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第2章

生态系统多样性

遗传多样性是指某个种内个体的变异性,由特定种、变种或种内遗传的变异来计量。遗传多样性是生物多样性的基础;物种多样性是指地球上生命有机体的多样性。一般说来,某一物种的活体数量越大,异体的机会也越大。但某些物种活体数量的过分增加,也可能导致其他物种活体数量的减少,甚至减少物种的多样性。生态系统多样性是指物种存在的生态复合体系的多样化和健康状态,即指生物圈内的生境、生物群落和生态过程的多样化。生态系统是所有物种存在的基础。由于地球上生物的演化过程会产生新的物种,而新的生态环境又可能造成其他一些物种的消失,所以生物多样性是不断变化的。人类社会从远古发展至今,无论是农耕还是现代生产的集约化经营,均建立在生物多样性的基础之上。

生态整合性

生态整合性是指生态系统在其所处的地理条件下,发育最佳的一种状态。它包括总能量的输入、可获得的水和营养资源以及物种迁移定居历史等。因此,生态系统整合性包括一定地理范围内物理的、化学的和生物的特征,也包括社会、经济和文化特征。生态系统整合性是关于生态系统结构、功能及其健康状况的总体认识。在正常环境条件下,生态系统健康,即能保持最佳操作点和维持良性平衡,就是该生态系统具有生态整合性。当系统受到一定压力后,生态系统出现干扰和波动,但仍能返回和保持最佳操作点并继续发育、进化,这时生态系统仍具有生态整合性。但是,当系统受到更大压力,生态系统就会永远偏离最佳操作点,则结构和功能将表现出一系列的与受压力有关的伤害趋势,系统就要崩溃,灾难性的偏向于一个不同的发展途径,这时,即丧失其生态整合性。因此,从可持续发展的角度出发,就应维持生态系统的整合性,避免由于追求短期效益而对生态系统造成不可恢复的巨大冲击。

生态系统

在地球表面的一定空间,生物群体与无机环境通过能量转换与物质循环联结而成生态系统。按其环境特征,生态系统可分为陆地生态系统和水域生态系统。根据植物群落的特性和结构,陆地生态系统又可分为森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统和冻原生态系统等。水域生态系统则包括海洋生态系统、湖泊生态系统和河流生态系统。根据形成条件,生态系统又可分为自然生态系统、人工生态系统及介于两者之间的生态系统。根据生态系统的结构和对外界进行能量与物质的交换关系,则可分为封闭式生态系统和开放式生态系统,等等。

生态系统的联系

生态系统的各个组成部分都是互相联系的。如果人类活动干预某一部分,整个系统可以自动调节,以保持原有状态不受破坏。比如,池塘里的鱼被捕捞后,水生植物和浮游动物的天敌减少,水生植物、浮游动物就会迅速繁殖起来,这又对鱼类繁殖大有好处。生态系统的组成成分越多样,能量流动和物质循环的途径就越复杂,调节能力就越强。但是,生态系统本身的调节能力是有限的,如果人类大规模地干扰,自动调节就变得无济于事,生态平衡会遭到破坏。在20世纪30年代,美国由于大规模开垦西部草原,植被遭到严重破坏,地面失去保护,终于导致一场“黑风暴”事件,刮走3亿多吨土壤,全国冬小麦一年减产50多亿千克。

随着人类利用、改造环境的能力日益加强,像原始森林和极地那样的原始生态系统已很少见,人们正以大量的养殖湖、薪炭林和乡村等半人工生态系统及城市、工厂等人工生态系统取代之。不过,人类已逐渐认识到自己和周围环境是一个整体,把自己的事和环境联成一个系统来考虑,产生了“人类生态系统”、“社会生态系统”,以便更好地保持人类与环境之间的平衡。

生态旅游

生态旅游是由国际自然保护联盟特别顾问谢贝洛斯·拉斯喀瑞于1983年首次提出的。当时就生态旅游给出了两个要点,其一是生态旅游的对象是自然景物;其二是生态旅游的对象不应受到损害。生态旅游的基本原则是:生态旅游是以自然为取向的旅游,生态旅游是在生态学原则指导下,建立在自然环境可承受范围之内,促进生态保护,特别是生物多样性的保护,实现资源环境可持续性的旅游,应对游客进行生态保护教育和宣传,提高公众的自然保护意识,经营和管理者更应重视生态保护,生态旅游应带动地方经济发展,使当地社区居民受益,地方文化得到保护,从而促进当地居民对自然的保护。

生态示范区

生态示范区建设是按照可持续发展的要求、生态经济学原理,合理组织、积极推进区域社会经济和环境保护的协调发展,建立良性循环的经济、社会和自然复合生态系统,确保在经济、社会发展,满足广大人民群众不断提高的物质文化生活需要的同时,实现自然资源的合理开发和生态环境的改善。全国生态示范区建设试点自1995年正式启动以来发展迅速,在推进试点地区经济,社会和环境保护协调发展的同时,对周边地区产生了良好的辐射作用,使生态示范区建设成为区域社会、经济可持续发展的一种理想载体和组织形式。目前,中国已建立了近500个生态示范区,并有部分地区和单位已经通过考核验收。

生态城市的特征

生态城市是根据生态学原理,应用生态、社会、系统等工程技术建设的社会、经济、自然可持续发展和物质、能量、信息高效利用的人类聚居地。生态城市应满足以下标准:

(1)广泛应用生态学原理规划建设城市,城市结构合理、功能协调。

(2)保护并高效利用一切自然资源与能源,产业结构合理,实现清洁生产。

(3)采用可持续的消费发展模式,物质、能量循环利用率高。

(4)有完善的社会设施和基础设施,生活质量高。

(5)人工环境与自然环境有机结合,环境质量高。

(6)保护和继承文化遗产,尊重居民的各种文化和生活特性。

(7)居民的身心健康,有自觉的生态意识和环境道德观念。

(8)建立完善的、动态的生态调控管理与决策系统。

生物圈中最普遍的特征之一是生物体的多样性。生物多样性是指某一区域内遗传基因的品系、物种和生态系统多样性的总和。它包括了种内基因变化的多样性、生物物种的多样性和生态系统的多样性三个层次。

生态城市有以下特征:

(1)城市居民素质高。“生态城市”是指在该城市中人口增长得到有效控制;人们受着良好的教育;科技事业比较发达并且能够有力、持续地推动经济、社会、人文和环境事业的发展。

(2)天蓝、地绿、水清。在生态城市中,人们善待自然、注意保护环境成为社会公德和人们的自觉行为准则,到处是绿茵草地、青山绿水的城市景观。

(3)资源高效利用。生态城市是一个真正意义上的可持续发展的社会。所有的原材料和能源得到合理、高效率的利用;在生产和消费的源头就严格控制废物的产生,废物一旦产生就必须按设定的方案进行回收、再生和再利用。

(4)产业结构优化。在生态城市中发展的产业都必须以不破坏生态平衡为前提,大力发展高新技术产业,利用新技术改造传统产业。生态城市的产业中必定有三个共同点:一是应用先进技术发展生态农业和都市园林;二是旅游业以生态旅游为特色;三是环保产业发达并有一定的带动性。

(5)城市规划科学。生态城市的建设和管理必须重视建筑布局合理;严格控制建筑密度;大力提高建筑物的传统个性和文化品位;城市配套设施和基础设施充足而且先进;城市管理纳入法治轨道。

生态平衡

生态平衡是指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状况,它包括结构上的稳定,功能上的稳定和物质、能量输入输出的稳定。生态平衡是相对的平衡。任何生态系统都不是孤立的,会与外界发生直接或间接的联系,会经常遭到外界的干扰。尤其是近代以来人口大量增加,科学技术水平不断提高,人类对自然界的干扰程度和范围越来越大,生态系统都在不断地受到人类的干扰和破坏。因此,生态系统的平衡是相对的,不平衡是绝对的。生态平衡是动态平衡,而不是静态平衡。生态系统的各组成成分都在按一定的规律运动、变化着,系统中能量在不断地流动,物质在不断地循环,整个系统时刻处于动态之中。

生态系统平衡的破坏,有自然原因,也有人为因素。自然原因主要是指自然界发生的异常变化,如火山爆发、山崩、海啸、水旱灾害、地震、暴雨、流行病等,这些都会使生态平衡遭到破坏。人为因素主要指人类对自然资源的不合理利用和工农业生产产生的大量污染物进入环境后引起的生态平衡的破坏。

生态意识

生态意识是环境意识的重要组成部分,是指对生态知识及生态系统正常运转意义等的认知和维护心理。从内容上讲,生态意识包括认识生态规律、维护生态平衡、抵制生态破坏行为并约束自己的思想和行为以便能维持生态系统的总体平衡。培养生态意识应当认识到人类面临的环境是一个由若干子系统组成的大系统整体,破坏其中的某一方面必然带来生态系统整体运作过程的不协调,进而带给人类以生产、生活的灾难。要求人们日常的生产、生活行为都要以维护大自然生态系统的平衡为标准,进而对整个生态系统进行积极的维护修补行为和不破坏的行为。生态意识是每个人应该培养的最基本也是最容易养成的环境意识。这种意识要从小、从娃娃抓起,使生态意识在人们的思维中扎根。

生态平衡的建立

生态系统也像人一样,有一个从幼年期、成长期到成熟期的过程。生态系统发展到成熟阶段时,它的结构、功能,包括生物种类的组成、生物数量比例以及能量流动、物质循环,都处于相对稳定状态,这就叫做生态平衡。比如,水塘里的鱼靠浮游动植物生活,鱼死后,水里的微生物把鱼的尸体分解为化合物,这些化合物又成为浮游动植物的食物,浮游动物靠浮游植物为生,鱼又吃浮游动物。这样,在水塘里,微生物—浮游动植物—鱼之间建立了一定的生态平衡。

在一般情况下,成熟的生态系统内部物种越丰富,食物网就越复杂,物质循环和能量流动可以多渠道进行。如果某一环节受阻,其他环节可以起补偿作用。比如隼以兔、田鼠、麻雀、蛇为食物,当兔、蛇被捕杀,隼就转到吃麻雀、田鼠为主。当然,这种自我调节能力有一定限度,超过限度平衡就会遭到破坏,甚至导致生态危机。欧洲移民刚到澳大利亚时,发现那里青草茵茵,于是大力发展养牛。后来牛粪成灾,造成牧草退化,蝇类滋生,只得引进以粪便为食物的蜣螂,才使牧场恢复原貌。

影响生态平衡有自然和人为两种因素。火山爆发、雷击火灾、地震、泥石流等,属于自然因素;过度垦荒、放牧,乱捕滥猎等等,属于人为因素。生态平衡的破坏,主要是人为造成的。如埃及阿斯旺大坝挡住了肥沃的淤泥,使尼罗河下游的土地贫瘠化;河里的营养物质减少,使尼罗河三角洲和地中海的渔业生产受影响,埃及沙丁鱼的捕捞量减少。又如印度北部山区由于森林资源全部被砍光,引起1978年的特大洪水,结果2000多人被淹死,4万头牲畜被冲走。

生态平衡是一种动态平衡,在这种平衡系统内部时时刻刻发生着各种物质循环和能量流动。虽然这种平衡系统对外界的干扰相当敏感,但这并不是说人类不能利用环境、改造环境。为了更加有利于自己的生存,人类完全可以建立新的平衡。中国珠江三角洲一带的“桑基池塘”,使桑、蚕、鱼的生产相互促进,是农业生态平衡的成功例子。

生物圈保护区

生物圈保护区是一块因其生态价值而被公认和受到保护的土地。理想的生物圈保护区包括地球上代表重要生态系统和群落的未经干扰的自然环境。生物圈保护区是为了保护生态带的遗传多样性,支持研究和教育、协助地方上的可持续发展而建立的。对生物圈保护区的官方声明和国际认可是为了保护有生态价值的地区免受开发和破坏。从1976年起,在联合国批准下开始建立生物圈保护区的国际网络。在联合国方针指导下,每个生物圈保护区都要由本国生物圈保护区委员会提议、审核和建立。国际生物圈网络成员之间的交流有助于保护区管理者分享数据,并进行管理策略和问题的比较。

生物入侵

这是一些翻山越岭、远涉重洋的“生物移民”,也许是一种细菌、一种植物或者一种动物。来到异国他乡的它们,由于失去了天敌的制衡获得了广阔的生存空间,生长迅速,占据了湖泊、陆地,而“土著生物”则因被其挤压纷纷凋零甚至灭绝。这就是生物入侵。

生物入侵人们也许陌生,然而,一提起口蹄疫、疯牛病,甚至艾滋病,人们却并不陌生,其实这些都是生物入侵的一种。以往人们常常提到的一些动植物,某些地方来说,也都是入侵生物,如牵牛花、水葫芦、地中海潜蝇、飞机草、马缨丹、银鱼,等等。

生物入侵分有意和无意两种。随着物种的引进,这些外来移民一方面可能造福人类,一方面也可能给当地生态环境乃至经济发展造成一定影响。除了疯牛病、口蹄疫,古今中外由于有害生物危害人类健康和农业生物的安全,给人类带来的灾难是十分沉痛的。近年来,外来入侵物种已对中国生物多样性和生态环境造成了严重的危害,同时造成了巨大的经济损失。为了防治外来物种入侵,保护生物多样性和生态环境,保障国家环境安全,促进经济社会的可持续发展,国家环保总局和中国科学院联合公布了《中国第一批外来入侵物种名单》,共16种,分别为紫茎泽兰、薇甘菊、空心莲子草、豚草、毒麦、互花米草、飞机草,凤眼莲(水葫芦)、假高粱、蔗扁蛾、湿地松粉蚧、强大小蠹、美国白蛾、非洲大蜗牛、福寿螺、牛蛙。

生物净化

生物通过代谢作用,使环境中的污染物数量减少,浓度降低,毒性减轻甚至消失的作用,就叫做生物净化。主要分3大类:

(1)陆地生态系统的生物净化,主要是由植物吸收、转化、降解各种污染物,其中包括植物对大气污染的净化和土壤——植物系统对土壤污染的净化。

(2)淡水生态系统和生物净化,起主导作用的是细菌,但许多水生和沼生植物也有较强的净化作用。

(3)海洋生态系统的生物净化,也是细菌起主要作用。此外还有霉菌、酵母、放线菌和原生动物等。它们对主要的海洋污染物石油烃类,以及多环芳烃类,都有较好的净化作用。

生物资源令人担忧

野生动植物丰富区面积不断减少,珍稀野生动植物栖息地环境恶化,珍贵野生药用植物数量锐减,生物资源总量下降。过去曾在我国广泛分布的朱鹮,1981年仅发现残存种7只,经多年的保护繁殖,现在种群也只有130多只;大熊猫栖息地被人为经济社会活动分割,千余只国宝仅岛状分布在四川、陕西等地,几近濒危;海南由于森林植被遭到破坏,过去常见的坡鹿、长臂猿成了“濒危”物种。

目前,我国濒危或接近濒危的高等植物达4000~5000种,占我国高等植物总数的15%~20%。经国家确认的我国珍稀濒危重点保护动、植物已分别达258种和354种。这种生物资源破坏形势令人担忧。

生物能量金字塔

人们在研究食物链和食物网的结构时,把每个营养级有机体的生物量、能量及个体数量按营养级的顺序排列起来,描绘成图,竟和古建筑——埃及的金字塔的形状相似。人们把这种图形叫做“生态金字塔”。

生态金字塔有能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三种类型。能量金字塔表示各个营养级之间能量的配置关系。食物链和食物网的金字塔,是由生态系统中能量流动的客观规律决定的。生态系统中的能量流动沿着营养级逐级上升,能量越来越少,这就造成前一个营养级的能量只够满足后一个营养级少数生物的需要。一般来说,每一级生物的能量仅有10%左右转移到下一级生物。由于能量递减,生物的个体数目也急剧减少。如在一个池塘里,要有500千克浮游植物才能维持50千克浮游动物的生活,这50千克浮游动物才够5千克鱼的食料,而这5千克鱼只能使18岁的青年人增加0.5千克体重。又如,老虎以羊和鹿为食物,羊、鹿以草为食物,能量则沿着“草→羊和鹿→老虎”这一食物链很快减少,可供老虎的食物能量不多,老虎的数量也就不多。所以,我国一向有“一山不容二虎”的说法,表明在有限的生存环境条件中不可能供养许多位于能量金字塔顶端的老虎。无论是从生物量看,还是从能量来看,或者从生物的个体数目来看,它们都呈金字塔形递减。这是生态系统营养结构的特点。

生物动态耕作新法

澳大利亚农场主亚历克斯·波多林斯基摸索出一套按照生物动态原理整治土地的方法,他把这种方法叫做生物动态法。生物动态农业的主要理论是根据作物的天然需要供给营养。这样可使作物更健壮。整个生物动态农业活动的基本点是调整土壤结构。为了改进土壤质量,波多林斯基用牛粪制造“500溶液”土壤营养剂,以促进土壤中腐殖质的形成。“500溶液”的刺激作用,蠕虫和微生物的生命活动,根的生长,这一切都是一个统一过程的组成部分。

生物动态农场的土壤比较黑,比较松,人走上去双脚会徐缓地陷入土壤里。作物的根较长,扎得很深,以便充分吸收土壤里的养分和水。如果土壤里有胶体,土壤就能保持水分。在自然界,土壤水不含可溶性元素,这些元素存在于腐殖质胶体内。存在于胶体中的植物所需元素可随时供植物吸收。而不会被蒸发掉,也不会被浸析出来。这就像果冻里的糖和水,可以拿在手里,随时能吃,而不会从手指缝漏掉。波多林斯基说:“借助我们的溶液,我们可以把普通堆肥变成腐殖质胶体,它在自然条件下向植物提供营养。”

生物动态农业的主要目的,是生产在没有化肥或毒物情况下生长出来的食粮。向生物动态方法转变是个长期的复杂的过程。澳大利亚1990年有4100多平方米土地按照生物动态原理栽培作物。生物动态农场的生产价值和普通农场大致一样,但纯利润多得多,因为它不需买化肥。

生物带和生物群落

地球上的任何生物种都不是单独存在的,它们总是存在于某种生物群落或生物带之中。生活在一定范围内的各种动物、植物和微生物之间,以及这些生物与环境之间,总是互相联系,互相制约的。通常它们是通过食物链彼此发生联系,形成一个有一定的种类,并有一定结构和数量以及有一定规律的生物集合体,这就是生物群落。生物群落包括动物群落、植物群落和微生物群落。生物群落有大有小,小至一片草地,大至广阔的森林,以及人们耕作的稻田,等等。这些草地、森林、稻田内的各种植物、动物和微生物之间都有直接或间接的关系,共同形成一个生物群落。

由于地球上各地接受到太阳的热量不同,其温度和湿度状况不同,加上海陆位置的关系,因而形成了生物群落的有规律呈带状分布现象,即生物带。如在赤道两侧的南北纬20°之间,分布着热带雨林。这一地带动植物和微生物种类繁多,气温高,雨量充沛。而亚热带常绿阔叶林则分布在南、北纬25°~40°之间。这一带以阔叶常绿树种为主,气温比热带雨林稍低,降水量和生物种类也没有热带雨林多。再向地球的南北两侧,分别为温带阔叶落叶林、寒温带针叶林和冻原等生物带。地球上的每个生物地带都具有一种特殊形式的植被和相关联的动物,以及该生物带所适应的特殊气候、土壤和水分状况。

食物链

中国有句谚语:“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥球。”生态系统中的生物通过这种吃与被吃的关系构成一条链条,叫做食物链。

按照生物之间的相互关系,食物链主要有食物链以下三种类型:一类是捕食性食物链,以植物为基础,由植物到小动物,再到大动物,后者可以捕食前者。青草→蝗虫→蛙→蛇→鹰,就属于这种类型。二是寄生性食物链,以大动物为基础,由小动物寄生在大动物身上。鸟类→跳蚤→原生动物→细菌→过滤性病毒,就属于这种类型。三是腐生性食物链,也称分解链,在死的动植物残体上,从繁殖细菌、真菌及某些土壤动物开始。植物残体→蚯蚓→线虫类→节肢动物,就属于这种类型。

生物之间的食物链是复杂的,大体上,食物链可分为4类。

捕食性食物链:反映捕食性生物之间的食物联系。这种食物链在水域和陆地都存在,它的链索是由小生物开始逐渐到较大的生物。构成方式是:植物——植食性生物——肉食性动物。

寄生性食物链:反映寄生物与宿主之间的食物联系,它的链索是由较大的生物逐渐到较小的生物,后者是前者躯体上的寄生物。

腐生物食物链:反映腐烂的动物尸体和植物被微生物分解利用的关系。

碎食性食物链:这种食物链的最初食物源是碎食物。高等植物叶子的碎片,经细菌与真菌的作用后,再加入微小的藻类,就构成碎屑性食物。其构成形式是:碎食物——碎食物消费者——小肉食性动物——大肉食性动物。

食物网

简单的生物链网食物链上的每一个环节,叫营养级。任何一种生物都属于一定的营养级。任何食物链上,后一种动物只能吃食、同化前一种动物所能提供能量的一部分,并通过新陈代谢等又消耗一部分能量。后一种生物最终只能贮藏从前一种生物中摄取能量的5%~20%。这就是说,能量沿着食物链的营养级逐级流动,不断减少。因此,一般食物链中的营养级不会多于5个。

生态系统中,生物成分之间的取食关系是很复杂的。同一种植物会被不同的动物吃掉,同一种动物也不只吃一种食物。各生物成分之间在取食关系上存在着错综复杂的关系,各种食物链相互交错,相互联结,形成网状结构,称为食物网。食物网是生态系统中普遍而又复杂的现象。能量的流动,物质的迁移、转化,就是通过食物链或食物网进行的。

食物链上的各种生物相互影响,相互制约,一环扣一环。如果某一环节发生故障,链条就失去整体性,生态系统就会发生紊乱。第二次世界大战以后,南非探险队登上南极的马里思岛后,船上的几只老鼠也被带上了小岛。因为老鼠没有天敌,两年后,这个小岛成了鼠岛。为了消灭老鼠,探险队运来4只家猫,结果老鼠逐渐少了,而猫迅速繁殖,最终成了灾难,6万只猫每天要吃掉60多万只鸟。为挽救鸟类,南非当局用直升飞机向猫扫射,并派上百名士兵去捕杀猫。由此可见,食物链对环境有十分重要的影响,对维护生态平衡有着重要的作用。

人类的各种活动会把废弃物排入环境。人们也毫无觉察地通过食物链而把有害物质摄入物质循环体内,癌症就选择这条途径暗自潜伏起来。为了子孙后代的健康,我们必须保护好环境。

水质

水质包含了广泛范围的水的特性,包括对水的清澈度或污染状况的生物的、化学的和物理的描述。水质评价一般是以对湖泊、河流、海湾、含水层或其他水体的一定属性、条件或特性进行检验为基础的。这些属性中最重要的就是有关耗氧污染物或能引起疾病的污染物、能刺激植物过度生长的营养物质、合成的有机及无机化学品、矿物质、沉积物、放射性物质以及温度。从20世纪50年代开始,水质的常规测试已经评价了温度、浊度、颜色、气味、蒸发后的总固体、硬度、pH值,还有二氧化碳、铁、氮、氯化物、活性氯的浓度,微生物、大肠杆菌以及无定形物质。近年来,污染的增长和公众对水质关注的加强导致在水质测试中增加了另外几项参数,包括藻类的生长量、化学需氧量以及碳氢化合物、金属和其他有毒物质的存在数量。

水土流失

水土流失是指在水力、重力、风力等外营力作用下,水土资源和土地生产力的破坏和损失,包括土地表层侵蚀及水的损失,亦称水土损失。土地表层侵蚀指在水力、风力、冻融、重力以及其他外营力作用下,土壤、土壤母质及岩屑、松软岩层被破坏、剥蚀、转运和沉积的全部过程。山、坡地上的植被被人为破坏后,表土裸露,经雨水冲刷的水土流失现象最为突出。

水资源的危机

地球是被很大面积水覆盖的星球。在总面积为5.1亿平方千米的地球表面上,有3.6亿平方千米的面积是海洋,约占地球表面71%,仅仅剩下约29%是陆地面积。

在地球上,现已得知的水量,绝大部分贮藏在海洋里,约有130多万亿立方米,仅有百分之几分布在陆地表面和地表底下。

缺水也许并不算可怕,最可怕的是看着大量的淡水被污染而无动于衷或无所适从。据统计,目前,全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海,约5.5万亿立方米的淡水受到污染。现在,水污染已经同旱灾、洪灾并列,被称为第三种水灾。

国家环保总局有关部门公布的资料表明,我国的河流、河段已有近1/4因污染不能满足灌溉用水的要求(按我国最低一类的水质要求检测)。全国湖泊约有75%的水域受到显著污染,10%的城市地下水水质日趋恶化,在118座接受调查的大城市中,97%的城市浅层地下水受到污染,其中40%的城市受到严重污染;我国近海海域受到严重陆源污染,赤潮的爆发频率不断增加。

水污染分为自然污染和人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。

这些污染与我们日常生活紧密相关的是生活污水,特别是医院污水和某些工业废水污染水体后,往往带入一些病原微生物。防止病原微生物对水体的污染也是保护环境、保障人体健康的一大课题。

水源污染的威胁

全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海,污染了55000亿立方米的淡水。水污染主要有以下几个来源:生活污水、工业废水和土地利用径流、矿尾浸出、工业固体废物,特别是有毒有害危险废物、生活垃圾倾倒和大气污染物在水体中的沉积。

中国饮用水污染非常严重。符合饮用水卫生标准的仅占10%,基本符合标准的占20%,不符合饮用标准的达70%。用地下水为饮用水的城市,90%以上的地下水受到不同程度的污染,而且污染逐年加重。如在苏南地区16个饮用池中,已检测出154种有机污染物,其中几十种化合物超标。工业废水中有机物排放量,特别是化学耗氧量逐年增加。有的河流成为排污沟和污水塘。对中国532条河流的污染状况进行的调查表明,已有436条河流受到不同程度的污染。中国湖泊达到富营养水平的已超过63.6%。中国人口密集地区的湖泊,水库已经全部受到污染。

“三废”及其处理

环境科学中经常提到的“三废”是指废水、废气、废渣。当前主要指工业“三废”。废水指工业生产中所排出的一切液态废弃物;废气指工业生产过程中排出的没有用或没有充分利用的气体;废渣指生产中排出的固体废弃物,如工业废渣和垃圾等。1973年11月17日,国家计委、国家建委和卫生部共同颁布了《工业“三废”排放试行标准GBJ4-73》,分别对废气、废水中的有害物质规定了排放标准或最高容许排放浓度,对废渣的综合利用和处理也作了规定。

沙尘暴

沙尘暴是强风将地面大量沙尘吹起,使空气很浑浊,水平能见度小于1千米的灾害性天气现象。沙尘暴是干旱和荒漠区特有的灾害性天气。它的出现是强劲的风力、丰富的沙尘源和不稳定空气状态等各种因素相互作用的结果。

沙尘暴灾害主要表现在四个方面:

(1)风沙流的吹蚀和磨蚀。携带水尘的运动气流(风沙流)的吹蚀作用和磨蚀作用,使肥沃的土壤变得贫瘠,农作物及各种设施遭到损害。

(2)流沙埋压。沙尘暴经过之处,其下部的风沙流遇阻减速,将大量的沙尘沉积下来,以流沙的形式掩埋农田、草场、居民区、工矿、铁路、公路及其他设施。

(3)大风袭击。沙尘暴来势凶猛,风速往往超过20~30米/秒,破坏力巨大的大风可以袭击各种工农业设施。

(4)污染环境。沙尘暴过程将大量的粉尘粘粒带至高空和对流层中,对大气环境产生污染,严重的情况下,可对人体、动物和植物造成严重的危害。

沙尘暴灾害的防治是一项艰巨的工作。目前,人们主要通过减少沙尘物质来源来防治沙尘暴,如整治沙漠化土地,植树种草以扩大植被覆盖度,建立绿洲防护林体系等。同时建立沙尘暴监测预警系统,提高监测、预报和评估能力。

社会环境

社会环境是在自然环境的基础上,人类通过长期有意识的社会劳动,加工和改造了的自然物质,创造的物质生产体系,积累的物质文化等所形成的环境体系,是与自然环境相对的概念。社会环境一方面是人类精神文明和物质文明发展的标志,另一方面又随着人类文明的演进而不断地丰富和发展,所以也有人把社会环境称为“文化—社会”环境。人们对社会环境所包含的内容有不同的看法。有人将社会环境按所包含的要素性质分为以下三类:

(1)物理社会环境,包括建筑物、道路、工厂等;

(2)生物社会环境,包括驯化、驯养的植物和动物;

(3)心理社会环境,包括人的行为、风俗习惯、法律和语言等。

也有人按环境功能把社会环境分为以下五类:

(1)聚落环境,包括院落环境、村落环境和城市环境;

(2)工业环境;

(3)农业环境;

(4)文化环境;

(5)医疗休养环境等。

世界气候计划

1979年制订的世界气候计划,旨在研究合理利用气候资源的途径,预测气候变化和预防气候灾害,以保护气候环境和气候资源。为此,要求世界各国政府予以配合和支持。

中国国家气候计划由气候资料计划、气候应用计划、气候影响计划、气候研究计划和热带海洋与全球大气计划组成。气候资料计划是整个国家气候计划的基础;气候研究计划是提高对气候成因与演变规律的认识及预测能力的重要手段;热带海洋与全球大气计划则是一项专门研究,是对整个气候计划的支持;气候应用计划是气候计划的各项成果对具体生产、经济部门和应用;气候影响计划主要研究气候、环境和人类社会经济活动三者之间的关系,为政府经济发展和改善环境质量等进行决策、管理、制定对策等提供依据。中国国家气候委员会于1989年4月25~27日对国家气候计划进行了审议,并于1989年12月5日原则通过了《国家气候计划纲要》。

世界防治荒漠化和旱日

为了提高全世界各国公众对防治荒漠化重要性的认识,唤起人们防治荒漠化的责任感,1994年12月,第49届联大通过决议,决定从1995年起,每年6月17日为“世界防治荒漠化和旱日”。

世界森林知多少

联合国粮农组织公布的世界森林资源评估报告,调查了179个国家,其陆地总面积为129.4亿公顷,森林面积为34.4亿公顷,森林覆盖率为27%。世界现有森林面积最大的国家是前苏联,为7.55亿公顷,巴西为5.66亿公顷,加拿大为2.47亿公顷,美国为2.10亿公顷。中国为1.34亿公顷,居世界第5位。世界现有森林总蓄积量为3840亿立方米。林木蓄积量最多的是前苏联,为842.34亿立方米,巴西为650.88亿立方米,加拿大为286.71亿立方米,美国为247.3亿立方米,扎伊尔为231.08亿立方米,印度尼西亚为196.09亿立方米,秘鲁为105.93亿立方米。中国森林总蓄积量占世界第8位,为97.89亿立方米。世界森林平均每公顷蓄积量为114立方米,其中发达国家为114立方米,发展中国家为113立方米。森林每公顷蓄积量较高的国家是瑞士,达329立方米,其次德国266立方米。

世界人均拥有森林蓄积量为71.8立方米。拉丁美洲和加勒比地区人均森林蓄积量最高,达244立方米,前苏联240立方米,北美为193立方米,非洲87立方米,亚洲和大洋洲发达地区46立方米,欧洲34立方米,亚洲和太平洋地区的人均森林蓄积量最低,仅19立方米,而中国人均森林蓄积量仅为8.6立方米,是世界人均拥有森林蓄积量最少的国家之一。发展中国家现有人工林总面积6844.5万公顷,中国为3183.1万公顷,占46.5%,中国是世界上人工林面积最多的国家。

世界环境保护四部曲

环境污染使人类认识到环境保护的重要性。人类在保护环境方面经历了四个阶段:限制,治理,预防,规划。

色彩能使作物增产

近年来,农业科学家用各种颜色光照来促进农作物增产,近年来已取得不少成果。他们发现,用红光照射农作物,可以增加含糖量;若照以蓝光,则蛋白质的含量明显增加。以红黄光照射胡萝卜和甘蓝,提高生长率最快。用红光照射甜瓜,可提早20天收获,瓜中的含糖量和维生素含量也最多。

在大面积农业生产上,用黄色薄膜罩在茶树上,可使茶叶增产,而且质量提高;罩在芹菜上,则叶大茎粗。若用红色薄膜覆盖水稻秧苗,可使秧苗生长加速。用黑色薄膜对黄瓜每日遮几个小时,可以促使提前显蕾开花结实。若用红色薄膜去遮辣椒,反而会减产。用紫色薄膜罩茄子,能长得又粗又长。用蓝色膜遮盖草莓,能大大提高产量,但洋葱的个儿却长不大。用银色薄膜罩在刚播菠菜籽上,4天后菠菜能长出5厘米以上。

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