书城科普读物探究式科普丛书-自然界的状态:自然环境
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第2章 你在他乡还好吗——环境学习篇(2)

我国的季风每年5月上旬开始出现在南海北部地区,中间经过3次北推和4个停留阶段,5月底至6月5~10日到达华南北部,6月底至7月初抵达长江流域;7月上旬中至20日,推进至黄河流域;7月底至8月10日前,北上至华北一带。

季风气候的高温与雨水时期基本一致,即课本上所讲的“雨热同期”,这对农业生产十分有利。因为在农作物生长旺盛,最需要水分的时候能有充足的雨水供应。但一年中气温变化较大,冬季气温低,且常伴有水旱灾害,容易造成农业减产。

季风气候对我国农业生产的影响十分显着。正是这样的夏季风,使我国长江中下游广大地区自古以来分布着众多着名的粮仓。

5.什么是生态环境

生态环境通常是指由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体,主要或完全由自然因素形成,并间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响。构成生态环境的物质种类很多,主要是空气、水、土壤、植物、动物、岩石矿物、太阳辐射等。生态环境是人类赖以生存的物质基础。

那么什么是生态呢?生态是指生物(原核生物、原生生物、动物、真菌、植物五大类)之间和生物与周围环境之间的相互联系、相互作用。生态科学就是研究生态及其与人类的相互关系的科学。环境概念泛指地理环境,是围绕人类的自然现象。总之,生态与环境虽然是两个相对独立的概念,但两者又紧密联系、“水乳交融”、相互交织,因而出现了“生态环境”这个新概念。它是指生物及其生存繁衍的各种自然因素、条件的总和,是一个大系统,是由生态系统和环境系统中的各个“元素”共同组成的。

生态环境与自然环境在含义上十分相近,许多人因而混用。严格来说,生态环境并不等同于自然环境。自然环境所包含的范围比较广,各种天然因素的总体都可以说是自然环境。但只有具有一定生态关系构成的系统整体,我们才能称之为生态环境。仅有非生物因素组成的整体,虽然可以称为自然环境,但并不能叫做生态环境。

在特定的生态系统演变过程中,当其发展到一定阶段时,各种对立因素通过食物链的相互制约作用,使其物质循环和能量交换达到一个相对稳定的平衡状态,从而保持了生态环境的稳定和平衡。如果环境承载能力超过了生态系统所能承受的极限,就可能导致生态系统的不平衡。

人是生态系统中最积极、最活跃的因素,在人类社会的各个发展阶段,人类活动都会对生态环境产生影响。特别是近半个多世纪以来,由于人口的迅猛增长和科学技术的飞速发展,人类不断地征服自然和改造自然,严重地破坏了生态环境。一方面,人类活动增大了向自然索取资源的速度和规模,加剧了自然生态失衡,带来了许多自然灾害。另一方面,人类本身也因自然规律的反馈作用而遭到“报复”。生态环境问题都已成为制约经济和社会发展的重大问题,人们越来越清醒地认识到,不能以牺牲生态环境作为代价来发展城市经济。

6.为什么说森林是人类的健康保护伞

森林是宝贵的自然资源,是人类生存和发展不可缺少的自然基础。地球上的森林资源非常丰富,总面积约为43.21亿公顷,约占陆地面地的32.2%。人类生活不能没有森林,森林对人类和自然界有着极大的意义。

首先,森林是空气的净化物。随着社会的迅猛发展和人们在生产生活中用矿物燃料的剧增,受污染的空气中混杂着一定含量的有害气体,威胁着人们的健康,其中二氧化硫就是分布广、危害大的有害气体。生物都有吸收二氧化硫的本领,但吸收速度和能力是不同的。植物覆盖面大,吸收二氧化硫要比其他物种大得多。据测定,森林中空气的二氧化硫要比空旷地少15%~50%。若是在高温高湿的夏季,随着林木旺盛的生理活动功能,森林吸收二氧化硫的速度还会加快。

其次,森林有自然防疫作用。树木能分泌出杀伤力很强的杀菌素,杀死空气中的病菌和微生物,对人类有一定保健作用。有人曾对不同环境,立方米空气中含菌量作过测定:在人群流动的公园为每立方米1000个,街道闹市区为每立方米3万~4万个,而在林区每立方米仅有55个。另外,树木分泌出的杀菌素数量也是相当可观的。例如,一公顷桧柏林每天能分泌出30公斤杀菌素,可杀死白喉、结核、痢疾等病菌。

第三,森林是天然制氧工厂。氧气是人类维持生命的基本条件,人体每时每刻都要呼吸氧气,排出二氧化碳。一个健康的人两三天不吃不喝不会致命,而缺氧几分钟就会死亡。这是人所共知的常识。

据测试,一个人要生存,每天需要吸进0.8千克氧气,排出0.9千克二氧化碳。森林在生长过程中要吸收大量二氧化碳,放出氧气。据研究测定,树木每吸收44克的二氧化碳,就能排放出32克氧气;树木的叶子通过光合作用产生1克葡萄糖,就能消耗2500升空气中所含有的全部二氧化碳。总的来说,森林绿地每年为人类处理近千亿吨二氧化碳,为空气提供60%的净洁氧气,同时吸收大气中的悬浮颗粒物,极大地提高空气质量,减少温室气体,减少热效应。

第四,森林是天然的消声器。噪声对人类的危害随着公共、交通运输业的发展越来越严重,特别是城镇尤为突出。一项研究表明,噪声在50分贝以下,对人没有什么影响;当噪声达到70分贝,对人体就会有明显危害。

第五,森林对气候有调节作用。森林浓密的树冠在夏季能吸收和散射,反射掉一部分太阳辐射能,降低地面温度。冬季森林叶子虽大都凋零,但密集的枝干仍能削减吹过地面的风速,使空气流量减少,起到保温保湿作用。要使森林发挥对自然环境的保护作用,其绿化覆盖率要占总面积的25%以上。

第六,森林有防止风沙和减轻洪灾、涵养水源、保持水土的作用。

由于森林树干、枝叶的阻挡和摩擦消耗,进入林区风速会明显减弱。

森林地表枯枝落叶腐烂层不断增多,形成较厚的腐质层,就像一块巨大的海绵,具有很强的吸水的功能。另外,树冠对雨水有截流作用,能减少雨水对地面的冲击力,保持水土。森林植被的根系能紧紧固定土壤,能使土地免受雨水冲刷,制止水土流失,防止土地荒漠化。

第七,森林有除尘和对污水的过滤作用。工业生产排放的烟灰、粉尘、废气严重污染着空气,威胁人类健康。高大树木叶片上的褶皱、茸毛及从气孔中分泌出的黏性油脂、汁浆能粘截到大量微尘,有明显阻挡、过滤和吸附作用。据资料记载,每平方米的云杉,每天可吸滞粉尘8.14克,松林为9.86克,榆树林为3.39克。一般说,林区大气中飘尘浓度比非森林地区低10%~25%。另外,森林对污水净化能力也极强。据国外研究介绍,污水穿过40米左右的林地,水中细菌含量大致可减少一半;而后随着流经林地距离的增大,污水中的细菌数量最多时可减至90%以上。

第八,森林是多种动物的栖息地,也是多类植物的生长地,是地球生物繁衍最为活跃的区域,所以森林保护着生物多样性资源。

而且无论是在都市周边还是在远郊,森林都是科学价值极高的自然景观资源。

由于人们对森林的木材资源的大量消耗,地球上的森林面积在逐年减少,已经引起了各方面的环境问题。例如:干旱少雨,气候变暖,动植物资源减少,水土流失,沙尘暴和空气污染加重,等等。因此,森林对环境和生态的价值远远高出了它提供木材的价值。

7.光合作用是怎么进行的

1771年,英国科学家普利斯特利做了一个有名的实验。他把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里,蜡烛不久就熄灭了,小白鼠很快也死了。

接着,他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物能够长时间地活着,蜡烛也没有熄灭。

他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物和小白鼠都能够正常地活着。这就是科学史上的伟大发现:植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。

这个过程被称为光合作用,是植物、藻类利用叶绿素,某些细菌利用其细胞本身,在可见光的照射下将二氧化碳和水转化为有机物,并释放出氧气的生化过程。植物之所以被称为食物链的生产者,是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物,并且具有贮存能力。通过食用,食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量,效率为10%~20%左右。对于生物界的生物来说,这个过程是它们赖以生存的关键。而地球上的碳氧循环,光合作用是不可欠缺的。

光合作用的有着重要的意义。在绿色植物出现以前,地球上的大气中并没有氧,只是在距今12亿~30亿年以前,绿色植物在地球上出现并逐渐占据优势后,地球的大气中才逐渐含有氧,从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以生存和发展。

8.了解“湿地”

湿地是指常年积水和过湿的土地。

是指水在环境和动植物生活中起主导作用的区域,其地下水通常接近或达到地表,或地表被浅水覆盖。

湿地是世界上生产力最高的生态环境之一,它是生物多样性的摇篮。无数的动植物种依靠湿地提供的水和初级生产力而生存。湿地养育了高度集中的鸟类、哺乳类、爬行类、两栖类、鱼类和无脊椎物种,也是植物遗传物质的重要储存地。湿地广泛分布于世界各地,拥有众多野生动植物资源,是重要的生态系统。很多珍稀水禽的繁殖和迁徙都离不开湿地,因此湿地被称为“鸟类的乐园”。由于湿地具有强大的的生态净化作用,因而又有“地球之肾”的美名。在人口爆炸和经济发展的双重压力下,20世纪中后期大量湿地被改造成农田,加上过度的资源开发和污染,湿地面积大幅度缩小,湿地物种受到严重破坏。湿地是地球上一种重要的、独特的、多功能的生态系统,它在全球生态平衡中扮演着极其重要的角色。

湿地的研究活动则往往采用狭义定义。美国鱼类和野生生物保护机构于1979年在《美国的湿地深水栖息地的分类》一文中,重新给湿地作定义为:“陆地和水域的交汇处,水位接近或处于地表面,或有浅层积水,至少有以下一到几个特征:①至少周期性地以水生植物为植物优势种;②底层土主要是湿土;③在每年的生长季节,底层有时被水淹没。”定义还指湖泊与湿地以低水位时水深2米处为界。按照这个湿地定义,世界湿地可以分成二十多个类型。

这个定义目前被许多国家的湿地研究者所接受。

湿地的水文条件是湿地属性的决定性因素。水的来源(如降水、地下水、潮汐、河流、湖泊等)、水深、水流方式,以及淹水的持续期和频率决定了湿地的多样性。水对湿地土壤的发育有深刻的影响。湿地土壤通常称为湿土或水成土。

湿地基本分五大类:近海及海岸湿地、河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地、库塘。

湿地有着巨大的经济效益、社会效益和生态效益,它和我们人类息息相关。在人类历史上,湿地往往是人类灿烂的古代文明的发祥地。如黄河流域孕育了华夏文明,印度河、恒河流域孕育了印度文明,尼罗河孕育了埃及文明,幼发拉底河和底格里斯河孕育了古巴比伦文明。四大文明古国都发祥于大河流域,这绝不是偶然的。

至于湿地的生态效益,那更是不可低估。湿地被人们誉为“大地之肾”,它能够分解净化污染物,起到“排毒”、“解毒”的功能。

我们人类排放的许多污染物,在江河湖泊及沼泽的自净作用下,被分解为无害的物质。湿地可以调节气候,使气候温和湿润;湿地源源不断地补充着地下水,因为湿地本身就是水的载体;湿地能够抵御和减轻自然灾害。同时,湿地也是野生动物特别是珍稀水禽繁衍栖息的乐园。我国的许多湿地,都是重要的自然保护区。

第二节地理现象和动植物谐趣

1.“山北黄牛下地,山南水牛犁田”说的是什么

“山北黄牛下地,山南水牛犁田”这句民间谚语,是对我国秦岭地区农业耕作方式的真实描绘。

秦岭是自西向东最高的一座山脉,也是在我国唯一呈东西走向的山脉。秦岭在我国是一条重要的分界线。

在地理学家眼里,秦岭是南方和北方的分界线,是长江黄河的分水岭;在动物学家眼里,秦岭将动物区系划分为古北界和东洋界,两类截然不同的动物在这里交会、融合;在气候学家眼里,秦岭是北亚热带和暖温带的过渡地带。

岭南为副热带季风气候,最冷月均温在0℃以上,年降水量在800毫米以上,冬季温和少雨;岭北为温带季风气候,最冷月均温在0℃以下,年降水量在800毫米以下,冬季寒冷干燥。

秦岭到淮河一线,就是人们常说的南方和北方的地理分界线。

这条分界线的南北,无论是自然条件、农业生产方式,还是地理风貌以及人们的生活习俗,都有明显的不同。淮河以北地形主要以平原为主,淮河以南主要以丘陵为主。

从农业生产及生活习俗来看,秦淮一线南北的差异就更加明显了。北方耕地为旱地,主要农作物以小麦为主,一年两熟或两年三熟;南方则主要是水田,农作物主要是水稻和茶叶等亚热带经济作物,一年两熟或三熟。人们平常所说的“山北黄牛下地,山南水牛犁田”,正是这种南北差异的真实写照。