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植物如何从海洋进化到陆地
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/ 学友文库 明天的家园　
前 言　　在地球漫长的历史演进中，诞生了人类，这标志着地球新纪元的开始。 其后，人类从蛮荒走向文明，从盲目依赖自然到自觉改造自然，成了地球的 主人。人类的智慧，正是在这一认识和改造自然的过程中不断得以形成和完 善的。凭着这个智慧，人类写下了与天斗、与地斗的伟大历史篇章，创造了 几千年光辉灿烂的古代文明和辉煌壮丽的现代文明。　　然而，遗憾的是，虽然人类早已成为了地球的主人，但还是出现了难以 避免的历史偏见。在过去的一些时间里，他过分陶醉“主人”的作用，过分 强调占有和索取，对其所生存的自然进行了肆无忌惮的杀伐与征服。??于 是酸雨漂游世界，土地沙漠化日趋扩大，全球气候变暖，生物种类灭绝，人 类疾病滋生，凡此种种，不一而足。　　但是，人类发展到今天，终于变得更加聪明，更加睿智。他已经认识到， 人类既是地球的主人，同时又是地球环境系统不可割离和超越的一份子，人 类的活动可作用于环境，而环境又可反作用于人，影响人类的生存和发展。 终于，他使自己的认识得到升华，并由此熔铸出华光四射的科学之剑——环 境科学——去修复受损的世界。当前，环境问题已成为国际社会广为关注的 极重要的问题之一，而环境科学已与生命科学、信息科学一起成为 21 世纪现 代科学的主导科学。本书旨在剖析人与自然的复杂关系，介绍人类对环境施加的影响、造成的种种破坏和目前人类所处的困境，阐述人类对往日的反思和环境意识的觉 醒，最后将指出人类与环境、环境与发展相互促进和协调的光明之路——可 持续发展道路。以此献给未来的主人——青少年朋友们。如果读者能从中得 到一些启迪并以此为导引投身今后的环保事业，那将是我们极大的快慰。各章撰写者分别为：第一章李雪松、李永凤；第二章朱继业、李继龙；第三章涂芒辉；第四章骆荣强。在撰写过程中，李继龙就全书的框架，基本 观点和工作进程作了整体构思和安排，全书由李永凤统一纂修、补正和定稿。 本书承蒙武汉大学环境科学系严国安副教授进行审阅，提出了修改意见，谨致以衷心的感谢。　　本书编写时，参阅和引用了许多文献资料，难以一一列出，谨向各位作 者表示敬意和谢意。由于著者水平有限，加之成书时间仓促，缺点错误在所难免，敬请读者批评指正。作 者1996 年 4 月序中国科学院院士中国系统工程学会学术委员会主任 中国科学院武汉数学物理所名誉所长李国平科学技术是人类理性化生存发展过程中的永恒主题之一。自劳动创造人开始，人类就不仅把它作为自己认识和改造世界的锐利武器，而且主要通过 这一主题性的实践使自己不断地启迪心智，破除迷信，克服愚昧，抵制腐朽， 以进化文明。　　无论什么时候，人类都要首先解决衣食住行之类的根本社会需求，之后 才能兼顾其它。诸如政治、经济、文化、艺术、道德、伦理、法律等等，旧 根到底只能是人们满足这种根本社会需求之上的派生物。而科学技术则始终 是围绕着每一个时代的根本社会需求解决的方式展开的，这就自然地规定了 它在每一时代的整体文明中所占有的核心位置，并在事实上成为主宰人类一 切进步的“第一杠杆”或者“第一生产力”；哪怕在人类活动的其它方面出 现停滞或者倒退的时候，它也能因其“自身即是自身主宰”的特征而不断前 进，且最终由它去矫正可能已被偏离了的航向，形成人类社会进步新一轮的 “第一推动”，扑进而创造更高深层灰的整体文明结构。在我们这个星球上，有相对独立发生发民起来的东西方两大文明体系，它们不仅在本质性的内涵上大体一致，并且具有“准同时性”的特征。它们 在发展中所经历的暂时性挫败与复兴均表现为大体上的“同时”沉浮，区别 只是在文明中心的地域分布上。正是由于这一发展过程以及两大文明体系的 共同创造，特别是后期的相互交流与影响有形成当今世界日趋统一的文明景 观，特别是其中的内核——现代科学技术体系。它不仅包括了迄今为止由一 系列发现、发明与实用性技术的辉煌成就，更创造了可标志这两大文明系统 创造性特征的科学思想体系“整体论”与“还原论”。法国物理学家普朗克在《世界物理图景的统一牲》中写道：“科学是内在的整体，它被分解为单独的部门不是取决事物的本质，而是人类认识能力 的局限性，实际上存在着由物理到化学，通过生物科学到社会科学的连续的 链条，这是一个任何一处都不能被打破的链条。”马克思更是早在 1888 年就 预言：“自然科学往后将包括关于人的科学，正如人的科学包括自然科学一 样，这将是一门科学。”　　随着社会的进步，量子力学、现代生物学、关于宇宙起源的大爆炸理论、 协同学、耗散结构论、控制论、生态学与系统论等都获得很大发展，特别是近 30 年来日益明显的系统观所贯穿的自然科学的工程技术化、社会科学的定 量分析化、社会管理科学化，以及各门科学数学化的进程，均表现出一体化 的基本趋势。这一趋势不仅暴露了单纯“还原论”方法的局限性，并对科学 技术的理论与应用提出了更高的要求，即尽快找到一种兼有“整体论”与“还 原论”之长的新的科学技术的理论框架与方法论体系。而且这一基本的社会 需求，随着全球牲的人类活动与环境关系的恶化，以及与经济发展有关的社 会生态环境问题的困扰，显得更为紧迫了。为了适应新的科学技术发展的需求，差不多各个领域的第一流的科技工作者都把注意力转向我国传统文化与科学技术的学术精华。著名的协同学的 创立者哈肯就曾多次指出：“事实上，对自然的整体性理解，是中国哲学的 一个核心部分。在我看来，这一点西方文化中久未获足够的考虑。直到如今， 当科学在研究不断变得更为复杂的过程和系统时，我们才认识到纯粹分析方 法的局限性。”　　今天，为了完成不容忽视的“21 世纪议程”，国家提出了“科教兴国” 战略与可持续发展战略。我们不仅需要培养和造就一大批跨世纪的经营管理 人才与各类科学技术领域的专家学者，更要把提高国民人文素质与科技素质 的教育摆在优先位置。只有这样，我们增强综合国力的总体战略目标，才有 可能得以如期实砚。这就要求在我们今后的教育与科学技术的实践活动中， 号召我们的青少年，不仅要努力学习世界各国的先进科学技术，更要以极大 的热情学习、继承和发展我国民族科学文化传统的元典精神与整体性的学术 思想方法的精华。　　正是基于此种认识，长江文艺出版社邀请国家科委干部管理学院、武汉 大学、华中理工大学等学院的一批年富力强、学有所长的中青年学者共同推 出了这套《新世纪科技瞭望》丛书，以此作为所做奉献的一部分，并嘱我主 编并为之作序。我认为，这是一件非常有意义而且功德无量的事。　　这套丛书，不仅力图做到通俗易懂、深入浅出地展现当低高科技领域日 新月异的面貌，记录人类认识和追求真理的曲折与不懈努力，而且真实地反 映了一代又一代科学家“公正、献身、创新、求实、协作”的传统人文精神 与崇高品质。这些都是今天的青少年——我国未来的民族脊梁们所必不可少 的。《新世纪科技瞭望》丛书是引玉之砖，她定能激起广大科学家和科普工作者将深奥的科技知识以浅显生动的方式不断奉献给青少年；《新世纪科技 瞭望》丛书也是星星之火，必能点燃广大青少年热爱科学、崇尚科学、投身 科学的澎湃激情。是为序。1996 年 1 月 20 日 于武昌珞珈山宅一 人与自然　　在人类的祖先——古猿刚刚问世的时候，他本不过是大自然生命家族中 极普通的一员。他在大自然中生息繁衍，与大自然相依相存，和谐而又平静。 但这种宁静很快便被打破了，在人类完成了从猿到人的转变，并进而成为大 自然的主人之后，人与自然之间便矛盾重重，关系也越来越复杂，以致发展 至今，已成为一个既玄妙又深邃、既沉重又悲怆的话题。　　在不久以前的较长时间里，也许人们还不曾认真地提出过关于人与自然 的问题，更无需作认真的回答。那时人们或放浪江湖，尽情地在大自然中抛 洒欢乐；或可以将大自然蔑视为世外物，一如水中月，镜中花，可以淡漠， 可以无视其存在；而对于希望索取者，则将大自然视为可供任意挥霍的无穷 宝库，可以随意地去凌驾、去征服。总之，在那个时代，没有人与自然相割 离的痛苦，没有自然给予人无法承受的窘迫，更没有人强加于自然，大自然 反作用于人的忧患。　　真正引发人对自然的思考，是工业革命以来的事。此时，人类已开始品 尝诸如环境污染、资源破坏、生态失衡等一连串的恶果。人类这时才感到， 无论是什么人，都不能再无视自然的存在，游离于自然之外。人类开始思索 自己在大自然中的地位和角色，功能和作用，任务和责任，前途和命运。这 是划时代的思考。人类已开始仔细思考下列有关自身前途的问题：人类赖以生存的资源和能源是否会无限制地向不利于人类生存的方向变迁下去？在人口数量上是否 能够自我控制到可以与大自然相平衡的状态？人类怎样才能依照自然规律能 动地调节人与自然的动态平衡，保持人和自然的协调发展？影响人与自然关 系的是人类的经济活动还是其它活动？??人与自然的关系是一个非常复杂的巨大系统，回答它是十分困难的，但我们仍然能够领略它的全部奥秘之所在，因为我们是人类，我们终将成为真 正意义上的“大自然的主人”。1．人与自然的传说　　我们都听过很多人类和自然起源的故事和传说。相传很久以前，我们的 世界就像一个鸡蛋，它包含万物，混混沌沌。这其中熟睡着一位巨人，他叫 盘古，不知睡了多少万年。一天，这位巨人不知被什么惊醒了，感到很闷， 于是伸了个懒腰，巨人撑破了这只“蛋”，站了起来。双手撑着的部分就成 为天，双脚踏着的地方就变成地；“蛋”里清轻的东西，升到了天空，变成 了云彩，重浊的东西落在地上，就成为山川和河流。头顶天，脚踏地，就这 样，盘古一站就是几万年。几万年里，盘古越长越高，天地也越离越远。疲 倦乏力的盘古终于倒下了，再也没有起来，他的身体化作了森林和草原，土 壤和动物。从此，有了大自然，有了世界。又过了几万年，天神女娲来到了 人间。当时，世界上只有她一人，她感到很寂寞，就用泥土按自己的模样捏 了个泥人，对着泥人吹了口气，泥人从她手中跳到地上，走动着。女娲又觉 得只有这一个人也太寂寞了，于是，她又捏了许多泥人，也让这些泥人变成 活人，从此，世上就有了人类。他们有男有女，在这片土地上繁衍生息，过 着自由自在的幸福生活。当然，这只是一个传说，是一个中国古老的美丽传　　说。真实世界是不可能像那样出现的，传说寄托的是人类对自然世界和自身 充满传奇的联想。那么，到底是什么孚育了生命，人类又是怎样产生的呢？
从寻找外星人谈起 每当繁星满天的夜晚，仰望着浩瀚的星空，常常会勾起人们无限的遐思：那闪烁的星星上也住着像我们一样的人类吗？如果有，他们又是什么样子？是比我们先进，还是比我们落后？或许，上面根本就没有生命??从本世纪50 年代开始，科学家们用航天飞机、宇宙飞船等在太空中寻找生命，然而直 至目前为止却一无所获。有着神奇传说的月亮上，没有嫦娥和玉兔，没有桂 树和吴刚，更没有什么广寒宫，见到的只是一个死寂的星球，没有空气，没 有水，到处是荒沙和砾石，是一片冷热不均、生命无法存在的不毛之地。登 上月球的宇航员只有靠特殊的宇航服严密保护才能得以生存。希望存在“火 星人”的火星，经过飞船的探测，它的表面大气只有地球上离地面 30 公里以 上高空中的大气密度，而主要成份是人们呼吸所不需要的二氧化碳，几乎没 有人们所必需的氧气，温度达到摄氏零下 130 度可想而知，生命怎能在那样 的条件下生存？太阳系的其它星球，有的不见天日，有的寒冷异常，为什么 只有我们这个地球，才有生命呢？且让我们在地球特有的环境中去寻找答案 吧！地球母亲和她的孩子　　地球是生命的摇篮，人类的母亲，至今已有 46 亿多岁了，不过她还正处 在青年时期，是一位年轻的母亲。46 亿年间，她不知经历了多少沧桑。据科 学家推测，100 亿年前，原始能量大爆炸，形成了浩瀚无际的宇宙。宇宙是 由无限多个像太阳系这样的星系组成，无论是地球，还是整个太阳系，在宇 宙中都只不过是沧海一粟。在太阳系中，地球和另外八大行星围绕着太阳转 动，从中获得太阳辐射的能量。九颗行星中，地球距离太阳的位置最适中， 地球的各种物质组成又有利于生命的出现。生命的出现最初来自于水的作用。地球原本是一个含水较多的星体，在太阳的强烈照射下，使水变成水蒸气，形成一层厚厚的云层。太阳的辐射被 云层大量反射回宇宙，地球表面的温度随之降低，表面开始凝固，并在这一 过程中出现挤压、褶皱和断裂，于是形成了地壳，形成了山川和平原等不同 的地形地貌。地球的冷却使云层中的水蒸气凝结成雨滴，降落到地面，于是 就有了河流，洼地上就有了海洋和湖泊。海洋是生命起源的地方。虽然关于 生命起源存在着不少争论，但是，大多数科学家赞同“海洋起源”学说。这 种学说认为，大约在 30 亿年前，大气中还没有氧气，有的只是氨气和甲烷。 这些气体溶解在海水中，与被带入海洋中的各种大地物质一起，在太阳照射、 雷电等大自然环境的长期作用下，奇妙地形成了蛋白质分子。这些蛋白质分 子聚集在一起逐步产生了有生命的简单细胞。别小看这些简单细胞，地球上 的一切动植物，包括我们人类，都是从它们开始一步一步进化而来的。这些 最初的生命直接从它们所在的环境——海洋中吸取营养。　　地球上的水把陆地上的一些岩石粒、碎块和含有化学物质的“汤液”冲 到了海洋中，在太阳的照耀下，这些物质发生了激烈的化学变化，形成了复 杂的分子，尤其是碳分子，这些分子就是生命细胞吸收的营养。后来这些细 胞越来越多，营养分子快被耗尽了，于是有些细胞从阳光中获取能量，并将　　碳分子合成碳的化合物储存能量，并放出大量的氧分子，这些氧分子就组成 了氧气，这个过程人们叫做光合作用。氧分子和大气中的甲烷和氨发生化学 反应，经过漫长的时间，终于形成了今天我们呼吸的空气，它是由氧气、氮 气、二氧化碳和水蒸气组成的。这样，生命成长的环境就基本形成了。　　又经过漫长的时期，原始生物细胞开始在温暖的海岸边和河流入海处等 环境条件适宜的地方大量繁殖，进化成类似海藻的生物，慢慢形成原始的藻 类。后来，由于温度变化，使海洋面积缩小，加上火山喷发、地震、海啸等 多种自然力量的冲击，大量的海洋生物被带到陆地上生存下来。接着，这些 海洋生物大规模地向陆地上迁移，进而演化成各种植物。同时，海洋中进化 而成的各种鱼类不少逐渐演变为两栖类动物，如青蛙等；后来变成爬行动物， 如鳄鱼、恐龙等；又进化为鸟类、哺乳动物。陆上的岩石经过植物生长，雨 雪风霜等各种自然力量的综合作用和多年的演化，就形成了覆盖在地球表面 的土壤。土壤给植物以丰富的养分和水分，地球上的生物越来越丰富，大自 然越来越美丽。　　　　　　　　　　“万物之灵”的诞生 大约距今两亿多年前，在我们的地球上，到处有郁郁葱葱的森林，到处有辽阔的草原，有高山，有流水，有鸟儿，有狐兔，有豺狼虎豹，而唯独不见万物之灵的人类。如果把地球从古至今的演化历史过程看作一年，那么在1～3 月份，她从一团混沌不清的星体分化出地壳、地幔和地核，形成陆地、 海洋和大气；4 月初，生命出现；4—6 月份，有了单细胞或是多细胞组成的 低等生物——蓝藻是地球上的主要生物；到了 7 月，地球上出现氧气；8 月到 10 月，地球上生物物种已数以万计，但都生活在海洋里；到了 11 月，生物从海洋登上了陆地；12 月份，地球已覆盖上了茂密的森林；人类的出现是在 12 月 30 日中午。 这样看来，在地球生命漫长的发展过程中，人类就像诞生不久的婴儿。人类的祖先是类人猿。两亿年前，他们还全身是毛，成群地生活在树上。后来，由于气候等条件的变化，不得不离开森林，到平地上生活。他们开始摆 脱用手帮助行走的习惯，渐渐直立行走，前肢得到了自由，变成可以做事的 手。大约到了 200 万年前，类人猿终于演化为人。为了获取食物和建造住所， 他们用手制造工具，开始了最早的劳动。劳动中，相互间交往多了，就有表 达、交流各种感情和思想的意向，于是逐渐产生了语言。通过劳动，类人猿 的脑演化为人脑，成为真正意义上的人。人类就这样依靠自己的双手、语言 和大脑，慢慢有了战胜大自然的能力，成了万物之灵。　　　　　　　　　　　“摇篮”的困惑 人类是大自然环境的孩子，他们在与大自然的斗争中一天天长大。有那么一天，他们学会了火的使用。那时，茂密的森林常常遭到雷电而起火，森林里生活着的一些动物来不及逃走，被火烧死，人类第一次尝到了过去从未 有过的美味，并发现用火还可赶走猛兽。由于野火难以保存，人们开始设法 人工取火，经过长期的实践，他们学会了钻木取火。能自主地使用火，这是 一件了不起的事情，它对人类的发展起到了不可估量的作用。可以说，现代大部分能源都与火有关，人类制造火药、用火冶炼金属、用火发电、用火驱 动蒸气机等等，火成了人类发展的重要基石。随着智慧的不断增长，人类在 大自然中越来越主动。人类不断地与环境作斗争，并改造着环境，创造着适 于自身生长的人工环境。传说神农氏尝百草，开始有了农业；人类用自己的 活动去影响植物的生长，建造和培育农田，又逐渐有了薪炭林、鱼池和草场 等。以后又出现了城市、工厂，并有了汽车、飞机、轮船等现代化工具。城 市是人类对自然环境改造最彻底的地方，难得见着土壤和草木，更少有除人 之外的其它动物，工厂和交通公路密集。人类在对环境的适应中能动地改造 了自然，同时也对自然环境造成了巨大的压力，像人口、资源和环境危机等 已对人类的生存造成了威胁。大自然被人类不停地折腾，长大的“孩子”开 始“折腾”养育他们的“摇篮”了。　　黄河流域是中华民族的发源地，我们的祖先就曾生活在那里，黄帝陵至 今还在陕西。2000 多年前，黄河流域还有茂密的森林和高大的树木。后来， 帝王将相们用奴隶大肆伐木，建造豪华的宫殿和陵墓，山一座一座被砍秃了， 裸露出土壤，雨水便将没有树木固着的土壤冲进了小溪，小溪又汇进黄河， 原来清澈的河水从此被泥沙搅得混黄了，黄河便由此而得名。黄河被长大的 孩子搅得黄沙滚滚，经常泛滥成灾，成了“中国的忧患”。“摇篮”变成了 荒滩。这样的灾难，在地球上的各地都有发生。在非洲，与中国国土面积相 当的撒哈拉大沙漠还在以惊人的速度扩张。它为何越来越大呢？科学家们经 过调查研究发现，由于人们滥伐森林和对森林土地的不适当开垦，使得一些 地区的小气候改变，长期干旱，土地沙化严重，越来越多的土地被沙漠所覆 盖，沙漠几乎淹灭了一切。根据预测，50 年内，非洲将有 45％的土地变成沙 漠，粮食、淡水资源的缺乏将长期困扰着那里的人民。环境污染是大家非常熟悉的字眼。在人类有了文明之后，就有了环境污染。人们学会炼铁、纺织和造纸，建立了手工作坊，这些原始的“工厂”就 不得不排出废水和废气，使空气不洁净，能见度降低；使河水变色，散发异 味。这就构成了环境污染。到了本世纪中叶，人口数量剧烈增长，工业和科 技更是日新月异，人类征服自然的能力极大增强，人为造成的环境问题也越 来越突出。各种公害病严重威胁着人类的健康和生命。我们可以看到这种人 为造成的环境问题大体上可分为两类，一种是不合理甚至贪婪地开发利用有 限的自然资源，破坏了自然环境的生态系统；另一种是人类生存活动造成的 环境污染。黄土高原和撒哈拉沙漠属于前者，水和大气的污染则属于后者。 地球是人类的摇篮，人类是大自然的杰作，是地球环境演变到一定阶段 的产物。在地球从古至今的年历中，人类历史只是短暂的一天，就是这一天 中的一瞬间，却带来了无尽的环境问题和生态问题，人类把自己的生存环境破坏得满目疮痍！2．大自然的忧思　　　　　　　　　　　人口膨胀的压力 人头攒动的街头，拥挤的车站，像河水一样流淌的载人车辆??这世界上到底有多少人？据统计，至 1987 年 7 月 11 日，全世界人口总数已突破 50 亿大关，1988 年 7 月 1 日，亚洲人口总数又超过了 30 亿。远古时代，我们的祖先在恶劣的环境中求生存，人口很稀少，增长得也缓慢。科学家估计， 在旧石器时代（大约 8000 年前），整个地球上的人口还没有今天北京市的人 口多。直到 500 年前，我国的人口也只有 6055 万人。然而在 500 年内，我国 人口却达到了 12 亿，增长了 20 倍。实际上真正开始加速增长是从清朝开始 的。鸦片战争时我国人口已有 4 亿 1 千万，到 1949 年建国时，我国人口是 5亿 4167 万，净增了 1.3 亿；从 1949 年到 1979 年仅 30 年的时间就达到了 9亿 7092 万，净增 4 亿 2925 万人。特别是近十几年又增加了近 3 亿人口。80 年代以来，每 2 秒钟，地球上就诞生 5 个婴儿，每 24 小时就增加 22 万　　有人大概会问：地球上今后会有多少亿人？而地球上又总共能养活多少 人？据美国的人口学家预测，世界人口在 1980 年是 44 亿，1987 年是 50 亿，2021 年应为 88 亿，2062 年为 167 亿，2103 年为 352 亿??到 700 年以后， 世界人口可达千万亿。那时地球上全部土地，包括山脉、沙漠将全部为人所 居住，平均每人占地只有 0.3 平方米，根本就没有土地可耕种了。那么地球能养活多少人？地球上所有植物产出的能量，每年约在 660×1015 千卡，人 类维持正常生存，每人每天需能量 2400 千卡，1 年为 800000 千卡。要维持42 亿人口生存，每年需能量 42×1014 千卡，只相当于植物总产量的 0.5％。 不过，人们也不能乐观，因为地球上的各种动物都直接或间接以植物为食， 植物不能全部用来养活人类，此外，许多植物和动物不能供人食用。因此， 人类只能获取植物总产量的百分之一，也就是说，地球大约只能养活 80 亿人 口。“地大物博，人口众多”，我们从小就用这句话描述我国的资源状况。我国有 960 万平方公里的国土，这块土地适宜多少人生存呢？ 1957 年人口 学家孙文本教授认为，8 亿人是我国最适宜的人口数量。马寅初先生提出了 新人口论，主张提高人口质量，控制人口数量。80 年代以来，我国学者运用 现代科技对适度人口进行研究。根据耕地、草原、水域的实际情况，结合我 国的社会、经济及民族等方面的特点，他们计算出我国实现现代化后的适度 人口是 6.5—7 亿左右。可现在的人口数量已远远超出了这个适宜数字。一个 严酷的现实出现在我们面前，地大物博不假，由于人口众多，我们的林地、 耕地以及水资源人均占有量都在世界平均水平之下。显然，我们并不能以我 国“地大物博、人口众多”而盲目自豪。我国社会生产的发展在很大程度上 受到资源的限制，而且以后，这种限制将会越来越突出。人口会不会没有限制地增长？ 18 世纪的科学家认为，人口在不受任何限制时会按照指数增长。按这种“驴打滚”式的增长方式，有人预测公元 3000 年时，整个地球表面空间每平方米将生活 120 人。如此密集的人群向外散发 的热量将会使整个地球温度升高，人们将在滚热的空气与海洋中死去。有人 主张人类移居到其它星球上去，但是我们知道其它星球直到现在也不可能有 生命存在。即使这样的星球存在，人类也未必有那么先进的技术和庞大财力 实现整个人类的大迁徙。假设太阳系的九大行星都能够生存生命，那么总有 一天，也会使所有的行星上都住满了人。虽然这仅仅是人们的推测，但是可 想而知，这些推测并非毫无根据，人类未来即将面临这一严峻的现实。因为 受到各种条件的限制，人口增长到某一固定值就不再增长了，如果超过这个 值，自然环境就不能承受。会遭到严重破坏，从而导致人口大量死亡，又回 到原来的数值，并保持在这一数量上。但未来几十年里，“人满为患”的现实还是会给整个地球都带来抹不去的忧虑。 民以食为天，人们把粮食当作第一重要的东西，人口的增长，也增加了粮食的需求，可是粮食的供给增长速度却远远跟不上人口增长的速度。1952 年我国粮食产量为 1.6 亿吨，平均每人 285 公斤，到了 1981 年，粮食产量达3.25 亿吨，增加了一倍。可是由于人口增长得非常快，到 1981 年人均粮食 产量只增加 0.14 倍，如果当时我国人口只有 8 亿或更少，那么我国的人均粮 食产量就会高出许多。可现实是残酷的，人口众多的包袱已沉重地压在我国 人民的肩上。尽管粮食年年增产，但粮食增长的幅度已越来越跟不上人口增 长的幅度，我国人均粮食产量比世界平均水平还要低得多。要提高粮食产量 就离不开大面积足够的耕地。我国本来耕地总面积就小，加上人口众多，平 均每人只有耕地 1.5 亩，而美国是 13.2 亩，原苏联是 14.2 亩。人们为了增 加耕地，开始围湖造田，开垦草原，砍伐森林。森林面积急剧减少，大片草 原被开垦成了耕地，湖泊的岸边全成了农田，水面积越来越少。美丽的西双 版纳，是我国存在极少的热带雨林繁盛的地方，那里山清水秀，绿树成荫。1959 年，那里森林覆盖率为 40％，后来人们毁林开荒，播种粮食，到 1979 年，森林覆盖率降到 26％。在减少的森林面积中有 8％变成了耕地，可这些 新耕地并没有生产出多少粮食。因为土地丧失了森林，没有枝叶的覆盖，没 有根系的固定，变得很易流失，土地中的养份也被流失的泥土带走了。贫瘠 的土地上，怎样能够盛产粮食？西双版纳的傣族人民至今还没有解决粮食缺 少的问题。如果发生粮食危机或灾荒，社会将发生大的动荡，战争、瘟疫会 缠绕着人类，毁掉整个世界。人类也会灭亡。也许有人会说：“我们不会只 吃粮食，可使肉类、鱼类在我们的食物构成的比例中增大。”其实，肉的产 量也会随着人口的增长而不断下降。由于人口的极大膨胀，已造成了草场的 过度放牧而被破坏，草场退化非常严重，很多草原已经变成了荒漠。接着， 畜牧业受到极大冲击，饲养的牛羊等因缺乏食物而消瘦、患病，甚至死去， 我们没有大量的肉可以吃。至于吃鱼，在 70 年代，许多国家为了满足人们对 蛋白质的需求，早已向海洋进军，过度的捕猎和海洋污染使世界平均鱼产量 日趋下降。因此，粮食是不可取代的。衣食住行，这是人们日常生活中的四件大事。巨大的人口数目意味着要提供相应的住房，建造住房的建筑材料和占用的土地都是珍贵的资源。人们 生活水平的提高，对住房面积和室内装修提出了更高的要求。人口的危机势 必造成住房的危机。生活中，我们发现道路越筑越宽，立交桥越建越多，汽 车越来越多，每天的堵车、塞车、撞车已是人们司空见惯的常事。北京火车 站在 1958 年建成的时候，每天只有 4 万旅客，而到了 1980 年就猛增到几十 万旅客，拥挤不堪。再过几十年，每天将会有上百万的旅客拥进北京火车站。 那时候，火车上，车站里人们将挤得喘不过气。今年北京修建了西客站，但 如果中国旅客数量这样发展，北京还需十几个火车站才够用。道路、住房以 及各种配套设施，都会大量占用耕地，衣食住行之间的关系很不和睦，粮食 问题将会变得更加紧张，住房和交通在不久的将来也会发生各种形式的危机。　　人口的恶性膨胀还会导致将来的儿童没有学校上学，成年人没有地方工 作。到下世纪中叶，如果不控制人口，我国的人口将达到 40 多亿，相当于1979 年全世界的人全搬到中国来住。那时，工厂、学校是建在耕地上，还是 建在森林或是海洋里？人们去哪儿学习，去哪儿工作呢？现在我国的文盲、半文盲本来就很多，这样下去，文盲问题将始终是制约我国社会经济发展的 重要因素。　　人类如果不自觉地、有效地控制人口的增长，将会同其他的生物那样， 受到环境的制约。但是，人类早已不再是被动地纯粹受制约，人类能够改造 环境，建立人造环境来谋求生存。同时，人类凭借自己的力量和智慧也可以 控制人口的增长。世界人口的增长是不断加速的，人口达到第一个 10 亿经历 了近三百万年的漫长岁月；第二个 10 亿用了约 130 年（），这一 百年是工业迅速发展的时期；第三个 10 亿用了 30 年（）；第四个 10 亿仅花了 15 年（）；而仅仅只过了 12 年（）， 世界人口就达到了第五个 10 亿。以这样的速度，再过 10 年，就会出现第六个 10 亿。假如我们这样计算，全世界妇女平均每人一生只生两个孩子，世界 人口也将继续增长 70—100 年，因为人们的寿命在不断增长。这样到 21 世纪 初，全球人口将有 80 亿，到 21 世纪中叶，世界人口会达到 135 亿。粮食产 量的增长远远小于人口数量的增长，即使每个妇女只生两个孩子也会导致下 个世纪全球性的大饥荒。　　1980 年，我国制定了“计划生育”这一基本国策，提出一对夫妇只生一 个孩子的倡议，提倡“晚婚、晚育、少生、优生”，减少人口数量，提高人 口质量。这项政策非常正确，控制了我国的人口增长。现在，世界上许多国 家都仿效我国，实行计划生育政策，降低各地的人口出生率。在台湾和泰国， 有的妇女主动组成小组推广宣传计划生育。在新加坡和香港地区的出生和死 亡人口数基本相同，也就是说这些地区人口增长率几乎为零；还有一些国家 的政府奖励只生一个孩子的家庭，而对那些生几个孩子的家庭进行处罚。人 类越来越迫切地认识到，限制人口增长是拯救我们人类最有效的方法。人类只有一个地球　　1957 年，前苏联成功地发射了第一颗人造卫星之后，有位科学家就猜 想：火星的两颗卫星可能是火星人发射的，因为它们的轨道紧贴着火星表面， 恰似地球上发射的人造卫星。为了揭开“火星人”的面纱，人类先后发射了 许多探测器。1975 年“海盗 1 号”和“海盗 2 号”在火星表面着陆，进行探 测分析，结果，在火星上没有发现任何人的痕迹，也没有任何生物生存的迹 象。但人们从拍摄到的火星照片上发现火星上有一些“河流”，这些“河流” 只是一些干涸的河道而已，没有水，照片上可以看到细小河道汇成大河道， 最长的有 15000 公里。科学家们都认为这些干枯的河道是由于液态的水造成 的。那么这些可贵的“生命之源”又去了哪里？火星上的河道引起了科学家 们极大的兴趣，天文学家想用它来研究星体的演化；生物学家要用它来探索 水与生命的关系”；科幻作家写出了火星人的神奇故事；而更多的人却担心， 我们地球上的水，我们的生命之源会不会也像火星表面那样，在突然的某一 天消失得无影无踪，只剩下一些干涸的河道？　　水是我们地球最丰富、最宝贵的资源。地球表面被水覆盖的面积占地球 表面的 70％，体积达 13.8 亿立方公里。当宇航员在太空中回望我们的地球 时，他看到的是一个美丽的、蓝色的星球。正是因为有了大量的水，地球才 会呈现这一景象。因此有人说，把我们生活的星球称为“地球”是一个历史 错误，应该把它称做“水球”。如此之多的水，人们都会认为是取之不竭、　　用之不尽的，但实际情况并不让人乐观。地球上真正能被我们人类所利用的 淡水只占地球总水量的 0.0091％，万分之一都不到。地球上的水绝大多数是 又咸又涩的海水，既不能喝，又不能用。但是人类活动对淡水的用水量急剧 增加，工业用水，农业用水，生活用水都大量增加。有人估算出，从 1970 年到 2000 年，仅人口增长就会使世界几乎一半地区的用水量增加一倍。到2100 年，地球上所有能够用的河水都会被用掉。联合国曾发布一个资料，现 在地球上只有五分之一的人打开水龙头就可以得到饮用水，而对于其余的五 分之四的人来说，获得干净清洁的饮用水是他们每天为了生存而进行挣扎的 一部分。世界卫生组织的一个报告说，由于喝了不清洁的水或者是喝不到水， 全世界每天有 25000 人病死或渴死。现在很多国家都已出现严重缺水，政府 不得不从国外购买清洁的淡水供国民饮用。在盛产石油的中东国家科威特， 淡水是由海水处理之后得到的，因此比石油还要昂贵。淡水资源是有限的， 人们只有在生产生活中节约用水，一水多用，严格控制水的浪费，这样才能 解决淡水资源危机。海水淡化或是从南极北极运来冰川，在现阶段都不可取。 联合国为倡导人们节约用水，把每年的 3 月 22 日定为世界水日。人们警告自 己：珍惜我们的水资源，否则，我们看到的最后一滴水将是我们自己的眼泪。 不仅缺水困扰着地球和我们人类，生物资源、森林、土地和矿产资源， 甚至连空气也都是有限的。人类已经进入了工业文明的新时代，一系列的科 学技术成果，给人类以无穷尽的力量。人类可以用多种现代化工具捕杀各种 生物。打虎现在不需要威猛的武松，手无缚鸡之力一的书生也可以用一枝猎 枪杀死猛虎。更可惜的是，现在我们已很难在野外碰上老虎了。据统计，世 界上有 25000 种植物和 1000 多种脊椎动物面临灭绝。本世纪以来，有 110 种动物和 139 种鸟类从地球上消失，平均每年有一种动物遭到灭顶之灾。人 类的伙伴越来越少，人类也越来越孤独。人类的行为也会受到大自然的惩罚， 倘若全世界的蛇都被消灭了，老鼠便会泛滥成灾；倘若狼死光了，野兔失去了天敌，将会发生生态大暴发，也许会把整个草原吃光。　　据科学家们推算，地球上的煤，以现在的消耗速度，只够使用 150 年， 石油只能使用 50 年，而黄金和白银只够使用 29 年和 42 年。在以后的 50 年 内，还将有 14 种矿产资源被耗尽。人类将需要千方百计地采取其它方法以获 取新的资源。在人类历史发展的初期，地球上三分之二的陆地披着绿色的外衣，森林面积曾有 76 亿公顷。现在已有近三分之二的森林从我们的视野中消失了。由 于失去了森林的保护，土壤被雨水冲刷带走，流入河道。据估计，每年流失 的土壤共有 250 亿吨。　　人类已有的历史只是人类长河中的一瞬，人类的生命长河还能够源源不 息地流淌多久，取决于人类现在的所作所为。中国的科学家们曾经对 2000 年我国的地面资源进行了预测，指出我国的最基本资源——水、光、热，虽 然很丰富，但是由于人口众多，人均占有资源量远远低于世界的平均水平。 面对如此严酷的现实，人们开始反省自己的行为。如果人类贪婪地吮吸地球 母亲的乳汁，拼命地攫取营养，而不顾母亲的苦痛，地球母亲将会一天天地 消瘦下去，她已无力承受人类这样无止尽的索取。随着时间的推移，人们面 前的绿色逐渐消逝，动植物伙伴不断灭绝，人类的家园将变成一片黄沙漫漫 的荒漠，与人类为伍的只是一些大大小小的砂砾，那将会是一幅多么凄惨的 景象呵！地球并不只是祖先留给我们这一代的遗产，她应该属于千秋万代的　　后世子孙。一个植物和动物的童话　　从前，一株植物和一只动物一起生活在一个小地方。这地方只有它们俩 居住。植物把长长的根深深地扎在湿润的泥土里，把长长的茎伸向天空。动 物每天吃着植物的果实，植物也很坦荡，它想自己结的果实就是给别人吃的。 它们就这样和睦相处，一起居住了很长的时间。可是有一天，动物突然想到 要比植物高一等，于是对植物说道：“很明显，我是这个世界的统治者，你 应当向我鞠躬。”植物没有争辩，它默默无闻地继续生长。动物看到植物不 向自己鞠躬，勃然大怒：“我要给你看看是谁主宰这里的一切。”它伸出利 爪，咧开嘴露出牙齿，扑向植物，啃茎撕叶，直到最后地上只留下一堆残枝。 动物累了以后，得意洋洋地睡着了。醒来后，它感到肚子饿了，猛然间意识 到了什么——它再也没有食物了！想到这，它沮丧地趴在那儿：“我犯了严 重的错误。”它自言自语，流下了悔恨的眼泪，泪水滴在泥土上，滋润着植 物的根。动物可以啃断茎，吃掉叶，折断枝，却无法弄断植物的根。根感受 到了动物的眼泪，它很快长出新芽，长出新枝，吐出新叶。不久，植物又挂 满了丰硕的果实。这时的动物已饿得缩躺在地上，奄奄一息了，根本不能站 起来摘果子，植物的果实长得太多了，压弯了枝头，果子送到了动物的嘴边。 吃了果子，动物惭愧地低下了头，想：我只具有夺取生命的力量，和给予生 命的力量相比，是多么渺小呵！地球上的一切本来都是和睦相处的，无论谁想要打破这个平衡，都将受到产厉的惩罚，人类也不能例外。　　1875 年，有三名法国人驾驶气球升到 8 公里以上的高空，当气球瘪了之 后，气球从天空飘落下来，人们发现三个人中只有一个人生还，另外两个人 因缺氧而死去。显然这两位法国人的死是由于高空大气压强低，大气稀簿造 成的。这件事提醒了我们：生物只能在有氧气、水和土壤的地球表面生活。 土壤是陆生植物的温床，提供给植物不同类型的矿物质、营养和水分。在太 阳光的作用下，各种植物通过光合作用，把光能贮藏起来，把从土壤中吸收 的无机物转变为有机物，使植物生长、发育、繁衍。不同的植物在地球不同 的地方自然地组合、配置，形成了森林、草原等生物群落。在这些森林或草 原中，生活着 200 多万种动物主要分为植食动物和肉食动物两类。像长颈鹿、 骆驼等，以吃植物为生，称为植食动物；像狼和虎等，以吃其它动物为生， 称为肉食动物。　　我们的世界非常奇妙，有的动物又吃肉又吃草，甚至有的植物竟能够 “吃”动物。在我国南方有一种叫猪笼草的植物，它的叶子长得很长，贴紧 梗枝部分，宽而扁平，可以进行光合作用，中间的部分变成了细长的卷须， 靠近外面的部分，像个悬挂着的瓶子。这“瓶子”很长，非常鲜艳，像一只 大的猪笼，叶子的末端就是猪笼的“盖子”。笼子长大后，“盖子”就打开 了。飞虫闻到猪笼草的味道后，会爬到猪笼口边，一不小心便掉进猪笼。掉 进猪笼以后，“盖子”立即盖上，猪笼草能够分泌一种液汁，把昆虫顷刻间 化为肉汁。除了猪笼草外，还有人们常说的食肉花，也是有名的吃动物的植 物。地球上的生物并不是独立生存的，它们之间存在着复杂的利害关系。不同种类的生物共同在一个环境中生存，互相得利，又不受到任何的损伤，这 种生活方式叫做共生。在白蚁的消化道中，生活着一种鞭毛虫。白蚁以木材 为食，可是消化道中没有消化木材的酶，鞭毛虫却有消化木材的酶，可以将 木纤维变为果糖，除了鞭毛虫自己需要外，白蚁便可以享受这果糖。这两种 生物谁也离不开谁，没有白蚁，鞭毛虫得不到木纤维；没有鞭毛虫，白蚁消 化不了木纤维，就会饿死。　　还有一种生活方式是几种生物共同居于一个环境中，一种生物可以从中 得利，另一种生物虽不能得利，但也不受到伤害，这叫片利共生关系。在龟、 鳖的壳上常常长着一些水藻，这些藻类既不从龟、鳖身上获得食物，也不伤 害它们。但由于它们能自由移动，可以把藻类带到不同的环境中，得到更多 的营养。　　此外，生物中还存在着一种互相有害的关系，称为抗生关系。一些寄生 虫躲在宿主的体内，吸取宿主的营养，消耗宿主的物质或机体而达到生存的 目的，这就是寄生的关系。寄生的生物就好比：“在别人餐桌上吃别人的饭 的人。”跳蚤、蛔虫之类就属寄生虫。生物之间的竟争，捕食关系更是随处 可见。动物之间的弱肉强食，植物之间的农作物与杂草之战??由于有这么 多复杂的关系，我们的地球才显得生机勃勃、丰富多彩。大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴。大鱼、小鱼、虾米之间构成了一个特殊的链条关系。许多生物之间都是以食物的关系连接起来的。植物、 动物都可通过这条链子连接起来。除此之外，还有微生物也构成这些链条关 系中的一环。它们可以把动植物的尸体分解成简单的化合物。回到自然环境 中去，又成为植物的养分。各种生物在环境中都扮演着特殊的角色，每个角 色又都不能缺少或被替代。这些角色可分为四类：生产者、消费者、分解者 和非生命物质。绿色植物以及能进行光合作用或化学能合成作用的生物均属 于生产者。动物扮演消费者的角色，人是消费者。扮演分解者角色的是微生 物以及其它具有分解能力的生物，如蚯蚓。非生命物质就是生物生活的自然 环境，阳光、空气、水和土壤、糖、蛋白质等都扮演着非生命物质角色。四 个角色的生物和环境有机地组合在一起，形成了生态系统。整个地球就是这 样一个巨大的生态系统，通常称作生物圈。生态系统不管是大还是小，各种 生物都相互依赖，共同生活，缺少任何一种生物都可能使这个系统变得脆弱 和不稳定，很容易受到破坏。动物没有能量就不能运动，植物没有能量就不能生长。食物是获得能量的重要形式。能量从何而来，地球上各种生物的最初能量都来自太阳辐射， 太阳不断辐射着巨大的能量，大多数都辐射到宇宙空间，只有极少的一部分 到达地球，被地球上的绿色植物通过光合作用而贮存。植食动物吃了这些植 物，能量便传递到动物身上，动物又被其它肉食动物或人类食取，能量又转 移到这些动物或人的体内。能量转移过程中消耗很多，最后提供给有机体的 只是很微小的部分。这就是生态学中能量流动的规律，它决定下一个营养级 的能量只够满足上一个营养级少数生物的需要。营养级越高的生物数量越 少。举一个最简单的例子，一只吃草的野鼠，只要在草原上几平方米的空间 就可以得到足够的食物能量维持自身的生长和发育。但以野鼠和其它小动物 为食的老鹰和狐狸就不会那么容易寻到足够的食物了，因此它们的数量要比 野鼠少得多，而草原上草的量比野鼠又多得多。这样生物一层层越来越少， 就像埃及的金字塔一样。　　和能量不同，自然环境中的物质总是周而复始地循环着，水就是这样。 海洋、湖泊、河流和地表水不断蒸发，变成水蒸气进入大气．遇冷会结成雨、 雪和雹等再降到地面上。一部分重新回到海洋、湖泊、河流中去，另一部分 渗透进土壤，再蒸发、降水，这样不断循环下去。水的循环对地球上的生命 活动有着巨大的意义，它是生命的源泉。过去，农民就是完全依靠降雨来种 植庄稼的。水又是最好的溶剂，很多物质都是先溶于水中，然后才能进行物 质循环、所以水循环是地球上由太阳能所能推动的各种循环的中心。　　在生态系统中，还有碳循环和氮循环。它们都是生命活动离不开的。植 物利用碳循环进行光合作用，释放氧气。而氮又是构成蛋白质的主要元素， 它们不断地被合成，然后被吸收利用，在地球的生态系统中地位很重要。但 由于人类大量地砍伐树木，加上燃烧石油、煤和天然气等化工燃料，已经使 大气中二氧化碳含量显著增加，危及到地球的气候，成为世界上普遍关注的 全球环境问题。　　地球上的一切能量来源于太辐射。地球上除了宇宙中落下来的陨石，没 有来自外部的物质。在太阳能的作用下，各种物质按照一定的自然规律不断 地更新循环，使生命活动生生不息。　　200 万年前，人类通过劳动从类人猿中分化出来，成为完全意义上的人 类。从此，地球上发生了翻天覆地的变化。今天，人类的足迹几乎踏遍了整 个地球，没有受到人类活动影响的角落已经很少。人类摇身一变，从大自然 的奴隶成为可以支配一切的主宰．成为大自然中最为强大、最具影响的力量。 人类通过自己的智慧和劳动改造着周围的一切，创造着新的生存环境。然而 人类也像童话中的那只动物一样开始重蹈覆辙，它自以为主宰了世界的一 切，无视周围的其它生物的价值。在德国，曾经有位林务官，他觉得森林太杂乱，只要有高大的树本就够了，整齐而又美观，留那些矮树丛、杂草以及枯枝败叶影响美观。于是他下 令将森林的灌木砍去，拔尽杂草，并且清除地面上的枯枝，森林里真美丽多 了。谁知几年以后，这片森林却遭了殃，不少高大的树木发黄枯倒了。他所 犯的错误原因很简单，矮树丛砍去后，食害虫的鸟类不能筑巢便飞往别处， 森林受到了害虫的空前浩劫；而清除杂草和枯枝败叶就是除去森林的肥料。 没有肥料，又加上害虫的危害，森林中的大树怎么能不枯黄倒掉呢？在非洲， 有一段时间，人们认为豹子危害家畜，便大肆捕杀野豹，豹子数量急剧减少。 人们忘记了豹子虽然危害家畜，但却是野猪的天敌。这样一来，野猪的数量 猛增，它们闯入农田，糟踏庄稼，弄得许多地方颗粒不收。水獭喜欢吃鱼， 渔夫们以之为患，开始大量捕杀，谁知竟毁掉了整个鱼群。因为水獭吃的只 是一些病鱼，杀死水獭无形中帮助鱼病的蔓延，导致大批的鱼病死。还有， 人们把洗衣服的脏水倒入河里，因为这些脏水中含有氮、磷等植物生长的营 养物质，河里的藻类迅速生长，数量猛增。藻类生命很短，它们的尸体被分 解，大量地消耗水中的氧气，使河里的鱼类、贝类因缺氧而死去??这些都 是人类活动破坏了生态系统而带来的悲剧。那么，到底什么是生态平衡呢？ 用一句简单的话就是生物与环境在长期适应过程中形成的结构和功能处于相 对稳定平衡的状态。在自然生态系统中，就表现为各种生物的种类数量保持 相对稳定。生态平衡是一个奇妙的平衡。生态系统之所以能够保持这种相对 平衡，就是由于其内部具有自动调节的能力。如猫头鹰既吃鹌鹑，又吃田鼠。 当鹌鹑数量多时，猫头鹰便大量捕食鹌鹑；当田鼠数量多时，又大量捕食田鼠。　　生态平衡的破坏有自然因素，但更多的则是由于人类对自然资源的不合 理利用、工农业生产中产生环境污染而引起的。澳大利亚是个美丽的国度， 那里本来没有兔子，后来人们从欧洲带来一种兔子，用以生产毛皮，加工肉 食。这种兔子在当地自然界中没有天敌，于是便大量繁殖，数量剧增，很短 时间内，就占据了整个草原，吃掉了大量的青草和灌木，草原再也不能放牧 了，田野光秃秃的，水土流失严重。人们开始注意这些兔子了，他们大量捕 杀这种兔子，但还是不能控制数量上的增长。最后，政府不得不引进一种兔 子的传染病毒，使兔子大量死亡，总算平息了这场危机。这就是破坏生态平 衡带来的灾难。另外，当今人们大量使用杀虫剂来杀灭害虫，保护农作物， 但这些杀虫剂不但可以杀死害虫，还能杀死不少昆虫和鸟类。这些昆虫和鸟 类往往又是某些害虫的天敌，结果当害虫泛滥以后，再难有鸟类和昆虫来食 取它们，农作物显然便难逃劫难。近几年来，类似的悲剧到处上演。人类自 以为主宰了这个世界，却没有意识到生态系统的存在和发展有着不以人类意 志为转移的客观规律。　　一个时期以来，拯救地球环境，已成为全世界人们的共同呼声。过去人 类由于不懂生态系统的奥秘，导致了生态的破坏。那么反过来，我们也可以 掌握生物、环境之间的相互关系，充分利用生态系统本身的调节能力和生态 规律来防止生态的破坏。大家可能知道“屎克螂”搬家的故事。“屎克螂” 总是用后脚推动着自己搓成的粪球前进。澳洲有大面积草原，人们大量饲养 牲畜，每天排出上亿堆的粪便，使得绿色的草原上出现一块块的秃斑和蚊蝇 乱舞的景象，对人畜都产生了不良的影响。科学家分析以后，便引进大量的 “屎克螂”放到草原上。这些小家伙把畜粪搓成团，运到它们地下的洞里。 这样一来，它们的“劳动”使得土壤疏松肥厚，草场繁茂美观；驱走了蚊蝇， 防止了许多传染病。我们不能小看任何一种生物，“屎克螂”利用自己的特 殊本领拯救了大草原。任何一种生物都可能具有一种无法替代的特殊功能， 对生态系统的贡献也是不可缺少和无法替代的。人类完全可以也完全能够掌 握并充分利用它们的本领，使我们的生态系统不破坏，环境优美。　　　　　　　　　　　病魔缠身的地球 相传古希腊曾有位年轻圣明的国王，在他的治理下，人民安居乐业，国家繁荣昌盛。天神嫉妒他的才能，在国王的生日送给他一位叫潘多拉的美丽姑娘做妻子，并且还送他一个魔盒作嫁妆。这个魔盒装着世界上所有的罪恶 与不幸。天神告诫国王千万别打开盒子，否则会受到上天的惩罚。国王记住 了，和潘多拉过着幸福安宁的生活。然而有一天，潘多拉趁国王出巡，悄悄 打开了盒子，她想知道盒子里装的是什么。刹那间，一切罪恶和不幸跑了出 来，逃到世上每一个角落，到处兴风作浪。从此，世上没有安宁，罪恶和不 幸始终伴随着人类、伴随着地球。潘多拉盒子是不是真的被打开，不得而知。但地球被病魔缠身却是事实。　　200 多年前，英国发明家瓦特发明并制造了世界上第一台蒸气机。人类 从此告别手工劳动，进入机器时代，或者称作“工业文明”的时代。机器的 出现，生产技术进步很快，人们的衣、食、住、行所需的物品被大量制造出 来，并不断推陈出新。煤、石油和天然气被用来为社会提供能量，电力也被　　广泛应用于各行各业。交通工具应有尽有，海洋里有巨轮，天空中有飞机， 陆地上的汽车、火车更是数不胜数，整个世界都好像连在了一起，人类进入 了一个崭新的时代。然而，不少人又为获取财富和满足物质需要，疯狂地开 采自然资源，连沙漠和海洋也不放过，使生态环境受到了极大的破坏，对地 球生物圈的破坏更是无法挽救的。在征服大自然的口号下，人类对周围环境 的破坏已超过早先所有时代积累的总和。地球满目疮痍，难寻一方净土。“工 业文明”的到来，为地球和人类打开了装有环境灾难的魔盒，带来了空前的 不幸。　　呼吸是人获得新鲜血液的重要途径，通过呼吸使血液中的氧得到恢复和 补充。一个成年人每天通过鼻子呼吸约两万多次，呼吸的空气总量有 10—20 立方米。正常的新鲜空气中有氮气、氧气、氩气、二氧化碳和水蒸气等微量 气量。工业生产中，有大量的废气排入空气，当空气中的有害成份能够造成 对人类和动植物生长的危害时，就叫大气污染。世界上每天大约排放一亿吨 煤粉尘，1.46 亿吨二氧化硫，2.2 亿吨一氧化碳。煤粉尘是些燃烧不完全的 小碳粒，小的比细菌还小，可以钻入人的肺泡里。这些尘粒吸附在人的五脏 或其它部位，就会伤害人体健康。二氧化硫也是一种有害气体，人吸入后， 会产生窒息，它主要是由生活中燃烧含硫的煤和石油等造成的。一氧化碳是 使人煤气中毒的祸手，冬天房里烧煤取暖时如果不注意通风，就会发生煤气 中毒，它能阻碍机体吸收氧气。水污染在日常生活中最引人注意，它更广泛 和直接地威胁着人们的健康，乃至生命。水是生命之源，人们的生活是绝不 可能离开水的。但工厂将工业生产的大量废水排入河流、湖泊，使河水、湖 水变黑发黄、发臭，能够毒死鱼虾，人们饮用它就会生病。此外，土壤也很 易受到污染。种植农作物时，人们喷洒大量的农药，施播大量的化学肥料， 其中的大部分混合在土壤中，改变土壤的组成和结构成份，使其板结，变得 贫瘠。此外，强大的工业噪声还可以损伤人的听觉器官，伤害人的神经系统， 还会引起高血压等一些病症，甚至可以夺取人的生命。人类文明的进步和发展，伴随各种科技产品的推陈出新，电视、录音机、无线电话的出现为人们的生活带来了便捷和现代化感受，核电站为社会提供 了新的能源。这些现代技术和设施的出现，新的污染也随之而来。看电视、 打无线电话会受到电磁波的影响，人的神经受到干扰，使人精神恍惚。核电 站泄露出来的放射性物质会发出有害射线，它会危害附近的动物、植物和人。 如今电磁污染和放射性污染（也称核污染）已成了新技术带来的最为突出的 环境问题。　　污染是人类社会的生产、生活造成的。与环境相安无事的人类，直到感 觉到自己的生存受到污染威胁时，才意识到自己行为的盲目性。进行工业生 产时，工厂没有节制地排放废水、废气和废渣。路边，河岸边到处都堆积着 垃圾，塑料盒袋??人们终于受到大自然的报复，呼吸着污浊的空气，饮用 着不洁的水；越来越多的人被一些古怪的病痛缠身；生活在草原、森林的动 物、鸟类也被附近轰鸣的机器声和汽车的鸣叫声吓得远走他乡；人类变成了 孤家寡人，只有蚊蝇、老鼠和人类作伴。　　伦敦烟雾事件等“八大公害”事件震惊了世界。地球的外衣，生命的保 护伞——臭氧层被撕破，更使人产生了对太阳紫外线的恐慌，因为失去保护 伞的人类，将受到太阳紫外线的强烈照射，诱发皮肤癌和各种疾病。自从进入 20 世纪，工业的发展和人口的增长一样惊人。工业生产排放的污染物和人类生活中所抛弃的垃圾，使各种形式的污染与日俱增，而且出现 了许多新型的污染。污染的范围越来越大，污染的危害也越来越大，污染的 形成也越来越不易被人察觉。地球上的每一个角落都逃脱不了污染的魔爪， 已经很难找到一块没有受到污染的“清洁的绿洲”。我们的地球被人类折腾 得通体鳞伤，我们人类还能够认识自己的错误并设法挽救地球吗？3．保护地球的一把利剑　　传说地球是女神珈娅的化身。她有五个孩子，分别拥有水、土、风、火 和心灵的力量，只有这五种力量联合起来，才能使她们的地球母亲免受一切 灾难。传说中的五个孩子当然不会有使她们的母亲不受伤害的科学理念，能 够化解灾难的倒是正在思考和反省并准备磨砺科学之剑的人类。　　本世纪 50 年代，环境问题已经是十分严重了。有人说：那是工业文明发 展的罪恶，他们主张舍弃人类经营几千年的文明，返回原始森林生活，为此 有人真的发起了“回归大自然”的运动。但结果如何呢？他们在轰轰烈烈成 为世界关注的热点人物后又无奈地回到了现实，他们感到原始生活确实是大 难受了，甚至让现代人难以生存。最终，发起者只好放弃“回归大自然”的 口号，开始反省。不仅他们，包括整个人类都在思考，提出许多许多的问题： 科技越发达，环境问题一定会越来越多吗？是不是只有停止发展，或是“倒 退”，环境问题才可能消失？发展与环境是否真的能够协调？??在几经思 考和彷徨之后，人们开始认识到，造成环境问题的最根本原因是人们对环境 价值和自然规律的认识不足，盲目地进行社会生产活动，而不是遵循生态系 统的规律，有节制、有规划地与自然环境协调发展。滥砍乱伐是人类没有意 识到森林的价值不仅仅在于给社会提供木材；烟雾事件，是因为人们用煤时 没有想到烟尘等有害气体对空气价值的影响，最终受到大自然的报复；饮用 水质恶化了的水导致生病甚至死亡，因为人们忽略了排放污水是用洁净的淡 水作为代价，忘记了水的价值。一系列环境问题的日趋严重使人类清醒：人 类必须学会预想到自己的行为将会给环境带来怎样的影响，受了影响的环境 反过来对人类的生存和发展带来怎样的限制作用和不利影响。我们不能无限 地发展，而不顾及我们居住的这个星球以及我们的子孙后代，应该正确处理 好社会经济发展和保护环境的关系。于是，一门崭新的科学——环境科学终于应运而生。环境科学也像其它科学一样，经历了从幼稚和不成熟逐步走向成熟的过程。本世纪五六十年代， 人们虽然也意识到防治污染的重要性，但只是对污染后的环境进行简单的治 理，头痛医头，脚痛医脚。随着人类对环境认识的不断深化，人们认为对环 境问题的系统研究要运用地学、生物学、化学、物理学、医学、工程学、数 学以及社会学和经济学等诸多学科的知识综合起来研究。今天的环境科学已 经是一门综合性很强的学科了，它在客观上研究人类与环境之间的相互作 用，相互促进，相互制约的对立统一关系，揭示自然环境和社会经济发展的 关系和规律；在微观上研究环境中的物质，尤其是污染物质在介质或生态系 统中的迁移、转化以及对生命的影响。“水俣病”是著名的公害病，这个谜 就是通过医学、化学和生物学的知识，探索污染物在生物体内的迁移转化， 对生命起何影响之后被揭开的。　　环境科学虽然只有 20 多年的历史，但是它从开始孕育的一刻起就已经显 示出强大的生命力。事实和历史都已证明环境问题的解决有赖于文明和科学　　技术的进步，环境科学，正是我们保护地球的有力武器。 环境科学是新兴的综合性的交叉学科，它处在社会科学、自然科学和技术科学这三大科学领域的交错地带上，而它的内部也有一个庞大的分科体 系。　　环境科学的各个分支学科，有各自研究的具体内容，又以基础环境科学 研究得较具体、较深入。环境生物学、环境化学和环境地学在实际的社会生 活中，已被充分运用。　　 年间，一桩怪事在当时的联邦德国、英国和日本流行，怀孕 的妇女生下一个个畸形婴儿，这些婴儿四肢很短，像一个个小海豹，所以被 称为“海豹儿”。据报道，这种畸形儿在联邦德国发生了 6000 多例，英国发 生了 8090 多例，日本发生了 300 多例。这是什么原因？科学家们通过调查研 究发现：这是由于孕妇服用了一种具有镇静作用的安眠药，孕妇在怀孕初期 服用后，就可以停止妊娠反应，这是一种合成药剂，学名叫“塞利多米”。 后来，科学家用这种药让人类的“近亲”猴子服用，结果猴子生下的幼猴也 成海豹状。情况很清楚：是药品的滥用危害了健康。同样，日常化学品，如 化妆品，有的就含有致癌物质。还有些塑料袋不能用来装食品，因为它能诱 发人体恶性肿瘤的生长。除此之外，还有各种各样的人造化合物也是危害健 康的有害物质。80 年代初，海洋生物学家发现大海龟的数量明显减少。科学 家们决定解剖死的大海龟，查明其中的缘由。结果发现海龟的胃中充满了使 用过的塑料袋，原来海龟把塑料袋当成它们喜欢吃的海蜇吞下去了，海龟成 了人造化学物质的受害者。面对这么多由于化学物质带来的环境问题，有人 主张取消人造化学物质，停止生产化肥和农药，然而并没有能够解决问题。 人们提出这样的疑问，究竟应当怎样对待人造化学物质？人造化学物质对人 类健康，对生态系统中各种生物的影响和其在环境中的化学形式、组成的变 化和迁移等是怎样的呢？就这样，以研究化学污染物为主的环境化学出现了。它先后在废水、废气、废渣的治理中大显身手，进而对各方面的环境问题进行了深入的研究， 特别是化学组成和其中发生的过程。目前，环境化学还是刚刚形成的一门学 科，在它的前面摆着一系列的难题，等待着去寻找那把解决化学污染的钥匙。 由于人类对自身健康更加关注，各国的科学家们逐步开始研究环境与人 体健康的关系。调查表明，除了吸烟是引起肺癌的主要因素外，诱发肺癌的 另一个重要因素是来自大气的污染，这就是环境污染对人体健康的直接危 害。于是，如何防治它带来的对健康的危害，成为一门新的研究学科——环境医学。 后来科学家们和各国的学者又通过对一些地方性疾病，像“大脖子病”等病症的研究，表明了人类的生存发展与地理环境有密切的关系，这样，环 境地学也作为一门新学科而被创立。它着重研究地理条件对环境的影响以及 对人体健康的影响和它们之间的关系。　　环境生物学是从生物学中分化出来的边缘学科，研究环境与生物之间关 系的机理，着重研究受人为干预的环境与生物之间的相互作用的机理及其规 律。工业革命后，工业废水的排放使某些溪流、湖泊成为了死河、死湖。19 世纪中叶，有的学者注意到水污染与水生生物的关系，研究水污染引起河流、 湖泊中生物区系的变化。这可以说是环境生物学的最早萌芽。二次世界大战 以后，工农业生产的飞速发展，使环境问题愈益尖锐地摆在人们面前，特别　　某些地区的生态环境严重恶化，物种灭绝以及人类自身受到公害侵扰和威胁 日益突出。因此，不得不促使人们注意研究环境受人为干扰后对生物包括人 类自身作用的基本规律，从而诞生了环境生物学这一学科。　　人类进入了电子时代以后，也发生了一系列与电子相关联的污染事件。 报纸上登过一则新闻：一位美国妇女把湿漉的小狗放在微波炉中烘干，谁知 心爱的小狗却被微波杀死。于是人们开始注意物理环境对生物的影响，光、 热、声、电、磁等都属物理环境的范畴，这样环境物理学也逐步形成了。污 染物排出后怎样才能使它不损害环境或变为能够利用的物质形式，这就是环 境工程学所需要解决的问题。环境工程学是一个庞大而且复杂的技术体系， 它不仅研究防治环境污染和公害的措施，而且研究自然资源的保护和合理利 用的技术，是一门很有发展前途的科学。　　随着环境保护工作的开展和环境概念的不断扩大，各个国家开始意识到 单单从技术和科学的角度不能够完成环境保护工作，必须从经济政策和法律 上进行规划、管理、协调社会发展与生态平衡和环境保护之间的关系。于是， 环境管理学、环境经济学和环境法学相继地建立起来，进入 80 年代以后，这 些学科日益完善，成为环境科学不可分割的重要部分。　　我们可以想象，随着环境保护工作的深入开展和环境意识的广泛宣传， 环境科学在 21 世纪必将成为最重要的学科之一。它的学科体系也会愈加完 善。环境科学是人类保护大自然的一把利剑，人类将手持这把利剑，指向形 形色色的危害地球的恶魔，重新创造出一个美丽而又宁静的家园。　　二 来自大自然的警告54 亿并仍在与日俱增的人口使这只“生命方舟”严重超载。 随着人口的增长以及人类对生活水平越来越高的要求，一方面，人类向环境索取的物质和能重的数量十分巨大，已超过自然界所能提供的能力。水 资源、森林资源、生物资源及其它各类资源频频告急。由于对资源的不合理 开发和使用，使生态环境朝不利于人类生存的方向恶化，水土流失，土地沙 漠化，生物种群灭绝等各类环境问题日益严重。　　另一方面，人类向环境倾销的各类加工物质和代谢物质的品种和数量也 同样在与日俱增。在世界范围内，每年都要生产和消耗数十亿吨的各类化学 的和金属的制品。一些制品的使用如农药等将直接使环境受到污染和破坏， 另一些物质将最终排入环境中去，生产、生活过程中的各类有害排放物都将 为环境所承受和容纳。　　这么多有害物施加于环境，或造成区域性公害，或造成“气候变暖”， “酸雨”，“臭氧层破坏”等全球性环境问题，严重危及着人类的生存。大自然已向人类发出警告。我们不能不担心人类苦心经营 5000 年文明史的家园是不是会毁于一旦。1．撕破了的“生命之伞”　　浩瀚的宇宙中，为什么独有我们地球上才有生命？这应该归功于那蓝色 天空中撑起的宇宙之伞——臭氧层，是她抵御了绝大多数入侵的外敌，保护 了地球的生灵。地球的大气层总共有 2000 多公里厚，臭氧层就在离地面 20～30 公里的大气层中。臭氧的含量微弱，只占大气总量的一亿分之一，臭氧因其具有特 殊的臭味而得名，它由三个氧原子组成，化学性质极活泼，是强氧化剂，可 用于水、空气清毒及有机合成。在大气层中虽然含量极微，但却具有非常强 烈的吸收紫外线的本领，它能把波长为 200～300 纳米的紫外线吸收掉，而恰 恰这个波段的紫外线对生物有强烈的杀伤力。因此，臭氧层能有效地挡住来 自太阳的紫外线的侵袭，保护地球上生命的存在，并使其繁衍和发展。于是， 它当之无愧地被人们誉为“地球的卫士”、“地球之盾”等。　　如此忠实地保护着芸芸众生的生命之伞，如今却受到了来自人类的伤 害，已严重受损。70 年代初，美国环境科学家最先洞察到臭氧层受损的蛛丝 马迹；1985 年，英国科学家证实南极上空的臭氧层出现空洞，面积相当于美 国的本土，高似珠穆朗玛峰。1991 年南极上空又出现臭氧空洞，面积达前苏 联之大。目前南极上空臭氧已减少 40％。据调查， 年间美国、加 拿大、前苏联、中国、日本和亚欧各国上空臭氧量已减少 3％，北极减少 15％。1992 年 2 月 3 日美国国家航空航天局公开了臭氧层在北半球遭到严重破 坏的消息。北半球人口稠密，而臭氧层的破坏已从极“帽”向中纬度地区蔓 延，这不能不引起人们极大的关注，不能不令国际社会震惊，而且这些现象 又均被人造卫星长期的观测分析予以确认，不容置疑。谁是“生命之伞”的破坏者？我们难以想象的是从我们家中的空调、冰箱、空中划天轰鸣的飞机等等我们熟悉的“朋友们”那儿竟跑出来最恐怖的 杀手，请记住他们是氯氟烃，也叫氟利昂，还有氮氧化物。我们先瞧瞧破坏 者之王——氯氟烃，它的存在是臭氧层遭到破坏的主要原因，家用冰箱、冰 柜，以及一些恰人的空调装置中大量地用它作制冷剂；气势恢宏的火箭赖以 上天的推进器中用它作为推进剂；杀虫灭害的农药喷雾中它作为分散剂；制 造泡沫塑料，用它作为发泡剂，等等。请想想天上地下、屋里室外、工厂农 村，哪里不是它充斥的地方，该有多少的氯氟烃在释放，在逃逸。这么多的 氯氟烃进入大气的臭氧层后，在太阳紫外线的照射下，氯氟烃分解出的氯原 子便与臭氧发生化学反应，使臭氧转化为氧原子，从而失去抵挡紫外线的作 用。在反应过程中，一个氯原子可使十多万个臭氧分子遭到破坏。　　有人可能带着疑问，为什么南极上空最先发现自氧空洞？我们知道南极 洲是冰原大陆，完全为冰雪覆盖，因此上空的大气非常寒冷。大气中的水蒸 气易形成很多冰粒物质，而在这些冰粒物质表面的反应使得氯氟烃极易释放 出氯原子，致使在春季大气中出现了一大批活泼的氯原子，这些氯原子又破 坏臭氧分子，经过一个寒冷的冬季，在次年春季南极大陆上空臭氧大量减少。 科技虽然推动社会的进步，但又给社会带来新的问题。飞机制造业经过 半个世纪的发展后，新型的喷气式飞机便先后取代了旧式的飞机。现代民用 的和军用的飞机机种各异，但都属于喷气式飞机的大家族。喷气式飞机之所 以先进是因为它会喷气，能使飞机飞得更快更高，其缺点也在于它会喷气， 在喷气中释放氮氧化物、水蒸气和尘粒。人们成倍地增加氮肥的使用量，农 作物产量提高了，但也给大气中增添了更多的氮氧化合物。无论由哪种原因 产生氮氧化合物，都不是一件好事，氮氧化合物同臭氧发生反应，能使臭氧含量减少。因此，氮氧化物也是破坏臭氧层的帮凶。　　人们忘不了广岛和长崎的两颗原子弹，忘不了“小男孩”和“胖子”这 两个听似可爱的名字，它们使数十万人丧生，不计其数的人终生致残甚至影 响他们的后代。从那以后，似乎再也没有哪个城市和国家受过这样的灾难了。 可是战后很多国家仍在继续进行核试验，虽然场所选择在荒无人烟的沙漠、 大洋、荒原，但其至今仍然不明的一些复杂反应，使臭氧层受到了严重的破坏。　　环绕地球的大气很厚，越向外越稀薄，由近及远可分为对流层、平流层、 中间层、暖层和散逸层。臭氧层就在平流层，平流层中大气较稳定，大气平 流使得在此层面的大气物质只能在其间东游西荡，作水平运动。这里几乎没 有大气的上下对流，更没有雨雪的冲洗。因此，越来越多的氯氟烃和氮氧化 合物进入“风平浪静”的平流层后能在平流层中停留数年乃至上百年的时间。 此前，仅就氯氟烃而言，就有每年 100 万吨的生产和使用量，可以想象，即 使我们现在就停止一切氯氟烃和氮氧化合物的生产和使用，我们的生命之伞 也不可能立即逃离灾难，仍将继续被身边的敌人所撕裂，何况我们仍在进行 有关的生产和使用。　　臭氧层的破坏，使地面接受的紫外辐射大量增加，对人类健康以及对海 洋和陆地生态系统的生产率具有长期的有害影响，我们先看看这可怕的后 果：　　①臭氧的减少会使皮肤癌和角膜炎患者增加，还使人类的呼吸道疾病和 白内障患者增加，损害人体的免疫系统，使传染病的发病率猛增。人们在生 活中早就发觉，皮肤癌的发病率与阳光的强弱有直接的关系。在美国，太阳　　照射比较强的南部和西部地区，患皮肤癌的要比北方多，在室外阳光下工作 的人，患皮肤癌、颜面癌、扁平上皮癌的机率也远高于室内的工作人员。曾 经做过这样一个实验：用放射大量紫外线的石英灯照射大鼠，37 个星期后， 所有大鼠全部都患上了皮肤癌。此外强烈的紫外线辐射还会破坏人体的免疫 系统，降低人体对各种细菌和病毒的免疫能力。　　科学家证实，大气中臭氧每减少 5％，照到地面的紫外线即增加 2％，皮 肤癌的发生率增加，4％；如果臭氧持续减少 10％，那么今后的几十年中， 中纬度地区皮肤癌患者将增加 25％，也就是每年增加 30 万患者。由白内障 引起的眼睛损伤机会将增加 7％，也即每年将有 170 万病例。1991 年底，由 于南极上空臭氧空洞的扩大，邻近南极的国家智利，其最南部的城市出现了 小学生皮肤过敏以及一些不寻常的阳光烧伤现象，同时出现了许多绵羊和兔 子短暂失去视觉的现象。紫外线的增加，同时加剧“温室效应”（这将在以 后章节介绍），导致世界平均气温继续上升，海平面增高，沿海城市将会被 海水淹没，肥沃的土地沙漠化加剧。　　②紫外线的增加会破坏地球上的生态系统。过量的紫外线辐射影响陆地 植物生态系统的组成和恢复能力，影响植物的光合作用，使农作物减产。一 些微生物和水生生物对紫外线特别敏感，如果没有臭氧层阻挡，紫外线能够 穿透海水杀死浮游植物，损害鱼、虾等幼苗，破坏水域的生态平衡，导致水 产品的锐减，紫外线的增加还可能导致某些生物物种的突变。③引起新的环境问题。过量的紫外线能使塑料等高分子材料更加容易老化和分解，结果又带来了新的环境污染——光化学大气污染，也称二次污染， 其污染的毒害性远远大于普通的大气污染，对人体健康将有强烈的伤害。此 外臭氧杀手氯氟烃也是一种温室气体，虽然大气中氯氟烃的排放产生量远远 低于二氧化碳。但氯氟烃引起温室效应的能力则大于二氧化碳，其破坏的后 果与二氧化碳不相上下。关于温室效应将在以后的章节中详细介绍。臭氧层直接关系到整个人类的生存和命运，为此已受到国际社会的关注，自从 1985 年科学家发现南极大陆上出现臭氧空洞以后，1987 年在联合 国环境规划署的主持下，主要的工业国家在加拿大的蒙特利尔市签署了一项 条约，一般称为《蒙特利尔议定书》。目的是制定有关措施，控制破坏臭氧 层的化学物质，并且在规定时间内最终完全停止使用这些物质，到 2000 年把 氯氟烃的产量削减一半。1990 年，这个条约又作了修改，要求在 2000 年以 前停止生产氯氟烃等破坏臭氧层的化学产品，美国和欧共体决定把完全废除 破坏臭氧层物质的时间提前到 1996 年。我国于 1991 年也在修订后的停止使 用和生产氯氟烃及其他几种制成品的协议上签了字。　　另一方面，研究和开发新的替代产品以取代氯氟烃也是十分重要的，这 方面的工作，已取得一定的进展，我国已经发明了不带氯氟烃的“顾代循环 制冷技术”，受到国际上的重视，被认为是“解开了一道世界难题”。　　在个人自我保护方面，丹麦环境部督促人们戴太阳帽，穿防晒衣。智利 南部的潘塔利里那斯市，父母们在上午十点至下午三点之间将孩子们关在屋 里，足球队在一天中训练时间也往后推迟。澳大利亚政府经常警告国民不要 过量地进行日光浴。新西兰政府则要求小学生们戴太阳帽，并在树荫下用午 餐。　　由于紫外线是太阳光谱中离红外线谱最远的一种肉眼看不见的射线，其 波光最短，最易被波长最长的红色光吸收，所以如果穿红色衣服可以保护皮　　肤少受紫外线的危害，减少皮肤癌的发病率。此外，合理的营养和良好的饮 食也可以提高人体的免疫力。2．漂游世界的酸雨　　你大概听说过“黑雨”、“沙雨”甚至“金子雨”的故事，这种现象并 不奇怪，因为飓风把地面上的沙土刮到空中，风把它携带到另一个地方后再 降落下来。然而，50 年代以来，许多国家，首先是瑞典科学家发现了酸雨， 并发现湖泊受到酸雨的污染，影响了生态，而且降酸雨的范围越来越大，已 扩大到世界范围。那么酸雨到底是怎么一回事呢？化学中用 PH 值来衡量水溶液的酸碱度，把最纯的水定为中性，PH 值定为 7，溶液的 PH 值小于 7 的为酸性，大于 7 的为碱性，正常的雨水中由于溶 解了大气中的二氧化碳，故显弱酸性，PH 值为 6。国际上规定，PH 值小于 5.6 的雨或其它形式的大气降水（雾、露、霜、雪等）统称为酸雨。科学实验表明，酸雨的形成主要是煤、石油等化石燃料在燃烧的过程中产生的硫氧化物（SOX，主要是二氧化硫 SO2）和氮氧化物（NOx）等污染气体与水蒸气在大气中金属颗粒物（铁、铜、镁等）催化条件下通过复杂的大气 化学和物理过程形成硫酸和硝酸，并在特定的条件下随同雨水降落下来，带 有酸雨的云还会随同强风一起飘到数千公里以外的地方，所以酸雨没有特定 的区域。根据调查，一个国家产生的 SOx 的一半以上是在其邻国降下的，可 以说酸雨是越国境、长距离、大范围的污染公害。　　研究表明，酸雨的危害是多方面的。首先，酸雨会危害水生生态系统。 由于它使水的酸度增加，导致水生生物不能正常生长或死亡。瑞典是个美丽 的多湖泊的国家，有近 10 万个湖泊，其中近 2 万个已遭到某种程度的酸雨损 害，4000 个生态系统已被完全破坏，由于湖泊酸度的增加，引起泥炭蔓延， 泥炭像地毯似的沉积在湖底，致使湖水变得反常的清洁，湖水虽然一清见底， 然而却听不到蛙鸣，见不到鱼跃。据测定，瑞典南部大气中 70％以上的硫是 由瑞典以外传播过来的，因此，瑞典要求中欧和东欧一些国家控制 SOx 的排 放量。　　第二，酸雨对人体的健康产生严重的危害。我国重庆市是酸雨较严重的 地方，1993 年重庆卫生局对市民死亡原因的调查表明，因呼吸系统疾病死亡 人数已由 1983 年的第 4 位上升到第 1 位，呼吸疾病死亡率由 1983 年的 64／10 万上升到 117／10 万。以上说明酸雨已对人体健康产生严重危害。　　第三，酸雨破坏森林生态系统。一般说来，PH 值为 4.0 的酸雨对部分敏 感植物产生不利影响，而 PH 值在 3.0 以下的酸雨则对大多数植物的生长和产 量都会产生明显不良影响。酸雨直接伤害植物的芽叶，从而影响植物的生长 发育。在欧洲，由于酸雨的危害，每年森林资源损失达 300 多亿美元，相当 于德国钢铁的年产值。在原联邦德国，有森林 740 万公顷，1983 年已有 34％染上枯死病，每年枯死树木的蓄材量占同年森林生产量的 21.3％，至今约有 180 万公顷（占 1／4）森林被破坏。 另外，酸雨还是超级腐蚀剂，它加速建筑材料、桥梁、水坝、工业装备、古今建筑和雕塑等的腐蚀速度。例如，重庆与南京自然条件相似，但重庆是 酸雨比较严重的地区，电视塔、建筑机械的维修、路灯及电线的更换频率比南京高 1—5 倍。嘉陵江大桥的钢梁每年锈蚀 0.16 毫米，如此下去，用不了30 年，就会因钢梁锈坏而发生危险。　　1995 年，一项专题研究表明，我国酸雨面积在迅速扩大，近八年扩大了 约一百万平方公里，且降水酸性迅速升高，还发现局部地区降水酸度平均值 小于 4（如贵阳降水 PH 值曾低到 3.1），我国酸雨区已覆盖国土面积 40％。80 年代以来，重庆市因酸雨而造成的直接经济损失每年为 5.46 亿元，大气 污染造成的直接经济损失已高达每年 20 多亿元，几乎相当于该市全年的财政 收入，重庆市已成为世界三大酸雨区之一。1994 年初，重庆市连降四场“黑 雨”，政府警告市民该市的大气污染还在加剧。　　酸雨问题已逐渐引起各国的重视。美国早在 1970 年就开始实施“清洁空 气法”，于 1990 年又进行了修订，确定了总量控制的行动纲领，即在 1990年全美 SO2 排放量 2000 万吨的基础上，今后每 5 年削减 500 万吨，到 2000年总排放量减少一半，控制在 1000 万吨，以后不再超过这个数量。我国能源80％是煤炭，且煤炭中含有大量的硫。目前每年的煤炭平均使用量在 10 亿吨 以上，估算到 2000 年，SO2 的排放量约为 20000 万吨，如何将煤变成清洁的 能源是中国控制酸雨的关键。我国目前已采取多项措施控制 SO2 的排放，正在取得良好成效。 如何防治酸雨，科学家们正在研究，目前采取的措施主要是使用低硫燃料和改进燃烧装置，烟道气脱硫脱氮，控制汽车尾气排放等等，估计不久的将来，酸雨的危害将会得到有效的遏制。
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