第十四章 维护我们的生存环境
提 要
1、人是地球环境演变过程中的产物，环境对人类的生存和发展有着重要的影响
2、地球环境的演变从未终止，变是绝对的，人类只能因势利导，以减轻或避免自然灾害，发展有利于人的方面。关键在应了解、顺应自然规律；倒行逆施，必受大自然的惩罚
3、生态系统被破坏，环境受到污染，人口过量膨胀，已使物种加速绝灭并威胁着人类的生存
4、科学技术的发展使人类认识环境问题的存在，也使解决这一问题成为可能，但人类社会本身的不协调，阻碍着人与环境的协调发展
5、人类社会处在持续发展与走向毁灭的十字路口，只有选择科学与民主，人类才有希望
一、 环境与人类
环境（environment）是一个现代的概念，在自然科学中，是指围绕生物体外部的空间及所包容的一切因素的总和。在这个空间中，温度、压力、湿度、阳光等物理化学条件，水、土、空气等非生物成分的状况，以及生物彼此间的关系，决定着什么样的生物群落((community) 能在此生存，同时也影响着它们的形态与习性。“海阔凭鱼跃，天空任鸟飞”表达了人们对自由的向往，但自然界的实际是，鱼和鸟原来都并不那么自由；深海的鱼 不能游到浅海中去，只有少数鸟类才能飞上高山之巅。不同的生物群落只是在特定的空间中才会出现。
人和其他生物一样，都是地球上环境演变到一 定阶段的产物，并随着环境的继续演变而进一步发展，因而能得到适应环境的生理特点。英国作家威尔斯（H. G.Wells,1866-1946）写的科学幻想小说《大战火星人》中，人类面对火星人威力极其强大的武器，犹如螳臂当车，但入侵的火星人终因不能适应 这个新的环境而全部病死，人类的生活恢复常态。撇开幻想的故事成分，威尔斯从反面道出了人类能在地球上生存到现在的一个真理。和其他生物比较，还有不同， 就是人类多了一个自己的社会(society)，而且他所直接感受到的生存压力，经常是来自社会。
在西方语言中，环境作为一个名词出现，始于英国哲学家斯宾塞（H. Spencer, 1820-1903）。斯宾塞相信达尔文的进化论，并将其用于认识人类社会，他所定义的环境，包括了自然和社会两方面，为避免语义上的误会，本书中的环境一词除特别指明外，专指自然环境，社会环境则简称为社会。环境与社会这两种因素都在作用于人，究竟是那一种因素在对人类的发展起主导作用？多年来一直在争论，我们在这里不去纠缠历史上的问题，而是用今天的地球系统科学观，去认识环境对人的影响。
作为地球这个巨系统一个低层次的组成部分--人类，其发展不可避免地要受到环境的支配。气候、水、土壤、地形及与此相关的动植物，就是对人类生存至关紧要的几种因素。
气候的影响无处不在，不仅是人的发育和健康直接受到它的影响，作为人类衣食之源的动植物的生长，以及淡水的供应，都与气候相关。不同的气候条件使人们的衣食住行，乃至性格行为都出现差异，并使人感到最能适应自己所习惯的气候。
水 是人类维持生存不可缺少的物质，所以北京猿人以周口河旁阶地上的洞穴为居所（彩图Ⅷ-4）。在我国乃至世界其他地方发现的石器时代人类遗址，也大多分布在 河流两侧与湖泊四周。这种地方取水方便，而且其他动物常来聚集，植物也茂盛。以渔猎、采摘为生的早期人类，容易在此获得食物。后来，人类的居所能向远离河 流的地方转移，是因为人类懂得了打井挖泉、利用地下水。当饲养牲畜成为人们的主要食物来源后，人们逐水草而居。时至今日我们还可见到，农村中的居民点，多 是靠着井泉分布，在沙漠中更是有水的地方才有人烟。
土壤是植物生长的基础，当人类进入农耕社会后，土壤的重要性就突显出来了。“周原芜芜， 堇荼如饴”，是歧山下肥沃的平原把正在寻找定居地的周人留了下来，他们以此为基地，建立了取代殷商的强大王朝。这些肥沃的土地是渭河开拓出来的。河流带来 泥沙和有机质养分淤积而成的土地，哺育了世界各地的古老文明（如黄河、尼罗河、幼发拉底河和底格利斯河等文明）。
地形对人类的活动有重要的影响。远古时代的人类常依山傍水而居，天然洞穴便成为良好的住处。但在农耕社会，已经学会盖房的人类总是聚集在土壤层发育的平原地区，导致山区的经济发展往往不如平原地区。不过，适宜的活动空间还需要其他环境条件的配合。缺水的沙漠，地势也相当平坦，但没有植物生长，对人就没有意义。
动植物和人一样，依附着环境生长，受到各种环境因素的控制。而对人来说，它们又是重要的环境因素。动植物所能提供的食料的数量和质量，对人口的数量和质量产生着直接的影响。
以上这些因素，曾被综合起来概括称为地理环境。今天我们看到，还应包括岩石圈及地球深部物质运动产生的效应，以及来自宇宙的影响。
在 人类历史上，我们可以看到，部落、民族的迁徙，王朝的更替，城市的兴衰，除了人类社会内在的原因之外，环境的影响也是不可忽视的，有时它甚至起到决定性的 作用。在中国历史的早期，由于中原地区的土壤、气候、水文等条件最适于农耕，为北方的大漠、西部的崇山和南方卑湿之地所远远不及，东边则是难以跨越的大 海，因而周边的族群总是向这里聚集，文化在此兴盛，中华由此得名，天朝上国的思想也由此而生。以后南方得到开发，也有气候变迁的影响，经济发展超过北方， 中华文明覆盖面扩大，中国的范围也随之扩大，而以中华为世界的中心，天下精华之所在，心态依然。人情怀土，穷达不易，故对外但求人不犯我，以和为贵，不事 扩张，始终以守成为本；而在中国内部, 居住在这块土地上的各种势力都要逐鹿问鼎，执牛之耳，因而内战之多，他国罕见。这些历史现象都在一定程度上反映出这种封闭的地理格局的影响。
出 现在地中海东部以克里特岛为中心的米诺斯文化，比希腊文化还古老，曾盛极一时。但在3000多年前突然消失，引起过许多神秘的推测，现已查明，原来是这个 地区的火山大爆发，导致这个文化一蹶不振，迅速销声匿迹。我们还可以看到，从蒙古高原出发的骑兵，居高临下，南下横扫中原，西向直抵东欧，但向东因有大海 一水之隔，终未能涉足扶桑。以上事例，似出偶然，但如无环境的必然因素，亦无从发生。
环境的影响，小至个人生活，大至国家发展，可谓无所不 在。我国古代贤哲对此早就有所认识。战国时期苏秦游说六国，总是先分析地理资源形势。其后范睢提出“远交近攻”的政治谋略，更已具有地缘政治的意义。从自 然科学的角度认识环境对人的影响，在我国出现得也很早。两千多年前以管仲的名义编成的《管子》一书，便留有这方面的记录。当时人们已认识到：土壤有不同的 性质；地下水的水质和埋藏深度等因素，对农作物的发育会产生影响，遂据此对齐国平原地区的土地作了分类，标明什么样的土种植什么样的农作物才合适。对城市 建设也已能概括出：“凡立国都，非于大山之下，必于广川之上。高勿近旱，而用水足；下勿近水，而沟防省。”管仲在公元前686年到公元前644年间主持齐 国的政务，是一位务实的政治家，这部《管子》，是以实践的经验为基础总结出来的。《管子》中提出，要治理好国家，首先得了解国情，而国情中的一项内容，就 是“水土之性”。更是了不起的远见卓识。这里的水土，实已把来自水圈、岩石圈和大气圈的环境因素都包括在内，而且最后着眼在水土对人和其他生物的影响上， 已和现代环境科学的观念相近，奇怪的是这些科学的认识并未得到发展，而在管仲之后约千年，假托晋代郭璞（276-324）提出的“风水”之说却盛行起来。 这“风水”虽然含有风和水两个字，但并非去研究自然界的风和水，而是琢磨怎样埋葬先人的遗体才能使后人富贵吉祥。
为什么科学在中国如此举步维艰，具有巫术色彩的风水术却能盛行？西汉时董仲舒提出：“天亦有喜怒之气，哀乐之心，与人相副。以类合之，天人一也。” （《春秋繁露·阴阳义》）这种观念起了误导作用。
本 来 如果将“天人合一”解读为自然环境与人的和谐，无疑是卓越的科学思想，此前荀况提出“天行有常，不为尧存，不为桀亡”（《荀子·天论》）便是主张天人分 开，只可惜在中国古代，能这样去理解的人实在不多，在思想界居统治地位的，是给自然之天赋予超自然的神秘意义，天和人通过精神世界合而为一，并会相互“感 应”的观念。所以对环境的认识，走不上科学的道路。而且这些观念还通过宫殿庙宇的建筑，拜祭天地鬼神的仪式，文字图象的宣传等各种文化的渗透，深深地进入 到普通百姓的头脑中。从而使他们以为皇帝是天之子，深信人间的变化体现着天的意志，自然界的变化，也总有人世间的原因。故而褒姒乱政，歧山地震；窦娥奇 冤，六月飞雪；五星联珠，刘邦即位。皇帝下诏，首称 “奉天承运”，自认为得了天命，不同于凡人，拥有至高无上的绝对权威，天经地义。秦始皇更是自我膨胀最突出的一个，他东游大海，射大鱼以战海神；南巡湘 江，遇大风，不得渡，大怒，有人说这是湘山上的神和他作对，马上调动刑徒三千人，砍尽山上的树。还没当上皇帝在梁山泊当寨主的宋江，也要打起“替天行道” 的大旗。
由于这些观念深入人心，直至科学昌明的20世纪，陨石雨的坠落，地震的发生，乃至花木的枯荣，均可引来讹言四起；另一方面也不乏违 背客观规律而欲以“天威”摆布自然，干出一些“战天斗地”的蠢事。所幸在中国，一直有一大批实干家在实干，他们求真务实，并不断从失败中吸取教训，虽未能 提升到科学认识的高度，但干出来了。终将菹茹盐渍之地，林莽荒原均改造成为良田沃野，而且直到今天后人仍得其惠，相较于曾诞育苏美尔文化的两河流域，曾被 记述为神话般的伊甸园所在，今天大部分土地已成盐渍荒漠。我们不能不铭记先贤的勋劳。大禹、管仲、李冰、郑国等是其著者，更多的是无名英雄，他们是中华真 正的脊梁。今天我们有了科学的武装，特别是地球科学着眼于地球是一个复杂的系统，综合各科以概观全球全局，掌握了它，将更能正确认识与处理好人与环境的关 系，也有助于科学发展观念的建立，
二、自然灾害
“天 地为炉兮造化为工，阴阳为炭兮万物为铜”。我国汉代年轻的思想家贾谊，从哲学的角度，看出了人和万物都存在于自然的变化之中。现在我们更已确切地观察到， 正是地球这个巨系统中各个层次间物质和能量的转换，使人类得到了生存和发展的机会。但并不是所有的变化都有利于人，一部分突发事件，如洪水、台风、地震、 火山爆发等等，可以使人的生命财产在瞬间蒙受巨大损失。在中国，习惯把这些灾害称为天灾，这是因为按照天人感应的观念，它们是人格化的天，对人间做出坏事 的惩罚，或称“天谴”。现在当然不再这样理解，说的是自然灾害。
地球环境中有些缓慢变化对人也是不利 的，但要经过长期积累才能显示出它的危害，如土壤盐碱化、湖泊的淤塞、河水断流等均非一朝一夕之功，古人认识不到，其实它们也在自然灾害之列。按照起主导 作用的环境因素，可以把这些自然灾害划分为地质灾害、气候灾害、生物灾害和来自地外的灾害。
地质灾害是以岩石圈的变形、变位、岩浆及水在地面上下的活动、地球磁场及重力场的地质营力作用等因素，所引起的自然环境恶化，造成人类生命财产损毁或人类赖以生存与发展的资源、环境发生严重破坏的现象或过程。
地 震是分布广泛、造成损失最大的一种地质灾害，但它只发生在岩石圈中物质和能量的转换作用最活跃并容易破碎的部位，集中分布在板块俯冲或碰撞的边缘地带以及 板块内部的某些地方，环太平洋带和地中海-喜马拉雅山-印度尼西亚带是地球上两个主要的地震带，全球地震90%以上的能量在此释放。大地震在临近深海沟的 洋底（贝尼奥夫带）发生时，海底地形突然变化，猝然出现起伏落差，产生可以波及很远的海啸，这种海啸造成的灾害常超过地震本身。他们也主要发生在这两大地 震带。大洋脊是浅源地震多发地带，但但都比较微弱，少有对人类造成灾害。（图13-1）。
[图13-1全球大地震震中分布图]
（据G.A.Eiby,1980）
图中的黑点为1962～1967年全球浅源与深源地震的震中的位置,其他时期的震中位置也与此相似
能 造成灾难性后果的是7级和7级以上的大地震。20世纪以来，这样的大地震全球已发生了1 200多次，绝大多数发生在这两大地震带中。人类记录到的最大地震，1960年5月22日发生在南美智利西海岸；2004年12月26日在印度尼西亚的苏 门答腊岛西北近海发生的大地震，还引发了海啸，致死亡近30万人，为近世所罕见。
我国夹于这两大地震带之间，所以地震灾害频繁而强烈。 1976年7月28日发生在河北唐山的大地震，遇难人数超过23万；2008年发生在四川汶川的8级大地震，比1976年的唐山大震规模更大， 震中区域监测点的水平位移量达238cm，沉降量达到70cm，隆起量达30cm。（国家测绘局、国家地震局通报汶川地震地形变化监测结果，2008）死亡失踪逾八万人。造成直接经济损失八千四百多亿元人民币，主要受灾区四川省共有9145个学校4127个医院需要恢復重建。
不 过并不是一有地震就会造成灾害，地球上绝大多数地震所释放的能量微小，不会造成灾害。即使在地震活动性很强的地区，大部分时间也是没有破坏性地震的。在同 一地区，破坏性大地震的发生一般都有一定的周期性（数百年至数千年）。中国的历史地震记录资料显示，近1000年来已有4次重复。最后一次地震高潮期为 1966～1976年。对于人的一生而言，在地球上大部分地区，其实都不会受到地震的威胁。
强烈地震发生时，常有地面隆起或下陷，出现裂缝 并错动位置等变动，对桥梁、道路和建筑物的破坏明显，但直接因地面震动或遭遇断裂而致死的人或其他动物，极为罕见。地震波引起地面震动，使建筑物受到破 坏，是最常见的地震灾害。中国古代及近代几次大地震中创记录的死亡人数，皆因房屋倒塌所致，
社会进入工业化之后，人口密集和水电交通等公用设施大量出现，地震常引起火灾、断水、断电、煤气管道破裂爆炸、交通设施毁坏等次生灾害，有时较小的地震也会造成巨大的经济损失。
因 此人虽无法阻止地震的发生，但只要我们在进行城市、矿山、铁道、公路、水坝、港口等建设之前，考虑到可能发生的地震的影响，对它保持警惕，采取相应的预防 措施，仍有可能减轻灾害，缩小直至避免人员的伤亡。虽然目前我们尚不能作到准确地预报发生地震的时刻和规模，但什么地方有可能发生足以造成灾害的地震，已 能在一定程度上预见。
山崩、滑坡、泥石流等自然灾害，发生时主要表现为岩石块体的向下运动，其能量主要 是从地球的重力场获得的，因此多局限在地势陡峭的山区。这是一种位能转化为动能的表现。水在其中的润滑作用也是重要的因素。泥石流的形成更不能缺少水的参 与。这种块体运动既可以由地震诱发而引起，也可能与地震无关。在陡峭的海岸上和喀斯特地区，出现的岩石崩塌或溶洞陷落，也是重力作用的结果。不过直接的原 因是水的冲击或溶蚀的作用，掏空了下伏岩石，使上覆岩石失去了支撑基础。这类因重力作用发生在岩石圈表面的块体运动，一般影响的面积较小。但在其影响所及 的范围内，造成的损失也可以很严重。
我国山岳多而且不少近期仍在上升，地势陡峭，峡谷壁立，特别是西南部雨量又充沛，这类地质灾害颇为常 见。据中国地质调查局2008年公布的数字，从2001年到2005年中国大陆发生地质灾害9万多起，造成人员死伤和失踪近8000人，而其中百分之九十 以上是滑坡、崩塌和泥石流合计超过95000起。而2008年5月12日汶川大地震的发生，更引发了这些地质灾害。仅四川４４个地震灾区县（市、区）就查 出各类地质灾害隐患点近13000处。（人民网）
威 力强大的火山爆发，破坏性可以和大地震不相上下，但在全球数量有限。分布在大陆和岛屿上具有活动能力的火山均已被人类认识，只有400多座，主要分布在太 平洋四周，还有地中海地区以及大西洋的洋脊上。近年来在大洋底发现了更多的活火山，海水沉重的压力，使它们暂时无力喷发到水面上为害，但其可改变海水温度 与成分，影响气候和海洋生物。由于火山爆发以前，总有迹象可寻，人们已能较准确地预报，一般对人的威胁不大，经常喷发的火山，常常成为旅游胜地。但也间有 意外。1985年哥伦比亚的路易斯火山爆发，仍创下了两万多人丧生的记录，是因它的山顶上有多年堆积的冰雪，火山爆发时使它融化，形成巨大的泥石流。 1883年5月20日喀拉喀托火山爆发造成36 000人死亡，是因为引起了海啸，这样严重的火山灾害，历史上的记录不多。
实际上那些平时 不易觉察的缓慢的地质作用，破坏了人们所习惯的环境，带来的损失可以比这些突发事件更为严重，如在干旱地区地下水位过高，地面水分大量蒸发，使盐分残留在 地面附近的土壤中，从而造成土地盐碱化。曾哺育过巴比伦古老文明的沃野，就是这样变成荒芜的盐碱地的。这种灾害往往因感觉不到它的威胁而容易被忽视。
还 有一些环境的变化，过去不为人所知，实际上破坏作用也很大。如地磁场的变化，就是近年来才认识到的，其中磁暴作用明显而且快速。1989年加拿大魁北克的 电力传输系统因一次磁暴而破坏，1994年、1997年磁暴又先后毁坏了加拿大和美国的两颗通讯卫星，这三项损失总计约9亿美元，也是不小的灾害了。在建 立地球系统科学新概念后，从圈层互相作用的观点来看，采用现代最新技术，对许多地质灾害的认识将会更加深入，有助于弄清其机制，并进而及时地作出预报。
气候灾害是 最常见的自然灾害，如暴雨、暴风雪、冰雹、闪电雷击、狂风（包括龙卷风）以及由此而产生的洪水、雪崩、沙暴、尘暴、风暴潮等以及与此相关的其他灾害。而持 续的干旱或淫雨，以及气温反常地升高或降低，都会给人们带来不便和危害。。2008年初，我国南方，发生多年不遇的低温、雨雪、冰冻灾害，持续一个多月， 积雪覆盖的面积大到约占我国领土面积的八分之一，造成直接经济损失超过1500亿元，便是极其严重的一次。一些地区因而交通阻塞，水电供应中断，农作物受 灾面积1.78亿亩，台湾、广东、香港等地的养殖业，也因海水变冷，鱼类大量死亡而蒙受损失。（积雪覆盖我国15省128万平方公里）（民政部通报近期低温雨雪冰冻灾情和救灾工作情况，民政部门户网站 时间： 2008-02-24 12:04）
以 上这些事件的起因都是由于密切相关的大气圈、水圈、生物圈与岩石圈表层的物质与能量的转换。在这个转换过程中，来自太阳的辐射能更是基本的动力因素，而人 们直接感受到的是大气和水的活动。旱灾、水灾、风灾等三种就是最常见、也是影响最大的气候灾害。其实，它们常常不是孤立地出现，水灾后旱灾可以接踵而至， 风灾更可与水灾同行。厄尔尼诺现象就是多种气候灾害的综合表现。
青藏高原的隆升，阻隔了印度洋向北的暖湿气流，使中国大陆大部分地区仅能主 要依靠夏季的东南季风将太平洋的水分带来。而这些水分沿途逐渐降落，及到华北、特别是西北所剩无几。因此自古以来，我国就形成南方气候潮湿，北方和西北地 区气候干燥的格局。旱灾一直是中原大地的重要威胁（图13-2）。 按说南方年降水量多，应该不会发生旱灾，但季风并不能均衡分布，所以也有缺水的时候，亦不能避免旱魃的肆虐。1991年至2005年，中国干旱发生面积平 均每年为2602万公顷，其中，2000年干旱面积最大，达4054万公顷；1998年干旱面积最小，为1424万公顷。而且南方从2003年开始，发生 干旱的频率增加，2006年川渝遭遇特大旱灾便是一个标志。（秦大河：中国南方近年来干旱发生频率增加）
从 世界范围来看，中国还不是旱灾最严重的地区，非洲才是最严重的。干旱不只使植物难以生长，影响农作物的收成，干燥的气候还是土地盐碱化、荒漠化的前提条 件，同时也使森林火灾容易发生。降水量在地区和时间上的分配不均，使旱灾和水灾常交替发生。1998年我国的大洪水使2229万公顷农田受灾，直接经济损 失2551亿元（约合300亿美元，据水利部《中国’98大洪水》）；这一年，阿根廷、巴拉圭、孟加拉等国也发大水，经济损失近300亿美元。据中国气象 局发布的材料（2007），近10多年来中国洪涝灾害呈下降态势，1991年至2005年，中国洪涝发生面积平均每年为1380万公顷，其中，1991年 洪涝面积最大，达2460万公顷；2000年洪涝面积最小，为604万公顷。但就局部来看，部分地区的洪涝灾害仍然严重。
图13-2 青藏高原的隆起对我国降雨的影响
（据朱抱真，1990）
大气环流数值模式所模拟的夏季环流示意图，细实线为200千帕斯卡流场，短箭头示地面风场的风向迹线，细点区为降水区；a—无青藏高原的地形作用；b—有青藏高原的地形作用
风 灾对人类也是一大威胁。沙漠中的风暴和寒流带来的暴风雪，都为人们所熟知。台风、飓风和热带风暴这些在热带海域中形成的气旋，带有大量水分，登陆时横扫大 地，狂风暴雨交加，水灾常伴随而生，以致造成重大损失。它们主要形成于太平洋、印度洋和大西洋的西部海面上，造成的灾害常很严重，美洲中部、东南亚和我国 南部沿海地区，每到夏季，经常受到它们的袭击。1998年“米奇”飓风袭击中美洲，造成11 000人死亡，经济损失达9亿美元。1998年一些地区的气温超过历史最高记录，另一些地区却遭到一百多年来最寒冷的气候袭击，全球水、旱、风灾和森林火 灾接踵而至，这些与气候相关的灾害，造成的经济损失约有900亿美元之多，是1980年的60倍。这一年也是拉尼娜现象非常严重的一年。2005年8月 28日，飓风“卡特里娜”袭击美国港口城市新奥尔良和附近五个州，逾千人死亡，被列为美国历史上最严重的十大自然灾难之一。
除 了这些有形的灾害外，还有许多不易察觉的气候灾害也造成了难以计算的损失。如长期处于潮湿状态，不仅使人感到不舒服，而且物品霉烂、金属腐蚀等造成的损失 都会增加。据估计，每年生产的钢铁材料有十分之一左右被氧化、腐蚀掉。总之，在地球各圈层中，大气圈的流动性最强，而且是一个最完整的整体，一处有变，会 很快影响周围、甚至全球。气候是自然形成的，自有其规律，它既可以有利于人类也可以成为灾害，关键在于人类如何认识、利用与适应。按照地球是一个系统的观 点去认识，或能找到更有效的对策。
生物灾害是生物圈中出现的不利于人的事件。蝗灾及其他昆虫和鼠类对农作物的破坏，是最引人注目的生物灾害，洞庭湖滨有数以亿计的鼠类在活动，多次爆发“人鼠大战”，鼠害在那里是头等灾害。草原中的鼠，也是畜牧业的一大害。
蝗 虫或鼠类吃掉农作物是它们求生的本能，它们本身也是食物链中的一环。蝗、鼠成灾，是它们一下子生长繁殖过多，打破了原来的生态平衡的结果，常与异常气候相 关，造成祸不单行。在我国历史上，蝗灾是除水灾、旱灾之外的第三大自然灾害，主要出现在华北，受灾面积常达上百万公顷。靠吃农作物和树叶为生的，还有多种 昆虫。各种农作物和森林的虫灾一直是困扰人们的难题(图13-3)。 用化学方法灭虫鼠，只能在一定时期有效，而且那些吃鼠和吃害虫的动物会因此而死亡殆尽，害虫却可以逐渐有了抗药能力，继续繁殖，卷土重来。近年来中国的鼠 害猖獗，还与蛇等鼠类的天敌被人大量吃掉有关。
在一个生态系统中，本来无害于人的生物过量繁殖，也会成为一种灾难。1903年曾有人在太平 洋的雷山珊瑚岛上放养了几对兔子，由于在该岛上兔子没有天敌，繁殖极快。10年后兔子吃光了岛上的全部青草。24年后（即1927年）雷山已变成一个荒芜 的沙滩，兔子也早已死绝。又如阿留申群岛中有个“老鼠岛” 本是一只老鼠也没有的火山岛，海鹦、海雀和海燕等的栖息地，有“海鸟天堂”之称，但后来老鼠在这里登陆占领，曾几何时就变成了鸟的死亡地带，2008年秋 美国人对这里的老鼠发动了可能是迄今为止世界上规模最大的灭鼠行动，从空中抛洒药物和在地上布置陷阱，但其成效如何尚待观察，几年后才能见分晓。（美国攻老鼠岛：迄今规模最大灭鼠行动）
海水、湖水中某些藻类迅速繁殖生长，使鱼类等其他生物难以生存，构成灾害。2007年5月底太湖蓝藻暴发影响到无锡市的自来水一夜之间变臭；青岛近海近年来赤潮增多，以致2008年奥运会召开前，不得不花大力量去消除，以保证奥运会帆船赛能在那里顺利进行。
上述事例，说明保持生态系统的平衡，对人多么重要。
蛇蝎狼虎之类的生物，能直接致人于死命，但它们在生存竞争中竞争不过人类，而且各有其应有的地位与作用。它们如果完全消失，倒使可以使对人不利的方面发展起来。
还 应当看到，对人类威胁最大的，不是那些庞然大物而是微小到肉眼看不见的病菌与病毒，和播这些微小生物的媒介如老鼠、苍蝇、蚊子。鼠疫在中世纪的欧洲曾造成 一场最高的疫病死亡记录。根据世界卫生组织近年来的统计，蚊子是第一号杀手，它扩散了多种传染病。修建巴拿马运河时造成大量人员死亡的黄热病就是蚊子传播 的；我国历史上给人带来死亡恐怖的“瘴气”，实际上也是蚊子在起作用。清除这些对人有害的生物，人类曾做过很多努力，也收到不小的成效，但彻底根除也难。 遵循生物学的规律，帮助人类的朋友发展，让生物系统自身调节以使之向对人类有利的方面发展，才是上策。
在生物圈中，对人类威胁最大的，是生态平衡的破坏，而不是某一种直接对人造成伤害的生物。
来自天外的灾害， 过去为人所忽视，现在越来越多的事实证明，这种灾害是存在的，譬如磁暴，是太阳耀斑爆发的结果。而气候的异常变化，也不能忽视来自天外的原因。英国科学家 新近的研究发现，太阳磁场的变化对地球的气温的升高也有重要作用。而太阳黑子增加，说明太阳活动加强，会导致地球气温升高，更已是无可争辩的事实。 1998年气候灾害特别严重，太阳黑子活动也正好进入高峰期，而最高峰要到2000年才出现，所以多位科学家均预测，在这期间，地球上的气候将出现一些异 常，少不了发生一些灾害。
陨石撞击地球，在现实生活中还看不到有什么危险。但从人类的长远发展来看，“杞人忧天” 并非庸人自扰。在地球历史上，这种事件对地球上生物所造成的绝灭性灾害，可能是其他灾害所不能比拟的。但巨大陨击作用的发生几率极低（约 33,000,000年发生一次），而且现在已能观察、预测。对于这种来自空间的威胁，我们虽不必恐惧，但也不应掉以轻心，而应该认真研究之。
所 有的自然灾害，都是环境的突变或长期变化的积累，以致达到了危害人类的程度。这些变化受自然界本身的法则（自组织性）所控制，不以人的意志为转移。在认识 到各种自然灾害不过是地球各圈层相互作用对人不利的一面的表现后，便有可能看到它有利于人的另一面，如台风固然会带来灾难，但也带来大量淡水；黄河中的泥 沙固然有淤积堵塞河道，不利水运和带来水患的问题，但也正是因河流中有这些泥沙才会有肥沃的三角洲形成。自然界的变化是有其自身的动力和规律的，人无法去 抗拒和改变。盲目蛮干已使我们付出了巨大的代价，但也不是只能顶礼膜拜于大自然之前而无所作为。不仅适应环境，还要改造环境以使之适合人的生存，正是人类 优于其他生物的长处，在人和自然相处中表现特别明显。譬如地下水不是不可以取用，但井不是打得越多越好；水库不是不可以建，但不是坝修得越高越好；存在地 震危险的地区不是不可以居住，但必须按抗震的要求去建设。关键都在于能不能认识到自然的规律，因势利导，权衡利弊，掌握好改造的“度”。仅有理论是不行 的，更需要认真的实践。地球各圈层的物质组成及其运动变化，是复杂而又互相关联的，不能简单、孤立地仅从表面现象去认识，这是研习地球科学必须记住的特 点。
图13-3我国森林病虫害的发展
(据施雅风，1996的资料编制)
图13-4全球森林面积的锐减
三、文明的代价？--人类面对的环境问题
在 地球上的物质与能量的转换过程中，人类是积极的参与者；在环境的变化中，人类能起到重要的作用。这些作用有的使环境变得更加适宜于人，有的则使环境恶化。 从人类的历史来看，文明愈是发展，人类的能力愈强，对环境可能起到的正面或负面作用就愈大。原始人类以采集和捕猎为生，与其他生物无异，人口的增长受到有 限食料和疾病等因素的天然控制，对环境的影响极微。人类建立农耕社会后，开始了第一轮对环境的大破坏，首当其冲的是森林。那些古老文明的发祥地几乎都是以 毁掉天然植被为代价而发展起来。他们砍伐森林、建筑居所、开拓农田、以薪柴为能源（图13-4）。所以，今天我国和欧洲、西亚的森林面积中，原始森林仅留 存1%～2%，只有那些开发较晚或过于寒冷一直无人居住的地区，才保留得较多些。人类从农耕得到衣食，都在消耗着土地的肥力。一些地区的土地愈来愈贫瘠， 甚至变成荒漠。但是直至工业革命到来以前，人类所需的物质与能量仍主要是向生物圈索取。尽管在种植和畜牧上取得成功，仍主要依靠自然的恩赐“靠天吃饭”， 得到有限的衣食。前面已提到，全球人口到1500年即我国明朝中叶，估计仍不超过5亿，即不到今日中国人口的一半，此时人类对环境的破坏，仅限于部分人口 密集地区，从整个地球来看，还不是很大。
18世纪工业革命的兴起，进入对环境的第二轮大破坏。工业生产的一大特点是人类直接向岩石圈、水 圈、生物圈和大气圈大规模地取用物质和能量，而且随着商品经济的发展，这种现象已扩张到全球。在生产过程中，本来固定在岩石圈中的一些元素和化合物，被人 快速地转移到其他圈层，一些在自然过程中要经过千年、万年，乃至百万年才能完成的物质转换过程，人类在几年、几天甚至几秒中就完成了。大气、水和土壤的化 学成分因而改变，随后又加入到生态系统中去循环。
进入20世纪，工业生产又一次飞跃，那些不发达的国家也开始向工业社会转型，许多落后地区得到开发，人口加速增长，并密集到愈来愈多的城市之中。在那里，汽车摆满公路，大楼密如森林。人类活动引起的环境恶化，更加彰显。
“这 是一个没有声息的春天。这儿的清晨曾经荡漾着乌鸦、鸫鸟、鸽子、樫鸟、鹪鹩的合唱以及其他鸟鸣的音浪；而现在一切声音都没有了。只有一片寂静覆盖着田野、 树林和沼地。” 1962年美国作家卡逊（R.arson，1907～1964）在她的名著《寂静的春天》中，扣人心弦地揭示出环境恶化的景象，她在这里讲的是杀虫剂 DDT对环境污染的后果，而整个环境问题也由此提了出来，给社会敲响了警钟。人们发现，原来我们许多时候是生活在危险之中，却视而不见，或饮鸩止渴而不自 知。
环境日益受到社会的关注，而对它了解得越多，就越感到形势的严峻。当前，人类面对的环境问题，大体可概括为以下4个方面。
1 大气环境正在恶化
主要表现为：大气成分发生不利于人的变化，二氧化碳增加，缓解紫外线辐射的臭氧层浓度降低，地球两极上空臭氧层出现空洞并且面积正在加大，还有多种有害于人类的成分也在增加。
1997 年美国里奇国家实验室的报告，大气中二氧化碳的浓度，自工业革命以来已增长了30%，甲烷增长了一倍，氮氧化物增长了15% 。以后继续观测到大气中的二氧化碳浓度在增加，2007年达到385ppm。ppm表示每百万个空气分子中二氧化碳分子的数量，在工业革命后广泛使用化石 燃料之前，即19世纪初期，科学家推算出的结果为280ppm。
历史记录表明，大气中的二氧化碳正在加速度地增长：上世纪80年代平均每年增加1.5ppm，60年代以前更要低（美国国家大气海洋局20080423发布）而2000年到2005年达到平均每年增加2ppm。
图13-5 全球大气中二氧化碳浓度与气温的变化曲线示意图（1861～1996） (据联合国环境保护局(IPCC)，1995资料改绘)（此处可将美国国家海洋及大气管理局2008年4月23日发布的2004年到2008年全球二氧 化碳浓度增长表co2_2004-08补进去）
二氧化碳、甲烷、氮氧化物都是能产生温室效应的气体，其浓度的增加导致气温升高成为全球变暖的重要原因，已为绝大多数科学家的共识。
全球气候变暖，冰川消融，海平面相应升高，沿海低地受到海水淹没的威胁。出现酷热、严寒，淫雨，干旱等异常气候，灾害增多、加剧，一般也认为与全球变暖有关。
大气中二氧化碳的增多，有自然界本身的原因，火山喷发、森林大火都要把它送入大气。但是人类燃烧煤和石油等化石燃料，是使二氧化碳浓度提高更为快速的重要因素。因此今天人们把遏止全球变暖的希望，寄托在对因人为原因产生二氧化碳的控制上；也确实没有其他更有效的好办法。
燃 煤产生的污染物最多（表13-1）。不仅是二氧化碳，同时释放出甲烷、氮氧化物、二氧化硫及其他有害气体和粉尘，由此形成的毒雾和酸雨，成为大气污染的突 出表现。“杀人的烟雾”于1930年首次出现在比利时，1948～1962年，又四度笼罩伦敦，烟雾中二氧化硫和粉尘的浓度，大大超过人所能承受的程度， 累计导致6 000余人死亡。这种记录虽不多见，但污浊的空气，至今仍普遍充斥于许多工矿区和城市中。
大气圈的臭氧，入不敷出，浓度降低。 科学家在1985年首次发现：1984年9、10月间，南极上空的臭氧层中，臭氧的浓度较20世纪70年代中期降低了40%，已不能充分阻挡过量的紫外 线，造成这个保护生命的特殊圈层出现“空洞”，威胁着南极海洋中浮游植物的生存。据世界气象组织的报告：1994年发现北极地区上空平流层中的臭氧，也在 减少，在某些月份比20世纪60年代减少了25%～30% 。
南极上空臭氧层的空洞在1998年还创下了扩大15%的记录。它的面积已超过 南极大陆（已超过一千多万平方千米）。臭氧层为什么会出现“空洞”？许多科学家认为，是大气受到污染的结果。主要是俗称为氟利昂的氟氯烃在被作为制冷剂、 喷雾剂及在其他方面使用后，其中的氯离子释放出来，进入大气后能反复破坏臭氧分子的结果。因此尽管其量甚微，但因它能反复破坏，使臭氧分子大量减少，以至 使臭氧层出现“空洞”。我国科学家提出，不光是氟氯烃的作用，还可能是太阳风射来的粒子流在地磁场的作用下，向地磁两极集中，破坏了臭氧层（杨学 祥，1999）。
在各国禁止使用氟利昂以后，虽然“空洞”的面积间或有缩小，但近年来仍时有扩大，美国科学家的一项研究表明，南极地区的臭氧空洞可能将一直持续到2068年。（最新研究认为：南极臭氧空洞2068年后才会消失）从这里我们可以看到，人类活动对大气环境的影响，可以很大，但又是有限的。
从表13-1我们可以看出人类对大气圈产生的负面作用的一斑。
[表13-1]全球每年人为排入大气主要污染物的总量
污 染 物 污染物来源 排放量/亿吨
[粉尘（煤、铅等） 燃油、燃煤、汽车 2.00
二氧化硫 燃油、燃煤 2.94
一氧化碳 汽车、工厂设备 3.30
二氧化碳 汽车、工厂设备、家庭 63
甲 烷 燃油、燃煤、固体废物 2.70
氟氯烃 民用、灭火、工业 0.006
氮氧化物 燃油、燃煤、工业 1.70
(引自《世界资源报告》，1992-1997)
大气中已经产生危害或被人们注意到的污染物约有100种，其中影响范围较广、对人类环境威胁较大的主要有碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、硫化氢、氟化物、光化学氧化剂和微粒物质等。
酸雨（acid rain）pH 值低于5.6的雨水。是受到污染的大气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结果，这时雨水的酸性增强，故定名为酸雨。 其外表与普通雨水无异，但所含酸性物质进入陆地表面的土壤和水中，会给依靠这些水土生存的生物带来灾难，特别是对森林的破坏作用很大，也是浸蚀露天文物的 重要营力。
1939年第一次作为酸雨记录下来的pH值是5.9（纯水的pH值是7）。到50年代，酸雨的pH值已降到3～5，最低还有 2.1的记录，和醋酸的酸性差不多，有的甚至更强。这说明随着工业化的发展，大气受到污染的程度越来越厉害。由于含有污染物的大气是在流动的，它可以飘洋 过海，日本排放的酸性气体成分可以跑到美国再形成酸雨降下，加拿大的酸雨源出美国更不足为奇。科学家测出，云集在瑞典和挪威上空的二氧化硫气体，有2/3 是来自英国和德国的工业区。我国经济的高速发展，也使酸雨覆盖面积急剧扩大，已成为仅次于欧洲和北美的世界第三大酸雨区。
大气污染所带来的损害，极其广泛，许多时候并不表现为毒雾酸雨这类形式，但各种生物无不经常受其影响，对森林和农作物的损害尤为显著。经常呼吸污浊空气，对人体的健康也是有威胁的，特别是它会引发呼吸道疾病。长期生活在被严重污染的大气环境中，犹如慢性中毒。
表13-2 水体中各污染源的主要污染物
污 染 源 主 要 污 染 物
工业废水 汞、镉、铅、砷、 ** 、碱、酸、苯、甲醇、丙酮、酚类、油脂、农药
生活污水 细菌、病毒、碳水化合物、脂肪、淀粉、蛋白质、木质素、磷
农业退水 化肥、农药
图13-6 水体污染的途径
2水圈严重污染 水 圈中最大的问题是淡水资源不足。淡水的时空分布不均匀，又成为一些国家和地区持续发展的障碍（见第十三章），而水圈被污染已威胁着部分人类的生存。在 2008年举办“世界水日”之际，联合国的专家发布，在当今的世界上，全球还有11亿人在饮用不安全的水。每年有310万人因饮用不洁水患病而死亡，虽较 10年前稍有改善，但水资源的需求激增，（背景资料：世界水日（新华网，2008年03月21日 11:27:30）2030年全球近半数人口用水高度紧张（新华网2009年03月13日 12:15:42 ）
在我国经济建设大发展后，相当一部分河流已受到不同程度的污染。别的国家也是在工业发展的早期，造成了严重的水污染。被污染的大气经过流动扩散，可以很快稀释冲淡；被污染的水虽然也可以流动，但经常存在于相对稳定的水体之中，对附近以水为生的人和生物，影响长远而深刻。
造 成水和水体的污染，固然有自然的因素，但更为重要的是工业的发展，化肥、农药以及生活中大量化学制品的使用，才使水圈中的污染发展到现今的危害程度。工业 生产排出的废水、生活污水和农业退水，常成为今天的主要污染源。水中污染物包含金属、非金属物质和有机物，种类繁多，其中许多是对人体有害的甚至是剧毒 （表13-2）。虽然经过人工处理可以将它净化，但现在多是仅稍作处理，甚至是未经处理就直接排入天然水体中（图13-6）经过生物食物链逐渐富集，在此 产出的水产品被人食用，自然会危害人体。
不当的人工养殖，也是造成水体污染的一个重要原因。被病菌污染的水体更是传染疾病的渊薮。
工 厂排放的废水中的汞，，使鳝鱼体内汞含量达10～20毫克每升(最高达50～60毫克每升），比原废水中汞浓度高出1万至10万倍。当地居民捕食鳝鱼等之 后，汞在人体内积聚，以致造成中枢神经的严重损伤。水体污染对人体和水生生物有很大的危害，尤其是有毒和有害物质的污染会造成人的慢性中毒、急性中毒以致 死亡。
绝大数河流最终都是流入海洋的，不管是有害的，还是无害的物质都随河流向海洋集中；油轮破裂或沉没，更是把能严重污染海洋的石油带进 海里。在一些地方，人们还向海里倾倒垃圾。海洋本是自然界的聚宝盆，有些人却在把它当成污水池和垃圾桶。靠近工业发达地区的地中海，早已无渔业可言，很多 物种已在此绝灭。我国的渤海由于周围城市的扩大和工业的兴起，也出现了这种发展趋势。据监测部门1998年报告，1995年时，渤海已有56%的面积被污 染，比十年前扩大了一倍，而且还在扩大。河流、湖泊、海洋这些水体本来都有自净化作用，所以大自然中的水总是那样晶莹清澈，但是现在受到了严重的污染而且 这种状况仍在发展，这完全是人类行为不慎造成的后果。水圈是一个系统，污染物随着水的运动在其中传播。所以近几年来在南极企鹅的组织中也发现了杀虫剂；而 波及广大海域的红潮（赤潮），其根源也是城市的污水。这些污水富含生物营养所需的磷、氮等元素和有机物。一些红色或褐红色藻类得到丰富的营养后，迅速生 长，数量激增，造成红潮。由于它们过量的繁殖，阻碍了水体的充气过程；另一方面它们在死亡腐败的过程中消耗大量氧气，影响了其他生物的生活，特别是使鱼类 不能在此生存。
3森林面积锐减，土地资源正在丧失
人 类文明的建立，是从砍伐原始森林开始的。随着工业革命的兴起，森林的破坏愈演愈烈。最初的冶铁炼钢不知道用煤，而是用木炭。为此，英国人几乎砍光了他们的 树。整个欧洲也追随其后。不过这些工业先进的国家在富裕以后，不再砍树转而种树，森林面积基本稳定，不再缩小。但是一些过去开发不够的国家，也想要现代 化，于是用森林换取经济繁荣的一幕，又重新上演。这些国家有许多位于赤道两侧，在那里有地球上物质和能量转换最快、最多的生态系统——热带雨林。这些热带 雨林在人类还未出现时就已存在了很久，人类出现后至今已减少了一半以上，而主要是在近几十年中消失的。20世纪30年代，以非洲热带雨林为外景拍出的电影 《人猿泰山》，甚为鲁迅先生所赞赏，而今再拍，非洲已难以找到这样的地方，只好转移到泰国。而泰国的森林在1960～1985年间也已减少了45%，亏得 这里雨水多，还能有猿猴的活动场所。据联合国的统计，1995年热带地区的森林面积，较1980年时就减少了10%。近年来气候灾害增多，科学家认为，其 中热带雨林被大规模破坏是一个重要的原因。森林的减少，不全是人类的砍伐，酸雨和火灾也在大规模地毁坏森林。但是，追根溯源，仍有人为因素在起作用，酸雨 不用说，森林火灾也大多是人为的，如1997～1998年印度尼西亚发生多起森林大火，毁林数十万公顷；据该国环境部长透露，在东加里曼丹，65%的森林 火灾是由经营林木和种植园的公司引发的。
据统计，全球森林每年固定的太阳能约占生物圈总量的一半，每年吸收550亿吨的二氧化碳，放出 400多亿吨氧气，每年使250亿吨的水固定到植物体和土壤中。裸露的岩石山坡几乎完全不能涵蓄大气降水，无林坡地的土壤只能吸收56%的降水，但10米 宽的林带就可吸收84%的降水，如林带宽达80米，大气降水则可被林带完全吸收，地表径流全都转变为地下径流。林地的水土流失是裸地的百分之一左右。森 林、水分和土地，是与其他生物、非生物因子结合成生态系统而存在的。森林从土地得到水分和营养，同时又使这个生态系统中的土壤和水分能够更多地保存下来， “林丰—水足—土肥，水足—土肥—林丰”，森林是维系整个生态系统良性循环的枢纽，其他植被也有类似的作用，而以森林的效能最大。失去森林，整个生态系统 将被破坏，水土将严重流失，植物将难以生长，依靠这些植物为生的动物也将随之消失，气候也会变得干旱，加之风力吹蚀和地面流水的强烈侵蚀（有时还加上盐碱 化），土地终将变成为荒漠。
全球每年有数以百亿吨计的表土流失，致使 1/3以上的耕地肥力降低，超过40%的陆地
处于干 旱、半干旱状态。荒漠的规模已和森林不相上下。然而，森林还在缩减，荒漠却在扩展。以非洲最为严重，在过去的几十年中，撒哈拉沙漠的流沙一年要侵蚀周边的 农田160万公顷以上（彩图Ⅷ-5）。我国地势高低相差很大，水对地面的冲刷本来就很强烈，再加上人为的因素，中国是世界上水土流失最为严重的国家之一， 调查表明，中国水土流失面积达356万平方公里，占国土总面积的37.1%，平均每年流失土壤45亿吨，每年因水土流失损失耕地约100万亩。（水利部：中国每年因水土流失损失耕地约100万亩（新华网，2009年3月19日）
水 土流失的面积已达367万平方千米，约占国土面积的38%，并以数万平方千米每年的速度在增加着。土地荒漠化的面积达262万平方千米，也在以6 700平方千米每年的速度扩展，其中沙漠化土地每年净增2 460平方千米。水土流失和沙漠化也在威胁着发达国家，美国在历史上曾深受其害，不仅1934年发生的尘暴吹走3亿多吨沃土，曾震惊世界，到1987年， 一年流失的表土仍有39亿吨之多。沙漠化土地面积已达278万平方千米，占美国国土面积的30%左右。专家认为，若能长期坚持植树造林，估计进入21世纪 以后，沙漠化速度可能逐步回到20世纪50年代的水平，即每年仅增加1 500平方千米。
对地面水不合理的处置、对地下水的过量取用、滥开 矿藏、随意放置未经处理的废弃物、进行城市和交通建设时对土地不合理的占用等人类行为，都在使土地资源受到破坏，而且破坏速度有加快的趋势。一些地区为了 弥补耕地的不足，毁林开荒，侵占草原湿地，破坏了生态环境，以致损失惨重，得不偿失。我国山多地少，人均耕地面积不及世界人均数的三分之一，而且这些耕地 56%分布在山地、丘陵和高原上，其中1/5还已受到污染。因此保护土地，特别是耕地，尤为重要。正如1982年1月3日报日人民社论所指出 的：“1957年到1977年间，全国城乡建设用地、自然灾害报废等原因，使全国耕地减少了4亿多亩（相当60余万公顷）。”而1997年后仍在继续减 少，直至1997、1998年又连续净减1.35万公顷和2.61万公顷，这主要都是人为的原因所造成的。我国土地资源的管理与保护，正面临严峻的形势
4 人口膨胀，物种绝灭速度加快
人 类是生物圈的一员。在处于原始状态时，人口数量增长不快，在所在生态系统中，能够与其他生物维持平衡。但在近一二百年来，人口数量激增，而且大部向城市集 中，作为生物群体对环境的影响也日益显著。在人口众多的我国，每日排放的污水中生活污水最多；未经处理的固体生活垃圾累计已达70多亿吨，侵占土地约６亿 平方米，约２００多座城市处于垃圾污染重围之中。（专家探讨中国城市生活垃圾处理新途径（新华网2007年11月18日）
）。
在人类群体数量急剧增加的情况下，出现了生物物种绝灭速度的加快（图13-7）是不足为奇的。一个生态系统中的物质和能量有限，只能容纳一定数量的食客。何况人类还在快速破坏生态系统中的平衡。
在森林这个生态系统中，包容了地球上动植物近一半的物种；在海洋中，以珊瑚礁为基础的生态系统容纳的物种最多。现在森林正在大量消失，许多珊瑚礁也因海水的污染及人为的破坏，而萎缩或停止生命活动。显然，依赖这些生态系统而生存的物种，也落到危险的境地。
13-7 人口增加与动物绝灭
物 种本来时有绝灭，在地球历史上出现过的物种，90% 以上都已绝灭了。但这种自然绝灭需要时间，一种鸟类的自然绝灭至少需200万年，一种兽类绝灭需60万年，在地球上生活了近两亿年的恐龙，其最后的绝灭速 度算快的，延续的时间也以万年计。但自从人类进入工业化时代以后，自然界生灵的绝灭速度加快了一千倍乃至上万倍，确如联合国报告所总结：人类是加速物种灭绝的祸首（人民网，2006年03月29日）
据 1979年的不完全统计，近2000年来，约有110多种兽类和130多种鸟类绝灭了，其中1/3消失于19世纪以前，1/3是19世纪绝种的，还有1 /3是近50年以来消失的。根据近年的统计，全球现有的130多万种动物中，10年前平均每4天就有一种动物绝灭（即每年绝灭91种）；而现在，每4小时 就有一种动物消失（即每年绝灭2190种）。在近300年来绝灭的动植物中，有大约3/4是由人为因素直接或间接造成的。目前仍有数千种动植物正面临着生 存危机。在我国已发现野生动植物资源数量下降，物种总数的15%～20%受到威胁，数千种动植物处于濒危状态，已经有一批珍贵的野生动植物在国土上绝迹 了。
人为捕杀是造成野生动物绝灭的一个重要原因。无齿海牛从发现到最后一条被捕杀仅用了27年的时间。19世纪上半叶在美洲曾经非常繁盛的旅行鸽（估计约数十亿只），由于大规模地过度猎杀，到1959年就永远地消失了（最后一只死于动物园中）。我国的滇金丝猴由于冷杉林的砍伐，正面临绝灭的危险。生活在热带雨林的大猩猩，它们赖以生存的森林正在被大量砍伐，栖息地在减少。非洲的大象年捕杀量高达6万～12万头，照此速度发展下去，到21世纪上半叶地球上就不会有野生大象了。目前世界上有1000多种脊椎动物处于绝灭的危险之中，一万种植物濒临绝灭。
综上所述，似乎正如有的研究者所说的：社会愈来愈富了，地球却愈来愈穷了。难道人类走进文明必须以牺牲环境为代价吗？而环境严重破坏的直接后果是反过来威胁人类社会的发展。应该说，人类正面临着严重的环境问题：恶化中的大气、污染严重的水圈、面积锐减的森林、迅速减少的土地资源、过度膨胀的人口和加速绝灭的生物物种。但这并不是说，上述严重的环境问题已经到了无法解决的地步。
四、站十字路口的人类
1972 年6月，联合国首次在瑞典的斯德哥尔摩召开了人类环境会议。会议宣言指出，现已达到历史上这样一个时刻：为这一代和将来的世世代代保护和改善人类环境，已 成为人类一个紧迫的目标。20年后各国首脑又在巴西的里约热内卢集会，再次提出，保护环境是实现社会可持续发展的重要条件，而人类正处在关键的位置。
认识到环境问题的存在及其严重性，是人类的一大进步。 如仅从科学技术的角度来看，现今的环境问题，应该是完全有可能解决的。这已在一些地区、一些方面得到证明。
资源问题，从全球来看，通过持续不断的努力，在可预计的未来，资源足以支持整个人类社会实现更加美好的现代化，并维持相当长的时间。而且，由于新资源的开 发、废旧物资的再利用和代用品的使用，相当多的品种还绰绰有余。近些年来许多资源的相对价格都在下降，就是一个明证。从全球来看，人类拥有的各种能源储量 与几十年前相比不是少了，而是更多了。由于海水淡化的成本已开始大幅度降低，在21世纪，水资源短缺的沿海城市可望首先受益。森林破坏后可以再造，这在欧 洲表现得很明显，原来的森林已被砍光，但现在又已成为世界森林覆盖率较高的地区。开采矿藏而破坏的地面也是能够改造和复垦的。
污染已有许 多办法来控制，一些工厂排出的废水、废气经过处理，有害成分可大大减少；困扰人们的固体垃圾已在作为资源循环使用，节约了资源也改善了环境。燃烧煤炭是污 染的主要根源，它正逐渐被其他更“干净”的能源所代替。还有DDT已停止使用，禁用氟氯烃、含铅汽油的国家也越来越多。一些被污染的城市、河流，变得空气 清新，流水清澈。
人口也是可以控制的，上世纪80年代以来，世界人口增长率已从上世纪60年代年增长
2%下降到90年代末的1.33%， 2000年后进一步下降为1.2%，我国已低于这个平均值，发达地更已变为负增长（-0.2%）全球人口的绝对数字虽还有增加，但增长的势头已经放缓。
因此，尽管当前环境问题严重，对我们这些发展中的国家来说，不能也不必用减缓社会经济的发展速度，甚至零增长的办法来维护环境，依靠科学技术特别是高新技术，在发展中解决环境问题，才是出路。
照此说来，人类的前途是光明的。然而，这需要全人类一致的行动，用科学来规范自己 的行为，做到与自然和谐、协调地发展。不过，由于地球上的人们分别属于不同的国家、不同的地区，具有不同的文化背景和价值观，对环境问题的认识要达到全体 统一，不免存在许多困难和障碍，但各国首脑都同意：人类是在一个生物圈内，空气和水应该共享和共管。可惜目前常见的现象是享用时争先，承担责任时退缩，这 又如何能做到人与环境的和谐？一个很现实的问题是治理污染需要花很多的钱。中国记者在德国科隆看到的一个火力发电厂“映照在蓝天白云之下，一尘不染，恍惚 是一件艺术品”。这个厂的投资有1/3用于环保设施。那些工业发达的国家最先毁坏森林，大量燃烧煤炭，在地球上以破坏环境为代价，先富了起来。现在他们可 以不砍伐自己的森林而去买别国的木材；也有钱去防治污染，获得洁净的水与空气，但这是全人类为他们付出了巨大环境代价的结果。据1999年4月设在美国华 盛顿特区的世界资源研究所的报告，工业革命以来，大气中增加的二氧化碳有65%来自美国及其他工业发达的国家。 20世纪中，美国排放到大气中的二氧化碳为中国的3.5倍。联合国为1972年人类环境会议组织编写的背景材料《只有一个地球》中指出，当时发达国家人口 不到全世界人口的33%，然而其资源使用量已占到世界不可再生资源的75% 。现在发展中国家要赶上来，他们不得不再次付出沉重的环境代价，因此应该历史地、公正地看待他们因发展而带来的环境问题。
我国是一个负责任 的大国，尽管还处于发展中阶段，但仍投入了巨资治理污染，维护生态环境，不仅从管理上，而且还从法律上给予保证，已经制定了《中华人民共和国矿产资源 法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国土地管理法》、《中华人民共和国森林法》、《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国水土保持 法》、《中华人民共和国草原法》、《中华人民共和国野生动物保护法》《地质灾害防治管理办法》等法规和条例，并采取了很多措施保护和改善环境。中国节能15年减排二氧化碳18亿吨即一例，说明已初见成效
遗 憾的是，目前只看到局部利益和短期利益的人，还为数不少，因此尽管世界上通过了不少共同合作保护环境的公约、协议和宣言，但实行常受干扰。而在一些国家与 国家之间，乃至一个国家内部各个利益集团之间，各个地区之间，仍在纷争不已，甚至兵戎相见，这又如何能做到协调一致地去维护人类的家园？战争就是对地球环 境最严重和最快速的破坏。《老残游记》的作者刘鹗，用一场噩梦作为小说的开篇：一条大船快要沉没了，船上的人不去设法抢救，却仍在那里你争我夺。他在这里 影射的是清朝末年的中国，而这难道不正是当今世界的写照？照此看来，似乎又应该悲观。
破坏环境、生态濒临失衡；维护环境、社会持续发展 。这就是站在十字路口的我们人类所面临的两种前途。如果大家都能对人类所处的环境形势有科学的认识，作出正确的选择，世界就大有希望。当我们看到地球犹如 载有生灵的一叶孤舟，飘摇在无边的宇宙之中，为何不能放弃各种偏见和一己（包括某一个集团）私利，而同舟共济呢？ 当我们认识到人和大自然互相依存的关系之后，难道还非要把自己摆在大自然的对立面，逆自然规律而斗个不休吗？一个人要是能找对在大自然中所处的位置，那将 是精神上的一种升华。到那时，“各人自扫门前雪”、“以邻为壑”的封闭观念将会自行消失，大自然在他的眼里将会更加美好，“侣鱼虾而友麋鹿”，将不只是苏 东坡诗意的想象，而是客观的现实。
问题是，如果大多数人仍处于愚昧无知的状态，或有科学知识的、对社会真正负责任的人们不能自由表达意见 并占主导地位，而让少数愚昧无知或私利（包括某一集团的利益）至上的人控制着人类社会，人类的前途就十分可忧。因此，我们不能不佩服我国“五四”运动先行 者的真知灼见，发扬科学与民主的精神以求自强，这不仅是中国的治病良方，也是使地球村求得和谐，能够同舟共进的正确道路。争取改善环境和争取社会进步，是互相依存，缺一不可的两件大事，通过坚持不懈的努力，科学地处理好与地球的协调发展，建设一个民主的大同世界，实乃人类长期奋斗的目标和理想境界。
站在十字路口的人类正面临着严峻的考验。
思考题
1什么是环境？它对人类的生存和发展有哪些影响？
2什么是自然灾害？它们的发生和人类有什么关系？
3当前人类面临哪些环境问题？科学技术会对环境带来些什么样的影响？
4人类能维护好自己的家园吗？
5地球科学能够帮助自己在正确认识自然及处理人际事物方面获得哪些新的领悟?
进一步阅读的书目
1Ward B & Dubos R等只有一个地球《国外公害丛书》编委会译长春：吉林人民出版社，1998
2Carson R.寂静的春天吕瑞兰译北京：科学出版社，1997
3李鄂荣，姚清林中国地质地震灾害长沙：湖南人民出版社，1998
4Peccei A.世界的未来（罗马俱乐部主席的见解）.王肖萍、蔡荣生等译，北京：中国对外翻译出版公司，1985
