物种为濒危物种,7240个物种为稀有物种。
多数专家认为,地球上生物的1/4,可能在未来20年~30年内处于灭绝的危险;1990年至2020年内,全世界5%~15%的物种可能灭绝,也就是每天消失40个~140个物种。
生物多样性的存在,对进化和保护生物圈的生命,维持生态系统,具有不可替代的作用。
生态系统一旦失去平衡,会发生非常严重的连锁性后果。生态系统的平衡往往是大自然经过了很长时间才建立起来的动态平衡,一旦受到破坏,有些平衡就无法重建了,带来的恶果可能是人类的努力无法弥补的。因此,人类要重视生态平衡,而绝不要轻易去破坏它。
生态平衡,是指生态系统内两个方面的稳定:一方面,是生物种(即生物、植物、微生物)的组成和数量,比例相对稳定;另一方面,是非生物环境(包括空气、阳光、水、土壤等)保持相对稳定。生态平衡,是一种动态平衡。比如,生物个体会不断发生更替,但总体上看,系统保持稳定,生物数量没有剧烈变化。我国每年除了自然力引发的灾害外,人为对环境与资源的破坏,加剧了自然灾害,或直接造成了生态的退化与危机。目前人口膨胀、大气污染、水土流失、水污与水荒、土壤沙化与植被荒漠化等问题,较为明显。
造成生态系统破坏与退化的人为因素,可以归结为“五滥”,即滥垦、滥牧、滥伐(林木)、滥采(药材)、滥用水资源。这些行为,直接地使生物多样性显着削减,并且恶化了生物生存环境。因此,全社会要积极行动起来,为维护生态平衡作出努力。
第五节珍惜我们的生命系统——水资源
1.水的分布特点及分类
从太空中看,我们居住的地球,是一个椭圆形的、极为秀丽的蔚蓝色球体。水,是地球表面数量最多的天然物质,覆盖了地球70%以上的表面积,因此地球是一个名副其实的大水球。
众所周知,水是生命的保障,力量的源泉,生命起源于水,人类的生存和发展离不开水。所以,保护水资源,是全人类共同的责任。
作为一颗蔚蓝色的行星,地球的最重要的特色之一,便是有水,因此地球素称“水球”。地表的广大面积,被水所覆盖,主体是海洋,占地球表面积的71%。此外,还有大陆上的湖泊、河流和冰川中的水,土壤和浅部岩石的孔隙也含有一定数量的“地下水”。因此,水以液态、固态和气态三种形式,覆盖了地球3/4的面积,水分布于大气圈、水圈、地壳和生物体内,进行着物质循环。
地球全部水体的总储量为13.8亿立方千米。其中海洋为13.38亿立方千米,占总储量的96.5%;而分布在大陆上的水,包括地表水和地下水,各占余下的一半左右。在全球水的总储量中,淡水仅占2.53%,其余均为咸水。
地球表面的水,是十分活跃的。海洋蒸发的水汽,进入大气圈,经气流输送到大陆,凝结后降落到地面,部分被生物吸收,部分下渗为地下水,部分成为地表径流。地表径流和地下径流,大部分回归海洋。
地表水大部分在河流、湖泊和土壤中进行重新分配,除了回归海洋的那部分外,有一部分储存在内陆湖泊里或形成冰川。这部分水量交换极其缓慢,周期要几十年甚至上千年。
海水是咸水,不能直接利用,所以我们通常所说的水资源,主要是指陆地上的淡水资源,如河流水、淡水、湖泊水、地下水和冰川等。
陆地上的淡水资源,只占地球上水体总量2.53%,其中大部分(近70%)是固体冰川,即分布在两极地区和中、低纬度地区的高山冰川,现在还很难加以利用。目前人类比较容易利用的淡水资源,主要是河流水、淡水湖泊水以及浅层地下水,储量约占全球淡水总储量的0.3%,只占全球总储水量的十万分之七。据研究,从水循环的观点来看,全世界真正能有效利用的淡水资源,每年约有9000千立方米。
水和水体是两个不同的概念。纯净的水,是由H2O分子组成的,而水体则含有多种物质,其中包括悬浮物、水生生物以及基底等。
水体实际上是指地表被水覆盖地段的自然综合体,包括河流、湖泊、沼泽、水库、冰川、地下水和海洋等。
河流,是指陆地表面上经常或间歇有水流动的线形天然水道。陆地上的河流,不停地进行着侵蚀、搬运、堆积等作用,改变着地貌特征。
每条河流,都有河源和河口。河源,是指河流的发源地,有的是泉水,有的是湖泊、沼泽或是冰川。各个河流的河源情况,不尽一样。河口,是河流的终点,即河流流入海洋、河流(如支流流入干流)、湖泊或沼泽的地方。
每一条河流,基本上分上、中、下游三段。通常上游流速大,冲刷占优势;中游流速减小,流量加大,冲刷、淤积都不严重,但河流两侧的侵蚀有所发展;下游流速较小,但流量大,淤积占优势,多浅滩或沙洲。
大江大河在入海处,都会分多条入海,形成河口三角洲。
我们知道,中国境内的河流众多,全国径流总量达2.7万多亿立方米,相当于全球径流总量的5.8%。由于中国的主要河流多发源于青藏高原,落差很大,因此中国的水力资源非常丰富,蕴藏量达6.8亿千瓦,居世界第一位。
湖泊,主要通过入湖河川径流、湖面降水和地下水而获得水量。
湖水水位,通常在雨季或稍后上升,而在蒸发旺季下降。以冰川融水为主要补给的湖泊,水位的变化受到热季和雨季的影响。
冰川是一种巨大的流动固体。在高寒地区,雪结晶聚积成巨大的冰川冰,在重力影响下,冰川冰开始流动,从而发展成为冰川。
冰川是地表上长期存在并能自行运动的天然冰体,由大气固体降水经多年积累而成,是地表重要的淡水资源。
冰川不同于冬季河湖冻结的水冻冰,构成冰川的主要物质是冰川冰。冰川总面积约达1600多万平方千米,约占地球上淡水总量的69%。冰川所含的水量占地球上除海水之外所有水量的97.8%。有学者认为,全世界存在着多达7万至20万个冰川。
现代冰川面积的97%、冰量的99%为南极大陆和格陵兰两大冰盖所占有。特别是南极大陆冰盖面积,达到近1400万平方千米(包括冰架),最大冰厚度超过4000米。冰川冰虽然储藏着全球淡水量的3/4左右,但可以直接利用的很少。
冰川分为大陆冰盖(简称冰盖)和山岳冰川(又称山地冰川或高山冰川)。大陆冰盖主要分布在南极和格陵兰岛。
山岳冰川则分布在中纬、低纬的一些高山上。全世界冰川面积共有l500多万平方千米,其中南极和格陵兰的大陆冰盖就占去1465万平方千米。
我国的冰川都属于山岳冰川,按成因又分为大陆性冰川和海洋性冰川两大类,总储量约5.13万亿立方米。前者占冰川总面积的80%,后者主要分布在念青唐古拉山东段。
地下水,是指广泛埋藏在地表以下的各种状态的水。大气降水降落到地表后,其中一部分下渗到松散堆积物中、岩层裂缝中与洞穴中,并在其中储存起来,这就成为了地下水。地下水主要来源于大气降水,因此地下水量的多少、地下水位高低的变化主要与大气降水量及其变化有重要联系。我国西部内陆干旱地区的山前地带也埋藏有地下水,这是由于附近的高山冰川积雪在夏季融化潜入地下形成的。
严格来说地下水分为很多类,但主要有两种:潜水和承压水。
潜水,是指埋藏在第一个隔水层之上的地下水。通常所见到的地下水多半是潜水,主要由降水和地表水入渗补给。潜水流出地面时就形成泉。由于潜水充满岩石或松散堆积物所有空隙,因而有统一的自由水面,称为潜水面。人工打井,就是打到潜水面以下。潜水面因降水量多少、降水季节变化、水位高低等而有升降变化。潜水埋藏深度因地而异。据科学家估算,全世界的地下水总量多达1.5亿立方千米,几乎占地球总水量的1/10,比整个大西洋的水量还要多。
地下水与人类的关系十分密切,井水和泉水是我们日常使用最多的地下水。不过,地下水也会造成一些危害。例如,地下水过多会引起铁路、公路塌陷,淹没矿区坑道,形成沼泽地等。地下水有一个总体平衡的问题,所以不能盲目和过度开发,否则容易形成地下空洞、地层下陷等问题。
承压水是指充满于上、下两个隔水层之间的含水层,并承受一定压力的地下水。它在一定条件下,可自行喷出地表,所以承压水又叫自流水或喷泉。承压水是在岩层、岩石性质、地质构造以及地貌等因素相互配合下形成的,其中以向斜构造、盆地地貌等最重要。例如,我国四川盆地、山东淄博盆地等,都属于承压水盆地。济南有泉城之称,就是由承压水构造而形成的,它在山区接受大气降水补给,在城区则以上升泉形式涌出地表。在多数情况下,承压水埋藏较深,封存条件较好,循环交替过程较长,水质较好,一般不受气象水文条件影响,因而水量也相当稳定。承压水水量大小与补给区水源多少、承压区面积和含水层厚度密切相关。
水资源与人类的关系非常密切,人类把水作为维持生活的源泉。
人类在历史发展中,总是向有水的地方集聚,并开展经济活动。随着社会的发展、技术的进步,人类对水的依赖程度越来越大。
水资源,是世界上分布最广、数量最大的资源。水覆盖着地球表面70%以上的面积,总量达15亿立方千米;水资源也是世界上开发利用得最多的资源。现在人类每年消耗的水资源数量远远超过其他任何资源,全世界年用水量达3万亿吨。
地球上水资源的分布很不均匀,各地的降水量和径流量差异很大。全球约有1/3的陆地少雨干旱,而另一些地区,在多雨季节易发生洪涝灾害。例如在我国长江流域及其以南地区,水资源占全国的82%以上,耕地占36%,水多地少;长江以北地区,耕地占64%,水资源不足18%,地多水少,粮食增产潜力最大的黄淮流域的耕地占全国的41.8%,而水资源不到5.7%。
我国水资源总量虽然较大,但人均占有量并不多。水资源的特点,是地区分布不均,水土资源组合不平衡;年内分配集中,年际变化大;连丰连枯情况比较突出;河流的泥沙淤积严重。这些特点造成了我国容易发生水旱灾害,水的供需产生矛盾。这也表明了我国对水资源的开发利用、江河整治的任务十分艰巨。
2.水的作用
水对气候的影响
我们知道,水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体,在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现,并影响气候和人类的活动。
水对地理的影响
众所周知,地球表面的71%被水覆盖,表层的水体构成了水圈,水圈以海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水等形式存在着。
水深刻地影响着地球的地理特征。
水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变着地表形态。
水对生命的影响
据科学研究,地球上的生命最初是在水中出现的。水是所有生命体的重要组成部分。
水是维持生命必不可少的物质,在人体中水占体重的70%。人对饮用水还有质的要求,如果水中缺少人体必需的元素或含有某些有害物质,或水质遭到污染,达不到饮用要求,就会影响人体健康。
水中生活着大量的水生植物等水生生物。水有利于体内化学反应的进行,在生物体内还起到运输物质的作用,对于维持生物体温度的稳定起到很大作用。
3.水资源的保护
尽管地球上的水数量巨大,而能直接被人们生产和生活利用的却少得可怜。首先,海水又咸又苦,不能饮用,不能浇地,也难以用于工业。其次,地球的淡水资源仅占其总水量的2.5%,而在这极少的淡水资源中又有70%以上被冻结在南极和北极的冰盖中,加上难以利用的高山冰川和永冻积雪,有87%的淡水资源难以利用。人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分,约占地球总水量的0.26%。全球淡水资源,不仅短缺而且地区分布极不平衡。约占世界人口总数40%的80个国家和地区严重缺水。
目前,全球80多个国家的约15亿人口面临淡水不足,其中26个国家的3亿人口完全生活在缺水状态。预计到2025年,全世界将有30亿人口缺水,涉及的国家和地区达40多个。21世纪,水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源,水资源问题已不仅仅是资源问题,更成为关系到国家经济、社会可持续发展和长治久安的重大问题。