全球环境危机的挑战

当代社会，由于人类活动的空前规模，环境问题正迅速从地区性问题发展为全球性问题，从易解决、低风险的简单问题发展到不易解决、长期性的复杂问题。人口、资源、生态破坏和环境污染相互关联、相互影响，已经成为当前世界关注的重要问题。世界范围的环境危机主要表现在以下方面：

（1）气候变化与温室效应 由于地球是个极其敏感的生态系统，平均气温的任何微小变化都会使人类的生存环境产生剧烈的震动，因此气候变化是威胁世界环境、人类健康与福利和全球经济持续发展的最危险的因素之一。自从工业革命以来，人类活动打破了地球气候变迁的周期，地球气候正在以空前的速度变暖，自19～20世纪，短短100年全球平均气温升高了0.3～0.6℃，尤其是近10年来的全球平均气温升幅已创过去110年间的最高纪录。

所谓“温室效应”，简单说就是大气中某些能够强烈吸收从地面返回外空间的长波辐射的组分，将地面辐射回外空间的长波能量截留于大气中，如同温室的玻璃，允许来自太阳的可见光射到地面，而阻止地面重新辐射出来的长波返回外空间，使大气温度升高。工业革命后，随着人类活动过程中对能源和自然资源（煤、石油和天然气）的过度使用和开发，特别是消耗的工业、交通化石燃料，使用的冰箱制冷剂的不断增长，导致了温室气体（如CO₂）的大量排放。据估计，大气中的CO₂浓度正以每年0.7～0.8cm³/m³的速度递增。工业化的快速发展造成了大气中温室气体浓度的迅速增长，温室气体的大量排放和不断积累使得温室效应不断强化，进而导致全球气候变暖。

全球变暖给人类带来的危害是巨大的（主要表现在海平面上升、冰川消退、加剧的洪涝干旱等气象灾害、影响农业和自然生态系统等方面），并对人类健康造成影响，如传染病的广泛传播、极热天气造成的心血管和呼吸道疾病死亡率增高等。有统计显示，北冰洋的冰块正以高出往日9%的速度融化；近百年海水变暖造成的海平面上升量约为2～6cm，不仅造成大片海滩的损失，还对沿海地区造成巨大的经济损失。据估计，在美国海平面上升50cm的经济损失为300～400亿美元。这样的数据触目惊心，全球变暖直接影响到人类的环境、身体健康和经济发展，因而已成为当今世界所面临的最严峻的环境危机之一。

（2）臭氧层破坏 臭氧层具有非常强烈的吸收紫外线的功能，可有效地阻挡来自太阳紫外线的侵袭，对地球上生命的出现、发展以及维持地球上的生态平衡起着重要的作用。然而，近几十年来，臭氧层遭受着越来越严重的破坏。随着人类社会的发展，用于制冷剂、溶剂、塑料发泡剂、气溶胶喷雾剂以及电子清洗剂的氯氟碳化合物（CFC_S）的大量使用，其分解产生的氯原子具有很强的破坏臭氧的能力，臭氧层的不断消耗造成了臭氧层空洞。研究和观测发现，南极臭氧洞的损耗情况仍在恶化之中，图3-9中颜色的深浅代表臭氧的含量，颜色愈深，臭氧的含量愈少，从图中可以清楚地看到臭氧最少的地方在南极上空。1998年，臭氧洞的持续时间超过了100天，而且臭氧洞的面积比1997年增大约15%，几乎相当于3个澳大利亚。美国海洋和大气管理局（NOAA）近期的测量结果表明，2009年9月底，南极臭氧空洞面积达到2009年来最大值。根据NOAA的卫星数据观测资料，南极臭氧空洞面积为920万平方英里（约2392万km²），只比北美洲面积略小。臭氧层的耗减不仅发生在南极，北极上空和其他中纬度地区都出现了不同程度的臭氧层损耗现象。

图3-9 臭氧含量分布图

臭氧层破坏所导致的有害紫外线的增加，会对人类健康造成影响，使皮肤癌和白内障的发病率提高；此外，过量的紫外线辐射可使农作物如大豆、玉米等的叶片受损，抑制其光合作用，使农作物减产，并可能导致某些生物物种的突变；臭氧层的破坏还会引起新的环境问题：工业燃料燃烧时排放的NOx与某些工业和机动车排放的挥发性有机物共同在紫外线的照射下会较快地发生光氧化反应，从而造成近地面大气的臭氧浓度增高，引起光化学烟雾。过量的紫外线还能使塑料等高分子材料更加容易老化和分解，带来光化学大气污染。

（3）酸雨 酸雨是指酸性物质以湿沉降或干沉降的形式从大气转移到地面，也就是pH小于5.6的降水。酸雨也是由于工业化所带来的环境问题，人类工业生产过程中所排放的SO₂和NOx是形成酸雨的主要两类物质。

随着人口的剧烈增长和生产的发展，化石原料的不断消耗，酸雨问题的严重性逐渐显露出来，酸雨成为全世界关注的环境问题。21世纪以来，全世界的酸雨污染范围日益扩大。原只发生在北美和欧洲工业发达国家的酸雨，逐渐向一些发展中国家扩展，如印度、东南亚地区、中国等。同时酸雨的酸度也在逐渐增加，据欧洲大气化学监测网近20年连续监测的结果表明，2004年欧洲雨水的酸度增加了10%，瑞典、丹麦、波兰、德国、加拿大等国的酸雨pH多为4.0～4.5，美国已有15个州的酸雨pH在4.8以下。我国的酸雨已从1980年的西南少数地区发展到长江以南、青藏高原以东大部分地区，酸雨面积扩大了100多万km²。70%的南方城市出现酸雨，年均降水pH低于5.6的地区面积占国土面积的30%左右，使我国成为世界三大酸雨区之一（图3-10）。以长沙、赣州、南昌、怀化为代表的华中酸雨区现已成为我国酸雨污染最严重的地区，其中心区年降水pH低于4.0，酸雨频率高达90%，基本上到了逢雨必酸的程度。以南京、上海、杭州、福州、青岛和厦门为代表的华东沿海地区也成为我国主要的酸雨区。华北、东北的局部地区也出现酸性降水。1998年，因酸雨造成的经济损失达130亿元，接近当年全国国民生产总值（GNP）的2%。

图3-10 世界三大酸雨分布区

酸雨的危害极大（图3-11），会给地球生态环境和人类社会经济都带来十分严重的影响和破坏。酸雨不仅会引起人类呼吸系统的疾病，而且会改变酸雨覆盖区的土壤性质，危害农作物和森林生态系统，改变湖泊水库的酸度，破坏水生生态系统，腐蚀金属、石料、水泥、木材等建筑材料，同时还导致地区气候改变，造成不可估量的损失。(www.xing528.com)

（4）土地荒漠化 地球陆地表面的土壤层对于人类和陆生动植物生存极为关键。没有这一层土质，地球上就不可能生长任何树木、谷物，就不可能有森林或动物，也就不可能存在人类。荒漠化，就是指这一层土质的恶化，有机物质下降乃至消失，从而造成表面沙化或板结而成为不毛之地，包括沙漠和戈壁。1992年，联合国环境与发展大会对荒漠化的概念作了这样的定义：荒漠化是由于气候变化和人类不合理的经济活动等因素，使干旱、半干旱和具有干旱灾害的半湿润地区的土地发生了退化。

目前，全球荒漠化的面积已经达到3600万km²，占整个地球陆地面积的1/4，全球现有12亿多人受到荒漠化的直接威胁，其中有1.35亿人在短期内有失去土地的危险。全球沙化土壤正以每年（5～7）万km²的速度扩展，有10亿以上的人、40%以上的陆地表面受到荒漠化的影响（图3-12）。

图3-11 被酸雨腐蚀的雕像

图3-12 世界土壤侵蚀与荒漠化

我国荒漠化面积大、分布广、类型多，形势十分严峻。毛乌素沙地地处内蒙古、陕西、宁夏交界，面积约4万km²，40年间流沙面积增加了47%，林地面积减少了76.4%，草地面积减少了17%。浑善达克沙地南部由于过度放牧和砍柴，短短9年间流沙面积增加了98.3%，草地面积减少了28.6%。此外，甘肃民勤绿洲的萎缩，新疆塔里木河下游胡杨林和红柳林的消亡，甘肃阿拉善地区草场退化……一系列严峻的事实，都向我们敲响了警钟。目前，我国荒漠化土地面积超过262.2万km²，占国土总面积的27.3%，而且每年还在扩大，其中沙化土地面积为168.9万km²，主要分布在西北、华北、东北13个省区市，近4亿人口受到荒漠化的影响。土地的荒漠化给大风起沙制造了物质源泉，因此我国北方地区沙尘暴发生越来越频繁，且强度大，范围广。据统计，我国因荒漠化造成的直接经济损失约为541亿人民币，相当于1996年西北五省区财政收入总和的三倍，平均每天损失近1.5亿元。

荒漠化已经不再是一个单纯的生态环境问题，而且演变为经济问题和社会问题，它给人类带来贫困和社会不稳定。造成荒漠化的原因很多，如全球变暖、北半球日益严重的干旱、半干旱化趋势等自然原因。但是人类活动，如人口增长、过度耕种和开垦、过度放牧、森林植被的过度砍伐和破坏、滥用水资源，以及不合理的管理方式等，也是不可忽视的重要原因。地球上的荒漠化地区，大都是人类最贫困的地区。由于环境恶劣，并且缺乏资金和其他资源，贫困地区的人口被迫加剧开发原已超负荷的土地来维系生存，从而不断加大土地的负载，形成荒漠化与贫困化的恶性循环。

（5）植被减少与破坏 随着人类社会的发展、人口的急剧增加，粮食、资源、能源短缺，人类只好大量地开垦耕地，大量地放牧。然而，过度的耕种使土地越来越贫瘠、过度的放牧损耗了保护土壤免受风化的植被，狂砍滥伐森林加剧了水土流失。以森林为例，全球每年平均损失森林面积达到1800～2000万hm²，森林面积已经缩小了1/3。而我国森林减少与破坏的现象也比较严重，据林业部门统计，20世纪50年代我国林地曾达1.25亿hm²，森林覆盖率为13%，而目前覆盖率只有11.5%，不及世界平均覆盖率的一半。我国人均森林面积和森林蓄积量只相当于世界人均水平的17.2%和12%。植被的减少与破坏不仅影响了自然景观，而且带来了木材和林副产品短缺、生态系统恶化、水土流失、环境质量下降等一系列的严重后果。

（6）生物多样性锐减 生物多样性对于人类社会的发展具有十分重要的价值。多样的生物资源构成了人类赖以生存的生命支持系统，为人类提供薪柴、蔬菜、肉类、建筑材料等生活必需品。另外，生态多样性也为人类提供稳定、持续、高效的生态服务，例如净化环境、降解有毒有害污染物、涵养水源等。

然而，近年来，生物多样性正以空前的速度丧失，这与工业化发展的需求有着密切的关系。农业社会出现后，平均每10年消失一种植物，近100年，平均每年消失10种植物，到20世纪后半叶，平均每天有1个物种消失，物种灭绝的速率是自然灭绝速度的1000倍。据估计，1990～2015年将有60～240万种生物灭绝，21世纪后半叶将有1/3～2/3的物种从地球上消失。人口的剧增、自然资源的高消耗以及人类对于环境与资源价值的认知不够都是导致物种灭绝加剧的根本原因。

（7）持久性有机污染物 工业化的发展带来了各种各样的人类合成化学品，自20世纪20年代问世以来，已有700万种，其中约有10余万种进入了环境。随着科学的进步，这些人工合成的化学品——DDT农药、灭蚊灵、毒杀芬等持久性有机污染物的危害性正逐步显现，持久性有机污染物能够长期残留并在生物中蓄积，其高毒性、半挥发性（迁移性）都对环境和人体造成了不小的危害。