地球演化史：人与自然的和谐关系

袁绪英　杨　毅

(华中师范大学城市与环境科学学院　武汉　430079)

摘　要　和谐社会，本质上就是人的和谐，是人的类性、群体性与个体性这三个层次的和谐，类的和谐主要表现为人与自然的和谐以及人作为整体的内部和谐;而从地球演化的历史看，人类的“发展与进步”总是带来对地球资源不可再生的消耗，对地球环境的巨大污染，对生物界不可逆的物种绝灭。人口、资源、环境的危机使现代地球系统进入了一个新的突变期，生物多样性、地球演化、人类前途均已到了一个转折关头。有理智的人类应当为了自身的长期整体利益而自觉地约束自己，要与自然协调进化，建立人与自然的和谐共处、协调发展关系。

关键词　地球演化、环境问题、和谐社会

在我们周围，拥有很多具有纹理的事物，例如树木的年轮和地层。树木的年轮反应了过去的气候变化对树木生长的影响，而地层则刻了史前的地质事件。纹理的形成是由于地球本身就是一个有节奏的天体，因此，对地球上出现的各种各样的拥有纹理的事物进行综合研究就可以了解到过去地球的节奏，即地球上发生的事件，在这个前提下，根据对地球节奏的研究解释地球的历史就变成了现实。

1　纹理学:解读地球演化史的钥匙

人类对恐龙灭绝原因的探讨是纹理学产生的前兆。1 9 8 0年，美国科学家Alubler发表了“恐龙的灭绝起因于陨石”的新观点，他通过对全球中生代和新生代地层界限的调查，发现了许多地球上几乎不存在的铱元素。铱异常正是当时巨大的陨石与地球冲撞的证据。冲撞后，地球的上空飞着陨石的碎片，厚厚地覆盖在地球上，气候改变，植被变化，生态系紊乱，处于食物链顶端的恐龙因此而灭绝。这种“地层界限”的调查而引起的“陨石效应”，不仅解决了生物进化事件上的一个难题，还给地质学家一个启示:研究地球问题不能只着眼于地球自身，还必须研究地球以外的事物，这导致了纹理学的诞生。

20世纪中叶以来，地球物理学中板块构造理论占主导地位，地球物理学与地质学的知识动辄相互浸染。板块学说是解释地球动力学现象的具有划时代意义的学说，但也必须注意到板块学说仅仅说明了地球表面到地下数百千米范围内的现象，板块学说作为研究地球整体的理论并不是十分全面。

我们对地球的认识是按照圈层进行的，仅地球表层而言，它由大气、海洋以及生物圈形成。太阳的供热与地球向宇宙的放热之间保持着“常温”平衡。但是，地球的表层对热的保存能力很弱，受自转及公转等的影响，所谓的“常温”在昼与夜、季节变更这种很短的时间单位里表现出很大的变化。除此之外，海洋和陆地对热的吸收和放射的机理也存在差异，如果海、陆的分布发生了变化，“常温”也将随之变化。另一方面，从太阳活动的变化这种较长的时间单位来看，地球表层也将受其巨大的影响而发生变化。

那么，可以说，地球表层的环境对于地球外部的影响以及地球内部的活动的反应非常敏感。因此，从地球诞生到现今，如果在地球的表层存在某种可以连续记录地球表层发生变化的因素，通过对这种因素的分析，就有可能搞清楚各个时期，来自地球外部的影响和地球内部的影响的程度及其变化形式。值得庆幸的是，地球上有海洋，与地球表层发生的一切变化相对应的海底沉积物作为连续的地层保存了下来，称为纹理，而这些纹理，可以说是记录地球历史的磁带，科学家根据采集、读取这个磁带的工作，进行有组织的研究，开始了对全球史的研究。科学家为此取了一个名字:纹理学。

2　纹理学的应用:从生物演化看可持续发展

通常而言，观察海底沉积物以往应属地质学范畴。但是在纹理学中，着眼点是海底堆积物上的“纹”，其主要研究目标是分析和提取“纹”中记载的各种各样的信息。因此，就不能仅仅满足于地质学和地球物理学学者的信息，而涉及到气象学、古生物学、天文学的内容。当然，从海底地磁场的观测及钻井资料中取得海底沉积物、调查沉积物上的“纹”的状态是必要的，因此，最初以地质学的研究为中心。从钻井取芯得到的保存有良好的“纹”的海底沉积物，最老的也只是2亿年前的东西，对于更老的样品，从其形成至今受到热和压力，大多都已变质，“纹”的保存状态成为难点，因此，对样品的采集也就暂时停滞了。地球有46亿年的历史，从有生物以来也已经有了40亿年的历史。约2亿年前的标本对于解明整个地球史的课题来说仅仅代表了知识迷宫的入口。

根据年轮的节奏发生突变的现象能够推断气候异常和环境恶劣，即通过对年轮的观察，可对过去数百年的环境变化有所了解。另外，在被称为硅化树的树化石中用此法进行观察，则可明了更遥远的过去的环境变化。海洋沉积物中的珊瑚和二枚贝的化石上的“纹”提供了重要的信息。珊瑚每天长一个“纹”，每年长一个节。因此，如果数一数珊瑚化石上节与节之间的纹，就可以正确地得知过去一年中的日数。据此，虽说地球的公转(一年)时间自地球诞生以来基本恒定，但自转数则受每月的潮汐的制动，逐渐减慢，一日的时间一点一点地变长，从珊瑚的“纹”的研究得知，四亿年前的地球一年有400日，这与其他研究小组根据潮汐计算自转制动作用的推断结果基本一致，记录历史的“磁带”，显然，“纹”存在于生物。

自工业革命以来，人类的“发展与进步”总是带来对地球资源不可再生的消耗，对地球环境的巨大污染，对生物界不可逆的物种绝灭。

生物的消亡分为绝灭和假绝灭。绝灭是指生物完全绝种而不留下后裔。如果某种生物演变为新种，从而在地球历史中消失，这不是绝灭，而是假绝灭。

地史上任何时期都有一些物种绝灭，使总的平均绝灭率维持在一个低水平上，通常为每百万年O．1～1个种，依门类而不同，这叫背景值绝灭。与之相对应，在一些地质时期，有许多门类生物近乎同时地绝灭，使生物绝灭率突然升高，这叫大规模绝灭，或译类群绝灭、群集绝灭。显生宙以来，大规模绝灭有6次(寒武纪与奥陶纪之交;奥陶纪与志留纪之交;晚泥盆世法门期与法拉期之交;古生代与中生代之交或二叠纪与三叠纪之交;三叠纪与佛罗纪之交;中生代与新生代之交或白垩纪与第三纪之交);现在许多人认为前寒武纪埃迪卡拉动物群的消失也代表一次大规模绝灭，则一共有7次。

生物绝灭按规模大小，可划分为重大的、中等的及较小的3类。2．5亿a前古生代与中生代之交的绝灭是地史上最重大的绝灭。生物科数减少52%，种数减少90%以上;据华南7个主要生物门类统计，属数减少75%，种数减少达95%以上，生物多样性经一千万年才得以恢复。65Ma前中生代与新生代之交的绝灭是地史上第2个最重大的绝灭，属数减少达52%，其中最引人注目的是恐龙类的全部绝灭。

目前是否经历又一次大规模绝灭?回答是肯定的。全球现有物种约500～5 000万种，而目前灭绝速度为自然条件下的1 000倍，是地球史上最快的灭绝之一。有关材料表明，今后二三十年内，有1/4的物种濒临灭绝，地球上30%～70%的植物在今后100年内将不复存在，现正处于灭绝边缘和严重威胁之中的哺乳动物有406种，鸟类593种，爬行动物209种，鱼类242种。这次绝灭的主要罪魁是人类。由于野生动物的绝灭，1860年人类和家畜合计生物量占陆地动物总生物量的5%，1940年占10%，现在占40%左右，到21世纪中叶约占陆地动物总生物量的60%。这是从地球上每天有100种生物绝种，估计到21世纪可能消失的物种总数为100万，而现有物种约1 000万计算出来的。1979年非洲有165万头大象，现在仅剩65万头。世界海洋鲸类在过去有数十种，现在仅剩10余种。各国都有数量很大的濒危珍稀动植物清单，然而偷捕偷挖的违法案例屡禁不绝。

3　地球生物绝灭引起人类对环境问题反思

人类的发展总是要极大地影响地圈、大气圈和水圈。但在当代，更为重要的影响是对生物圈本身的影响，即生物炸弹首先炸谁的问题。生物圈对环境变化有高灵敏性的反应，但同时它又是高度有序的，可以通过适应来调节自身。这就使生物界危机有一积聚、滞后和爆发的过程。通常在危机积累过程中，生物界，尤其是统治生物，由于其高度有序性而维持稳态，滞后响应，而在超过阈值后，又由于其强响应能力而导致大规模绝灭。生物演化史说明:各历史时期的统治生物，常常在危机中全部绝灭，而被其压制的弱小的新门类则取而代之，辐射演化，成为危机后的主导门类。中生代末，恐龙绝灭，而被其压制的哺乳类祖先迅速辐射，成为新生代的统治门类。

环境问题是21世纪全球发展的主要瓶颈，也可以说是人与自然和谐发展的一个主要障碍。

3．1　全球气候变暖

1896年，第一个诺贝尔奖获得者斯凡特·阿累利乌斯提出，如果大气中二氧化碳含量加倍的话，那么地球上大气的温度将会增加5～6℃。目前，尽管大气的温度因为温室效应还在继续增加，可是人们还是在不断加快消耗经过几千万年甚至上亿年才聚集起来的煤和石油等化石燃料的速度，不断增加二氧化碳等温室气体的排放。很多资料都表明:自工业革命以来，地球上大气中二氧化碳的含量在不断升高。这主要是由于人类消耗大量化石燃料的结果，是人为造成的，是人与自然不协调发展的重要体现。这种发展模式势必造成自然资源的枯竭和环境灾难的发生。比如煤资源，比较悲观的估计认为100多年后就开采完了。也有比较乐观的估计，认为可能会延长到300年或者500年，但即使是500年，在人类发展长河中也是很短暂的。

认识气候变化，最生动的当然是现实。但对气候变化进行现代意义上的仪器观测最多不超过200年。历史文献也为我们提供了一些资料，但就算文明史最长的国家，观测记录充其量也只有2000年。而环境变化需要了解更远的历史，比如前面谈到的万年甚至几万年的历史。而要了解那样大尺度的历史，就得另找出路。其中的一个出路就是在地质记录中恢复过去环境变化的历史。近年来在海洋、极地和大陆方面的新发现，为探索这一问题提供了重要的科学依据。以海洋为例，科学技术的飞速发展，使科学家可以在深海几千米的水下用打钻的方法，取得深海沉积物岩芯，而经过深入研究，发现这些沉积物记录了地球气候环境变化的重要信息。

中国科学家也在被称为世界第三极的青藏高原，如希夏邦马峰等海拔5 000多米以上的高山上钻取冰芯。很多人都知道在3 000米以上就有高山反应了，他们在5 000多米的高山上要工作50多天，其困难程度可想而知，但他们坚持了下来，取得了非常好的成绩。冰芯研究的优势在于它所保存的记录可以达到一年一年的水平，即所谓“年层”，有的甚至可以分辨出一年之内夏季与冬季积累的冰。已有的冰芯记录可达到几百年、上万年甚至于几十万年。南极东方站和最近在Dome A及其附近钻孔冰芯测得的地球历史上二氧化碳和甲烷的含量变化曲线，被政府间气候变化委员会(IPCC)认定是认识近代地球大气组分变化历史的一条非常重要的、有效的途径。过去大气中二氧化碳和甲烷的量都呈现出一定的周期变化，数十万年以来的冰芯记录与现代的仪器记录是可以互相衔接的，而我们现在的大气中二氧化碳和甲烷的含量已经大大超过了70万年以来变化曲线上的峰值，这就清楚证明人类活动对大气组分造成的影响超过了过去自然变化的范围。

3．2　水污染严重

水是一种重要的战略资源，我国淡水人均占有量为2 000m3左右，是世界人均量的1/4，处在世界上13个最贫水国家之列，且分布极不平衡，大部分集中在长江流域和长江以南地区。而仅有的这点水资源，人们还不知道珍惜它，浪费和污染触目惊心。2001年度七大水系监测的752个重点断面中。1—ш类水质占29．5%，N类水质占17．7%，V类和劣V类水质占52．8%。其污染由重到轻的顺序依次是:海河、辽河、淮河、黄河、松花江、长江和珠江。(www.xing528.com)

水体污染，就其根源主要来自工业排放的废污水、城镇生活污水以及农业化肥、农药流失等。研究表明，水体中86%的有机物是由人为生产和生活活动产生的，只有14%的有机物来源于自然环境。人为来源中城市工业、矿业以及其他工业引起的有机物占57%，沉淀物中有毒化合物释放产生的有机物占16%，农业操作过程中的有机物流失占12%，其他为14%。目前，我国生活污水大部分未经处理直接排入水体，农业化肥、农药的低效利用等现象，更加重了水体污染。

突发性水污染事件一般具有不确定的突发性，影响范围广泛和危害严重。如果人们缺乏思想准备，不能及时采取防御措施，将对生态环境和人民生命财产安全构成巨大威胁。严重的突发性水污染事件可能对整个水源地导致毁灭性的打击。从现状的工作来看，相关领域远远没有达到重大水污染事件的应急处理能力。突发性水污染事件应急处理机制，事件预警、信息发布等都也不健全。水利系统内部尚未建立专门的应急管理机构，因而很容易贻误了处理的最佳时机造成“二次污染”。

随着水产养殖业的发展，水质污染也越来越严重。养殖水体常因池中鱼饲料、残饵、水生生物排泄及尸体等的腐烂、分解，引起水体污染。同时，水体中N、P等元素也自一定条件下发生非正常变化并可以产生一些如:氨氮、亚硝酸盐等有害物质。历年养殖剩余饲料及粪便沉积于库底形成的淤泥逐渐释放氮、磷及其他有机物，继续产生污染，水质恶化加重。池塘老化和药物的污染也是水源地受到污染的原因之一。

在农业面临污染严重，由于农业技术的发展，加大了化学肥料的施用，引起湖泊的富营养化，并且水体养殖也是引起湖泊富营养化的原因之一，造成两湖出现“黑潮”现象，底泥重金属污染严重:据1997年，对百花湖沉积物中总汞取样分析，分析结果表明:从该厂排洪沟排出的含汞废水经数千米进入百花湖前北门电站处，其底质中的总汞含量与该厂排洪沟底质中总汞含量相当，说明由于含汞废水长期排放，东门桥河底质中的汞大量蓄积。百花湖底质中总汞的含量沿湖泊走向从南往北逐渐减少，含量最高处在花桥，其总汞含量达到有机化工厂排洪沟底中总汞的水平，为本底值的96．05～152．21倍。同时突发性的水污染事故也曾发生过，2006年3月14日清镇市煤气厂发生煤焦油泄露事故，由于没有重大水污染事件应急系统，造成的污染也很严重。

3．3　水土流失面积扩展

耕地也是一种战略性资源。目前，我国人均耕地约0．10公顷，不足世界人均耕地面积的50%，(《中国环境报》2002年6月22日《2001年中国环境状态公报》)。在全世界人口超过5 000万的国家中排在倒数第二。然而，更为糟糕的是，全国水土流失的面积达到356万km2，每年土地退化、沙化面积仍在以3 000多km2的速度继续扩展(《中国环境报》2002年6月1日《文明的困境》)。

在20世纪最后10年里，国内发生了几件震撼国人的事情:1999年黄河断流13次，断流持续时间226天，最长一次断流河段704km，创历史之最;继1996年特大洪水之后，1998年长江又一次发生特大洪水，这是新中国成立以来长江洪水灾害造成损失最大的一次;淮河全流域性污染，“20世纪50年代淘米洗菜，60年代洗衣灌溉，70年代水质变坏，80年代鱼虾绝代，90年代身心受害。”这首歌谣充分唱出了淮河儿女心中的隐痛;沙尘暴越演越烈。20世纪的50年代，平均每年5次，60年代8次，70年代13次，80年代14次，90年代20次，而且范围更大，来势更猛，尤其是2000年席卷首都等地的那场沙尘暴，铺天盖地，昏天黑日，肆无忌惮，至今还让人心有余悸。这一切一切，无不给国人敲响了一次次警钟。

我们面临的全球性和区域性环境问题还有:臭氧层空洞、温室效应、生物多样性减少、酸雨横行、荒漠化、大气水源和固体废弃物污染、资源短缺等等，情形十分严峻，这一切都与人类的活动行为密切相关。有则寓言说:上帝完成创世任务返回天国前，问动物们还有什么要求，动物们异口同声地请求:“您老人家快把那个叫人的东西带走吧，否则我们后患无穷。”人类为动物界带来的悲惨命运，不幸被祖先所言中。而人类对大自然的疯狂掠取和自身的无节制繁殖，造成了严重的后果，使人类赖以生存的星球遍体鳞伤，难以承受生命之重。人类由万物之灵蜕化成万物之屠。长此以往，地球迟早会由美好家园变成荒凉死寂的宇宙墓穴。

4　人与自然的和谐发展——人类共同的道德责任

近几十年来，人口、资源与环境的危机日益明显，人与自然的和谐相处、环境与发展的协调进步已逐渐成为全人类的共识。联合国《21世纪议程》及《中国21世纪议程》表明，人类已开始采取重大行动来改变危害地球自然界变化的现行发展模式。人与自然之间存在着利益关系。自然以它的过程、力量影响社会，直接、间接地由它自身或在人的参与下对社会发生作用。人的生存资料不是从自然界现成得到的，而是通过改造自然对象的活动来获得。人由于受自身的认识能力和社会条件的限制，造成人与自然之间的冲突，人类应该调节自身行为，积极寻找协调人与自然和谐相处的方法和途径，使自然界能长久、充分地为人类的文明进步服务。

长期以来，人们都把道德认识与调节的范围局限在人与人或人与社会的关系上。现代科学技术的迅速发展，大大增强了人类影响自然的能力，使人与自然的冲突空前尖锐起来。因此，人与自然关系的道德问题，引起了人们的普遍关注。各国都在日益重视一个新的道德课题——人与自然关系的研究。运用马克思主义的哲学原理，探讨新技术革命条件下人与自然关系的道德价值，对于我们把握人类道德发展的新趋势，提高我国人民的道德素养，促进社会主义现代化建设，有着重大的理论意义和现实意义。热爱大自然，保护自然环境，是人们处理与自然关系过程中应当遵守的基本行为准则。

第一，热爱大自然，是人类社会赖以生存和发展的物质条件。以科学技术的发展为前提的工业文明为人类带来了巨大的福音。但科学技术又是一把双刃剑，它既开辟了通向天堂之路，也可打开地狱之门。人类为了满足无限增长的物质欲求，片面追求经济增长和物质利益的最大化，滥用科学技术向大自然疯狂掠夺和索取，造成了严重的生态环境破坏和自然资源的浪费。人类的不良行为引发了大自然疯狂的报复，使人类生存与发展陷入了重重困境。在新世纪初，环境污染、生态恶化、资源枯竭、人口爆炸，物种快速灭绝等问题日趋严重，人和自然的关系有走向对抗和分裂的危险。拯救自然，拯救环境，拯救人类已成为全球迫在眉睫的、无法回避的重要课题。自然界一切对人类社会生活有益的存在物，如山川草木、飞禽走兽、大地河流、空气给养、物资矿产等等，都是维护人类“生命圈”的重要资源。对大自然的热爱，实质上是对人类生命本身的热爱。对大自然的爱护，实质上是对人类文明发展的爱护。

第二，爱惜动植物，保护生态平衡。在地球生命亿万年的演化史上，人类区别于其他动物的是能凭借超凡的智慧和科学，上天入地，移山填海，无所不能，远远超越了体能的极限。从这个意义上讲，人类不愧为“万物之灵”。然而，当人类为自己能够改天换地、开发利用自然资源而骄傲时，人类过于为自己成为地球上最美丽的精神花朵而自得，过于为自己征服自然的能力而自负，几乎忘记了自身存在的本源。人类只有保证地球上的其他生物能生存和发展，才能保证人类自身的生存发展。一旦地球上的动植物遭到盲目的毁损，人类就会失去维护生命所必需的物质交换对象和自然环境。

第三，优化生产方法，提倡清洁生产，防止环境污染。为了协调人与自然的关系，人类必须克服在生产中急功近利、只顾追求眼前利益而不考虑环境污染给人类造成严重危害的不道德行为。我们应当运用一切科学技术和工艺手段，努力减少并制止对环境污染。

第四，发展科学技术，合理利用自然资源。科学技术是一把双刃剑，它的正面或反面价值取决于掌握科技的人使用它的目的和实际作用。人类历史上大多数科技发现是进步的，但许多进步确实同时带来新的问题。科学技术的一个重大影响方面就是它大大增强了人类统治我们生存的唯一家园——地球的能力。发展科学技术，并在正确的价值观念的指导下合理利用自然资源，是人类发展过程中的一项带根本性的使命。为了使人类社会持续向前发展，要求人们在发展科学技术和生产劳动中尽可能节约自然资源，特别是合理利用那些“不可再生产的资源”。科技进步是实施可持续发展的根本途径，对经济社会发展、环境污染治理和保护、资源可持续利用、社会进步有着重要作用。

第五，消除贫困。人类社会正处在一个更高发展阶段的开端。面对人与自然的冲突，人们不应我行我素，也不必悲观失望。人类的未来，取决于人类自身的选择。贫困和环境污染从来就是一对孪生兄弟。贫困会使人们产生一些急功近利的短期行为，贫困也是环境污染治理和环境保护的重大障碍。加快脱贫致富步伐，努力建设小康社会，把生态效益、经济效益和社会效益统一起来，是消除贫困的有效途径。

第六，公众参与。“先发展、后治理”的说法是人类环保意识不强的表现，是人类不自觉地在自已整自己，整子孙后代。因此，世界各国的领导人要领导全人类自觉地维护地球和人类的可持续发展。我们的教育要培养同时具有科技知识和人文精神的人才，要用精神文明制约科学技术可能产生的负面影响。促进公众积极参与环境治理和保护，是可持续发展的重要手段。公众作为参加可持续发展战略的主体，在人与自然和谐相处中扮有重要的角色。

5　结束语

虽然一切事物必然经历发生—发展—消亡的过程，但我们不必对人类前途持悲观的观点。生物界的消亡历来有两种可能，一种是通过全面进化而演变为新的更高的物种，而原来的物种即不复存在。另一种可能，特别是对于统治性生物十分普遍的可能，则是未能留下后代而绝灭。生物的灭绝是衰亡的前兆，一旦环境有突变——而环境突变是一种必然——人类便走向绝灭。尽管人类在过去的岁月里忽视了自己的行为，许多行为与自然规律相悖，自己将自己推向尴尬的境地。而值得庆幸的是，人们终于在大自然的警告下猛醒过来，痛定思痛，开始检点自己的行为，要实现人与自然的和谐相处，实现人文精神与科学精神的有机统一，重新反思人与自然、人与人、人与社会的关系，树立“天人合一”的协调发展理念，在更高的科技水平上取得人与自然的和谐相处，协调发展。

综观人与自然关系的发展史，当前提出的“人与自然和谐相处”理念，是经济社会不断发展的必然结果，也是经济社会高度发展的必然要求。人类应该善待地球，科学发展，就要坚持科学的发展观，保护自然，既要满足人的需要，也要维护自然的平衡;既要关注人类当前的利益，更要关注人类未来的利益。科学发展就要充分考虑自然的承载能力和承受能力，坚决禁止过度性放牧、掠夺性采矿、毁灭性砍伐等掠夺自然、破坏自然的做法。要积极转变粗放型经济的增长方式，不断加强生态建设和环境保护，合理开发和节约使用各种自然资源，实现速度与结构质量、效益统一。要坚持经济发展与人口、自然、环境协调，走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，促进人与自然的和谐，实现可持续发展。建立人与自然的和谐共处、协调发展关系，实现人类与自然界关系的全面、协调发展是人类生存与发展的必由之路。

参考文献

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