一、地球的承载能力
地球所能供养的人数用“承载能力”这一生态学的术语来表示。它是指一个生态系统作为一个有机整体,在没有失去平衡的情况下能够生存物种的最多个体数。承载能力不是绝对的,可以上下波动,但物种个体数一旦超过承载能力,生态系统的平衡就会被打乱,使生存物种的个体数量减少。例如,21世纪初,在美国凯巴布高原的生态系统中,在捕食者美洲狮和狼的制约下,鹿的数量保持在生态系统的承载能力内;在捕食者美洲狮和狼被大量捕杀、直至被全部消灭时,鹿的数量激增,大量的自然植被被过度啃食,环境遭到严重破坏,鹿群的数量超过了生态系统的承载能力,在以后的几年中,鹿群的90%被饿死,其余的则继续在制约其数量的饥荒和疾病的环境中挣扎。
地球对人口数量的承载能力则是指在维持人们基本生活并且不会使环境退化到未来某时期因缺乏食物和其他资源而突然出现人口减少的情况下,地球所能供养的人口数量。其前提条件是维持人们的基本生活,保持生态环境的平衡和稳定,不致造成生态失调和环境退化。很显然,在满足上述两个条件的情况下,要想精确地确定地球对人口数量的承载能力是不容易的。这是因为,人们对地球资源的数量以及它的被开发利用以满足人类需要的程度的见解是不同的。人类社会在不断向前发展,生产力水平在不断提高,相应地,人类的生活需求也将不断增加,并且人类的生活需要是多方面的。因此,这是一个很难确定的数字。人口从5亿~150亿这个范围内,各种估计都有,而多数学者认为,110亿左右是世界维持合理健康而又不算奢侈生活的人口限度。
美洲狮
地球上动植物的种类很多,但能够为人类所食用的却不多。人类无法直接消化许多植物中的纤维素,需要通过草食动物将其转化为人类可以食用的动物性食品。然而,不管是植物食品还是动物食品,人类所需要的这些能量归根结底来自太阳能。据估计,地球上的植物每年通过光合作用可以吸收固定3×1021焦耳的太阳能,即可以提供72亿千卡的热量。如果按每人每天平均消耗2200千卡的热量计算,则地球上可以养活9000亿人口。但是绿色植物所获得的能量并非全部被人类利用,因为以植物为食的不仅仅是人类,实际上,可供人类作为粮食和其他食物的只是其中很小的一部分。根据科学家们对一个生态系统所进行的科学观察,人类一般只能利用植物净生产量的1%,按照这个比率,地球所能提供的食物只够养活90亿左右的人口。当然,科学技术的无限进步将使绿色植物的光能利用率以及人类对植物产品的利用率不断提高,并发生革命性变革。然而,这种提高的幅度在一定历史时期内却又是十分有限的。
二、人口增长导致环境恶化
人口的爆炸式增长给人类自身带来了一系列困难。在现今社会,衣、食、住、行是人们生活的最基本需要。因此,人口激增首先是对作为生活资料来源的各种自然资源的冲击,最终导致自然资源的匮乏,破坏生态平衡。同时,由于人类的生产、生活所产生的大量“三废”(废气、废水、废渣)和噪声等,最终导致全球环境的恶化。
(一)人口增长对水资源的压力
水和太阳能是维持地球上所有生命的最主要的因素。地球生物圈水循环中可供人类使用的淡水资源量年平均为1.05亿立方米,在人均用水量不变的情况下,人口增长l倍,总用水量也相应增加l倍,如果考虑人均用水量随生活水平的提高而增加,则用水量更需显着增加。例如,我国城镇人均生活用水量1952年只有38升,1987年增至121升,2006年又猛增到212升。
工、农业生产的发展使耗水量大幅度增加。1900~1975年,世界人口约增加1倍,年用水量则由4000亿立方米增加到3万亿立方米,增加了6.5倍,其中农业用水量约增加5倍,工业用水量约增加20倍。
由于淡水资源不足,加之人口膨胀,用水量不断增加,致使目前地球陆地一半以上的地区缺乏淡水。我国水资源缺乏更为严重,人均径流量仅相当于世界人均径流量的1/4,不但远远低于那些人均水量较高的国家,甚至还赶不上人均水量较低的澳大利亚、印度尼西亚、墨西哥以及印度等国家。另外,我国用水效率低下使水资源短缺问题越发明显。目前,我国整个北方地区缺水,为了解决用水不足的问题,不少地区盲目超采地下水,使许多地区和城市地下水位逐年下降,海水内侵。
人口增加对水资源、特别是对城市水资源造成了巨大的压力。
(二)人口增长对土地资源的压力
土地是人类获取生物资源的基地,是人类生存的主要环境因素。在全球1.49亿平方千米的大陆土地上,只有1/4面积的土地适于耕种,1/4面积的土地适于放牧,而且分布得很不均衡。某些人口较少的发达国家耕地较多,而大量人口众多的发展中国家耕地则较少,这种人口和耕地的反差状况,本身就给人口众多的发展中国家的土地带来了很大的压力。目前,世界粮食增长赶不上人口增长的速度,粮食短缺问题严重,据联合国粮食及农业组织发表的《2004年全球粮食安全状况报告》显示,2000~2002年,全球饥饿人口比20世纪90年代中期增加了1800万,达到8.52亿,其中发展中国家8.15亿;饥饿和营养不良每年使500多万儿童死亡,饥饿直接或间接给各国造成巨额的经济损失。分析指出,造成粮食短缺的最主要原因是土地资源有限,人口数量与土地面积失调。20世纪70年代初,平均1公顷耕地养活2.6个人,到2000年相同面积的土地则需要养活4个人。此外,由于人口的增加,耕地不断地转为他用,城市、乡村的不断扩展,公路、铁路的延伸,开矿山、建工地等,都无时不在蚕食着宝贵的耕地。目前,世界人均耕地不足20世纪70年代初的一半。
我国土地短缺的情况更为突出。1996年耕地面积为19.51亿亩,到2005年仅有18.3亿亩,人均耕地面积只有1.4亩,不到10年就减少了1.2l亿亩。
人们为了解决因人口膨胀而增加的粮食需求,便对土地过度利用,使耕地表土侵蚀严重,肥力急剧下降,导致土壤沙化。另外,由于大城市和工农业生产的发展,大量的废水、废渣排入农田,化学农药的广泛、大量使用造成土壤的严重污染。这样就更加剧了人口与土地资源的矛盾,这种紧张态势反过来又构成对人类生存和发展的威胁。
(三)人口增长对能源的压力
能源是现代工农业生产的原动力,随着人口的增长和生产力的发展,人类对能源的需求量越来越大。能源紧缺是当今世界普遍存在的问题。能源紧缺的原因是多方面的,但就多数发展中国家来说,主要是人口激增造成的结果。在发展中国家,为了满足众多人口的基本生活需要,除了掠夺性地开采仅有的矿物能源之外,又不得不大量砍伐树木作为燃料,发展中国家的燃料有90%来自树木、作物秸秆等再生能源,每年所用木材在10亿立方米以上,这就加速了对森林资源的破坏。许多地区的树木被砍光,植物秸秆被烧光,甚至连牲畜粪便也被用来当做燃料。由于烧掉了粪便和秸秆,土壤中有机肥料减少,土壤肥力急剧下降,结果是粮食产量下降,人民生活更加贫困,生态环境也更加恶劣。
我国的能源也很紧张,不论是生产耗能还是生活耗能都供应不足,这已成为工农业生产发展的重大障碍。虽然我国能源储量和产量绝对数量大,但人均拥有量却不到世界平均水平的一半。广大农村每年用作生活燃料烧掉的植物秸秆就达4.5亿吨,但仍不能满足其需要,只得通过砍伐树木、挖掘草根作为补充,这样就造成了农业生态环境的严重破坏。由此可见,人口激增给能源供应带来了很大的压力。
(四)人口增长对森林、草原的压力
森林、草原是人类生存的重要环境因素。在人口激增的重压下,为了解决粮食、住房、燃料和商业等需要,人类不断地开垦荒地、砍伐森林。森林、草原面积正在急剧减少。据研究,地球上的森林面积曾达到76亿公顷,但是随着人口的不断增长,人们不得不毁林造田、毁林盖房,使森林面积迅速下降。世界森林已减少了近2/3。今后,随着人口的激增,森林面积还将不断减少。
对森林植被的大量砍伐和破坏造成了严重的水土流失,给农、牧业生产带来了很大损失。据联合国粮食组织预言,如不采取措施,到2100年,土壤的退化和流失将使亚洲、非洲和拉丁美洲的水浇地面积减少65%。目前,热带雨林每年以1.1千万公顷的速度减少。
此外,在人口激增、粮食短缺的压力下,草原早已成为开垦的对象,特别是温带草原,如普列利、俄罗斯草原以及我国内蒙古和东北的许多地区都已被开垦,结果使大批草原退化,更严重者则造成土地沙漠化。据联合国环境规划署估计,全世界每年由于沙漠化而失去约600万公顷的土地,世界沙漠化面积已占据世界陆地面积的1/3,预计还将进一步扩大。
(五)人口增长导致环境污染加剧
在相同的社会经济条件和某种生活水平下,随着人口增加,食物、水、能源及其他生活资料也必然相应地按比例增加,这样,产生的废气、废水、废渣等同样也会成比例增加。人口的激增和大量人口流向城市,势必造成环境的严重污染,而且会使城市污染更为严重。随着生活水平和消费水平的提高,人类还会向环境排入更多的污染物质,如果不设法消除大量进入环境的污染物和余能,它们就会成倍地增加,从而造成严重后果。例如,近30多年来,沈阳、西安和重庆等城市的污染物年排放量分别增长了190倍、280倍和150倍,致使大气和水体的环境质量严重恶化。
城市环境的恶化除了大气、水体的严重污染外,还有交通拥挤、噪声扰民、用水紧张、“热岛效应”以及垃圾的堆积等。人口增长过快使住房紧张、居住拥挤以及绿地面积减少,最终导致环境质量恶化,危及人类健康。
人口的激增还会产生大批的剩余劳动力。乡镇企业和街道工业的兴起成为扩大就业门路、安置剩余劳动力的重要途径。但是,这些企业往往工艺陈旧,技术设备落后,加之管理水平低,环境保护措施一时跟不上,致使“三废”物质大量排放。这种情况一方面加剧了城市的环境污染,另一方面造成了环境污染的转移,即由城市转向农村。目前,农村环境污染已经出现,并有愈演愈烈的趋势。
总之,不论从怎样的角度考虑人类的生存发展前景,人口的激增对环境的冲击是巨大的、多方面的,有的甚至是灾难性的,应该引起人们的高度重视。
三、你知道环境正在,遭受哪些污染吗
森林、草原、江河、海洋、高山、大气等,都是自然界长期演化的产物,同时,又是人类和其他生物赖以生存的环境。在历史的长河中,人类的活动——从原始人的刀耕火种到现代人的围湖造田、堵江修坝,无时无刻不在影响和改变环境。人类以其聪明的才智创造了光辉灿烂的现代文明,人类不断战胜自然。然而不幸的是,人类非凡的能力却同时表现出非凡的破坏力。
人们发明了破浪的轮船和潜艇,奔驰的火车和汽车,登天的飞船、卫星和航天飞机,甚至登上了月球。但与此同时,人们也把放射性微尘、工业废气、有毒的农药等污染物撒遍了世界和宇宙空间的各个角落。
人们建起了宏伟的摩天大厦、精美的公园、各种各样的建筑,但也制造了大片的荒漠,消灭了大片美丽的森林和草原。
人们培育、改造了许多动植物品种,使农作物、树木和禽畜更快地生长,但也消灭了一大批珍贵的生物品种。
随着人口的不断增加,环境的恶化日胜一日。生态环境以其患病之躯,维持着人类和生物的生存,对人类的威胁日益严重。
自然环境及其组成要素(如水、空气、土壤等)受到人类生产和生活活动所产生的化学物质、放射性物质、病原体、噪声、废热、废水、废气、尘渣等污染到一定程度时,就会超出自然环境的自净能力,以致危害人体健康、影响生物的正常生命活动,这种现象称为环境污染。例如,将大量工业废水未经处理就排入附近河流,造成鱼类死亡,人畜生病,使附近环境受到污染。环境污染的原因主要是工业“三废”的任意排放、化学农药和化学肥料的不合理使用等造成的。环境污染所造成的影响和危害很大,直接危及到人类的生存。因此,防止环境污染是全人类一项非常重要的工作。
下面在了解白色污染之前,我们先对地球环境污染作一个分类了解。
(一)水体污染
河流、湖泊、海洋及地下水,统称为水体。使水体中的冰和底泥发生物理、化学性质以及生物群落的组成等方面的变化,以致降低了水体的使用价值,这种现象称为水体污染。
事实上,海洋污染不仅有石油污染,还有其他污染,并且污染的途径是多方面的,大致有三个方面:由陆地河川流入大海,主要有工业废水、生活污水、农药及其他污染物;先排入大气中,再随雨、雪等降入海中,如各种大气污染物及放射性物质,直接向海中排放或丢弃污染物,如油轮泄漏、海上钻油作业时泄油,战争时期油泵被炸。伊拉克侵略科威特触发的海湾战争期间,即发生了油泵站被炸导致大量原油泄漏的重大污染事件。
(二)噪声污染
受噪声伤害最大的自然是人的耳朵。测定表明,在高噪声车间里,由噪声引起耳聋的发病率一般达50%~60%,最高可达90%。噪声危害人的神经系统、心血管系统,长期在强噪声环境中工作的人,高血压发病率比其他人要高好几倍。许多人听到噪声会心情烦躁、反应迟钝,易出差错。据调查,噪声级别由50分贝降到30分贝,电话交换台的差错可减少42%。噪声对动植物都有影响,它能搅得母鸡不下蛋,搅得花儿迟开放。
目前,世界上由噪声引发的法律诉讼案件,已居所有公害污染事件的首位。
6000只鸡之死
飞机发出的强噪声,会使鸟儿的羽毛脱落,不下蛋,有的会发生内出血,导致死亡。这种事例常有发生。
最严重的一例发生在美国俄克拉荷马市。20世纪60年代初,美国空军的F104喷气机在该市上空进行超声速飞行试验,每日在1万米高的空中飞8次,共飞了6个月。在强烈的轰鸣声中,地面上一个农场的1万只鸡死了6000只。化验结果显示,死鸡大脑中的神经细胞与未受强噪声袭扰的鸡的神经细胞相比较,二者有本质的区别。前者神经细胞中一种叫“尼塞尔”的物质,比后者显着地减少了。