生态是指生物之间和生物与周围环境之间的相互联系、相互作用。当代环境概念泛指地理环境,是围绕人类的自然现象总体,可分为自然环境、经济环境和社会文化环境。当代环境科学是研究环境及其与人类的相互关系的综合性科学。
生态环境与自然环境在含义上十分相近,有时人们将其混用,生态环境并不等同于自然环境。自然环境的外延比较广,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才能称为生态环境。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。
一、生态环境被破坏的结果
生态环境就是“由生态关系组成的环境”的简称,是指与人类密切相关的,影响人类生活和生产活动的各种自然(包括人工干预下形成的第二自然)力量(物质和能量)或作用的总和。是指影响人类生存与发展的水资源、土地资源、生物资源以及气候资源数量与质量的总称,是关系到社会和经济持续发展的复合生态系统。生态环境问题是指人类为其自身生存和发展,在利用和改造自然的过程中,对自然环境破坏和污染所产生的危害人类生存的各种负反馈效应。
特别是近半个世纪以来,由于人口的迅猛增长和科学技术的飞速发展,人类既有空前强大的建设和创造能力,也有巨大的破坏和毁灭力量。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,带来了一系列灾害。另一方面,人类本身也因自然规律的反馈作用,而遭到“报复”。因此,环境问题已成为举世关注的热点,有民意测验表明,环境污染的威胁相当于第三次世界大战,无论是在发达国家,还是在发展中国家,生态环境问题都已成为制约经济和社会发展的重大问题。
生态环境脆弱性是生态系统在特定时空尺度下对于外界干扰所具有的敏感反应和自恢复能力,是自然属性和人类经济行为共同作用的结果。由于生态的脆弱性,所以它很容易遭到破坏。生态的破坏带来了一系列的后果,严重影响了人类的生存。
目前,全人类正面临着退化的生态系统给人类带来的严峻挑战。水污染和水枯竭将使21世纪面临严重的水荒;物种灭绝将使大自然为人类提供的食物链受到严重损害;森林、草原的毁坏引起水土流失、土地沙漠化,从而引发了一幕幕惨重的灾难;土地的丧失使人类的粮食难以得到保证……这一切不但损害了人类的利益,甚至还威胁到地球生命的延续。
1.物种灭绝、资源锐减
由于大面积森林采伐、火烧和垦殖农作物,草地过度放牧、垦殖,生物资源的过分利用,工业化、城市化的发展,外来种的引进或侵入及无控制的旅游的影响,使生态系统的物种成分已受到严重的破坏,致使某些物种从地球上消失。
人类靠生物多样性为生,没有生物特别是植物,人类就无法生存。生物为人类提供食用、医用和工农业等方面的原料,生物物种的绝灭,会使人类丧失食品、医药、科研、工业、农业等原料,影响或阻断人们生产生活的正常进行。
据国际自然与自然资源保护同盟的资料,自1850年以来,人类已使75种鸟类和哺乳类动物绝种,并使359种鸟类和297种兽类面临绝灭的危险。濒临绝灭的动物中还包括190种两栖、爬行类和80种鱼类。
据专家推测,如果一个生态环境的面积减少了90%,大约一半的物种就会失去。Simberloff(1986年)发现,在1986年与本世纪初之间,中南美湿润热带林的砍伐,可能导致15%的植物物种灭绝,亚马逊河流12%的鸟类灭绝。
从全球范围来说,以目前的速度砍伐森林,大约有5%的植物和2%的鸟类要灭绝;如果预计的森林砍伐增加两倍,大约有10%的植物和5%的鸟类要灭绝。
2.土壤侵蚀
土壤侵蚀是指在风或水的作用下,土壤物质被破坏带走的作用过程。在自然状态下,纯粹由自然因素引起的地表侵蚀过程,速度非常缓慢,表现不显著,常和土壤形成过程处于相对平衡状态。在人类活动影响下,特别是当人类严重地破坏了坡地上的植被后,就会扩大、加速自然因素引起的地表土壤破坏和土地物质的流失。
土壤侵蚀,分为水蚀和风蚀。水蚀,即水土流失,是指在自然或人为因素影响下造成的地表土壤中的水分和土壤同时流失的现象。地面坡度大、植被遭受破坏、土地利用不当、耕作技术不合理、滥伐森林及过度放牧等,都可以造成或加剧水土流失。
水土流失的过程是由面蚀到沟蚀。面蚀是指被雨水分散的土粒随地表细微径流较均匀地流失,主要发生在丘陵山洞顶部、径流尚未集中的地区。沟蚀是指地表径流汇集成细股而继续增大时,坡面被冲刷成大小不同的沟槽,有像被熊爪刨过一样的细沟,还有刻蚀地表的V字形深谷。长期面蚀的结果使表层肥沃细土粒被冲失,土壤变薄、质地变粗、土壤肥力显著下降。
沟蚀不仅冲走分散的细土粒,还冲走粗土粒和小土块。沟蚀使地面支离破碎,耕地面积大大减少,给农业生产和交通运输均造成很大困难。由于水土流失,泥沙淤积,造成河流航道堵塞,湖泊、水库寿命缩短。
自1954年以来,长江中下游天然水面积已减少13000km2,如洞庭湖、鄱阳湖等大型湖泊面积日益缩小,蓄洪排涝功能减弱。50年代建成的许多中小型水库,已淤满报废,加剧了水旱灾害的发生。
我国1998年长江、松花江、嫩江等地的洪水灾害,也是由于不合理地采伐森林、过度载牧、过度垦荒,导致水土流失,从而引发了百年不遇的特大洪水,使人们流离失所、家园被毁、田地被淹,人们的生产和生活无法正常进行,造成了巨大的经济损失。
另一种土壤侵蚀是风蚀。由于地表缺乏植被覆盖,土质松软,土层干燥,这时每秒4~5m的风沙吹拂地面就会造成风蚀,这种现象主要发生在干旱和半干旱地区。风蚀毁坏了土壤,被吹动的土壤因重新堆积而掩埋河道、湖泊和农田,从而降低了土壤肥力,给人类生活带来了危害。
20世纪30年代发生在美国的黑风暴,人们记忆犹新。在19世纪末到20世纪初,美国为了加速开发中西部,大规模开垦草原、砍伐森林,大片植被被毁。从1870年开垦180万亩到1930年扩大到11300万亩,增长约60倍,结果是土地裸露,水分丧失,风蚀加剧,引起地貌、土壤迅速恶化。1934年5月11日在伊利诺伊、马里兰、北卡罗来纳等州刮起了巨大的黑风暴,狂风卷起黄沙,遮天蔽日,纽约市一片昏暗。大气含尘量为每立方千米40t。事后调查,这场风暴是从破坏最严重的西部干旱区刮起,越过关国三分之二的大陆,刮走有机质和无机质3亿多t,毁掉耕地4500多万亩。风暴之后,西部平原水井、溪流干涸,作物枯萎、牛羊渴死,人们被迫背井离乡。同年7月20日在另外几个州又刮起一场黑风暴,毁了大批良田。这一年全国冬小麦减产近亿吨。
今天,土壤侵蚀已成为世界各国农业生产上最严重的问题之一。
3.土地荒漠化
在干旱、半干旱和半湿润地区,由于气候变化和人类活动等各种因素所造成的生态平衡破坏、土地退化、土地生产潜力降低、甚至变成类似沙漠的景观的过程称为土地荒漠化。
据联合国环境规划署资料,现今世界上平均每分钟即有10平方千米土地变成沙漠,每年因土地沙漠化要损失600万平方千米的农田和牧场,有90多个国家和五分之一的人口不同程度地受到沙漠化的危害。全世界每年因沙漠化带来的直接损失约260亿美元。沙漠化以沙漠前缘推进的形式吞噬和分割成片的草原和农田。
1993年5月,我国西北地区110万平方千米的广大地区刮起高数百米、厚几十千米的土黄色尘墙,自西向东移动。所到之处漆黑一片,行人绝迹。这场黑风暴,使兰新铁路有7处被尘土掩埋,上万旅馆被困。风暴使西北和华北地区近200人死亡,受灾耕地37万平方千米,直接经济损失达10亿元。
中国科学院塔克拉玛干沙漠考察队的专家们说,近50年来,塔克拉玛干沙漠平均每年以100米的速度向绿洲推进,使绿洲面积减少1400多平方千米。中国科学院兰州沙漠所的研究表明,我国北方地区沙漠、戈壁、沙漠化土地面积共有149万平方千米,占国土面积的15.5%,其中沙漠化土地面积有176万平方千米,潜在沙漠化土地面积158万平方千米。目前约有5900万亩农田,7400万亩草场和2000多平方千米铁路受到沙漠化的威胁。
4.土地盐渍化
土地盐渍化是全球干旱、半干旱地区土地利用中存在的严重的环境问题。人们一般把表层含有0.6%~2%以上的易溶盐的土壤称为盐渍土。土壤盐渍化严重时,一般植物很难成活,土地就成了不毛之地。
人类的灌溉活动对盐渍土的形成有很大的影响。在干旱和半干旱地区,正确的灌溉可以达到改良盐土的目的;反之,不良的灌溉(如灌溉水量过大、灌溉水质不好)可导致地下水水位上升,引起土壤盐渍化。由于人类不合理的农业措施而发生盐渍化称为次生盐渍化,由此生成的盐渍土称次生盐渍土。
次生盐渍化使世界上大约30多个国家受到不同程度的危害,严重削弱了土地的生产能力。由于不合理的灌溉,我国也发生了大面积的次生盐渍化。全球有9.5亿平方千米土地(约占耕地总面积的1/3)的生产力受到土壤盐分日益增长的不利影响。近6亿平方千米的耕地,即约灌溉总面积24%的土地,是因灌溉不当而产生盐渍化的。
生态系统的破坏,不但会导致物种灭绝、土壤侵蚀、土地沙化、盐渍化,还会间接地影响大气、水的质量,改变地区乃至全球的气候,影响人类的生产和生活,严重者会威胁人类的生存。所以,人类在改造自然的同时,也应考虑到自然生态系统的承载力,以保持生态系统的可持续性。
5.温室效应
温室效应是指二氧化碳、一氧化二氮、甲烷、氟利昂高温室气体大量排向大气层,使全球气温升高的现象。目前,全球每年向大气中排放的CO2大约为230亿吨。比20世纪初增加20%。至今仍以每年0.5%的速度递增,这必将导致全球气温变暖、生态系统破坏以及海平面的上升。据有关数据统计预测,到2030年全球海平面上升约20厘米,到本世纪末将上升65厘米,严重威胁到低洼的岛屿和沿海地带。
6.臭氧层破坏
臭氧层是高空大气中臭氧浓度较高的气层,它能阻碍过多的太阳紫外线照射到地球表面,有效地保护地面一切生物的正常生长。臭氧层的破坏主要是现代生活大量使用的化学物质氟利昂进入平流层,在紫外线作用下分解产生的原子氯通过连锁反应而实现的。最近研究表明,南极上空15~20千米间的低平流层中臭氧含量已减少了40%~50%,在某些高度,臭氧的损失可能高达95%。北极的平流层中也发生了臭氧损耗。臭氧层的破坏将会增加紫外线β波的辐射强度。据资料统计分析,臭氧浓度降低l%,皮肤癌增加4%,白内障发生则增加0.6%。到本世纪初,地球中部上空的臭氧层已减少了5%~10%,使皮肤癌患者人数增加了26%。
7.水资源枯竭
水是生命的源泉,水,似乎无所不在。然而饮用水短缺却威胁着人类的生存。目前,世界的年耗水量已达7万亿立方米,加之工业废水的排放,化学肥料的滥用,垃圾的任意倾倒,生活污水的剧增,使河流变成阴沟,湖泊变成污水地;滥垦滥伐造成大量水分蒸发和流失,饮用水在急剧减少。水荒,向人类敲响了警钟。据全球环境监测系统水质监测项目表明,全球大约有10%的监测河流受到污染,生化需氧量(BOD)值超过6.5毫克/升,水中氮和磷污染,污染河流含磷量均值为未受污染河流平均值的2.5倍。另据联合国统计,目前全世界已有100多个国家和地区生活用水告急,其中43个国家为严重缺水,危及20亿人口的生存,其主要分布在非洲和中东地区。许多科学家预言:水在21世纪将成为人类最缺乏的资源。正如人们所希望的,不要让人类的眼泪成为地球上最后一滴水。
人口爆炸,已使地球不堪重负;环境污染,已使其伤痕累累;生态失衡,已使她失去了昔日的辉煌;物种灭绝危及整个生物圈。面对无穷无尽的污染,河流在悲泣,泉水在呻吟,海水在怒号。森林匿迹,溪流绝唱,草原退化,流沙尘扬。我们的地球,正超负荷运转;我们的家园,正走向衰亡,人类的警钟,是自己把她敲响,挽救自然,挽救生态,挽救环境,挽救地球已刻不容缓。否则,人类的末日将是自己酿造的一杯毒酒。
二、工业革命带来的环境破坏
18世纪兴起的工业革命,曾经给人类带来希望和欣喜,因为工业化的兴起,城市化的发展,科学技术的进步,使人类的生活水平大为提高,例如,人口的死亡率不断下降,平均预期寿命不断提高,更多的人享受到城市生活的便利,更多的儿童能够进入学校接受更多的教育,等等。诚然,人类发展又一次摆脱了“黑暗的中世纪”的阴影,人类文明又进入到一个前所未有的高度。然而,工业革命给人类带来的不仅仅是欣喜,还有诸多意想不到的后果,甚至埋下了人类生存和发展的潜在威胁。