1.2.2 环境的退化及环境问题的发展
人类是环境的产物,又是环境的改造者,人与环境是对立统一的整体。人类在漫长的历史长河中,在不同程度的生产力水平条件下,根据自身生存和发展的需要改造着环境。今天人类赖以生存的环境,既不是单纯地由自然因素构成的,也不是单纯地由社会因素构成的,而是在自然背景的基础上经过人类的改造加工形成的。它凝聚着自然因素和社会因素的交互作用,体现着人类利用和改造自然的性质和水平。然而,由于人类对于环境认识能力的低下以及对于自身科学技术水平的盲目乐观,人们在没有遭受环境问题的惩罚之前,沾沾自喜于对于环境的一个又一个胜利,盲目地发展,从而造成了日益严重的环境问题。正如恩格斯所指出的:“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们。每一次胜利,在第一步都确实取得了我们预期的结果,但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎预料的影响,常常把第一个结果又取消了。”可以说,环境问题的实质就是环境与发展问题。人类没有选择正确的发展方式,导致了环境从简单到复杂的不断变迁和环境问题的频繁发生。
一、环境的退化
环境的退化是人类生存和发展对环境影响的结果。自从人类在地球上诞生起,无论是刀耕火种还是以机器大工业为代表的工业文明,人类历史每向前行进一步都不同程度地影响着环境,造成环境的变迁。在工业革命前,环境退化在千百年中以非常缓慢的方式进行着,在相对局部的范围内发生。然而,快速增长的工业化社会的对环境影响的累积结果导致环境急剧退化。统计资料表明:
(1)有1/3~1/2面积的陆地已经被人类活动改变;
(2)从工业革命以来,大气的二氧化碳体积含量提高了30%;
(3)人工固氮的总量已经超过天然固氮总量;
(4)被人类利用的地表淡水已经超过可利用总量的50%;
(5)近2000年来,地球上大概有1/4的鸟类物种已经灭绝;
(6)接近2/3的海洋渔业资源已经过度捕捞或耗尽;
(7)地球的大气层正开始失去清除空气污染物的自然能力;
(8)北极地区的冰盖已减少了42%;
(9)全球27%的珊瑚礁遭到破坏。
各种环境要素的改变交织在一起,造成了环境的退化以至于环境功能的丧失。在人类社会的发展进程中,不乏这种先例。
美索不达米亚平原是著名的巴比伦文明的发祥地。它在幼发拉底河和底格里斯河之间,受两河流域的滋润,土壤肥美。优越的自然条件使它的灌溉农业发展较早,从四五千年前的巴比伦王国开始形成历史上灿烂的巴比伦文明。但是,在发展农业的过程中,两河上游的森林被破坏,造成气候失调、水土流失、土地沙化,竟使沃野变成不毛之地。
黄河流域是中华民族光辉灿烂文化的发祥地,四千多年前,曾经是森林茂密、水草丰足的森林草原带,农业发达。盲目开发、森林被破坏,致使43万平方千米的土地上千沟万壑,水土严重流失。
鄱阳湖是中国最大的淡水湖,水域面积最大曾达4000平方千米。但是由于人工种养吞食湿地、围湖造堰及无序采砂等诸多原因,鄱阳湖水域面积减少到不足50平方千米,曾经碧波千里的浩瀚水面消失了。
由世界自然基金会和联合国环境规划署联合发表的《2000年地球生态报告》显示,人类若依照目前的速度继续消耗地球资源,那么地球上所有的自然资源会在2075年前耗尽。
二、环境问题的发展
如果说环境的退化是人类生存和发展对环境影响的结果,那么环境问题的产生和发展就是环境退化的直接表现并且反作用于人类的结果。在以往的人类历史中,在当时的发展观念下,环境问题随着人类文明的发展而发展,呈现出由简单到复杂、由区域性到全球性的变化态势。
1.环境问题的出现
人类在诞生以后很长的时间里,只是天然食物的采集者和捕食者。偶尔因为人们的用火不慎,大片草地、森林发生火灾,生物资源遭到破坏,使人们不得不迁往异地以谋生存。这一时期人类对环境的影响不大,因此环境对人类的反作用并不强。偶尔的环境功能破坏、环境质量下降只在少数地方存在,虽然会给人们的生活造成一定的不便,但这主要是由于当时人类的生产力水平过于低下造成的,而环境本身经过一段时间的自我修复,基本能够恢复到原有的水平,尚不至于造成重大危害。
人类的农业文明时期开启了环境问题的开端。在人类学会培育植物和驯化动物、进入农业文明时代之后,人类改造环境的作用越来越明显,相应的环境问题开始出现。比如大量砍伐森林、破坏草原、刀耕火种、盲目开荒,往往引起严重的水土流失、水旱灾害频繁和沙漠化;兴修水利、不合理灌溉,往往引起土壤的盐碱化、沼泽化及某些疾病的流行。总体说来,农业和畜牧业的发展是人类生产发展史上的一次大革命,标志着人类利用自然和改造自然的能力迈出了一大步。在这一时期,环境问题开始出现,但是并不突出。
另外,在农业文明时代,也出现了一些工业文明的影子。随着社会分工和商品交换的发展,城市成为手工业和商业的中心。城市里人口密集,房屋毗连。炼铁、冶铜、锻造、纺织、制革等各种手工业作坊与居民住房混在一起。这些作坊排出的废水、废气、废渣,以及城镇居民排放的生活垃圾,造成了环境污染。13世纪英国爱德华一世时期,曾经有对排放煤炭的“有害的气味”提出抗议的记载。
2.环境问题的恶化
环境问题频繁发生并且开始引起人们关注是在18世纪60年代到20世纪70年代。资本主义生产完成了从工场手工业向机器大工业的过渡,工业革命迅速发展,人类逐步进入工业文明时代,利用和改造自然环境的能力得到空前增长。正是在这一时期,人类陶醉于社会生产力的突飞猛进,恣意从自然环境中攫取资源和能源,任意排放废物,造成了环境问题的大爆发,并且直接导致了当前全球性环境问题的产生。工业革命是人类环境问题的“分水岭”。
伴随着蒸汽机的发明和广泛使用,英国、欧美及日本等国相继建立了以煤炭、冶金、化工等为基础的工业生产体系。这一生产体系需要以煤炭作为燃料,因此煤炭资源的开采量大幅度上升,到1900年,世界先进国家英、美、德、法、日五国煤炭产量总和已达6.641亿吨。煤炭资源的广泛利用自然导致燃煤废物如烟尘、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳大量排放。据估算,在20世纪40年代初期,世界范围内工业生产和家庭燃烧所释放的二氧化硫每年高达几千万吨,其中2/3是由燃煤产生的。这一情况导致部分工业先进城市和国家煤烟污染问题的发生,甚至酿成多起严重的燃煤大气污染公害事件,如美国的多诺拉烟雾事件,在这一事件中,有4700多人因呼吸道疾病而死亡,而在雾散以后,又有8000多人死于非命。(https://www.daowen.com)
随着内燃机的燃料从煤气过渡到石油产品——汽油和柴油,石油在人类能源构成中的比重大幅度上升。开采和加工石油不仅刺激了石油炼制工业的发展,而且导致石油化工的兴起。然而,石油的应用给环境带来了新的污染。首先,石油的广泛应用推动了汽车工业的发展,而汽车排放的尾气中含有大量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物及铅尘、烟尘等颗粒物和二氧化硫、醛类、苯并芘等有害物质,这些气体在静风、逆温等特定条件下,经强烈的阳光照射会产生光化学烟雾,严重危害人类健康。其次,以石油和天然气为主要原料的有机化学工业的发展,使橡胶、塑料和纤维三大高分子合成材料,以及合成洗涤剂、合成油脂、有机农药、食品与饲料添加剂等有机化学制品大量生产和应用。这些化学制品在为人类的生产和生活带来便利的同时,对环境的破坏也渐渐地发生,造成了有机毒害和污染等环境问题。
20世纪50年代,西方大国竞相发展经济,工业化和城市化进程加快,经济高速持续增长。在这种增长的背后,隐藏着破坏和污染环境的巨大危机。因为工业化与城市化的推进,一方面带来了资源和原料的大量需求和消耗,另一方面使得工业生产和城市生活的大量废物排向土壤、河流和大气之中,最终造成环境污染的大爆发,使世界环境危机进一步加重。
在这一段时期,先后发生了震惊世界的八大公害事件,分别是马斯河谷事件、多诺拉烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件、伦敦烟雾事件、四日市哮喘事件、米糠油事件、水俣病事件和痛痛病事件。这八大公害事件直接死亡人数达5000多,给人类带来了惨痛的教训。
3.全球性环境问题的爆发
进入20世纪80年代,虽然人类开始注意到环境问题对人类的危害程度及环境保护的重要性,并且开始了一系列环境保护的行动,但是人类对于环境破坏的累积作用仍然在世界范围内大规模爆发出来。这时的环境问题不再是某一地区或者某一国家的事情,而是具有全球性、长期性、共同性和关联性。目前全球性问题主要包括:全球性的大气污染,如温室效应、臭氧层破坏、酸雨;大面积的生态破坏,如土地退化与荒漠化;生物多样性减少及国际水域与海洋污染等。
1)温室效应
温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应,就是地面吸收太阳的短波辐射然后放出的长波辐射被大气中的二氧化碳等物质所吸收,从而产生大气变暖的效应。对于产生温室效应有重要作用的气体有二氧化碳、甲烷、臭氧、氯氟烃及水汽等,其中数量最多的是二氧化碳,约占大气总量的0.03%。大气中的温室气体浓度增加,阻止地球热量的散失,使地球发生可感觉到的气温升高。
近几十年来,由于人口急剧增加,工业迅猛发展,呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳远远超过了过去的水平。而另一方面,由于对森林乱砍滥伐,大量农田建成城市和工厂,破坏了植被,减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小,降水量大大降低,减少了吸收溶解二氧化碳的条件,破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡,因而使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长,导致地球气温发生改变。自1975年以来,地球表面的平均温度已经上升了0.9℃。以目前的趋势看,全球平均气温在未来50年内将升高2~3℃,但如果温室气体排放继续增加,气温还会再升高几摄氏度。
尽管温室效应可能带来诸如中高纬度地区农作物增产、全球木材供应增加和取暖能源减少等有利结果,但是它带来的负面影响要远大于益处。据统计,全球每年有10万人因气候变暖而死亡。温室效应可能导致许多国家面临更加突出的水资源供需矛盾。比如,联合国政府间气候变化专门委员会2007年初的一个报告草案曾指出,如果平均气温上升4℃,全球就会有30多亿人面临缺水问题。目前人类社会遭遇的垃圾处理和交通等环境问题将可能因为高温多雨而加剧。低海拔地区城镇化的快速发展和那里人口密度的迅速增加,使得全球更多人口处于海岸气候极端事件的威胁中。比如,热带风暴和飓风强度可能更大,带来的雨量更多,导致沿海国家遭遇洪涝等灾害;地球两极冰雪融化和海平面上升,地球上众多海岸线将被海水侵蚀,众多岛屿将被淹没,岛上及沿海居民生活受到威胁,而一些小岛国甚至不复存在。土地干旱,沙漠化面积增大。各地区高温、干热引发的森林火灾等事故也将不断出现。由于全球变暖,许多通过昆虫、食物和水传播的传染性疾病的传播范围将扩大,并对贫困地区的人口造成显著影响。数据显示,由于气候变化,全球更多的人口将面临疟疾和登革热这两种传染病的威胁。从长远来看,由于气候变化,不少动植物开始向南部或北部迁移,生物物种活动范围的迁移将导致迁入地和迁出地生物链混乱,从而对农林业和渔业产生不利影响。此外,气温升高还导致一些地区害虫数量大增,严重影响农业生产。有专家指出,50年后,全球变暖将导致上百万个物种消失。
2)臭氧层破坏
大气中的臭氧含量仅占一亿分之一,但在离地面20~30 km的平流层中,存在着臭氧层,其中臭氧的含量占这一高度空气总量的十万分之一。臭氧层的臭氧含量虽然极其微小,却具有非常强烈的吸收紫外线的功能,可以吸收太阳光紫外线中对生物有害的部分UV-B。由于臭氧层有效地挡住了来自太阳紫外线的侵袭,人类和地球上各种生命才能够生存、繁衍和发展。1985年,英国科学家观测到南极上空出现臭氧层空洞,并证实其同氟利昂CFCs分解产生的氯原子有直接关系。近年来,南极上空的臭氧空洞有扩大的趋势,在北极上空也出现了臭氧减少的情况。氟利昂等消耗臭氧物质是臭氧层破坏的元凶,氟利昂是20世纪20年代合成的,其化学性质稳定,不具有可燃性和毒性,被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂,广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。
臭氧层被大量损耗后,吸收紫外辐射的能力大大减弱,导致到达地球表面的紫外线UV-B明显增加,给人类健康和生态环境带来多方面的危害,目前已受到人们普遍关注的主要有对人体健康、陆生植物、水生生态系统、生物化学循环、材料及对流层大气组成和空气质量等方面的影响。例如阳光紫外线UV-B的增加对人类健康有严重的危害作用,潜在的危险包括引发和加剧眼部疾病、皮肤癌和传染性疾病。在已经研究过的植物品种中,超过50%的植物有来自UV-B的负面影响,比如豆类、瓜类等作物,另外某些作物如土豆、番茄、甜菜等的质量将会下降。臭氧层破坏会加速建筑、喷涂、包装及电线电缆等所用材料,尤其是高分子材料的降解和老化变质。天然浮游植物群落与臭氧的变化直接相关,对臭氧层空洞范围内和臭氧层空洞以外地区的浮游植物生产力进行比较的结果表明,浮游植物生产力下降与臭氧减少造成的UVB辐射增加直接有关。由于浮游生物是海洋食物链的基础,浮游生物种类和数量的减少还会影响鱼类和贝类生物的产量。据一项科学研究的结果显示,如果平流层臭氧减少25%,浮游生物的初级生产力将下降10%,这将导致水面附近的生物减少35%。阳光紫外线的增加会影响陆地和水体的生物地球化学循环,从而改变地球-大气这一巨大系统中一些重要物质在地球各圈层中的循环,如温室气体和对化学反应具有重要作用的其他微量气体的排放和去除过程,包括CO2、CO及O3等。这些潜在的变化将对生物圈和大气圈之间的相互作用产生影响。另外,臭氧层破坏也将导致对流层的大气化学更加活跃。
3)酸雨
酸雨是指pH值小于5.6的大气降水,是大气环境污染的一种表现形式。形成酸雨的主要原因是大气中存在一定浓度的二氧化硫和氮氧化物等酸性气体。人类生产和生活活动燃烧大量的煤炭和石油,随之产生的二氧化硫和氮氧化物等气体,或汽车排放出来的氮氧化物烟气排放入大气中,这些酸性气体与水蒸气相结合,就会形成硫酸和硝酸等气态或者液态微粒,随大气降水降落到地面,形成酸雨。据统计,全球每年排放进大气的二氧化硫约1亿吨,二氧化氮约5000万吨,所以,酸雨主要是人类生产活动和生活造成的。目前,全球已形成三大酸雨区。我国覆盖四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地区,面积达200多万平方千米的酸雨区是世界三大酸雨区之一。世界上另两个酸雨区是以德、法、英等国为中心,波及大半个欧洲的北欧酸雨区和包括美国和加拿大在内的北美酸雨区。这两个酸雨区的总面积为1000多万平方千米,降水的pH值小于5,有的甚至小于4。
酸雨会对环境带来严重的危害,造成巨大的经济损失。危害的方面主要有腐蚀建筑物和工业设备、破坏露天的文物古迹、损坏植物叶面、破坏土壤成分,导致森林死亡、农作物减产甚至死亡、湖泊中鱼虾死亡、酸化的地下水危害人体健康。
4)土地退化与荒漠化
土地退化是指土地受到人为因素或自然因素的干扰、破坏而改变原有的内部结构、理化性状,土地环境日趋恶劣,逐步减少或失去该土地原先所具有的综合生产潜力的演替过程。根据联合国防止荒漠化公约的资料,全球有70%的干地(不包括极端干旱的沙漠及冰封地区的土地)已面临不同程度和类型的退化,总面积达3600万平方千米。在近20年来,世界范围内超过1/3的森林、20%的耕地及10%的草场由于管理不善出现了退化加剧的问题。随之而来的将是农业产量下降、粮食短缺、人口迁移、生态系统被破坏及生物多样性丧失等恶性连锁反应。
荒漠化是由于气候变化和人类不合理的经济活动等因素,使干旱、半干旱和具有干旱灾害的半湿润地区的土地发生退化。根据联合国环境规划署的估计,全球有1/4的土地受到荒漠化的威胁。超过2.5亿的世界人口遭受着荒漠化的直接影响,同时,由于耕地和牧场变得贫瘠,100多个国家超过10亿人口的生计问题处于危险境地。产生沙漠化的自然因素主要是干旱、地表为松散砂质沉积物和大风的吹扬等,人为因素主要是过度放牧、过度垦殖和不合理地利用水资源等。
土地退化和荒漠化的危害是破坏土地资源,使可供农牧的土地面积减少,土地滋生能力退化,植物量减少,土地载畜力下降,作物的单位面积产量降低,还能导致河流、水库、水渠堵塞,风沙活动破坏通讯、输电线路和设施等。据国家林业和草原局调查表明,我国已成为受荒漠化危害最严重的国家之一,有1/4以上的国土荒漠化,每年直接经济损失达540亿元。
5)生物多样性减少
生物多样性是指所有来源生物之间的差异,包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。生物多样性对于人类具有巨大的价值。人类的生存离不开其他生物,地球上多种多样的植物、动物和微生物为人类提供了不可缺少的食物、纤维、木材、药物和工业原料。它们与其物理环境之间相互作用所形成的生态系统,调节着地球上的能量流动,保证了物质循环,从而影响着大气构成,决定着土壤性质,控制着水文状况,构成了人类生存和发展所依赖的生命支持系统。物种的灭绝和遗传多样性的丧失,将使生物多样性不断减少,逐渐瓦解人类生存的基础。人类过度砍伐森林特别是热带雨林,致使生物的生境丧失,再加之生物资源的过度开发、环境污染、全球气候变化及工业、农业的影响,生物种类正在急剧减少,现在每天以100多种到200多种的速度消失。据估计,在今后的20~30年中将有1/4的物种消失,这对人类生存和发展构成巨大的潜在威胁。
6)国际水域与海洋污染
海洋能为人类提供丰富的海洋食品及矿物资源,同时还具有调节气候、蒸发水分有利降雨等多种功能。海洋对于人类及整个地球环境具有重要的意义。但是,人类的生产和生活直接或间接地把物质或能量引入海洋环境,已经造成了严重的海洋污染。据研究,全球41%的海域受到包括海上采油、商业船运、人类活动导致的物种入侵、渔业捕捞、各种人为污染等17种不同人类活动的强烈影响。海洋污染最严重的区域包括北海、中国东海和南海、加勒比海、北美洲东海岸、地中海、红海、波斯湾、白令海和西太平洋部分海域等。
由于海洋的特殊性,海洋污染与大气、陆地污染有很多不同,其突出的特点:一是污染源广,不仅人类在海洋的活动可以污染海洋,而且人类在陆地和其他活动方面所产生的污染物,也将通过江河径流、大气扩散和雨雪等降水形式,最终都将汇入海洋。二是持续性强,一旦污染物进入海洋,很难再转移出去,不能溶解和不易分解的物质在海洋中越积越多,往往通过生物的浓缩作用和食物链传递,对人类造成潜在威胁。三是扩散范围广,全球海洋是相互连通的一个整体,一个海域污染了,往往会扩散到周边,甚至有的后期效应还会波及全球。四是防治难、危害大。海洋污染有很长和积累过程,不易及时发现,一旦形成污染,需要长期治理才能消除影响,而且治理费用大,造成的危害会影响到各方面,特别是对人体产生的毒害,更是难以彻底清除。
海洋污染对人类和海洋具有许多危害:它使海洋食品中聚积毒素,人食用后会得病;使海产减少,危及人类的食物源;使浮游生物死亡;使海洋生物死亡或发生畸形,改变整个海洋的生态平衡;海洋吸收二氧化碳能力减低,加速温室效应。