书城科普读物地球向我们敲响了警钟
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第24章 人与自然的“和谐”

一、维护生态平衡

自然环境是人类生存繁衍的基础;保护和改善环境,是人类维护自身生存和发展的前提。人类生活的自然环境,是地球的表层,由空气、水和岩石(包括土壤)构成大气圈、水圈、岩石圈,在这3个圈的交汇处是生物生存的生物圈。这3个圈在太阳能的作用下,进行着物质循环和能量流动,使人类(生物)得以生存和发展。据科学测定,人体血液中的60多种化学元素的含量比例,同地壳各种化学元素的含量比例十分相似。这表明人是环境的产物。人类与环境的关系,还表现在人体的物质跟环境中的物质进行着交换的关系。

人类为了生存、发展,要向环境索取资源。早期,由于人口稀少,人类对环境没有什么明显影响和损害。在相当长的一段时间里,自然条件主宰着人类的命运。到了“刀耕火种”时代,人类为了养活自己并生存、发展下去,开始毁林开荒,这就在一定程度上破坏了环境。于是,出现了人为因素造成的环境问题。但因当时生产力水平低,对环境的影响还不大。到了产业革命时期,人类学会使用机器以后,生产力大大提高,对环境的影响也就增大了。到20世纪,人类利用、改造环境的能力空前提高,规模逐渐扩大,创造了巨大的物质财富,人类已在环境中逐渐处于主导地位。但严重的环境污染和生态破坏也随着出现在人类面前。大气严重污染,水资源空前短缺,森林惨遭毁灭,可耕地不断减少,大批物种濒临灭绝,人类赖以生存的自然环境正处在危机之中。日益恶化的环境向人类提出:还我大自然,维护生态平衡是当今最迫切的问题。

二、人类活动与生态系统的健康

大自然中各种生物互相结合成生物群落,靠地球表层的空气、水、土壤中的营养物质生存和发展。自然界中的水、土、光、热、气、矿物等非生物资源和动物、植物、微生物等生物资源,它们彼此之间在一定地域是互相联系、互相制约和互为依存的。这些资源在自然界中通过物质循环和能量流动,构成一个不可分割的动态系统,这就是人们常说的生态系统。地球上最大的生态系统是生物圈。例如,红树林就是地球上海岸生态系统的重要类型之一。对农业来说,它是一条屹立在海边的绿色长城。在那些红树林生长茂密的地方,同样的台风,同样的大堤却安然无恙。狂风巨浪在枝干茂密,根系丛生的红树林面前,像泄了气的皮球,无力地减缓下来,海堤和农田正是沾了红树林的光,才能平安无事。对渔业来说,红树林是鱼、虾、蚶、蟹的必不可少的栖息地。它们在红树林里,可以找到丰富的浮游动植物作为食饵,可躲避天敌的伤害。它们产卵繁殖,也离不开稠密的红树林。全世界许多地区海洋水产资源的锐减,同当地红树林的破坏有密切关系。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,整个系统在一定限度内可以自动调节,以保持原有状态不受破坏。生态系统的组成成分越多样,能量流动和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,生态平衡就会遭到破坏。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kg。在我国,随着部分开发较迟地区的经济发展,往往随意引进某些所谓“良种”动植物,而又不加检测。浙江玉龙湖以前并没有蓝藻一类生物。前几年,个别养殖专业户把太湖银鱼引入后,结果银鱼没有养成,而蓝藻却乘机潜入,污染了水源,使苍南县等90万人的饮水受到了威胁。专家分析后认为:玉龙湖蓝藻跟太湖蓝藻的起因相反;它不是因为湖水富营养化所引起,而是因为水体中潜伏的蓝藻在适宜的气候条件下迅速繁衍,再大量吸收空气中的氮,导致湖水中的氮及氮化合物迅速富集,再促使蓝藻暴发而使湖水遭到严重污染。起因查出后,特此向湖面泼洒了90多t矾浆,才使玉龙湖的水质恢复了原样。上海市环保局专家指出,必须注意湖体生物及生物链出现变化的情况。对比日本等国家对生物引种的严格控制措施,我们在保护湖泊等水流相对较慢、自净能力也较弱的水体时,应在生物污染防治方面采取切实而有效的措施。

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。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”,以便更好地保持人类与环境之间的平衡。这种生态系统由生产者、消费者、分解者和非生命物质(无机界)4部分组成。它们各自发挥着特定的作用并形成整体功能,使整个生态系统正常运行。生产者是指绿色植物,也包括单细胞的藻类和能把无机物转化为有机物的一些细菌。消费者主要是指动物。它们不能直接利用外界能量和无机物制造有机物,而以消耗生产者为生。分解者是指具有分解能力的各种微生物,也包括一些低等原生动物,如土壤线虫、鞭毛虫等。非生命物质,即无机界,是指生态系统的各种无生命的无机物的各种自然因素。生态系统的各组成部分有分工,也有协作。生产者为消费者和分解者直接或间接地提供食物;消费者把生产者的数量控制在非生物环境所能承载的范围内;生产者和消费者的残体、排泄物最终被分解者分解成无机物,供植物重新利用。正是生产者、消费者、分解者和非生物环境之间的协调、统一,使生态系统能够不停地发挥作用。

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。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联系,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。

过去,到过西沙群岛的人们,无不对这里的一种白腹鲣鸟留下难忘的印象。白天它们成群飞往海上寻找食物,晚上回到岛上过夜,当大群白腹鲣鸟飞落下来时,绿色的树林顿时一片白色。当地渔民掌握这种海鸟的生活规律,白天跟着鸟群扬帆而去,在它们觅食的地方下网捕鱼;傍晚顺着它们飞回的方向,把渔船驶往海岛停泊。为此,渔民们亲切地称这种鸟为“导航鸟”。白腹鲣鸟已是一种稀有的海鸟,目前仅在西沙群岛的东南部分地区还有一些,被联合国指定为重点保护动物之一。其减少的原因,亦是由于外来种的引进造成的。守卫该岛的战士为了改善生活,从外地迁来了鸡养在岛上。岛上有昆虫、草籽,鸡很快地适应环境大量繁殖起来。后来,岛上鼠患为害,大肆捕食家鸡,无法防治,又引进了猫。开始猫还逮鼠,后来猫的数量增多,竟不再逮鼠,而对白腹鲣鸟发动了进攻。大批的白腹鲣鸟成了野猫的可口食品。为了对付危害白腹鲣鸟的野猫又引进了狗,让狗来抓猫,结果并不理想,却是狗多成群,常打群架,噪声一片。猫患、鸟死,以及种种因生态平衡被破坏而带来严重的祸害说明: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。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。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,于是大力发展养牛业。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,属于人为因素。生态平衡的破坏,主要是人为生成的。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2.000多人被淹死,4万头牲畜被冲走。影响生态平衡的人为因素还包括毁坏植被、引进或消灭某一生物种群,战争、建造某些大型工程和大型城市,以及现代工业、农业生产过程中排出某些有毒物质和向农田中喷撒大量农药等。这些人为因素都能破坏生态系统的结构和功能,使人类生态环境的质量下降,甚至造成危机。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。

三、人类为了改善环境进行的斗争

人们为了改善自己的生活环境,曾进行了改善环境的斗争,并取得了一定成绩。古代,人们为征服洪水灾害,经过大量的实践和血的教训,以禹王为首的先民们,劈山通泽定九州,治服了洪水,使中华民族安居乐业。这告诉我们:自然灾害是可以减轻或消除的。采取的基本办法是“疏导”,使其向着有利于人类的方向发展,从而达到流动物质(洪水等)新的“平衡”。循着这条途径减轻或消除自然灾害(如火山喷发、地震灾害等)的基本思路是:我们有计划地逐渐引出内生能,利用内生能为人类工作,不使内生能积累到成灾的程度,也就使地壳的应力趋于平衡。那么这样我们也就可以减轻或消除火山喷发与地震灾害;同时,人类也就可少用或不用化石燃料,从而也就避免了二氧化碳过多而形成的“温室效应”和空气污染。这种办法我们称之为“疏导平衡”;这种原理我们称之为“疏导平衡原理”。它是自然界由量变到质变规律的体现。我们利用疏导平衡原理也可减轻自然界物质循环中对人类的不良影响。例如在全球水循环中,地球上太阳辐射强度不均匀,加之气象条件(大气环流、风向、风速、温度、湿度)和地理条件(地形、地质、土壤、植被)的不同,致使全球水循环在时空分布上极不均匀,从而造成地表局部区域旱、涝灾害。在我国古代疏导排泄的基础上,人们又构筑水库,开凿运河、渠道、河网,大量开发利用地下水等,改变水的原来径流路线,引起水的分布和水的运动状况的变化,以更加适合于人类的工农业生产和生活的需要。比如,在干旱地区,人们应有计划地尽量多保留地表水,这可以通过多修水库、池塘和渠网,植树造林,种草,种植农作物等措施来实现;同时,可从多水地区的江河湖泊引水调剂(如我国的南水北调,引雪山之水灌溉干旱农田),以加强水的小循环,形成适合本地区的水循环态势。在多水地区,可以把多余的水通过江河渠网排入海洋,着重在排洪上下工夫,以加强水的大循环。目前的问题是,由于水土流失严重,河床淤积,极大地影响了江河的排洪,有时洪水泛滥,造成水灾。应采取的办法之一是,经常疏通河道,排除泥沙。更主要的是大力植树造林,加强水土保持,防止泥沙流失。