全球生态环境问题专业研究

近二、三十年，全球生态环境问题日益突出，特别是全球气候变暖、臭氧层耗竭、酸雨、水资源状况恶化、土壤资源退化、全球森林危机、生物多样性减少、毒害物质污染与越境转移等八大问题，正威胁着人类的生存。 全球气候变暖 温室效应作为一种自然现象，是指来自太阳（太阳辐射）的能量穿过大气层到达地面，而从地球反射出来的热量则被大气层中的气体部分地阻挡或吸收了。这样的气体如二氧化碳、甲烷、氟氯烃、一氧化二氮等，我们称之为温室气体。其中二氧化碳是主要的温室气体，它大约占所造成温室效应的50。工业革命以来，由于人类生产生活方式的变化，石油、煤碳等矿物燃料和农用化肥被大量使用，大气中的温室气体浓度急剧增加。据统计，100多年来，大气中二氧化碳的含量增加了30，甲烷增加了145，一氧化二氮增加了15。过多的温室气体使地球表面温度不断上升，在过去100年中，地球表面温度上升了0.30.6摄氏度。据联合国19961997年度世界资源报告预测，到2020年，全球能源消耗将比增50至100，由此造成二氧化碳等温室气体排放量将增加4590，按估计，在未来100年中，全球气温可能再升高13.5摄氏度。全球气候变温给人类带来的决不仅是一个“暖风熏得游人醉”的冬天，人类的整个生存环境面临严峻的考验。地球变温将给人类带来什么样的影响，尽管一部分科学家坚持认为这还有许多未确定的部分，但有一点可以确信无疑，那就是海平面将不断上升。目前这一变化已初见端倪。本世纪海平面已上升了25厘米，据联合国政府间气候变化问题研究小组预测，到2010年海平面还将上升60厘米。海平面升高60厘米，意味着美国将有2.5万平方公里的土地被水淹没，纽约长岛的海岸线只需海水升高30厘米便要向后退缩30米。海平面上升几十厘米对许多生活在大陆上的居民而言影响还不算很大，但对于大洋中由珊湖礁组成的岛屿国家来说，则意味着“国将不存”。日本学者不破敬一郎主编的地球环境手册指出，全球气候变暖会对人体健康产生直接影响，如对体弱的老人和婴儿抗暑热能力产生影响，并且气候变暖可能会扩大疟疾等热带传染病的病原生物和传播媒介昆虫等的栖息域。还有随着气候变暖而加重的大气污染，可能会加重因一般环境恶化引起的疾病。通常，传播痢疾的蚊子在17摄氏度以下只能生存几天，目前全球有58的人可以避免受到痢疾的侵害，但是，联合国政府间气候变化问题研究小组认为，如果气温再上升2至5度，那么全球将有60的人口生活在痢疾感染区域。下面是一个病源菌借气候上升之便蠢蠢欲动的典型例子：从80年代开始，美国西南部连续6年遭受旱灾，猫头鹰、蛇和效狼等食肉动物减少了许多。1993年春天大雨之际，蝗虫大量繁殖，靠捕食蝗虫为生的一种老鼠因缺少天敌而骤然增加。这种老鼠携带着亨特病菌，一旦人类感染上这种病菌，就会导致身体出血、肾脏受损，严重的会引起呼吸困难。结果1993年起该地区居民最终处于这种病菌的威胁之中，并有人因此而死亡，引起了全美国的震惊。杀虫剂中毒（生、慢性）温度上升此外，全球气候变暖对关系人类生存的农业、水源等方面都会产生影响。据估计，人类每排放一吨温室气体，所引起的全球增温损失大约为20美元。目前全球排放温室气体所造成的损失约2696亿美元3157亿美元，占全世界国民生产总值的1.41.7。图1 气候变化对健康的影响全球气候变暖因夏天酷暑造成热压迫感适 应死亡增加媒介昆虫造成的疾病媒介昆虫杀虫剂污 染寄生植物寄生动物与水相关联的健康影响降水量变化水 质饥 荒大气污染炎症性疾病呼吸器官疾病（癌）天 花温度上升抑制免疫传染病皮肤癌白内障资料来源：不破敬一郎：地球环境手册，中国环境科学出版社1995年出版，第130页。 臭氧层耗竭 1985年10月，英国科学考察队在南极的南纬60观察站发现上空出现巨大的臭氧“空洞”（臭氧浓度极低区），从而引起了公众对臭氧耗竭问题的关注。事实上，自1958年对臭氧层进行观察以来，科学家就发现了高空臭氧层浓度有减少的趋势。臭氧是一种自然产生的气体，它在地球大气平流层中，聚集在一起形成“臭氧层”。平均起来，臭氧层只有0.35厘米厚，但它的作用不可低估，它保护地球免遭紫外线（UV）辐射，大约90的来自太阳的紫外线辐射被臭氧层吸收。有人强调，臭氧层对于地球生命的重要性就像空气和水一样。如果没有臭氧层的保护。到达地面的紫外线辐射就会达到使人致死的程度，整个地球生命就会像失去空气和水一样遭到毁灭。70年代早期科学家们已着手调查某些化学物质与臭氧层耗竭之间的关系。两名美国科学家马里奥莫利纳和舍伍德罗兰德研究认为，“氯氟烃”可能是导致臭氧屋耗竭的顽凶。氯氟烃进入大气后，在阳光中会进行分解，并释放出大量的氯，而氯可以进行一种链式反应，极快地破坏臭氧分子。1986年世界气象局和联合国环境规划署联合主持发布了一个有关臭氧层的报告，肯定了上述推断。臭氧层的耗竭与氯氟烃的大量排放有关，而氯氟烃大量产生正是人类自己所为。在本世纪30年代，氯氟烃还被介绍为一种“奇异的气体”，人们发现它具有多种用途：致冷剂、火箭发射剂、泡沫发生剂等等。氯氟烃的广泛利用，确实给人的生活带来许多便利，例如有了家用冰箱，人们不必为食物保鲜而烦恼。在发达国家，氯氟烃的生产和消费量非常高，1985年美国人均消费氯氟烃1.22公斤，日本人均消费水平达0.91公斤，日本氯氟烷烃年产值达4万亿日元。无疑，氯氟烃蕴含着巨大的经济价值，但它的负面效应也是巨大的。氯氟烃造成臭氧层的耗竭，带给人们的是日炙、眼疾和皮肤癌。据估计，臭氧层每减少1可使有害的紫外线(UVB)增加2，结果是皮肤癌的发病率提高24。此外，更令人担心的是臭氧减少对生态系统的潜在影响，人毕竟是高级动物，已掌握了不少防止紫外线侵害的保护方法，但单细胞的海藻们无法躲避紫外线的魔爪，紫外线通过破坏其脱氧核糖核酸，进而阻碍其生长和繁殖。许多也面临着海藻同样的问题，人们日益关心：如果紫外线增加对植物产生不良影响，作为全球初级生产系统的森林生态系统必将受到严重破坏，随后在生物圈产生连锁反应，那么，人类能否继续“快乐的活着”？ 酸 雨 19世纪，英国人发现在氯碱工业地区，降雨呈酸性，并导致农作物和森林枯黄。1852年，英国一个污染检查团的成员发现曼彻斯特附近的降雨中有硫酸，并证实燃煤导致酸性降雨。1872年，英国人史密斯出版了大气和雨化学气象学的开端一书。首次使用“酸雨”一词，并指出酸系燃烧排放物所致，并可以远距离传输。此后，“酸雨”及其危害成为人们关注的视点。酸雨产生的原理非常简单，大气中的二氧化硫和氮氧物与水蒸汽结合便形成硫酸或硝酸等，这些酸再以雨、雪、雾的形式落回地面或直接从空气中沉积到植物或建筑物上，并产生酸蚀作用。酸雨的产生是人类行为导致环境恶化的又一明证。酸雨首先为19世纪的英国人关注，与英国首先开始的工业革命有关。可以说，19世纪的英国即是产业革命的中心，也是酸雨的最大发源地。1873、1880、1891、1892年伦敦先后多次发生烟雾事件，具有讽刺意味的看，伦敦因此获得“雾都”的“美名”，雾甚至成为伦敦人夸耀的“土特产品”。导致酸雨的废气不仅是来自于工业生产方式，如以煤作为主要能源，也来自于人们的生活方式，如汽车等运输工具的大量使用。到本世纪60年代，酸雨的危害全面呈现出来，受污染的淡水江河湖泊PH值降低，鱼类减少，森林、农作物死亡，土壤变酸，建筑物受侵蚀，人们的饮用水也质量下降。酸雨传输性扩大了其危害性，往往一地排放的有害气体而在其他地区形成酸雨。例如，美国中部和南部地区污染物的排放，使美国东北部和加拿大东部大气中的酸性物质明显增加，加拿大安大略省70年代发现在雨后和融雪区，鳟鱼和鲥鱼大量死亡。据统计，该省目前4000个湖泊被酸化，鱼和其他生物消失。加拿大环保局调查表明，加拿大受酸雨影响的地域达120万150万平方公里，面积为日本的数倍。而欧洲中部地区和东欧的废气排放已对欧洲大陆北部地区及斯堪的纳维亚地区造成不利的影响。目前，欧洲、北美和中国西南部是世界酸雨最集中的地区。酸雨的传输性，促使人们认识到酸问题的解决必然是多方合作、国际性的。 水资源状况的恶化 水是生命之源，在外星探测中，科学家判定一个星球是否具有生命的重要依据是看是否有水的存在。水是地球上最丰富的资源，覆盖地球表面71的面积，但是，地球上的水有约98是既不能供人饮用，也无法灌溉农田的海水，淡不不足3。而在这少得可怜的淡水中，87左右存在于冰川冰盖及大气和土壤深层，人类在现有条件下可以利用的淡不资源仅占全球水资源总量的0.003。本世纪以来，随着人口膨胀与工农业生产规模的迅速扩大，全球淡水用量飞快增长。从19001975年，世界农业量增加了7倍，工业用水量增加了20倍，并且近几十年来，用水量正以每年48的速度持续增加，淡水供需矛盾日益突出，“水资源短缺”已不是神话。陆地淡水资源主要来自降雨，由于地球水资源分布在时间和空间上不均衡，使得有的国家洪灾不断，有的却干旱无雨。世界上至少有80个国家属于干旱半干旱国家，约40的世界人口受到同期性干旱的影响。大气变暖加剧了干旱的程序，而干旱使越来越多的人离开祖辈繁衍生息的地方，成为“环境难民”。在水资源短缺越发突出的同时，人们又在大规模污染水源，导致水质恶化。水资源污染主要来自人类所有制造排放的废水、废气和废渣。长期以来，人们并不把治理污水放在心上，而放任污水横流，甚至把大江小河当作城市“清洁器”，只望一江春水向东流，带走垃圾和废物。全世界目前每年排放污水约为4260亿吨，造成55000亿立方米的水体受到污染，约占全球径流量的14以上。另扰联合国调查统计，全球河流的稳定流量的40左右已被污染。水污染不仅对淡水，而且海洋污染的情况也是令人震惊的。海洋的浩瀚无边与自动净化能力，使人类一直把海洋当作最好最大的天然垃圾坑，倾废是人类利用海洋的主要方式。各国特别是工业国家每年都向海洋倾倒大量废物，如下水污泥、工业废物、疏浚污泥、放射性废物等。在各种倾废中，倾倒放射性废物尤为令人关注，因为这相当于在人们四周放置了一个又一个失控的核弹，一旦废物产生泄漏，其产生的生态灾难远远超过二战日本广岛核爆的程度。尽管如此，海上倾废至今仍然为一些国家所乐衷。此外，海上石油污染也是海洋污染的凶手。石油污染形成海面油膜，影响海水复氧和海洋生物的生存，石油中所含的有毒成份又通过食物链传递给人类，危害不易忽视。回顾历史，是水养育了人类，造就了文明。两河流域兴起了古巴比伦文明，尼罗河创造了古埃及文明，黄河是中华文明的发源地，海洋使古希腊文明一度辉煌。但今天，水却成为人类生存的障碍。1977年，联合国警告全世界：“水不久将成为一项严重的社会危机，石油危机之后的下一个危机是水”。 土壤资源退化 土壤是农业之本，是人类生存的基础条件之一。近几下年来，人类对土壤的索求和破坏，已引起了全球土壤资源的退化。按照联合国环境规划署的全球土壤退化评价分类标准，在过去几十年间，全球大约在面积达12亿公顷的有植被覆的土地发生了中等程序以上土壤退化，相当于中国和印度国土面积的总和，其中3亿公顷土地发生了严重退化，其固有的生物功能完全丧失。土壤资源退化的最主要方式是土壤侵蚀、盐碱化和荒漠化。土壤侵蚀是指当土壤植被被清除后，在风力和水力作用下大量流失。美国农业部推测，世界上表土流失的比例为每年0.7，总流失量达230亿吨。土壤流失正向世界范围扩展，如北非的表土通过风力越过大西洋到达美洲。而在夏威夷的毛纳罗亚，每年35月可以观测到从中国南部飘来的尘沙。土壤流失最直接的后果便是家作物减产，甚至形成饥荒。19831984年埃塞俄比亚大旱，造成100万人因饥饿死亡，19911992年非洲大陆12个国家持续干旱，约3500万人濒临死亡。专家们认为，灾难的主要原因与其说是雨量不，倒不如说是因植被破坏造成了土壤流失。土壤流失不只是使发展中国家苦不堪言，发达国家也面临同样的土壤危机。美国44的农田存在土壤流失，每年从1.68亿公顷的农田中流失的土塘量达64亿吨，相当于把日本全车的耕地加厚8厘米。土壤流失动摇了美国的农业根基。撒哈拉沙漠据说在5000年前还是一片绿色，但如今已成滚滚黄沙。据联合国环境规划署的调查，目前撒哈拉沙漠每年向南扩展150万倾，平均每小时有170公顷沙漠形成。在苏丹境内，19581975年撒哈拉沙漠向南扩展90100公里，平均每年16米。本世纪40年代，法国学者就已对非洲沙漠化提出了警告，但全世界真正注意到沙漠化恐怖时代的到来，即已糊里糊涂地过了30多年。1977年联合国沙漠化会议为沙漠化下了这样的定义：“沙漠化是土地的生物资源的降低或破坏，最后使土地状况变得类似沙漠那样。这种状况能使生态系统广泛恶化、削弱甚至破坏生物资源，即破坏在支持人类寻求发展和满足日益增长的人口需要中具有多种用途的动植物和生产能力。”据联合国环境规划署推测，全世界每年有600万公顷土地沙漠化，其中320万公顷是牧场，250万公顷是依靠降雨的耕地，12.5万公顷是灌溉耕地。此外，还有35万公顷土地受沙漠化影响。另据统计：全世界有100多个国家受沙漠化影响，约占世界人口16的人正受沙漠化危害。自古以来，人类一直就为阻止土壤流失、沙化，提高农作物产量而努力，农业基础灌溉设施建设活动从未停息过。但由于灌溉大量使用含盐价较高的地下水，加上过度灌溉，日照程序大，地表水分蒸发多等原因影响，大量的盐分留在地表，反而形成土壤盐碱化问题。盐碱化是土壤资源退化的主要表现之一。盐碱化的土壤使地表植被枯死，不但难于发展农业，而且为沙漠化创造了条件。联合国环境规划署高级顾问石弘之曾在苏丹视察世界银行贷款项目灌溉设施时发现：“大概由于时值旱季的缘故，地面上的盐分看上去就像撒了一层白粉。四周望去，地面上布满了裂痕，这里的土地已经完全变成了沙漠。为了阻止沙漠化而建造的灌溉设施，反而促成了沙漠的形成。”设在华盛顿的世界观察研究所所长莱思特布朗警告说：“现在的土地危机正在重蹈石油危机的覆辙。1973、1979年的石油危机以前，谁也没有认识到石油作为资源的重要性，政府和政治家也没有表示出任何关心，直到危机发生以后人们才认识到问题的深刻。然而，土壤如果到了那种地步就太晚了。”表2 世界土壤退化原因（）地 区毁 林过度采樵过度放牧农业活动工业化全世界30735281欧 洲3823299非 洲14134924亚 洲4062627北美洲430664中美洲22181545南美洲4152826大洋洲12808资源来源：毛文永、文剑平：全球环境问题与对策，中国科学技术出版社1993年版，第347页。 全球森林危机 树木森林能够净化大气、调节气候、滋养水源、保持土壤、美化环境，这是识字课本中都会涉及到的常识，包括小学生都懂得树木通过光合作用生产人们赖以生存的氧气。其实，森林的功能不只这些，它还保护着生物多样性，为人类发展提供资源。自8000年前大规模农业开垦以来，全球森林面积大量减少，如西欧自罗马时代以来，已有2/3的天然林消失。但是，由于人们对森林功能的重视，目前许多国家都开展植林造林运动，全球森林问题主要集中在热带森林的大规模破坏上。地球上热带森林曾一度达到29.7亿公顷，但现在已大大缩小。目前世界每年热带雨林的毁林量约1700万公顷，年平均毁林率为0.9。照这个速度，热带森林不足百年将从地球上消失。联合国粮农组织调查发现，残存在东南亚、南美洲、非洲的热带森林，现在最多有9亿公顷。在过去50多年中失去的森林面积,中南美为37,亚洲为42，非洲为52。森林破坏对环境的影响是巨大的。失去森林保护的土壤流失速度极快，在热带地区，表层土被冲刷掉后，红壤在太阳灼射下，发生板结，此后植物再也无法生存。同时，森林破坏使水源得不到涵养，空气中水蒸汽的含量锐减，进而造成雨量下降，加速了气候干燥化进程。世界上的沙漠几乎都在热带、亚热带地区，这并非偶然，可以说，在这块地域，破坏森林就等于制造沙漠。下图说明了森林破坏对环境的影响。图2 森林破坏对环境的影响森 林 采 伐空气对流白的增加蒸发量的减 少保水能力降 低地表植被的 破 坏降雨量的减 少地表日照量的 增 加降雨造成的表土流失干 旱地表面的硬化土壤侵蚀植被不可再生沙 漠 化洪 水资料来源：石弘之：地球环境报告，中国环境科学出版社1992年，第73页。热带森林的毁灭对生物多样性也是一个致使的打击。南美洲厄瓜多尔海岸地带热带森林中，过去曾栖息着20多万种动物，其中近半数是固有种类。1960年以后，随着香蕉园建设、城市的扩大、油田的开发，热带雨林差不多全部被毁灭，由此导致约5万种以上的动物灭绝。森林破坏的主要原因有两个，一个是发展中国家落后的生产生活方式，另一个是富国的浪费性消费行为。在大多数发展中国家（热带森林拥有国基本上是发展中国家），木柴仍然是主要的能源，加上刀耕火种方式，使森林被大量砍伐、毁灭。另一方面，富国盛行的消费方式也对热带森林造成极大危害。如美国为了降低汉堡包用牛肉成本，在中南美的热带森林区开辟牧场；西欧的高级棺木则主要来自西非热带森林；日本人使用的卫生筷相当部分使用东南亚的热带木材。特别是日本对热带森林的破坏负有较大责任，日本作为世界最大的木材进口国，70年代以前主要彩菲律宾产木材，70年代是印度尼西亚，80年代是马来西亚，到90年代，马来西亚的森林资源行将枯竭。日本就这样不停地毁掉了一个又一个国家的森林资源，这种做法无异于掠夺。因此，有学者称：筷子、汉堡包和棺材，毁掉了热带森林。 生物多样性减少 雷切尔卡森的寂静的春天一书，描绘了一个缺少鸟语虫鸣的世界，然而，这个寂静的世界带给人们的却不是享受，而是寂静的恐怖！如果地球上只有人类，世界将会怎样？哈佛大学教授威尔曾这样的话：我们应明白，虽然没有了熊猫和老虎，人们还是可以生存下去，但却很少有人想生活在一个连这样的动物都不复存在的世界里。10多年前，一批致力于保全地球生物种类的科学家提出了“生物多样性”这个词，他们指出，大规模的物种灭绝足以威胁地球及人类的将来。按照联合国生物多样性公约的定义，生物多样性是指“所有来源的形形色色生物体，这些来源除其他外包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体；这包括物种内部、物种这间和生态系统的多样性”。因此，生物多样性主要用来指生物体的种类。它包括三个层次：遗传（基因）多样性、物种多样性和生态系统多样性。维持生物多样性的重要性在于人类只是生命圈中的一个分子，存在多样的生物种类与人类有着密切联系，正是在这个意义上，维持生物多样性正是为了更好地保存人类本身。在自然选择规律支配下，物种灭绝是不可避免的。在过去二亿五千万年中，重要的物种灭绝事件大约每隔二千六百万年就发生一次。但是，自人类大规模农业生产以来，人类行为一直在推进物种灭绝。近几十年来，物种灭绝的速度显然加快了,照目前的情况推算,在本世纪末,地球上存在的物种将进一步减少1520，其消失的速度将由每年一种提高到每小时一种，这比物种自然消失的速度将近快了1000倍。在全球热带森林中，物种消失的速度更令人震惊，美国斯坦福大学生物学家詹妮弗休斯和也的估计，每年要消失1600万个局部的动植物种群，也就是每小时消失1800个种群。由于人类认识的局限性，目前仍有非常多的物种没能发现并得到研究，因此，任何物种的消失都可能给人类生存造成重大损失。对生态学家而言，即使在珊瑚礁这样简单的生态系统中，也无法辨明究竟哪些物种是多余的。对于有人认为某物种不值得保存这种看法，生态学家批评说：“这就好比要我去跟莫扎特说，哪些音符可以删去。” 毒害物质污染与越境转移 工业化的发展导致了大量化学用品的产生，也一度为人类生活提供了种种便利，但当人们的认识进一步提高，才发现我们自己制造了一个充满毒害物质污染的生存环境。防腐剂、杀虫剂发明时，全世界都在欢呼一个新时代的到来，但是现在我们知道，两者严重威胁着地球生命的安全。据60年代统计，美国每年平均有150人因滴滴涕中毒而死亡。一项最新的研究表明，人类所患的各种癌症有80是由化学药品造成的，其中滴滴涕、六六六等杀虫剂名列前茅。70年代中期以前，氯乙烯一直被认为对人体是无害的，人们用它制造塑料广为利用，但现在已产它也是一种致癌物质。现代生活中，化学品的威胁无处不在，以至联合国环境规划署不得不强调：没有安全的化学品。然而，还有很多有毒有害物质尽管我们已经意识到它们的危险性，但仍被大量的释放到环境中去。按联合国估计，全球每年增加的垃圾量约100亿吨，其中35亿吨属危险废物。通常人们处置废物的办法是掩埋或焚烧，或向大海倾倒，这些无疑是最为廉价的方式，但越来越多的证据表明，这些方式既不能消除危险物质和毒害性，也不能阻止其向自然界扩散，并且会带来更大的污染结果。美国纽约的一条运河20多年中曾被当作化学废物抛弃场，后来这些废物被用土填封，并建起了新的社区。但后来，雨水把掩坦的化学物质淋溶出来，地面和房屋都受到污染，最终迫使几百户居民迁出，损失达几千万美元。日本九州岛南部有一座临海小镇小水俣镇，1950年，“自杀猫”成为人们闲谈的话题，原来一座小渔村里发生了猫发疯投海自杀的怪事。几年来，镇上有人患上了一种怪病，发病初患者走路不稳、说话不清、面部表情痴呆，进而眼瞎耳聋，全身麻木；最后患者神经失常，浑身疼痛而死。当时由于不知道病因，人们把这种怪病称为“水俣病”。50年代水俣镇共有2000多人患此病，其中400人死亡。后经过调查确认，水俣镇发生的怪事与怪病，都与食用被有毒物质甲基汞污染的鱼有关。污染鱼的甲基汞来自水俣湾畔一家化工厂排出的废水。本世纪若干重要灾难都与毒害物质处置不当有关。如1984年，印度博帕尔农药厂发生泄漏，造成2500多人死亡，几千人受伤，20万人被迫离开家园。由于各国特别是发达国家，对防毒害物质污染意识的加深，毒害物质处理受到严厉的控制，处理成本日益提高，因此，将废物进行越境转移（特别是从发达国家向发展中国家转移）便成为新的选择。在80年代，经合组织（OECD）国家所产生的危险废物至少有1/10是通过国界转移后处置。表面上，这种转移常常带有“贸易”的合法身份，但实际上这是一种不折不扣的污染转嫁，它促使局部的污染全球化了。表3 80年代中期部分OECD成员国有害废物 产生量及输出量（单位：千吨）国 家年 份产生量输出量输出量占美 国1985265001500.1丹 麦19851252016德 国1985500070014爱尔兰19842020100卢森堡198444100荷 兰1986150015510.3法 国19872000251.3瑞 士19871206856.7英 国1986390000资料来源：不破敬一郎：地球环境手册，中国环境科学出版社1995年版，第411页。11研究+