书城科普读物人类与地球
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第10章 文明与灾难(1)

人类在与自然做斗争中创造了辉煌的文明,也战胜了无数自然灾害。但是,长期以来“与自然做斗争”的思想也给人类带来了危害,导致发展文明的同时又破坏了自然环境,最后受到了自然的惩罚。因此,认识自然、热爱自然、与自然和谐相处,才是人类文明发展的和谐之道。

千疮百孔的地球

我们的世界,已经千疮百孔、满目疮痍。从南极到北极,从喜马拉雅山到辽阔的海洋,从人口密集的大都市到偏僻的乡村,无一例外都受到了污染。在人口和工业区密集的大城市,这种污染就更严重。如果我们今天要想在地球上找一个完全没有受到污染的地方,那真是一件不容易的事情。

环境污染

我们赖以生存的大气、土地、水,已经不再是从前的模样。大气污染,导致天空不再明亮;土壤污染,导致农作物不再安全;砍伐森林,导致水土流失、暴雨成灾、沙漠大步扑向城市和乡村;江河湖泊污染,导致鱼死人病、全球闹水荒;海洋污染,导致海洋生态系统遭到破坏、红潮黑潮涌向蓝色的海洋。

能源枯竭、人口爆炸,让地球承载下了人类永无止境的欲望。垃圾污染、烟尘污染、噪声污染、废水污染、电磁污染、放射污染、光污染、酸雨污染……人类的活动改变了环境,使环境向着不利于人类生存的方向变化。而人类的这些活动,往往就是急功近利,获取奢侈的“物质文明”。

污染的危害

在我们的日常生活中,我们每时每刻都在制造着污染又同时被污染所困扰。我们在不知不觉中吸进了被污染的空气、吃进了被污染的食物,我们的健康也在不知不觉中受到了损害。

人类向大自然的每一次新的大规模索取,在起初一般都很难把它的弊端认识清楚,尤其是对环境的污染和破坏,往往要在一段时间之后才显现出来。但是这个时候治理起来就已经比较麻烦了。环境污染,是高悬在全人类头上的一柄利剑。

人类需要检讨自己

地球是包容人类过错的一颗生命之星,而这颗生命之星现在正危在旦夕。而扼住生命之喉的,正是人类自己。是谁要扼杀地球生命?是环境污染!是谁制造了环境污染?是人类!

人类是生命之星,是生命的最高形式和最后结果,是大自然的骄子。由于人类对环境的破坏,却成为了环境的罪人、生命的罪人、扼杀地球生命的孽子。这个怪圈,是人类自己设下的。

人类与地球上任何物种相比,在生物学上都是平等的。但是对环境的干预方面,人类又是如此的特殊和不堪一击。狂妄是要付出代价的,人把自己凌驾于自然之上,为所欲为,终究会受到自然法则的无情制裁。

别做嗜血的北极熊

你听过北极熊的故事吗?在北极圈里,它可是没有什么天敌的,但是聪明的爱斯基摩人,却可不费吹灰之力猎捕它……

爱斯基摩人是怎么办到的?这就是上帝给人的智慧!

他们杀一只海豹,把它的血倒进一个水桶里,用一把两刃的匕首插在血液中央,因为气温太低,海豹血立即凝固,匕首就结在血中间,像一个超大型的棒冰,之后把棒冰倒出来,丢在雪原上就可以了。

北极熊有一个特性:嗜血如命,这就足以害死它了。

它的鼻子特灵,可以在好几千米之外就嗅到血腥味,此时它一定闻到爱斯基摩人丢在雪地上的棒冰,于是迅速赶来觅食,开始舔起血棒冰,舔着舔着,舌头渐渐麻痹,但是还是不愿意放弃这样的美食,忽然血的味道变好了,那是更新鲜的血,温热的血,于是它越舔越起劲——原来那是它自己的血……

事实是:它舔到一个程度,已经舔到棒冰的中央部分,匕首划破了它的舌头,血冒出来,但是它的舌头早已麻木,所以没有感觉,但是它的鼻子还很敏感,知道新鲜的血来了,加紧舔食的结果就是,舌头伤的更深,血更多流失,通通吞进自己的喉咙里。

最后是北极熊失血过多,休克晕厥过去,爱斯基摩人就走过去,几乎不必花力气,就可以轻松捕获它。

在人类追求幸福的过程中,当我们贪婪的吸食地球资源和破坏环境时,我们何尝不是一头嗜血的北极熊呢,如果我们继续持续错误的观念和做法,人类将会走向北极熊一样的命运。

水土流失

土地资源是人类生产活动最基本的资源和劳动对象。人类对土地的利用程度反映了人类文明的发展,但同时也造成对土地资源的直接破坏,这主要表现为不合理垦殖引起的水土流失、土地沙漠化、土地次生盐碱化及土壤污染等,而其中以水土流失尤为严重,这是当今世界面临的又一个严重危机。

水土流失的概念

水土流失是指在水流作用下,土壤被侵蚀、搬运和沉淀的整个过程。在自然状态下,纯粹由自然因素引起的地表侵蚀过程非常缓慢,常与土壤形成过程处于相对平衡状态,因此坡地还能保持完整,这种侵蚀称为自然侵蚀。在人类活动影响下,特别是人类严重地破坏了坡地植被后,由自然因素引起的地表土壤破坏和土地物质的移动,流失过程加速,即发生水土流失。

同时,生态环境逐渐恶化,加剧贫困。水土流失是中国生态环境恶化的主要特征,是贫困的根源。尤其是在水土流失严重地区,地力下降、产量下降,形成“越穷越垦,越垦越穷”的恶性循环。

水土流失的现状

水土流失是中国土地资源遭到破坏的最常见的地质灾害。中国有1/3的国土都在遭受水土流失的困扰,中国的水土流失总面积已达356万平方千米,占国土面积的37%。中国已是世界上水土流失最严重的国家之一,水土流失成为中国面临的头号环境问题。

中国目前水土流失总的情况是:点上有治理,面上有扩大,治理赶不上破坏。全国水土流失面积在解放初期为17.4亿亩,到1980年约治理6亿亩。由于治理赶不上破坏,致使水土流失面积扩大到22.5亿亩,约占国土总面积的1/6,涉及近千个县。全国山地丘陵区有坡耕地约4亿亩,其中修梯田约1亿亩,而另外3亿亩坡地正遭受水土流失的危害。

水土流失的危害

水土流失的主要破坏有:致使土壤肥力下降,使大量肥沃的表层土壤丧失;水库淤积,河床抬高,通航能力降低,洪水泛滥成灾;威胁工矿交通设施安全;在高山深谷,水土流失常引起泥石流灾害,危及工矿交通设施安全,恶化生态环境。

中国的水土流失地区主要分为水蚀区、风蚀区和水蚀风蚀交错区,其中,中国的水力侵蚀面积为165万平方千米,风力侵蚀面积为191万平方千米,而风蚀水蚀交错区为26万平方千米。水利专家警告,若再不采取正确的水土保持措施,任广种薄收和各种破坏行为持续下去,一些处于危险状态的土地将从可利用土地中消失而成为人类无法耕种的沙化或石漠化土地。

1950年以来,因水土流失,中国毁掉的耕地达到了4000多万亩,因水土流失造成退化、沙化、碱化的草地约100万平方千米,占中国草原总面积的50%,仅20世纪90年代,中国沙化土地每年就扩展2460平方千米。

预防水土流失

防治水土流失有以下几项措施:减少坡面径流量,减缓径流速度,提高土壤吸水能力和坡面抗冲能力,并尽可能抬高侵蚀基准面;在采取防治措施时,应从地表径流形成地段开始,沿径流运动路线,因地制宜,步步设防治理,实行预防和治理相结合,以预防为主;治坡与治沟相结合,以治坡为主;工程措施与生物措施相结合,以生物措施为主。只有采取各种措施综合治理,集中治理,持续治理,才能奏效。

水土流失的治理技术

应用阴离子聚丙烯酰胺(PAM)防治水土流失,已成为国际普遍采用的化学处理措施。2003年美国水土保持报道了美国印地安那州弗兰克安等人应用PAM模拟降雨装置,在多干扰农田中,进行了施用PAM防治水土流失的试验研究,取得了在雨量充沛地区防治水土流失试验的成功。

第1次暴雨事件后,20千克/小时立方米PAM能使农用粉沙壤土的土壤固体颗粒流失量减少60%,还能减缓60升/分钟高强度流水的冲刷侵蚀。在易严重侵蚀的地区用PAM处理后的土壤能有效控制侵蚀。对初始干土模拟降雨研究发现,在69毫米/小时降雨中,用80千克/小时立方米PAM可使粉沙壤土堤减少86%的地表径流和99%的土壤流失。在表土,用PAM液雾喷施风干的土壤比直接用干PAM颗粒处理的土壤更能及时有效地控制侵蚀。相信,此项研究对我国应用PAM防治水土流失的试验研究,有一定的借鉴作用。

全球变暖

全球气候变暖是一种“自然现象”。由于人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳等多种温室气体,由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性,而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性,能强烈吸收地面辐射中的红外线,也就是常说的“温室效应”,导致全球气候变暖。全球变暖的后果,会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等,既危害自然生态系统的平衡,更威胁人类的食物供应和居住环境。

温室效应

大气既能让太阳辐射透过而到达地面,同时又能阻止地面辐射的散失,我们把大气对地面的这种保护作用称为大气的温室效应。造成温室效应的气体称为“温室气体”,它们可以让太阳短波辐射自由通过,同时又能吸收地表发出的长波辐射。这些气体有二氧化碳、甲烷、氯氟化碳、臭氧、氮的氧化物和水蒸气等,其中最主要的是二氧化碳。近百年来全球的气候正在逐渐变暖,与此同时,大气中的温室气体的含量也在急剧增加。许多科学家都认为,温室气体的大量排放所造成的温室效应的加剧是全球变暖的基本原因。

人类燃烧煤、油、天然气和树木,产生大量二氧化碳和甲烷进入大气层后使地球升温,使碳循环失衡,改变了地球生物圈的能量转换形式。自工业革命以来,大气中二氧化碳含量增加了25%,远远超过科学家可能勘测出来的过去16万年的全部历史纪录,而且目前尚无减缓的迹象。大气中二氧化碳排放量增加是造成地球气候变暖的根源。国际能源机构的一项调查结果表明,美国、中国、俄罗斯和日本的二氧化碳排放量几乎占全球总量的一半。调查表明,美国二氧化碳排放量居世界首位,年人均二氧化碳排放量约20吨,排放的二氧化碳占全球总量的23.7%。中国年人均二氧化碳排放量约为2.51吨,约占全球总量的13.9%。

变暖趋势不断上升

全球变暖是指全球气温升高。近100多年来,全球气温变化总体来看为上升趋势。尤其进入20世纪80年代后,全球气温明显上升。

1981~1990年全球平均气温比100年前上升了0.48摄氏度。导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料(如煤、石油等),排放出大量的二氧化碳等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的穿透性,而对地球反射出来的长波辐射(如红外线)具有高度的吸收性,也就是常说的“温室效应”,导致全球气候变暖。

出现全球变暖趋势的具体原因是,人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳进入了地球的大气层。政府间气候变化问题小组根据气候模型预测,到2100年为止,全球气温估计将上升大约1.4~5.8摄氏度。根据这一预测,全球气温将出现过去1万年来从未有过的巨大变化,从而给全球环境带来潜在的重大影响。

毫无疑问我们这个星球正在升温,在20个世纪全世界的平均温度大约攀升了0.6摄氏度。北半球春天的冰雪解冻期比150年前提前了9天,而秋天的霜冻开始时间却晚了10天左右。

20世纪90年代是自19世纪中期开始温度记录工作以来最温暖的十年,在记录上最热的几年依次是:1998年、2002年、2003年、2001年和1997年。

“减排”防止全球变暖

为了阻止全球变暖趋势,1992年联合国专门制订了《联合国气候变化框架公约》,该公约于同年在巴西城市里约热内卢签署生效。依据该公约,发达国家同意在2000年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其它“温室气体”的排放量降至1990年时的水平。另外,这些每年的二氧化碳合计排放量占到全球二氧化碳总排放量60%的国家还同意将相关技术和信息转让给发展中国家。发达国家转让给发展中国家的这些技术和信息有助于后者积极应对气候变化带来的各种挑战。截止2004年5月,已有189个国家正式批准了上述公约。

海洋污染

海洋污染通常是指人类改变了海洋原来的状态,使海洋生态系统遭到破坏。有害物质进入海洋环境而造成的污染,这会损害生物资源,危害人类健康,妨碍捕鱼和人类在海上的其他活动,损坏海水质量和环境质量等。

海洋污染综述

海洋面积辽阔,储水量巨大,因而长期以来是地球上最稳定的生态系统。由陆地流入海洋的各种物质被海洋接纳,而海洋本身却没有发生显著的变化。然而近几十年,随着世界工业的发展,海洋的污染也日趋严重,使局部海域环境发生了很大变化,并有继续扩展的趋势。

海洋的污染主要是发生在靠近大陆的海湾。由于密集的人口和工业,大量的废水和固体废物倾入海水,加上海岸曲折造成水流交换不畅,使得海水的温度、pH值、含盐量、透明度、生物种类和数量等性状发生改变,对海洋的生态平衡构成危害。

目前,海洋污染突出表现为石油污染、赤潮、有毒物质累积、塑料污染和核污染等几个方面;污染最严重的海域有波罗的海、地中海、东京湾、纽约湾、墨西哥湾等。就国家来说,沿海污染严重的是日本、美国、西欧诸国和前苏联国家。

我国的渤海湾、黄海、东海和南海的污染状况也相当严重,虽然汞、镉、铅的浓度总体上尚在标准允许范围之内,但已有局部的超标区;石油在各海域中有超标现象。其中污染最严重的渤海,由于污染已造成渔场外迁、鱼群死亡、赤潮泛滥、有些滩涂养殖场荒废、一些珍贵的海生资源正在丧失。

石油及其产品对海洋的污染

石油及其产品对海洋的污染包括原油和从原油中分馏出来的溶剂油、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等等,以及经过裂化、催化而成的各种产品。目前每年排入海洋的石油污染物约1千万吨,主要是由工业生产,包括海上油井管道泄漏、油轮事故、船舶排污等造成的,特别是一些突发性的事故,一次泄漏的石油量可达10万吨以上,这种情况的出现,大片海水被油膜覆盖,将促使海洋生物大量死亡,严重影响海产品的价值,以及其他海上活动。

重金属和酸碱对海洋的污染