书城科普读物探究式科普丛书-需要保护的自然资源
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第13章 营造和谐的人类家园——自然资源知识篇(2)

通常在厄尔尼诺现象发生的当年,我国的夏季风较弱,季风雨带偏南,位于我国中部或长江以南地区和我国北方地区的夏季,往往容易出现干旱、高温。1997年,强厄尔尼诺现象发生后,我国北方的干旱和高温十分明显;我国南方发生低温、洪涝。在厄尔尼诺现象发生后的次年,在我国南方,包括长江流域和江南地区,容易出现洪涝。近百年来发生在我国的严重洪水,如1931年、1954年和1998年,都发生在厄尔尼诺现象的第二年。我国在1998年遭遇特大洪水,厄尔尼诺现象便是最重要的影响因素之一。

还有,在厄尔尼诺现象发生后的冬季,我国北方地区容易出现暖冬。根据近50年的气象资料,厄尔尼诺现象发生后,我国当年冬季温度偏高的几率较大,第二年我国南部地区夏季降水容易偏多,而北方地区往往出现大范围干旱。1997至1998年间发生的厄尔尼诺现象,在全球造成严重灾害。当时,墨西哥部分地区因干旱时间过长,地里甚至会喷发出火焰和烟雾。

厄尔尼诺现象的形成原因,是当代科学之谜。大多科学家认为,原因不外乎两大方面:一是自然因素,赤道信风、地球自转、地热运动等都可能与其有关;二是人为因素,即人类活动加剧,气候变暖,也是赤道水暖事件剧增的可能原因之一。一般认为,厄尔尼诺现象是太平洋赤道带大范围内海洋与大气相互作用失去平衡而产生的一种气候现象。

在东南信风的作用下,南半球太平洋大范围内海水被风吹起,向西北方向流动,致使澳大利亚附近洋面比南美洲西部洋面水位高出大约50厘米。当这种作用达到一定程度后,海水就会向相反方向流动,即由西北向东南方向流动。反方向流动的这一洋流是一股暖流,即厄尔尼诺暖流,其尽头为南美西海岸。受其影响,南美西海岸的冷水区变成了暖水区,该区域降水量也大大增加。厄尔尼诺现象的基本特征是:赤道太平洋中、东部海域大范围内海水温度异常升高,海水水位上涨。

3.“圣女”——拉尼娜现象

拉尼娜,是指赤道太平洋东部和中部海面温度持续异常偏冷的现象。这是气象界和海洋界使用的一个新名词。拉尼娜是西班牙语“La Ni a”——“小女孩,圣女”的意思。它是厄尔尼诺现象的反相,表现为东太平洋明显变冷,同时也伴随着全球性气候混乱。它总是出现在厄尔尼诺现象之后。一般情况下,拉尼娜现象会随着厄尔尼诺现象而来。在出现厄尔尼诺现象的第二年,都会出现拉尼娜现象,有时拉尼娜现象会持续两三年。

最近一次拉尼娜现象。出现在1998年,持续到2000年春季趋于结束。厄尔尼诺与拉尼娜现象,通常交替出现,对气候的影响大致相反,通过海洋与大气之间的能量交换,改变大气环流而影响气候的变化。从近50年的监测资料看,厄尔尼诺出现频率多于拉尼娜,强度也大于拉尼娜。拉尼娜常发生于厄尔尼诺之后,但也不是每次都这样。厄尔尼诺与拉尼娜相互转变,需要大约四年的时间。我国海洋学家认为,我国在1998年遭受的特大洪涝灾害,是由“厄尔尼诺——拉尼娜现象”和长江流域生态恶化共同引起的。

那么,拉尼娜究竟是怎样形成的?厄尔尼诺与赤道中、东太平洋海温的增暖、信风的减弱相联系,而拉尼娜却与赤道中、东太平洋海温变冷和信风的增强相关联。因此,实际上拉尼娜是热带海洋和大气共同作用的产物。海洋表层的运动,主要受海表面风的牵制。

信风的存在使得大量暖水被吹送到赤道西太平洋地区,在赤道东太平洋地区暖水被刮走,主要靠海面以下的冷水进行补充,赤道东太平洋海温比西太平洋明显偏低。当信风加强时,赤道东太平洋深层海水上翻现象更加剧烈,导致海表温度异常偏低,使得气流在赤道太平洋东部下沉,而气流在西部的上升运动,更为加剧,有利于信风加强。这样,进一步加剧赤道东太平洋冷水发展,引发所谓的拉尼娜现象。

历史上出现过的拉尼娜年份有:1954年至1955年,1956年至1957年,1963年至1964年。1968年至1969年的冬季,我国也出现了很严重的低温雨雪异常天气。国家气候中心综合分析了这些年份的气候变化后认为,这个调皮的“小女孩”将对春、夏气候产生以下几个方面的影响:春季北方沙尘暴日数明显增多;全国出现干旱的范围较大,森林火险等级较高;南方发生洪涝灾害的可能性大。

1998年5月厄尔尼诺现象才告结束,全球气候尚未恢复正常,拉尼娜现象又出来为患,令不少地方分别出现严寒、暖冬、风雪、干旱和暴雨等灾害。从世界范围来看,拉尼娜现象在南部非洲引起暴风雨和洪灾,在肯尼亚和坦桑尼亚引起干旱,在菲律宾和印度尼西亚酿成洪灾,在南美洲的南部地区则是异常的潮湿天气,与厄尔尼诺引起的现象正好相反。

2008年,我国再次受到拉尼娜现象的影响,南方出现了4次历史罕见的大范围低温雨雪冰冻天气过程。这对南方早稻播种的影响是:华南地区(两广及福建大部)在2月中旬至3月份的早稻播种期天气,华南南部较常年同期偏差;华南北部较常年同期偏好,仅在3月中旬前期有2天~4天的低温阴雨天气,对早稻播种影响不大;江南地区春播气候条件偏差。台风活动的影响:拉尼娜现象发生年,由于热带太平洋海温西暖东冷的结构,使西太平洋暖流区对流活跃,容易造成夏季台风活动偏多,初夏生成台风和汛期,影响我国的台风较为活跃,并有利于北上台风的活动。

第三节水资源与土地问题

1.为什么有的地方会发生地面下沉

我们居住的地面并不平静,它每时每刻都在运动着。现在发现许多工业城市的地面正在不断下沉。日本的大阪年下沉速度超过20厘米;墨西哥首都墨西哥城,20世纪60年代以来下沉了6米。我国最大的工业城市上海,从20世纪20年代至今,下沉最严重的地区已达2.37米。地面下沉造成地下管道扭曲、断折,道路不平,码头淹没,海水倒灌;建筑物因不均匀下沉,产生裂缝甚至倒塌,给工业生产、市政建设和人民生活带来极大危害,已经成为城市的一大公害。虽然地壳本身运动也能引起地面沉降,但速度极为缓慢。目前引起工业城市地面下沉的主要原因是大量抽取地下水。在上海,工厂集中,开凿深水井多,取用地下水量大的地段往往就是地面下沉最厉害的地区。含水土层中的地下水被大量抽取,形成空隙,受上部土层的压力而被压缩,反映在地面上就是地面下沉。抽取地下水的水量越大,地面下沉的速度也越大。沿海的工业城市,如果没有相应的保护措施,而盲目地大量开采地下水,有朝一日地面会下沉到海平面以下,被海水淹没。目前,防止地面下沉的措施,主要是人工补给地下水源,即人工回灌。上海市自采取人工回灌以来,地面下沉的趋势得到了有效控制。

2.水资源枯竭已成为逼近人类社会的危机

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。水荒给人类敲响了警钟。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,生化需氧量值超过6.5毫克/升;水被氮和磷污染,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,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。

3.为什么要恢复“地球之肾”——湿地

湿地,是指水域与陆域之间的交会地带,经常或间歇地被潮汐、洪水淹没的土地,含括了我们所熟知的盐水及淡水沼泽、草泽、林泽、河口、水塘、低洼积水区和潮汐滩地等。

湿地是提供野生生物和鱼类栖息地、调节洪水、净化水质、生产天然物以及作为休闲和自然教学的好地方。

湿地孕育了许多的动植物,不但有水生植物和昆虫,还有鱼、虾、贝类以及到此觅食的哺乳类和鸟类等。尤其是许多稀有和濒临灭绝的动物,多依靠湿地所供给的食物而生存。而多数的鱼、虾也成为人类的重要食物来源。

湿地能吸收和储存洪水、调节水位,即使洪水太大,无法全部容纳,生长在湿地的树木和草丛也会阻缓洪水的速度,减少灾害。

湿地就像大地的肾脏,具有保存水中的养分、过滤化学和有机废物、积存悬浮物的功能。

当河水挟带着污染物流经湿地时,湿地上的水生植物,如水草、芦苇、香蒲等,会使水流速度减缓,吸附重金属,且让污染物沉淀在湿地的底部,使水质得以净化。

湿地还可以凭借植物留存氮和磷,预防水质优氧化。这些植物还可以将太阳能转换成微生物,并制造氧气,提供鱼、虾、森林、野生动物赖以维持生命的养分。

湿地不但是郊游、绘画和休闲的好去处,也因为蕴藏丰富的物种而成为自然教学的天然教室。鱼塘及基围等湿地,提供水产食物,也是风光美好的景点。

其实,湿地早在很久以前,就一直扮演着“生命基因库”的角色。

科学家及田野调查工作者的研究成果,更直接说明了湿地本身多样性的功能和过去被忽视、却一直为人们所利用的价值。

4.土地退化和沙漠化是孕育沙漠的温床

土地退化和沙漠化,是指由于人们过度放牧、耕作、滥垦滥伐等人为因素和一系列自然因素的共同作用,使土地质量下降,并逐步沙漠化的过程。全球土地面积的15%已因人类活动而遭到不同程度的退化。土地退化中,水侵蚀占55.7%,风侵蚀占28%,化学现象(盐化、液化、污染)占12.1%,物理现象(水涝、沉陷)占4.1%。

土壤侵蚀年平均速度,为每公顷约500千克~2000千克。全球每年损失灌溉地150万平方公顷。70%的农用干旱地和半干旱地已沙漠化,最为严重的是北美洲、非洲、南美洲和亚洲。在过去的20年里,因土地退化和沙漠化,使全世界饥饿的难民由4.6亿人增加到5.5亿人。

第四节森林环保知识

1.为什么说森林面积减少是“地球之肺”溃疡

森林被誉为“地球之肺”、“大自然的总调度室”,对环境具有重大的调节功能。因发达国家广泛进口和发展中国家开荒、采伐、放牧,使得森林面积大幅度减少。据绿色和平组织估计,100年来,全世界的原始森林有80%遭到破坏。另据联合国粮农组织最新报告显示,如果用陆地总面积来算,地球的森林覆盖率仅为26.6%。森林减少,导致土壤流失、水灾频繁、全球变暖、物种消失等。一味向地球索取的人类,已将自己生存的地球推到了一个十分危险的境地。

2.要回收废纸,保护森林

废纸并不直接用于保护森林,但废纸的回收利用,可节约用于造纸的木材,因而间接地减少了对森林的采伐量,从而起到保护森林资源的作用。回收1000千克废纸,可生产800千克的再生纸,节约木材4立方米,因而相当于保存17棵大树。一个大城市一年丢弃的废纸有上万吨,相当于每年砍伐数十万棵大树。把废纸回收起来,用作再生纸生产,除了有保护森林资源的意义外,还有相当可观的经济效益。比如,建造一个以废纸为原料的纸厂,可以省去以原木为原料造纸时的原木加工处理工序,因而节约投资50%。另外,用废纸造纸,水、电、煤、烧碱的消耗也大大减少。所以,世界各国对废纸的回收利用相当重视。如日本东京的废纸回收率为78%,全国有一半废纸回收。英国谢菲尔德市全市丢弃的2700万千克废纸,全部用于再造纸浆。德国的废纸有83%回收。美国是废纸利用和废纸出口的大国。

废纸原是废弃物,回收利用之后,可省去作为垃圾的处理费用,减少对森林的采伐量,再生纸张又有商品价值,真可谓一举三得。

生产纸张,大部分以木材为原料,而木材的来源——森林,是我们赖以生存的根本,是“地球之肺”,所以废纸的回收利用保护了森林。

同时造纸还要污染环境,所以节约纸张,就等于保护了我们生存的空间。在我们每天繁忙的学习和工作中,留心一下准备扔掉的废纸,也许反面还能用。即使是没有空白的废纸,也不要随便扔进垃圾桶。

回收1000千克废纸,可以少砍17棵大树,生产800千克好纸,减少35%的水污染,节省一半以上的造纸能源。