自然科学发展概要（8）

第八章 环境科学的形成与发展

第一节 有关环境科学的基本概念
1.1环境
所谓环境是指以人类为中心的周围客观事物的总和，是直接、间接影响着人类生活和发展的各种自然因素（自然环境）和社会因素（社会环境）的总和。现在一般讨论的环境主要是指自然环境。人类生存的自然环境是由空气、水、土壤、阳光和各种生物所构成。《中华人民共和国环境保护法》对环境和人的关系明确规定为：“环境是指：大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、野生植物、水生生物、名胜古迹、风景游览区、温泉疗养区、自然保护区、生活居住区等”。自然环境是人类及其他生物赖以生存的物质基础。但是人类不同于其他动物，机械地利用外部环境，求得生存和发展，人类通过他所作出的改变来使自然界为自已的目的服务，创造出适合自已生存与发展的环境。
1.2环境分类
对于环境的分类，目前尚无统一规定的标准，根据不同原则，学者们对人类环境有不同的分类方法。常用的方法是按照研究对象的范围、特性和从属关系而划分为三个层次。
全球环境 随着科学技术的发展、生产力的提高和生产规模的扩大，人类的许多活动已对地球环境系统产生了影响，如工业化以来大气中二氧化碳浓度的增加、人类生产排放到大气对流层并不断向同温层扩散的会破坏臭氧层的CFCs类物质等，都对全球的热量平衡和环境稳定产生深刻影响。因此，地球环境系统的质量变化已成为现代环境科学研究的重要对象和领域。
区域环境 是环境差异性的地区体现。由于社会因素和自然因素的不同，某一地区与另一地区的环境条件往往有着明显差别。这种差异使人类与环境间的关系也随之不同，人类对环境利用和改造的方式、程度、规模、性质及后果也有所区别，因而造成的“环境问题”和解决对策也就不同。区域空间范围的具体划分可依据行政区划，也可依据自然区划，但通常是两者交替并用。
聚落环境 是人类有目的、有计划创造出来的以人工环境为主的环境，它既是人类聚居的地方，也是人类生产活动的中心。这类环境又可细分为院落环境、村落环境和城市环境。聚落环境具有两个明显的特点，一是有明显的时代特征和地域特征；二是形成许多“环境问题”产生的根源，一些重大“公害”都发生在聚落环境微观或小范围的，如村落环境、院落环境、居室环境等，这是从研究的空间范围对环境进行的分类。还有许多学者从不同部门的研究角度对环境进行分类，如工业环境、乡村环境、农业环境、旅游环境等。所以，环境的分类可根据研究的具体内容来划分和确定。
1.3人类活动与环境变化
在人类发展的历史上，有过许多重大的发明创造，每一次重大发明都推动了人类向更高阶段发展。尤其是工业革命以来，人类经过近两个世纪与大自然战天斗地的较量，积累了丰富的经验和智慧，创造了巨大的财富和科学技术知识，使社会生产力得到了极大地提高。人类的生活、工作、交流方式发生了根本的变化。特别是第二次世界大战之后，世界上一味追求经济的快速发展，烟囱产业被作为“朝阳”工业而备受推崇，其发展指标通常以经济的增长来定义，以国民生产总值(GNP)或国民收入的增长为重要目标，以工业化为主要内容。
单纯追求经济增长的结果导致最近一个世纪以来，矿物燃料消耗量增加了30倍，而且每年仍以2%以上的速度递增，工业生产能力的4/5以上是20世纪50年代以后出现的，短短的几十年里，世界进入一个崭新的高速发展和前所未有的工业化时代。然而，正如恩格斯的告诫，“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利，对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。每一步胜利，在第一步都确实取得了我们预期的结果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的，出乎预料的影响，常常把第一个结果又取消了”。当人类庆贺经济这棵大树结出累累硕果的同时，人类赖以生存和发展的环境却被破坏得百孔千疮，环境污染及生态破坏，能源危机、资源危机、人口危机带给人类广泛而严重的矛盾。科学技术发展带来的工业、农业深刻革命的同时，使环境的污染成为新的严峻问题。人类活动向空气中排放许多挥发性的有机化合物、烟尘和有害金属造成了城市空气的污染。科学技术的高度发展，使自然界日益增加为人类服务的领域，耗用自然资源日益增多，使原来在自然界中处于平衡的各种物质，由于人类的活动而在不同程度上影响它们的平衡状态。人类正是在改造自然界的同时，逐步认识人类与自然界的关系。人类活动结果影响了原有自然界的物质平衡和生态平衡。人类从环境变化的认识开始重新认识和反省自身的行为。
1.4环境问题的产生
环境问题广义是指包括一切形式的环境恶化或对生物圈的一切不利影响，具体一点，是指环境污染，即有害物质在自然环境中积累，其数量达到或超过人类和生物正常生存和生活所允许的量。随着人类社会的发展和生产力的提高，人类改造和影响自然环境的能力加强，人类活动导致自然环境的破坏，自然界给予人类以报复，造成了环境污染。
在人类漫长的改造自然的历史中，由于它的影响还没有超出自然界的物质平衡和生态平衡，还不足以造成对人类明显的反作用。工业革命前，生产力发展水平低、环境污染极微小，还不足以对环境的物质和生态平衡产生可觉察的影响。环境污染是随着大工业发展而产生，因为多年来，人类的生产活动一直是围绕着资源的开发和利用进行的。18世纪产业革命到20世纪初，由于大工业发展造成以煤的烟尘、二氧化硫为主的大气污染和采矿、冶炼、无机化工废水污染为主的环境污染问题先后发生。例如，1873年12月、1880年1月、1882年2月、1891年12月、1892年12月及1952年12月的英国伦敦接连发生烟雾事件。1909年英国格拉斯哥烟雾事件死亡1063人，自1893年开始的五十年间，日本足尾铜矿冶炼厂排放废气造成大片田园荒芜，几十万人流离失所。1920年到1950年的30年中，环境问题由于烧煤造成的污染进一步扩大，石油加工和化工等有机化学工业的发展引起新的污染，汽车等机动车排放废气的污染出现“光化学烟雾”等，大气污染更为严重是这个阶段的特点。第三阶段是从五十年代开始，工业发展的迅速、污染扩大。石油的海上运输和海上石油开采引起海洋石油污染，航空工业的发展导致高空大气层的污染，核武器、核电站、核工业的发展引起放射性污染。可以说现在污染已遍及全球，甚至在南极的企鹅和北极的驯鹿中都发现污染物。
最为典型的是震惊世界的八大公害事件：（1）1930年比利时马斯（Meuse）河口重工业排放SO2的烟雾事件中毒数百人，死亡60余人。（2）1944年美国洛杉矾光化学烟雾事件，持续4天，4000余人死亡。（3）1948年美国多诺拉冶炼厂的S02及烟尘事件，5911人中毒，四百余人死亡。（4）1952年伦敦烟雾事件四天内中毒死亡四千多人。（5）1955年日本四日市重油烟雾事件，死亡36人。（6）1955年开始日本的富山县矿山引起的镉污染的骨痛病事件。（7）1956年日本水俣湾的有机汞中毒，受害居民万余人的水俣病事件。（8）1968年日本生产米糠油时，含有多氯联苯（PCB）引起的中毒事件。后四起都发生在日本，据不完全统计受害者17000多人，死亡4100多人。直到1984年12月3日在印度博帕尔农药厂毒气外泄，当场有2500人死亡，另外3000余人严重中毒濒临死亡。
由于工业的发展，矿山的开采，工业的排污，大量废水、废气、废渣排入环境，有害物质急剧增加，超过自然界本身的稀释和净化能力，造成环境污染，破坏生态平衡，危害人类的生存。仅以第二次世界大战前夕到1970年的40余年为例，科学技术的发展伴随着大规模自然资源的开发利用和工业生产的急剧增长。特别在后25年中，工业的急剧增长引起自然资源开发的迅速增加。据统计，1965年开始，世界上每年开采和消耗30亿吨矿物煤炭，5亿吨铁矿石，44万吨铝矾土，5百万吨铜等。它们的增长速度分别为4.1%；1.8%；6.4%和4.6%，据美国矿山部统计，美国在30年间（1940一1970）工业所需的矿物原料大于整个人类从古罗马到第二次大战期间矿物原料的需要量。这样大规模的消耗自然界的原料，不仅引起矿物资源的枯竭，而且大量的废物将引起大气污染（有害气体和粉尘）、水体恶化（溶液，可溶性气体及颗粒物的输入）及固体废物的污染。据统计，现在世界仅城市每年排入环境的固体废物高达30亿吨，工业及生活污水500立方公里，各种气溶胶10亿吨，有毒气体六亿多吨。现在全球CO2的浓度以每年0.2%的速度递增。
人口的增长，特别是近80年人口的急剧增长，不但加快工农业生产的发展，从而不可避免地加重工农业生产所带来的环境污染，而且人口增长，大量生活污物排放，城市化对环境的影响，人口增长对能源需求的增长加剧对环境的影响。据统计，1800年，世界人口经历一百万年才达10亿；到1920年，经过12O年，世界人口达20亿；1965年世界人口达到40亿，现在人均寿命不断增长，2000年，世界人口已达60亿，到21世纪末，世界人口将超过100亿。人口增长对环境的影响不可避免成为一个严重的问题。
现在，由于工农业的发展，人口的增长造成可耕地减少（全世界每年可耕地减少0.35%），土地沙漠化（沙漠化损失农田每年约为600万公顷），水土流失（每年约有230亿吨土壤流失），森林破坏（热带林每年约毁林1100万公顷）,资源枯竭（人口30年增加一倍，而能源消耗或电能消耗分别为15年及10年增长一倍）。从世界范围来看，越来越多的环境问题严肃地摆在了人类面前。
1.5 环境科学的形成与分类
综观世界人口、资源、能源与环境问题，来自于社会经济和发展带来的矛盾已经越来越突出，而且这种矛盾发展的趋势已经成为全人类面临的主要危机。环境污染造成的损失使人类不得不回过头来检讨过去的行动及其后果，研究环境、评价环境，环境科学就此应运而生。
环境科学的任务是以“人类——环境”这一系统为对象，研究人类和环境之间的关系，掌握它的发展规律，调节物质和能量交换过程，改善和创造人类生活的美好环境，使人类社会更加繁荣、昌盛。因此，环境科学是研究人类活动对环境引起的直接后果，研究它们可能造成的潜在效应，研究污染物在环境中的运动规律及其对环境质量、生物效应和人体健康的影响，以及控制和改善环境的原理、方法和措施。
环境科学涉及自然科学的各个领域和社会科学的许多部门。所以环境科学按其主要内容和任务属于自然科学，但它是综合性很强的边缘性科学，是研究人类生存环境，大气圈、水圈、岩石圈与生物圈诸自然要素的科学，是化学、生物学、物理学、地学和医学等基础学科的交融而产生的新学科，具有多学科性和社会性等特点。我国著名环境化学家刘静宜先生指出，“环境科学是伴随着环境污染而出现的一门新兴学科”。由于环境科学是一个发展中的学科，它的分类还很不成熟。一般多将环境科学分为基础环境学、应用环境学和环境学三类。
1.6环境科学的特征及学科任务
1.6.1 可持续发展理论的基本思想
人类社会面临的环境问题是不断发展变化的，人们对其认识也经历了由浅入深的过程。在20世纪中叶，当环境问题危害到人类正常生活和身心健康时，人们对其还仅是一种就环境论环境的浅层次的认识，这种思考方式的表现，是较多地考虑环境问题本身的严重性，以及它对人类健康和经济发展的损害。在实践层面上，在污染控制的措施上并未考虑对传统工业模式的转变，而是着力于传统工业污染控制的途径，安装设备进行废弃物的处理等；在环境理论层面上，把经济发展与环境保护相对立，认为“先污染后治理”是“规律”，主张只能先发展经济，待具备了经济实力和条件后再治理污染，再实现环境保护和建设的目标；在对待世界未来环境的发展前景上，缺乏科学、冷静的认识，要么极度悲观，认为只有停止经济发展和人口增长才能解决全球环境问题，要么盲目乐观，认为迅猛发展的科学技术或借助市场的力量就能够自然地解决面临的环境问题。毫无疑问，这种浅层次的思考也起到了积极和重要的作用，它促使人类在环境问题上觉醒，使人们对环境的态度发生了重要转变，采取行动保护环境、治理污染，国家也参与了环境管理，通过立法、执法和政策调控的手段加强对环境的保护及管理，1972年联合国“人类环境会议”通过的《人类环境宣言》，是这个时期人类对环境问题的认识及行动的集中体现和反映。
然而，环境问题的实质是人与环境关系的失调，是人对自然规律的忽视和不尊重。所以，仅就环境问题自身而不从“人—自然”这个系统的整体出发，是无法全面认识问题和解决问题的。1987年，世界环境与发展委员会向联合国大会提交了该委员会的研究报告《我们共同的未来》，报告系统地探讨了人类社会面临的一系列重大的经济、社会和环境问题，提出了“可持续发展”的概念，并深刻地指出，现在人类社会正迫切地感受到生态环境对经济发展所带来的重大压力，我们必须有一条新的发展道路。这些思想和观点，使人们的观念从单纯考虑环境保护和治理污染，提升到必须把环境保护与人类发展统一起来，这标志着人类对环境问题与发展关系的认识有了重要的飞跃。1992年，联合国“环境与发展大会”，提出了实现“可持续发展”的基本原则和全球范围内可持续发展的行动计划，标志着“可持续发展”得到了世界最广泛和在最高领导级别上的政治承诺，人类对环境与发展问题的思考和行动都提高到一个新的层次。
综观20世纪，人类对环境问题思考的逐步深化，体现在对环境问题所采取的具体行动上，就是环境科学理论的发展和环境保护的实践，大体经历了限制、治理、防与治结合和科学规划四个阶段。限制阶段恰值污染的高峰期，“公害事件”叠起，而人们对这些危害的原因、机理还不完全清楚，只能强化限制措施，制定法律，限制污染物的排放，但这种措施并没有奏效；治理阶段也主要是针对工业“三废”的排放，采取了各种净化技术。与此同时，在政策上实行了征收排污费、“谁污染，谁治理”等措施。在法律上，颁布环境保护法，制定环境标准等。这些努力对局部污染的控制和环境质量的改善起了积极作用，也收到了一定效果，但这种限于排放口的被动治理，不仅耗资大，甚至还产生了二次污染。这两个阶段体现在学科上，就是环境科学的多学科分化；进入防治阶段，是人类对20多年治理环境问题的经验、教训反思的结果，它使人类认识到环境污染的危害是深刻的、严重的，许多学者很敏锐地指出了这一点。尤其是20世纪70年代联合国“人类环境会议”的召开，人们对环境问题的认识在两个方面发生了转变，一是认识到环境问题不仅仅是污染问题，就世界范围而言，生态破坏比环境污染更严重、影响更深刻。二是解决环境问题必须协调人类与环境、发展与环境的关系，把人口、资源、环境和发展紧密联系起来，作为统一整体来考虑才是正确途径。在治理的措施上，重视了综合防治，积极开发废弃物资源化技术，实行建设项目环境影响评价制度和污染总量控制制度，注重区域治理，完善环境保护法律体系；科学规划阶段始于20世纪80年代末，它的国际背景是发达国家出现了能源危机和经济萧条，这表明环境系统的功能对人类社会发展的制约作用是不可违背的规律。国际经济合作与发展组织，在对就业、环境和协调发展三者关系研究后证实，环境政策能够对就业、经济增长起积极作用。因此，环境问题的重点转入了制定经济增长、合理开发和利用自然资源与环境保护相协调发展的政策。具体体现在重视环境规划和管理、要求经济效益与环境效益的统一，并由此发展到90年代“可持续发展观”的提出、认可和实施。
“可持续发展”思想作为一个全新的理论体系，成为现代环境科学的基石，无论学者们对其如何定义，但对它的两点基本内涵已形成了共识，一是人类要发展，要满足人类的发展需求；二是不能损害自然界支持当代人和后代人的生存能力。这个内涵包括以下三点基本的思想：
一是可持续发展首先强调的是经济的发展，这是人类社会生存和不断进步的基础，停止经济的增长和人口的增加是不现实的，在一段时期内甚至是不可能的。环境问题产生于经济活动，它的解决也只有依靠经济的发展。但是可持续发展更重视的是经济增长的质量，鼓励清洁生产和绿色消费，而不是“高投入、高消耗、高污染”的生产方式和消费模式。
二是在衡量发展的标准上，‘突出资源的永续利用和良好生态环境的服务作用，实际上就是主张人类社会的发展要与地球的承载能力相适应，考虑资源的再生能力，重视人口的节制增长和素质的提高。
三是谋求社会的全面进步。在经济、社会发展和环境三者的关系上，主张经济发展是基础，环境保护是条件，社会进步是目的，强调社会发展的本质是建设良好的社会环境，包括改善人民生活、提高健康水平，保障人们的平等、自由和受教育及无暴力威胁等。
1.6.2 环境科学的特征和任务
“可持续发展观”的这些基本内涵和思想对于环境科学以及与之相关学科都产生了深刻影响，使环境科学在认识理论、研究内容、学科任务等方面都有了许多新的发展，使学科的整体水平提高到了新的层次。环境科学主要具有下列特点：
首先，学科任务的内涵更加明确。“可持续发展观”使环境科学对当代“环境问题”认识的立足点和出发点有了新的定位，强调必须树立正确、公平的发展观。事实上，当今人类社会所面临的各类重大环境问题，不但是技术和科学问题，而且还是一个政治问题。美国《洛杉矶时报》在1999年2月刊登的一篇文章认为，“今天世界在环境问题上面临的最大挑战，不是全球变暖和臭氧层损耗，尽管这两种危机都很严重。最大的挑战是贫困，更确切地说是世界各地数十亿人都想摆脱贫困的那种愿望……”。全球性环境问题说到底是世界各国能否“协调发展”的问题，它首先是发展的问题，是世界各国间的平等问题。对于许多发展中国家来说，发展不足的贫困及由此造成的粗放型开发带来的问题，需要以“可持续发展”观为指导来实现经济、社会与环境的协调发展；而对于少数发达国家来说，是能否以“可持续发展”观为指导，减少对资源的大量消耗和对发展中国家的资源掠夺，承担义务来帮助发展中国家解决贫困化的加剧以实现发展的良性循环，实施全球公平、合理的“协调发展”。
其二，人与环境伦理关系得以端正。正确的环境伦理观是实现“可持续发展”的基础。通过立法和执法加强对环境污染的控制，加强对环境的管理是解决环境问题的手段之一，但法律是以道德为基础的，是需要道德来补充的，全球环境问题产生的根源与人类不正确的价值观和道德观有关。随着人类对自然利用、改造能力的不断壮大，在世界传统的道德价值观中，“人类中心主义”长期得以流行，它对环境的伦理观是，自然无意识，尤其无意志，是人宰割的对象。因此，人类对它没有伦理关系，对自然界中其他物种也没有直接的伦理关系即没有责任，环境的价值只有通过对人的“有用性”才得以体现，环境的作用只与当代人联系在一起。这种伦理观体现的价值观，是“对我有利的、我所要的我就做，至于后果，可由别人去承担”，把个人的、局部的和当代人的利益看成所有人类的利益。现代环境科学的环境伦理观，既不主张“人类中心主义”，也不主张“生物中心主义”。它的主要思想是，人类要热爱自然、尊重生命，生物也有其生存权；开发利用自然要与保护自然相结合。主张的道德范畴首先应是“代际公平”，人类不仅负有保护和改善当代人生存环境的责任，而且还必须对将来世世代代人的生存环境负有不可推卸的庄严责任。环境问题的解决是全人类的责任，保护生态环境是每一个人的生态义务，当代人类不能只享受自然环境提供的各种服务，而且还有义务加强对生态环境的管理和建设；在人与自然的关系上，要对自己行为的善恶价值有自我判断、评价的意识和能力，即用“生态良心”纠正某种偏颇的私欲，改变行为的方式和方向；生态权利是资源利益分配上的体现，要正确处理当代人之间的关系，要根据人类在地球上生存和发展应平等的原则，援助生态环境脆弱地区的人们。要正确处理当代人与后代人的利益关系，尊重后代人的生存权利；要正确处理人与自然之间的利益关系，自然界的权利体现为生物物种和生态系统的持续生存权利。这些思想、观念的更新，促进了环境科学体系的进一步完善，正确环境伦理观的教育应成为环境科学的重要内容。同时也促使许多新分支学科得以发展，环境伦理学、工业生态学、绿色化学、社会生态学和生态工程学等也都成为十分受重视的新兴分支学科。
其三，研究手段和方法更加先进。由于现代科学技术的进步，尤其是现代信息科学技术和卫星遥感技术的应用，使环境科学研究的空间、广度和深度不断增大，进而使人类对环境问题有了更深刻、更全面的认识，在解决环境问题的对策上思路更加开阔。例如，1960年4月，第一颗气象卫星发射成功后，人们很快将其应用于湿地制图、自然灾害监测等环境科学的研究中。1972年第一颗地球资源卫星发射，更是遥感技术应用发展过程的里程碑。此后，环境科学家利用卫星传回的大量资料，有组织、有计划地进行多方面研究，如对全球尺度土壤和植被监测、生物多样性、自然资源管理及动态监测和全球气候变化。
第四，学科的研究内容更加丰富。综观环境科学的研究和实践，主要在三个方面做了大量的工作，一是防治环境污染和生态破坏，在工程技术生态建设措施方面积极开展研究；二是战略性和超前性的工作，如环境影响评价以及生态规划和环境承载力等研究；三是加大环境保护的宣传、教育力度，加强管理，开展誓示性和法制等方面的教育。尽管环境科学不断出现新的分支，学科间的交叉、融合更加紧密，但环境科学仍在上述三个主要方面开展工作，环境污染和生态破坏的防治，仍是学科的重要任务。然而，研究的具体内容却有了很大变化。就环境污染和生态破坏的研究而言，在空间尺度上，关注的重点由单一点源转向区域、跨国甚至全球范围；在研究内容上，关注环境(或生态)安全问题，注重作用时间长、潜在危害性大、影响范围广的污染物。生态破坏的研究也由危害性分析评价发展为对生态过程变化的机理及受损系统恢复的研究。环境工程学则根据清洁生产的要求，把对污染出口的控制改变为对工业污染的全过程控制与综合防治上；环境影响评价也有了重要进展，战略环境影响评价、生命周期评价、环境风险评价以及累积影响评价和环境影响后续评价等新的评价方法和内容在近几年得以迅速发展；环境管理信息系统的广泛应用，是环境管理领域的重大成就，在促进环境保护、强化环境管理、推进环境科学发展等方面都具有重要的意义。环境教育不仅在学校设立了专业，成为各级各类教育的重要内容。而且，全民的环境教育也得到健康发展，并从过去的“为了人类自身生存”的教育提升为更加理性化、科学化，从心理、伦理、法理和管理到自觉保护、主动建设和积极恢复。树立正确的社会发展观，提高各民族的环境保护意识，推进可持续发展战略的实施，已成为现代环境科学的重要任务。
环境科学的这些新发展，集中体现为它的资源观、价值观和道德观三个基本理论上。其资源观是整个环境都是资源，即环境中可以直接进入人类社会生产活动的要素是资源，而不能直接进入人类社会生产活动的要素也是资源，因为它们都能在不同程度上满足人类社会生存发展的需要；它的价值观有两层含义，一是环境具有价值，人类通过劳动可以提高其价值，也可以降低其价值，因为客体的价值是该客体对主体需要的满足关系。二是发展活动所创造的经济价值必须与其所造成社会价值和环境价值相统一；它的道德观则提倡人与自然的和谐相处、协调发展、协同演化，也就是说人类应尊重“自然”的生存发展权，人类对自然的“索取”应与对自然的“给予”保持一种动态平衡。否定对自然的“征服”和“主宰”，改变以能“做大自然的主人”而自豪的错误的道德原则。
环境科学研究力求解决的问题主要有：
(1)人类活动对环境的影响；
(2)人类活动造成的环境污染以及对人及生物的影响。
　
第二节 环境科学领域重大研究问题
随着人类经济社会活动的不断加剧和发展，越来越多的环境问题呈现在人们的面前。特别是进入20世纪80年代以来，从世界范围来看，人类赖以生存的环境仍在不断恶化，而且打破了区域和国家的疆界而演变为全球性的问题，局部的、暂时的问题相互贯通，相互影响演变成长远的问题，潜在性问题进一步恶化蔓延变成公开性问题，全球的重大的环境问题越来越突出。
2.1 全球变暖与温室效应
全球变暖是指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升。近年来，人们统计了约l亿个陆地观测数据以及大约600万个海洋监测数据，发现全球地面气温在过去l00年内上升了0.3～0.6℃。同时，有6个全球平均最暖年(1980年、1981年、1983年、1987年、1988年、1989年)全部出现在80年代。1987年，南极一座面积两倍于美国罗德岛的巨大冰山崩塌后溅人大海。1988年夏季，美国以“火炉”著称的弗尼斯克里克的最高气温创下了46.7℃的新纪录。造成全球变暖的主要原因是“温室效应”。
2.1.1 温室效应
地球的温度是由太阳辐射热量到地球表面的速率和吸热后的地球将红外线散发到空间的速率决定的。同样全球变暖的基本原理可以通过考虑两种辐射能来理解：一种是加热地球表面的来自太阳的辐射，另一种是射向太空的来自地球和大气的热辐射。从长期来看，地球从太阳吸收的能量必须同地球及大气层向外散发的辐射能相平衡。如果这种平衡被破坏，它可以通过地球表面温度升高来恢复。氮气和氧气占大气组成的大部分，它们既不吸收也不发射热辐射。而在大气中以相当小量存在的水蒸气(H20)、二氧化碳(CO2)和其他微量气体，如甲烷(CH4)、臭氧(03)、氟里昂(CFC)等，既可以使太阳的短波辐射几乎无衰减地通过，又可以吸收地球的长波辐射，从而使地表升温（图8.1）。因此，这类气体像玻璃一样，具有保温作用，被称为“温室气体”。温室气体吸收长波辐射并将热量反射回地球，从而减少向外层空间的能量净排放，对大气层和地球表面起着保温的作用，这就是“自然温室效应”。在直接受人类活动影响的主要温室气体中，二氧化碳起着重要的作用，对温室效应的贡献率为55％；甲烷、氟里昂和一氧化二氮(N2O)也起相当重要的作用(表8.2)。从长期气候数据比较来看，在气温和二氧化碳之间存在显著的相关关系(图8.2)。
表8.2 主要温室气体及其特征
气体
大气中浓度
/×10-6
年增长
/%
生存期
/%
温室效应
(CO2 =1)
现有贡献率
/%
主要来源
CO2
355
0.4
50-200
1
55
煤、石油、天然气、森林砍伐
CFC
0.00085
2.2
50-102
3400-5000
24
发泡剂、气溶胶、制冷剂、清洗机
CH4
1.714
0.8
12-17
11
15
湿地、稻田、化石、燃料系统、牲畜
NOx
0.31
0.25
120
270
6
化石燃料、化肥、森林砍伐

　
　
　
　
　
　
　
　
　
↑ 图8.1 图8.2 →
2.1.2 温室气体的来源
温室气体的增多，有自然原因和人为原因：火山喷发、太阳活动、海水增温等都会对气候的冷暖有所影响，属于自然原因；而矿物燃料的燃烧、砍伐森林、制冷设备及泡沫塑料的使用等，会产生大量的污染气体，改变大气的组成成分，属于人为原因。据1997年美国国家实验室的报告，自工业革命以来，大气中二氧化碳的浓度增长了30%，甲烷增长了1倍，氮氧化物增长了15%。
二氧化碳剧增的原因有两个方面：一是工业化发展和人口剧增，对矿物燃料的需求量增大，释放的二氧化碳增多。二是森林的大片砍伐，使森林对二氧化碳的吸收量减少。目前，矿物能源消耗占全部能源消耗的90％，而热带森林则正以每年平均900~2450hm2的速度从地球上消失。1995年全球二氧化碳的排放量达220×108t。现在由于替代能源一时还无法做到“替代”，由燃烧石油、煤、汽油等矿物燃料产生的二氧化碳在大气中聚集，而且这种趋势呈上升状态，矿物燃料的使用占一次能量消费量的87%。到本世纪中叶，大气中的二氧化碳可能比现在增加60%，比工业化革命前增加1倍。这样，地球将平均升温2~3℃，某些地区将上升8℃以上，有的地区甚至更高。
大气中甲烷浓度也在逐年增加，甲烷的来源有两种：一种是自然源，如沼泽和其它湿地中的厌氧腐烂，其排放量不到甲烷总排放量的25%；甲烷排放的主要人为源包括：水稻种植、家畜饲养、生物物质燃烧、化石燃料生成和使用、垃圾填埋以及北极冻土带的回暖等。在受人类活动影响很少的时代，大气中的甲烷含量大约是700×10-9~750×10-9，而到1992年大气中的甲烷含量已达到1720×10-9。
氟里昂属氯氟烃类，是人类的工业产品(主要是制冷设备工业)，即在工业化前的大气中是不存在的。它被广泛用作制冷剂、喷雾剂、。溶剂和塑料生产的发泡剂。研究表明，在20世纪80年代，氟里昂导致的升温占全球温室效应引起的温度升高部分的24%，如此下去，氟里昂将成为21世纪仅次于二氧化碳的温室气体。
大气中一氧化二氮的含量过去一直较稳定，直到150年前才出现了每年0.2%~0.3%的增长趋势，1990年一氧化二氮的含量比工业革命前高出8%。目前人类活动产生的一氧化二氮释放源主要有化肥使用、毁林、化石燃料和生物物质的燃烧，以及其它农业活动。通过燃料燃烧和化肥的使用，原来化学性质不活跃的氮化合物可以转变成化学性质活跃的氮氧化物，特别是一氧化二氮。
除了温室气体的直接排放以外，全球的土地利用状况和土地覆盖类型也发生了很大变化，加强了全球变暖的程度。对全球变化而言，最重要的土地覆盖变化是森林转化为农田。人口增长的巨大压力，使大面积森林被砍伐，林地转化为农田用于生产食物。其中热带森林的砍伐尤其严重。
2.1.2 全球变暖产生的影响
全球变暖将给地球和人类带来复杂的潜在影响，既有正面的，也有负面的。例如随着温度的升高，副极地地区也许将更适合人类居住；在适当的条件下，较高的二氧化碳浓度能够促进光合作用，从而使植物具有更高的固碳速率，导致植被生长的增加，即二氧化碳的增产效应，这是全球变暖的正面影响。但是与正面影响相比，全球变暖对人类活动的负面影响将更为巨大和深远。
(1)全球变暖对海平面的影响 根据统计资料，近百年来气候增暖0.6℃，海平面大约上升了10~15cm。1990年对未来海平面上升幅度的预测为：如果温室气体排放按目前速度增长，海平面将按每10年平均6cm的速度上升，到2030年将上升20cm，2100年将上升66cm。
影响下世纪海平面升高的因子，主要是海水热膨胀，当海洋变暖时，海平面则升高。全球升温会引起地球南北两极的冰山融化，这也是造成海平面上升的主要原因之一。海平面上升的直接影响主要有以下几个方面：低地被淹；海岸被冲蚀；地表水和地下水盐分增加；地下水位升高。这将影响沿海和岛国居民的生活(占世界1/3)，如果极地冰冠融化，经济发达、人口稠密的沿海地区会被海水吞没，一些低洼岛国将从地面上消失，上海、威尼斯、香港、里约热内卢、东京、曼谷、纽约等海滨大城市以及孟加拉、荷兰、埃及等国也将难逃厄运。
(2)全球变暖引起气候变化 全球变暖引起的气候变化将导致许多地方水分供给的巨大变化，温度增加意味着降落到地表的水将被更多地蒸发，如果有更多的降水来补充蒸发，则不会产生什么影响。然而据科学家模拟实验显示，除了东南亚季风区的降水将增加外，世界上其他一些地区的降水将减少，尤其是在夏季。这就意味着，许多地区对水分短缺的脆弱性将加大，而同时，另一些地方则频繁发生洪涝灾害。在干旱和半干旱地区，降水减少将造成更严重的干旱甚至沙漠化；在大陆地区，夏季降水减少和温度增加将导致土壤水分的大量损失，从而增加了干旱的脆弱性；在亚洲季风区，降水的增加将导致洪水发生机率的增大。此外，洪涝、干旱、高热、高寒等灾害发生的频率及其季节变化、降水的年际变化和空间分布都会改变(如低纬度地区夏季降水则会减少)，热带风暴将频频登陆，一些地区水质也会因干旱而变差，进而影响人类生产和生活。
(3)全球变暖对生物多样性的影响 气候是决定生物群落分布的主要因素，气候变化能改变一个地区不同物种的适应性，并能改变生态系统内部不同种群的竞争力。自然界的动植物，尤其是植物群落，可能因无法适应全球变暖的速度而做适应性转移，从而惨遭厄运。以往的气候变化(如冰期)曾使许多物种灭绝，未来的气候将使一些地区的某些物种消失，而有些物种则从气候变暖中得到益处，它们的栖息地可能增加，竞争对手和天敌也可能减少。
(4)全球变暖对农业的影响 首先，全球变暖使全球粮食总产量有所下降。一年中温度和降水的分布是决定种植何种作物的主要因素，温度及由温度引起降水的变化将影响到粮食作物的产量和作物的分布类型。气候的变化曾经导致生物带和生物群落空间(纬度)分布的重大变化，如公元800~1200年北大西洋地区的平均温度比现在高l℃，使玉米在挪威种植成为可能，但到了公元1500~1800年，西欧出现小冰川期，平均气温也只比现在低l~2℃，就造成了挪威一半农场弃耕，冰岛的农业耕种活动则几乎全部停止。其次，二氧化碳是形成90%的植物干物质的主要原料。光合作用强度与二氧化碳浓度的关系很密切，不同作物对二氧化碳的浓度要求是不一样的。世界上20种主要粮食作物中，有16种(如小麦、水稻)是对二氧化碳敏感的，二氧化碳倍增可能使其增产10%~50%，有利于农业生产；但有一些作物(如玉米、高梁、甘蔗)对二氧化碳的敏感性很差，二氧化碳浓度倍增只能使其增产0~lO%，同时还要承受因二氧化碳增加而长势更旺的杂草的压力，因而二氧化碳倍增对许多以种植玉米、高粱为主地区(如非洲撒哈拉沙漠南部)的谷物生长不一定有利。此外，由于昆虫是变温动物，受气候的影响特别明显，气候变暖使得分布区边缘的农作物害虫有可能向区外扩展，而且使许多害虫的越冬存活率提高，会导致疾病和病虫害的发生率增大。
(5)全球变暖对人类健康的影响 人类健康取决于良好的生态环境，全球变暖将成为影响下个世纪人类健康的一个主要因素。极端高温对人类健康的影响将变得更加频繁、更加普遍，主要体现为发病率和死亡率增加。全球增暖直接影响呼吸器官疾病、过敏和传染病，尤其是疟疾、淋巴腺丝虫病、血吸虫病、钩虫病、霍乱、脑膜炎、黑热病、登革热等传染病将危及热带地区和国家，某些目前主要发生在热带地区的疾病可能随着气候变暖向中纬度地区传播。传染病的各个环节中(病原——病毒、原虫、细菌和寄生虫等；传染媒介——蚊、蝇、虱等带菌宿主)，传媒对气候最敏感。温度和降水的微小变化对于传媒的生存时间、生命周期和地理分布都会发生明显影响。
2.2 臭氧空洞
近三十年来，随着人类物质文明的空前发达，高层大气中的臭氧浓度一直在不断地急剧下降。尤其是当英国科学家J．Fannamn宣布南极上空的臭氧层出现了一个空洞后，在国际社会引起了广泛的震动。尽管其成因、影响、与人类活动的关系、发展趋势等问题尚未弄清，但这个发现极大地改变了有关政策的着眼点和内容，提出了紧急行动起来研究控制大规模臭氧层耗竭的紧迫性。
2.2.1 臭氧层与臭氧空洞
臭氧(03)不同于人类和生物界所呼吸的氧气(02)，大气中的含量很少，仅为百万分之一，总重量在30×108t左右。臭氧在大气中通常分布在两层，即对流层和平流层。环绕在地球表面至高空8~16km范围内的一层大气称为对流层，这一层中的臭氧对人类和生态环境是有害的，它也是形成当前城市大气光化学烟雾污染的主要物质。对流层向上大约50km左右的范围，就是通常所称的平流层，平流层保存了大气中90%的臭氧。太阳向宇宙射出的光线中包含的紫外线(UV-B)，可破坏人体的抗病能力，诱发麻风病、天花、白内障、皮肤癌等疾病。位于平流层的臭氧能有效地吸收对人类健康有害的紫外线(UV-B)，从而保护了地球上的生命。具体地说，在离地面以上20~30km的大气圈的平流层底部，有一个臭氧浓度相对较高的小圈层，厚度在正常压力下约为8km，即为臭氧层。臭氧层中的臭氧吸收了来自太阳99%的高强度紫外线，并能限制大气层的温度，保护了地球生物的生存。
30年来，人们逐渐认识到平流层大气中的臭氧正在遭受着越来越严重的破坏。1984年，英国科学家首次公布了南极上空平均臭氧含量减少30％左右这一事实，即南极已形成一个巨大的臭氧空洞；1985年，英国科学家约瑟夫·法曼（Joseph Farman）等人总结他们在南极哈雷湾观测站(Halley Bay)的观测结果，发现从1975年以来，每年早春(南极10月份)总臭氧浓度的减少超过30％；同年，美国“雨云-7”号气象卫星测到了这个“洞”的面积与美国领土相当，深度相当于珠穆朗玛峰的高度。经多年观测发现，南极的臭氧空洞通常出现在南极的春天，即从9月开始出现臭氧减少，到11月中旬消失，但近几年，南极臭氧层空洞出现的时间延长了且面积也在增加，如1987年10月，南极上空的臭氧浓度降到了1957~1978年间的一半，臭氧洞面积则扩大到足以覆盖整个欧洲大陆；1990年臭氧空洞一直持续到12月；1994年lO月17日观测到的臭氧洞曾一度蔓延到了南美洲最南端的上空；1995年观测到的臭氧洞发生期间是77天，到1996年南极平流层的臭氧几乎全部被破坏，臭氧洞发生期间增加到80天；而1998年南极臭氧空洞持续时间超过了100天，是南极臭氧空洞发现以来的最长记录，面积则达到了2724×104km2，比1997年约增大15％，几乎可以相当于三个澳大利亚，或者说相当于南极大陆面积的两倍，当情况严重时，南极紫外线辐射比前几年增大了两倍。
臭氧层的损耗不只发生在南极，在北极上空和其他中纬度地区也都出现了不同程度的臭氧层损耗现象。北极地区在l~2月期间，16~20km高度的臭氧损耗约为正常浓度的10%，北纬60o~70o范围的臭氧浓度的破坏约为5%~8%。根据全球总臭氧的观测结果，除赤道地区外，臭氧浓度的减少在全球范围内发生，臭氧总浓度的减少情况随纬度的不同而有差异，从低纬到高纬臭氧的损耗加剧，1978~1991年间每十年的总臭氧减少率为l%~5%。
2.2.2 臭氧层破坏的原因
臭氧层破坏有很多原因，如森林火灾、极地低温、太阳黑子活动等，但破坏臭氧层的罪魁祸首不是自然界，主要是人类自身。现代工业的发展使大气中更多的氯化物穿透平流层，在太阳光的辐射下，大量的氯原子从氯化物中被分解释放出来。在自然条件下，大气中臭氧的平衡如图8.3所示，而氯原子对臭氧的破坏如图8.4所示。一个氯原子在被中和之前能够破坏几千个臭氧分子，氯原子通过和甲烷反应生成HCl和C而被中和，并通过降雨返回地面，破坏臭氧时生成氯的一氧化物。研究证实，空洞中的氯-氧化物浓度比通常情况要高几百倍。
大气中含有的天然生成的氯气很少，诸如来自漂白剂和工业化合物等人造产品的氯气，通常在低空中与氢气结合生成氢氯酸，被雨水从空气中洗去。要想达到高空，氯原子必须通过运动的载体分子输送。人造CFCs 是首先被发现的一种载体，CFCs随处可见，世界上每年生产CFCs约80万吨，其中4/5是发达国家生产的。仅美国一年就要消耗约32万吨氟里昂，它们最终都进入了大气。据美宇航局研究，目前大气中CFCs的浓度每年增加70%。虽然氯氟烃的生产时间仅仅60年，但有关研究表明最近40年大气中氯的含量已增长了600%。
根据加州大学喷气动力实验室莫利纳的解释，CFCs的产生和释放削弱了从高空中去除氯的途径。莫氏认为，CFCs与臭氧和其他分子相撞生成一种过硝酸，过硝酸能够溶解冰云，没有高空冰云去捕捉氯，那么每个氯分子在平流层滞留时间约2年，破坏的臭氧分子不仅仅是几千个，可能会轻易地破坏几十万个臭氧分子。与CFCs工业发展同步发生的冰云(氯分子清污剂)的消失，说明了臭氧空洞增长如此迅速的原因。
2.2.2 臭氧层破坏对人类及环境的影响
臭氧浓度降低，臭氧层的破坏，将对地球生命系统产生极大的危害。平流层的臭氧总量减少，到达地面的有害紫外线(UV-B)将会增加。
(1)对人体健康的影响 阳光中紫外线的增加对人类健康有严重的危害作用，如使皮肤癌和白内障患者增加，损坏人的免疫力，使传染病的发病率增加。据估计，臭氧减少1%，皮肤癌的发病率将提高2%(4%，白内障患者将增加0.3%(0.6%，全世界由于白内障而引起失明的人数将增加10000(15000人，如果不对紫外线的增加采取措施，从现在到2075年，紫外线辐射的增加将导致大约1800万例白内障的发生。人体暴露于紫外线强度增加的环境中，免疫系统会受到抑制，诱发人类常患的皮肤疾病。据统计，全世界每年死于皮肤癌的约有10万人，这与紫外线辐射有关。紫外线照射的另一个副作用是削弱人体通常对疾病的抵抗力，在热带国家中，寄生虫病和传染病可能会由于潮湿的气候和紫外线辐射的增加而增加。长期暴露于强紫外线的辐射下，会导致细胞内的DNA改变，人体免疫系统的功能减退，人体抵抗疾病的能力下降。
(2)对生态系统的影响 对农作物的研究表明，过量的紫外线辐射会使植物的生长和光合作用受到抑制，使农作物减产。在已研究过的植物品种中，超过50%的植物有来自紫外线的负影响，比如豆类、瓜类等作物，另外某些作物如土豆、番茄、甜菜等的质量将会下降。紫外线辐射增加，使植物叶片变小，光合作用减弱，并使植物更易遭受病虫害，使粮食减产，也可能导致某些生物物种的突变。在森林和草地等生态系统中，过多的紫外线对物种的组成、植物的竞争平衡、食草动物、植物致病菌和生物地球化学循环等都有潜在影响，进而改变不同生态系统的生物多样性分布。紫外线辐射也使处于食物链底层的浮游生物的生产力下降，由于浮游生物是海洋食物链的基础，浮游生物种类和数量的减少还会影响鱼类和贝类生物的产量从而损害整个水生生态系统。
过量的紫外线会加速建筑、喷涂、包装及电线电线等材料，尤其是使塑料等高分子材料老化和分解，结果又带来光化学大气污染。由这一破坏作用造成的损失全球每年达到数十亿美元。
2.3 生物多样性减少
人类的生存离不开其他生物。地球上多种多样的动物、植物和微生物为人类提供了不可缺少的食物、纤维、木材、药物和工业原料。它们与其物理环境之间相互作用所形成的生态系统，调节着地球上的能量流动，保证了物质循环，从而影响着大气构成，决定着土壤性质，控制着水文状况，构成了人类生存和发展所依赖的生命支持系统。物种的灭绝和遗传多样性的丧失，将使生物多样性不断减少，逐渐瓦解人类生存的基础。
2.3.1生物多样性的涵义
生物多样性是一个描述自然界多样性程度的概念，它涉及到生态系统、物种及某一特定群体的基因的数量和频率，是生物在长期的环境适应过程中逐渐形成的一种生存策略。1992年《生物多样性公约》把生物多样性定义为：所有来源的形形色色的生物体(其来源包括陆地、海洋及其他水生生态系统)及其构成的生态综合体。换言之，生物多样性是一个地区所有生物体及环境的丰富性和变异性，是一个地区内遗传(基因)、物种和生态系统多样性的总和，包括遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性4个层次。
(1)遗传多样性 遗传多样性是生物多样性的重要组成部分，是地球上所有生物携带的遗传信息的总和。物种是构成生物群落进而组成生态系统的基本单元，任何物种都具有其独特的基因库和基因组成。生物多样性包含了基因(遗传)的多样性；故遗传多样性是生态系统多样性和物种多样性的基础。遗传多样性是生物多样性的内在形式，主要包括分子、细胞和个体三个方面的遗传变异多样性。
(2)物种多样性 自然界植物、动物和微生物物种以及所有的生态系统与其紧密相关的生态过程组成了生物多样性的基本内容，而物种多样性则是生物多样性研究的核心内容。物种多样性是生物多样性在物种水平上的表现形式。物种多样性有两方面的含义，一是指一定区域内物种的总和，主要是从分类学、系统学和生物地理学角度对一个区域内物种的研究，可称为区域物种多样性；二是指生态学方面物种分布的均匀程度，常常是从群落组织水平上进行研究，有时称生态多样性或群落物种多样性。
(3)生态系统多样性 生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及生态系统内生境、生物群落和生态过程变化的多样性。此处的生境主要是指无机环境，如地貌、气候、土壤、水文等。生境的多样性是生物群落多样性乃至整个生物多样性形成的基本条件。生物群落的多样性主要指群落的组成、结构和功能方面的多样化，它们的生态过程是指生态系统组成、结构和功能在时间、空间上的变化，主要包括着物种流、能量流、水分循环、营养物质循环、生物间的竞争、捕食和寄生等。
(4)景观多样性 景观是由斑块、廊道和背景基质所构成的空间上的叠合体。斑块是景观的均质单元；廊道是联系斑块的桥梁和纽带(如防火带、防护林)；基质是景观中面积最大、最连续的部分，在景观动态中起重要作用。不同类型的景观要素或生态系统在空间结构、功能机制和时间动态方面存在着多样性。景观多样性是指与环境和植被动态相联系的景观斑块的空间分布特征。人们在谈到景观时往往首先想到宏观类型的地理景观，如高山、湖泊、草原、森林、沙漠、沼泽等等。景观多样化会为被保护物种提供多种类型的小生境，在这些小生境中，物种可采用迁徙的方式避开不利环境，进而增加抵御非密度制约因素突然变化带来的伤害。
2.3.2 生物多样性的价值
经济学家和生态学家都承认生物多样性对人类具有价值。生物多样性的价值由人类可利用价值和不可利用价值(其内在的价值)两部分组成。生物多样性的利用价值可分为直接利用价值、生态价值、科学价值和美学价值四大类。
(1)生物多样性的直接利用价值 指生物资源具有可供人类消费的价值，如生产性使用价值(可供市场交易的物品)包括木材、建材、鱼、毛皮、水果、树胶、药用植物、象牙、蜂蜜等；消费性使用价值(非市场价值)包括薪材、畜粪、饲料、猎物等。目前人们仅仅利用了生物界的一部分，许多野生动植物还有待驯化，以培育新的作物、家畜；许多野生乔木可以筛选速生树种。据统计，地球上大约有7(8万种植物可以食用，其中可供大规模栽培的约有150多种，迄今为止被人类广泛利用的只有20多种，却已占世界粮食总产量的90%。驯化的动植物物种基本上构成了世界农业生产的基础。野生物种方面，主要是以野生物种为基础的渔业，在1989年向全世界提供了l亿吨食物。
(2)生物多样性的生态价值 指它能维持生物圈的功能。绿色植物通过光合作用吸入二氧化碳、呼出氧气，维持了大气成分的相对稳定，也能通过吸收、吸附等作用把污染物吸入体内或吸附到体表，起到净化空气的作用。森林和草地截留降水，减少雨水冲刷作用，保持水土。动物的无形作用，如昆虫类动物(蜜蜂、蝴蝶等)的传授花粉，土壤中的分解者(真菌、微生物)和土壤穴居动物(蚯蚓等)分解了死去的植物和动物，清除了有机垃圾，是生物圈物质循环中不可缺少的“清洁工”。
(3)生物多样性的科研价值 现有的生物多样性包含着丰富的信息，具有科学研究的价值。经过20年的定位研究，Cherfas发现荷兰森林中真菌数量下降了，不但食用菌数量下降，其他真菌也在减少。德国的研究也发现了类似的现象。在森林中，蘑菇与树木共生，土壤真菌促进了植物抗草食动物啃食和抗低温能力，增强了植物吸收养分的能力。森林真菌的消失，可能是树木大量死亡的前兆，因此，科学家正在研究扭转这一不利趋势的措施。
(4)生物多样性的美学价值 美学价值是生物多样性环境功效的组成部分。鸟类、热带鱼、蝴蝶和观赏植物的美人人皆知。生物不但有华丽的外表，给人以美的享受，而且其精美的内部结构，也令人惊叹。自然界动植物复杂的生活方式以及与其他生物间错综复杂的关系，吸引了无数的人去研究和探索。近年来全球兴起生态旅游热，也是对生物多样性美学价值的肯定。据估计，全球生态旅游业的产值达120亿美元。
生物多样性的内在价值是一个有争议的概念。一些保护生物学家和环境哲学家认为生物多样性具有内在价值。生物不同于机器，能自我选择或按其DNA链的遗传信息规定的目标运转，这种内在价值是无法进行客观估计的。生物及其组合多样性的存在使人类有了适应环境变化和未来需求的能力。生物资源重要的特性是合理利用，它可以再生以至持续使用，不合理利用，它就可能灭绝。而矿物资源虽然不可能再生，但其中大部分物质可重复再利用，不至灭绝。生物多样性的利用价值与内在价值是相互关联的。
2.3.3 世界生物多样性现状
全世界大约有1300万(1400万个物种，但科学描述过的仅约有175万种(表8.2)。实际上，科学描述过的物种被认为是有效的。物种的准确数目对大多数类群来说是不清楚的。对高等植物和脊椎动物的了解相对比较清楚，对其他类群如昆虫、低等无脊椎动物、真菌等，尚了解甚少。
表8.2 全球主要类群的物种数目
表格
热带森林(尤其是雨林)仅占世界陆地总面积的7％，但却是生物多样性最集中的地区，赋存着地球上一半以上的物种。我国热带面积仅占国土的0.5％，却拥有全国物种总数的25%。在秘鲁1hm2的森林中，就发现了283种树木和17种藤本植物，在一棵树上就有43种蚂蚁，几乎同整个英国的蚂蚁种类差不多，尽管如此，热带森林中还有数以万计的物种尚未被发现。
但热带森林与海洋相比，还是小巫见大巫。人类对海洋的了解很少，以至于在海洋中经常有许多惊人的发现：1986年发现了一个新的生物门——Loricifera门。深海世界也并非一片死寂，例如在美国新泽西州海岸1500—2000m深的海底沉积物中，人们竟然发现有10多个门100多个科的898种生物。
2.3.4 生物多样性的危机及其根源
(1)生物多样性的危机 随着地球的演化，曾经产生过千百万种生物，但它们大多灭绝了，现在存在的生物也许只是代表曾经存在过的生物总数的千分之几。大灭绝是指在相对短的地质时间内，生物区系的多样性遭到大规模的破坏，生物界类群大规模消失的现象。一般是指由大规模的环境变化引起的，如全球性升温或降温、灾变等，人类活动也日益成为大灭绝的原因。据专家们估计，自恐龙灭绝以来，当前地球上生物多样性降低的速度比历史上任何时候都快，鸟类和哺乳动物现在的灭绝速度或许是它们在未受干扰的自然界中的100(1000倍。地球上脊椎动物物种的平均生存期为500万年，脊椎动物灭绝速率为每100年90种(近2亿年来)，高等植物每27年1种(近4亿年来)，即每100年3.7种。1998年世界物种保护协会和世界野生生命基金等组织发表报告说，现在地球上每8种已知植物物种中至少有一种面临灭绝的威胁，即大约有34万种植物物种处于灭绝的边缘。表8.3列出了世界上受威胁物种的情况。
表8.3 世界受威胁物种状况（1989年）
表格
不仅野生动植物的遗传、物种和生态系统多样性下降，家养动物和栽培作物的多样性也在丧失。在美国，97％的蔬菜品种已经消失。高草大草原曾经是北美洲的典型植被，据世界资源研究所估计，北美原有的150万km2大草原现在只剩下不到1％。英国1432km2的石楠只剩下了27％。在澳大利亚和北美洲，自从人类定居以来，74%(86%体重在44kg以上的大型动物由于人类狩猎而灭绝了。自1600年以来，所有生物类群中，以哺乳动物和鸟类的灭绝比例最高，分别为2.1％和1.3％。公元1600-1700年期间，大约每10年灭绝一种哺乳动物和鸟类，而公元1850-1950年期间，灭绝速率上升到大约每两年灭绝一种哺乳动物和鸟类。在过去的400年中，全世界共灭绝了58种哺乳动物。平均约每年灭绝0.15种，大约每7年灭绝1种，这个速率较化石记录高7-70倍。20世纪内已经灭绝了23种哺乳动物，每年0.27种，每4年中就有一种哺乳动物从地球上消失了，灭绝速率较正常化石记录高13-135倍。
人类活动还可以造成物种的局部灭绝，这种局部灭绝可能导致物种的最后灭绝。目前，野生动物栖息地破碎成斑块，斑块间的距离大，斑块面积小。一旦物种在局部斑块灭绝后，个体在斑块间自由迁徙，很难恢复重建种群。在美国西北部的各国家公园中，自建立以来，都发生了哺乳动物的灭绝，哺乳动物的灭绝速率高于迁入速率，国家公园的面积越小，灭绝率越高；国家公园建立的时间越长，灭绝率越高。
据中国1962年、1973年、1980年、1984年和1989年颁布的野生动物保护名录统计，列入名录的哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类和鱼类种类，1962年为59个分类单元，其中处于濒危状态的I级保护种类有27个分类单元，到1989年则增加到376个分类单元。其中，列为I级保护的种类达101个分类单元，高于世界平均水平。
从生态系统类型来看，最大规模的物种灭绝发生在热带森林，其中包括许多人们尚未调查和命名的物种。热带森林占地球物种的50％以上。据科学家估计，按照每年砍伐1700×104hm2的速度，在今后30年内，物种极其丰富的热带森林可能要毁在当代人手里，大约5%(10％的热带森林物种可能面临灭绝。总体来看，大陆上66％的陆生脊椎动物已成为濒危种和渐危种。海洋和淡水生态系统中的生物多样性也在不断丧失，其中受到冲击最严重的是处于相对封闭环境中的淡水生态系统。
(2)生物多样性减少的原因 生物多样性丧失的直接原因主要是生境丧失和破碎化、外来种的侵入、生物资源的过度开发、环境污染、全球气候变化和工业化的农业及林业等。但这些还不是问题的根本所在，根源在于人口的剧增和自然资源消耗的高速度，不断狭窄的农业、林业和渔业的贸易区域，经济系统和政策未能正确评估环境及其资源的价值，生物资源利用和保护产生的效益分配的不均衡，知识及其应用的不充分，以及法律和制度的不合理。
人口增长带来的对生存空间和食物需求的增长，使地球上的许多地区大面积人造景观增多，如农田、人工草场、人工林和人工水产养殖基地等取代了自然景观。人类生存空间的扩展侵占了野生动物的生存空间，这是目前物种灭绝的最主要原因。
2.4 酸雨
酸雨最初发生于19世纪80年代。到20世纪，欧洲出现因水体酸化鱼类死亡的现象，50年代以后，欧洲许多国家相继受到酸雨的危害。在1972年召开的“人类环境会议”上，瑞典政府向大会提交的题为“跨越国境的空气污染——空气和降水中硫对环境的影响”的报告，引起了普遍的重视。80年代后，酸雨的危害加剧，世界范围内均出现酸雨危害，欧洲更加严重。酸雨的远距离输送，使得酸雨污染发展成为区域环境问题和跨国污染问题。
2.4.1 酸雨的形成
空气污染主要是人类大量燃烧化石燃料造成的，并主要分布在污染源集中的城市地区。50年代初，在发达国家、特别是大工业区，通过对大气降雨的异常现象研究发现雨水中含有大量的硫酸（H2S04）、硝酸(HNO3)、碳酸(H2CO3)、盐酸(HCl)等物质。近半个世纪以来，由于能耗量过大，大量的氮和硫的氧化物污染大气，在空中与水分子结合后，生成硫酸和硝酸的稀溶液，此外还有盐酸、有机酸的成分，这时降下的雨水就是酸雨。酸雨也叫酸沉降，是指pH小于5.6的雨、雪、霜、雹等大气降水，是人为排放的氮氧化物和硫氧化物进入大气后，经扩散、迁移、化学转化后形成的酸性降水。酸雨跟正常雨水的降落过程一样具有可播性、渗透性、跨国界性和季节性。
二氧化硫和氮氧化物的来源有天然和人为排放两个方面。二氧化硫的自然来源包括微生物活动和火山活动，含盐的海水飞沫也增加了大气中的硫含量。自然排放的硫约占大气中全部二氧化硫的一半，但由于自然循环过程，自然排放的硫基本上是平衡的。而人为排放的二氧化硫和氮氧化物则是酸雨形成的根本原因。人为排放的硫主要来自贮存在煤炭、石油、天然气等化石燃料中的硫，在燃烧过程中以二氧化硫形态释放出来，另外一部分来自金属冶炼和硫酸生产过程。随着化石燃料消耗量的不断增长，全世界人为排放的二氧化硫在不断增加，其排放源主要分布在北半球，占全部人为排放的二氧化硫的90％。
天然源和人为源排放了几乎同样多的氮氧化物。天然来源主要包括闪电、林火、火山活动和土壤中的微生物过程，广泛分布在全球，对某一地区的浓度不发生什么影响。人为排放的氮氧化物主要集中在北半球人口密集的地区。机动车排放和电站燃烧化石燃料差不多占氮氧化物人为排放量的75％。全球二氧化硫和氮氧化物的主要来源是工业化国家，特别是欧美地区，如美国，1986年的二氧化硫和氮氧化物排放量居全球第一，分别为2120×104t和1930×104t。但近10多年来亚太地区经济的迅速增长和能源消耗量的迅速增加，使这一地区的各个国家，特别是中国成为一个主要排放大国。
2.4.2 酸雨的危害
酸雨有“空中死神”之称，危害极大，包括湖泊、河流、地表水的酸化以及对鱼类和其他水生生物的危害；森林生产力下降、土壤酸度增加；建筑物被腐蚀等。表现在以下方面：
(1)对水生生态系统的危害 酸性物质进入水体主要两条途径，一是直接沉降到水体表面发生酸化作用；二是经过树冠、土壤之后进入水体。酸沉降可对水生生态系统产生许多现实的和潜在的影响，包括河流和湖泊的酸化、水质下降，抑制微生物的活动，影响水生生态系统中有机物的分解以及水生态系统的营养和能量循环。从而使水体中生物群落中耐酸种类增加，不耐酸的种类减少；破坏水体中各类生物之间的相对平衡。淡水湖泊和河流的酸度增加，将使水体中的细菌、水藻、无脊椎动物和鱼类数量发生变化。水体酸化还会使土壤和底泥中的有毒物质(如A1、Cd、Ni)溶解到水中，毒害鱼类，如铝可使鱼鳃堵塞而窒息死亡，还可抑制其生殖腺的正常发育，降低产卵率，杀死鱼苗。河湖酸化会使水中钙的含量降低，损害鱼类的脊椎和骨骼，使其畸形，有害发育。同时，水生生物受损将直接危及许多鸟类和捕食蛙、蝾螈、蟾蜍的哺乳动物，对陆地生态系统也会产生深远的影响。
加拿大安大略省是受酸雨危害较重的地区，据1988年该省政府的报告书，省内湖面超过1hm2的共约16万个湖泊中，有40%已酸化，其中的30%鱼类已全部绝迹。从1975年起的8年间，该省有关部门开始向一个称为“223号湖”的无名小湖中排放酸，以观察随pH下降湖泊的变化。实验结果表明，原本pH为6.8的湖水逐渐酸化，一旦pH降到5左右，最初是虾和米脑鱼(鲤鱼科的小鱼)很快消失。在pH为5.9时，1年内约有700万尾糠虾(节足动物的浮游生物)死亡。不久，鳟鱼类鱼苗消失了，这是由于水体中鱼苗饵料的浮游生物灭绝，食物链被截断而引起的。尽管这时湖水的pH还未达到酸雨定义的5.6，但其危害已显露出来，并被人们所察觉。
(2)对陆地生态系统的危害 酸雨最终下降到地面，可改变土壤的化学成分，发生淋溶，使土壤贫瘠；能抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗土壤中钙、镁、钾等营养因素，使土壤贫瘠化，进而影响农作物生长。土壤pH的降低可使几种重金属(如Cu、Pb、Zn)迁移，被植物根系吸收，重金属的毒性随着pH的下降而增大。随着酸度的增加，植物生长所必需的许多生物过程受到妨害，影响土壤中微生物的活性和数量，从而抑制营养物质和矿物质的循环以及有机物的分解(使土壤中的氨化作用、硝化作用和固氮作用下降)。微生物的体积在酸化的土壤中较小，繁殖速率也低。
酸雨对植被有很强的破坏作用，导致各种生态系统退化。目前，由于受酸沉降的影响，北美和欧洲出现大面积的森林萎缩和减产。酸沉降对作物危害较大，可使烟草、大麦、小萝卜严重减产。农作物与高酸度的降水接触，可使叶片在短时间内出现可见的症状，最为典型的症状是出现微小点状的白色枯死斑点。酸雨和二氧化硫的复合污染对农作物产量的影响由大到小的顺序为：蔬菜高于经济作物，经济作物高于粮食作物；在蔬菜中，根菜高于叶菜类，叶莱类高于果菜类。pH越低，对作物影响越大。酸雨还会伤害植物的芽和叶，尤其是新生叶芽，影响植物的生长发育。在受酸雨危害的地区，野生动物被迫吃污染的草和昆虫等，饮用受污染的水，长期积累势必会对其生长产生有害影响。
(3)对建筑物和艺术品的危害 酸雨能够通过直接化学腐蚀和电化学腐蚀破坏各种建筑物(包括历史和文化古迹、雕塑)、金属、油漆涂层等各种物料，特别是许多以大理石和石灰石为材料的历史建筑物和艺术品，耐酸性差，容易受酸雨腐蚀和变色。降水酸度愈大腐蚀速度愈快。大气中硫化合物使物料爆皮、起鳞片。由于城区硫化物浓度较高，相同物料在城区的腐蚀速率要远远大于乡村地区。传输管线的腐蚀是一个普遍关注的问题。据统计，美国社区供水管线的16.5％处于高度腐蚀状态，52％处于中度腐蚀，因此每年损失3.75亿美元。近年来，中东一些海湾地区的城市建筑在迅速破坏，表现为钢筋水泥结构变形、断裂，甚至坍塌，其中重要原因之一是大气污染引起的腐蚀造成的。欧洲的情况更加严重，不少高级建筑受到了严重破坏，如德国每年由于混凝土腐蚀引起的经济损失为190亿马克。中国重庆市江边的元代石刻佛像，曾经完好无损地保存了多少个世纪，如今却因为酸雨而面目全非，成为“回归自然”的石头。
(4)对人体健康的影响 酸雨会刺激人的眼睛，使眼睛红肿发炎。酸雨还会造成地表水和地下水体的酸化，使水中重金属含量增高，饮用这类水或食用酸性河水中的鱼，都会对人体健康有所危害。通常，酸化对饮用水的潜在影响又分为三类：增加地面水供应中重金属的残留物；由于微生物活动的变化使饮用水的味道和气味变坏；管道腐蚀使饮用水的金属含量增高。

第三节 重大环境问题的研究对策
3.1控制全球变暖
1979年世界气象组织(WMO)提出了世界气候计划，并编制了世界气候研究计划、世界气候影响调查计划和世界气候资料计划等，以国际机构为主导，由各国政府予以实施。从1980年开始，美国就每年拿出约2千万美元，用以推进二氧化碳增加引起的温室效应机理研究。1985年完成了研究报告。1985年，世界气象组织和联合国环境规划署在奥地利召开了全球学者和政府官员大会，向全世界呼吁认真对待气候变暖问题，由此引发了一系列国际性的政策措施的制定。1992年在巴西召开的联合国环境与发展大会上，166个国家联合签署了《气候变化框架公约》。1997年12月，150多个联合国气候变化公约签字国又在日本京都召开了气候会议，最后签署了《京都议定书》，对工业化国家的温室气体排放量规定了削减指标，规定了发达国家应减少6种温室气体的排放，除二氧化碳之外，另5种气体分别为一氧化二氮、甲烷和三种氯化烃等。
控制温室气体的排放首先要控制二氧化碳的排放，调整能源结构，多使用核能、水能、太阳能、风能、地热能、沼气等污染少的清洁能源，建立高效率的联合循环燃汽轮机发电厂，推广联合供热、供电系统，鼓励使用小型节能的汽车，改进燃煤发电技术，研究核废料处理方法，提高能源利用率。其次，还要控制甲烷的排放。全球每年排入大气的甲烷约有4.45t，其中2／3来自稻田和沼泽。IPCC的对策报告认为，若采取适当的农作措施，可使稻田甲烷排放量减少10%(30%。采用的方法有栽培措施：减少稻田的淹灌时间，破坏产甲烷菌的生存条件；微生物措施：培养甲烷利用菌，使甲烷被合成为新的有机物并存留在稻田中。此外，应努力研制氯氟烃的替代品，减缓全球气候变化。最后要植树造林，增加森林对二氧化碳的吸收。计算表明，如果每年世界净增林地5000(104hm2，20年后新增林地可吸收二氧化碳约200×108t，达到阻止二氧化碳增长的目的。
3.2遏制臭氧层的破坏
1974年美国加利福尼亚大学的舍伍德·罗兰(Sherwood Rowland)和马里奥·莫里那(Mario Molina)提出了氯氟烃破坏臭氧层的观点。到1980年前后，以欧美为中心，采取措施禁止生产以氯氟烃作为喷雾剂的气溶胶产品。1985年联合国通过了《保护臭氧层维也纳公约》，1988年生效，到1993年4月为止，已有119个国家和1个经济组织加入了该公约。1987年在加拿大蒙特利尔召开的保护臭氧层国际大会，签署了《蒙特利尔保护臭氧层议定书》，规定了破坏臭氧层物质的生产量和消费量。据加拿大政府1997年的一项研究结果，到2060年为止，实施《蒙特利尔保护臭氧层议定书》以控制臭氧层破坏的行动的总成本是2350亿美元，但其通过渔业、农业和人工材料损害的减少所带来的效益是4590亿美元。1989年5月又通过了《赫尔辛基宣言》，提出到2000年全部销毁氯氟烃物质。1996年11月27日在哥斯达黎加召开了世界保护臭氧层首脑会议，164个国家一致同意，在今后3年，用5.4亿美元来毁掉2.1×104t消耗臭氧的化学物质，并规定了1997年生产对臭氧层有害物质总量为1.3×104t。1995年，经济发达国家已经停止使用大部分受控物质，但经济转轨国家没有按议定书要求削减受控物质的使用量。发展中国家按规定到2010年停止使用，但受控物质使用量仍处于增长阶段。
保护臭氧层的具体措施有许多，如在技术上，可提高对氯氟烃的利用效率、回收和再循环利用，改进氯氟烃产品和寻找替代品等。美国2/3的CFCl2主要用于汽车空调器，而30%都泄漏了，通过改进技术则可以减少损失。如电冰箱中的制冷剂和发泡剂可用CFCs、HCFCs、HFCs和HCs等化学物质，其中以CFCs对臭氧层的破坏最为严重，其次为HCFCs、而HFCs和HCs则对臭氧层没有破坏，用作电冰箱制冷剂替代物的有HFCl34a、丙烷(HC290)、异丁烷(HC600a)和混合物质(HFCl52a与HCFC22)等。此外，许多国家采取了一系列措施，一类是传统的环境管制，如禁用、限制、配额和技术标准，并对违反规定实施严厉处罚；一类是经济手段，如征收税费、资助替代物质和技术开发等。
3.3生物多样性的保护措施
生物多样性的减少，不仅会使人类丧失各种宝贵的生物资源，丧失它们在食物、医药等方面直接和潜在的利用价值，而且会造成生态系统的退化和瓦解，直接和间接威胁人类生存的基础。因此，国际上比较早地采取了一个国际条约体系。20世纪70年代以来，陆续通过了以野生动植物的国际贸易管理为对象的华盛顿公约，以湿地保护为对象的拉姆萨尔公约，以候鸟等迁徙性动物保护为对象的波恩公约，以世界自然和文化遗产保护为目的的世界遗产公约及其他一些国际或区域性的公约和条约。1992年，在联合国环发大会上通过了《生物多样性公约》，几个国家环境组织还在会议上公布了“全球生物多样性保护战略”，形成了保护生物多样性的综合性公约和战略。
保护生物多样性就是采取措施保护基因、物种、生境和生态系统，使其长期地满足人类的各种现实和潜在的需求；督促各国政府在制定土地开发和农业、林业、牧业和渔业等发展计划时，合理利用现已所剩不多的自然生境，防止自然生境的进一步缩小和破坏。保护生物多样性的基本方法包括：挽救、研究和持续而均衡(公平)地利用自然资源。其中，生物多样性研究的主要内容有就地保护研究、迁地保护研究、濒危物种和受威胁情况的研究、栽培和家养资源与野生亲缘种的研究、自然保护区有效管理的研究、提高主要农区生物多样性研究等。从保护的具体途径来划分，主要有就地保护、迁地保护与离体保护。就地保护主要是就地设立自然保护区、国家公园、自然历史纪念地等，将有价值的自然生态系统和野生生物环境保护起来，以维持和恢复物种群体所必需的生存、繁衍与进化的生境，限制或禁止捕猎和采集，控制人类的其他干扰活动。通过设置不同类型的保护区，可以形成生物多样性保护区网络。全世界l000hm2以上的保护区已建成4500多个，其覆盖面积约占全球陆地总面积的5％(6％)。迁地保护是指采取迁地措施以恢复和复兴受威胁物种。迁地保护最好在物种组成部分的原产地进行，通常是通过建立植物园、动物园、水族馆及各种物种资源的繁殖设施。目前世界各国动物园及动物圈养地共饲养脊椎动物3000多种，个体数量达54万头；全球1500多个植物园均承担保护植物物种资源的任务。离体保护是用现代技术将生物体的一部分进行长期贮存，以保护物种的种质。通过建立植物种子库、动物细胞库、精子库、配子库、胚胎库、繁育中心和基因库，对野生生物物种和遗传基因进行保护。目前，世界种子库中登记入库的植物种质样本已达200万个。此外，健全法律法规、防治污染和控制气候变化，以及加强环境保护宣传教育和加大科学研究力度等也是保护生物多样性的相当重要的途径。
3.4酸雨的防治措施
随着对酸雨认识的不断加深，人们提出了越来越多的减缓对策。一般来说包括两大类，主动地大幅度削减二氧化硫和氮氧化物等空气污染物的排放和被动地对被污染的环境进行改造恢复。具体措施主要有以下几点。
(1)使用低硫的燃料 化石燃料中硫含量一般为其重量的O.2％(0.3％，增加洗硫装置，可以减少二氧化硫排放达l/3以上。此外，用煤气、天然气代替燃煤也是减硫的途径之一。
(2)改进燃烧技术、改善燃烧装置 减少污染物排放可以使用流化床锅炉，其燃烧率极高(达99％)，可去除80％一95％的二氧化硫和氮氧化物以及重金属。
(3)采用烟道气脱硫脱氮装置 在烟道气排出之前，喷以石灰等，使二氧化硫与碳酸钙反应生成硫酸钙，这种副产品还可用作建筑材料等。
(4)改进汽车发动机技术、控制汽车尾气排放 一般柴油中含硫0.4％，为工厂所用燃料含硫量的3倍。汽车尾气中所含氮氧化物则是城市大气污染的主要来源。所以，必须控制汽车排放污染物的量，具体措施有：改进发动机、装汽车尾气净化器等等。
为了综合控制燃煤污染，国际社会提倡实施一系列包括煤炭种类、加工、燃烧、转换和烟气净化各方面技术在内的清洁煤技术，这是解决二氧化硫排放的最为有效的途径。对已存在的酸雨，可以利用石灰处理，提高湖泊、河流和土壤的pH值，对它们进一步酸化能够起到缓冲作用。控制酸雨污染是大气污染防治法律和政策的一个主要领域，它主要包括两方面的措施：一是直接管制措施，其手段有建立空气质量、燃料质量和排放标准，实行排放许可证制度；二是经济刺激措施，其手段有排污税费、产品税(包括燃料税)、排放交易和一些经济补助等。据估计，由于实施交易制度，只需要酸雨控制计划原来估算费用的一半，就可以实现到2010年将全国电站二氧化硫排放量在1980年基础上削减50%的目标。目前，欧洲、北美、日本等在削减二氧化硫排放方面取得了很大进展，但控制氮氧化物排放的成效尚不明显。
同时还要开展国际合作。酸雨在世界各地不断蔓延，各国与各组织机构应联合行动，进行共同防治。为了更好地防范酸雨的危害，1979年，欧洲及北美35个国家签订了《长程越界空气污染公约》，该公约于1983年3月生效，其中关于“至少减少30％硫排放或跨国境流动”议定书，于1987年9月生效，有17个欧洲国家和加拿大批准了议定书。在欧洲，有31个国家的96个地点共同建成了酸雨监测网。加拿大则加入了美国的国家酸沉降评价计划。亚洲国家间的酸雨防治合作也很多，1987(1988年，中日组织了联合调查，进行了与酸雨有关的气体、气溶胶等测定的科研工作；1989年，日本、韩国和中国的研究人员还对日本海降水中的大气污染物进行了测定、解析。1992年联合国环境规划署委托世界气象组织收集了世界范围内的有关酸雨的数据。这些行动都充分表明酸雨危害已引起全球范围的重视。

第三节 全球环境问题的发展趋势

环境问题贯穿于人类发展的整个阶段。但在不同历史阶段，由于生产方式和生产力水平的差异，环境问题的类型、影响范围和程度也不尽一致。然而，当前的全球变化将导致怎样的未来环境? 对人类社会的持续发展又将产生怎样的影响?
4.1发展中国家环境问题的发展趋势
4.1.1 人口激增和贫困
发展中国家的主要环境问题由于文化和其他社会根源，发展中国家的人口激增状况到21世纪初尚不可能改观。虽然食物供应有所增加，但实际人均食物消费水平在南亚、中东和非洲的大部分地区即使不下降，也不会有大的改善。随着人口和经济活动的增加，污染物排放量也将大大增加，对自然资源产生巨大的压力。
4.1.2 与城市化相关的问题异常严重
经济高速发展必然导致人口分布的变化和资源的大量消耗以及随之而来的生态环境破坏与污染。在经济发展高峰的发展中国家，经济发展导致了大批人口流向城市，会导致住房紧张、交通拥挤、污染严重、疾病蔓延等状况。
4.1.3 自然资源消耗加速，生态环境破坏严重
发展中国家比工业化国家更多地依赖自然资源——土壤、水域、森林和矿产。然而今天这个资源基础正在迅速削弱，其结果是发展前景遭到破坏，环境进一步恶化。
4.2发达国家环境问题的发展趋势
4.2.1 工业废弃物、生活垃圾急剧增加，大气氮氧化物污染难以得到有效控制，并进一步加剧了全球性环境问题
如果世界经济结构不发生重大变化，发达国家的巨额经济增长，必然产生更多的废弃物。一方面由于历史和现实的原因，本来在发达国家内禁止兴办的、对环境有严重污染和危害的企业，因其经济效益高而转移给发展中国家，甚至将有毒有害废物直接倾倒在公海或发展中国家。另一方面，废气、废水、废渣的排放总量显著增加。
4.2.2 自然资源消耗和破坏增加，使全球环境资源的破坏和能源萎缩加速
许多环境问题主要是发达国家在工业化过程中过度消耗自然资源和大量排放污染物引发的。他们为了保持其高度发展的经济，必然以消耗其本国的自然资源和通过不公平的经济交往耗用发展中国家的自然资源为前提，不论是从总量还是从人均水平来讲，其资源的消耗和污染物的排放都仍然大大超过发展中国家。
4.2.3 室内环境污染问题突出
城市现代化的发展使得室内环境污染性质发生改变，由炊事活动引起的煤烟型空气污染转变为以辐射、放射性为主的污染。人们为获得舒适的室内空调环境并节约能源，密闭性能良好的节能建筑应运而生，在这种建筑中，室内外空气交换的性能很差，全靠机械动力设施，使一些本来影响不大的污染现象对人体健康产生新的危害。
4.3 人类的主要行动
面对以上种种日益严重的环境问题，人类不能再继续我行我素，而是要采取一定的措施去减缓或消除已存在的灾害，积极地对生态环境进行保护和合理利用，以满足人类未来的生存、生产和生活需求。1972年6月5日，“联合国人类环境会议”在瑞典首都斯德哥尔摩召开。会议研讨并总结了有关保护人类环境的理论和现实问题，制订了相应的对策和措施，提出了“只有一个地球”的口号，并呼吁各国政府和人民为维护和改善人类生存环境，造福全体人民，造福子孙后代而共同努力。这是联合国史上首次研讨保护人类环境的会议，也是国际社会就环境问题召开的第一次世界性会议，标志着全人类对环境问题的觉醒，是世界环境保护史上的第一个里程碑。1992年6月3日至14日，联合国环境与发展大会在巴西里约热内卢举行。这次会议不仅筹备时间最长，规模也最大，堪称是人类环境与发展史上影响深远的一次盛会，是环境保护史上的第二座里程碑。环发大会通过了《里约环境与发展宣言》和《21世纪议程》两个纲领性文件以及《关于森林问题的原则声明》，签署了《气候变化框架公约》和《生物多样性公约》。这些文件充分体现了当今人类社会可持续发展的新思想，反映了关于环境与发展领域合作的全球共识和最高级别的政治承诺。
人类已渐渐认识到全球环境问题的严重性和紧迫性，采取了一定的措施对生态环境加以保护和治理，对减缓生态环境恶化的速度和降低全球环境问题恶化的程度做出了贡献，取得了一定的成就。在解决环境问题的长期探索中，人们逐渐认识到，全球环境问题解决是一项长期的、严峻的任务，需要全世界每一个国家、每一地区乃至每一个个人的参与；单纯依靠污染控制技术是解决不了日趋复杂和广泛的环境问题的，要按照生态可持续性和经济可持续性的要求，改革传统的单纯追求经济增长的战略和政策，对传统的经济增长模式，包括生产和消费模式做出重大变革，控制人口，改变现有技术和生产结构，减少资源消耗；及时观察全球环境变化的动态，因地制宜地采取有效的措施；各部门各地区要紧密配合，团结一致，有计划有步骤地对已有的生态环境破坏进行治理，并积极地保护现存的一切资源和保持良好的生态环境，只有这样，人类才有可能实现自身的可持续发展。

第五节 中国的主要环境问题与对策
中国是国土辽阔、人口众多的国家，有优越的地理位置、独特的自然历史条件，具有复杂多样的地理环境和丰富的自然资源。由于多种因素的影响如人口众多，资源的大量开发，高速的工业化发展，使得自然环境发生了变化：一方面，整治国土，兴修水利，营造防护林，使自然面貌发生了重大的积极变化；另一方面，乱伐森林，滥垦草原。过渡捕捞等盲目开发，使生态平衡遭到破坏，从而又导致自然环境的消极变化。同时，生态破坏的范围也在扩大。目前，环境问题与人口问题已成为我国经济和社会发展的两大难题。
5.1水资源危机
5.1.1 淡水资源危机
水是地球上人类赖以生存的最宝贵的自然资源之一。农业灌溉需要水，工业生产需要水，交通运输需要水，人民生活更少不了水。随着人口的不断增加和工业的迅速发展，全世界用水量与年俱增；世界人口每年净增1.25％，用水量却增4％。因此，全球都面临着水资源危机的问题，而我国的水资源危机问题尤为突出。
我国水资源主要由降水补给，据1984年统计，在我国河川径流总量27000×108m3中，地下水约为8300×108m3，扣除地表水与地下水相互转化重复估算部分，我国水资源总量约28000×108m3，但我国的水资源分布极不平衡。全国水资源的81％集中分布在占全国耕地面积36％的长江流域及其以南地区，占我国耕地面积64％的淮河及其以北地区，水资源仅占全国的19％。由于供水不足，北方的许多地区不得不缩小灌溉面积和减少有效灌溉次数，造成减产。我国水资源的人均占有量很低，华北、胶东、辽中南、西北地区严重缺水；全国500个城市有300多个缺水，其中严重缺水的40多个。每年因缺水造成的工业产值损失近千亿元。长江、黄河、珠江、淮河、松花江、大辽河六大水系干流水系基本良好，但各自都有一些污染严重的地段，流经城市的地段有明显的污染带。城市地下水污染面总氮、总硬度持续上升，已有l/3的水井达不到饮水标准。然而，水资源浪费现象又十分普遍，各大城市中工业用水的重复使用率一般只有25％，最高的才达49％，但在日本，水的重复使用却高达60％；西德更高达64％。具体说来，我国水资源存在以下4个主要问题：
①人均亩均资源占有量低 我国水资源总量居世界第六位，仅次于巴西、前苏联、加拿大、美国和印度尼西亚，但人均占有量仅2477m3(1993年)，约为世界人均的26％，居世界第109位。单位耕地面积占有水量为世界平均水平的80％。中国已被列为全世界人均水资源最少的13个贫水国之一。
②人均水资源的空间分配极不均衡 全国水资源的81％集中在耕地仅占全国36％，人口占全国55％的长江及其以南地区。而全国水资源的19%集中在耕地为64％，人口占全国45％的淮河及其以北地区，形成了南方水多耕地少，水有多余；北方水少，耕地多，水资源短缺的局面。按联合国规定的国际标准：人均水量2000m3为严重缺水的边缘，全国18个省市人均占有水量低于全国平均水平，其中9个北方省市低于500m3/人。1990年我国黄、淮、海3个流域的人均水资源量已接近或低于临界值1000m3/人。
③在水资源总量中，可以利用的水量少 受季风气候影响，我国洪水径流约占年径流总量的2/3。我国现有的8万多座大中型水库在拦蓄洪水径流、减少洪涝灾害以及供水等方面起了很大作用。然而，其防洪库容总量仅仅占多年平均径流的15％，即大部分洪水径流只能宣泄入海而不能加以利用。同时因为我国水资源空间分布极不均衡，因此在28000×108m3的水资源总量中，最大可开发利用量仅为10000×108～12000×108m3。另外，水资源污染日趋严重，导致可用水资源量的进一步减少。从总体上看，我国大部分河段水质较好，水质污染严重的主要是城市河段，然而近年来，我国水污染，特别是流域污染给工农业和人民生活带来了严重影响。水污染问题已成为影响水资源可持续利用的主要问题。目前我国的日排放污水量已超过l×108t，其中80%以上未经处理直接排入水域，造成包括六大水系在内的许多河流的污染，其中污染严重的是淮河、辽河和海河及滇池、太湖、巢湖等流域。
④水资源需求量不断增加，水资源供需矛盾日益尖锐 1949～1993年，总用水量几乎以每10年增加1000×108m3速度递增，在用水结构上，农业用水比例呈下降趋势，工业及城镇生活用水比例呈上升趋势。随着社会经济发展及人口增长，总用水量将呈不断增长趋势，缺水量必将进一步加大。日益尖锐的水资源供需矛盾将成为制约我国经济发展的重要因素之一。
5.1.2 南水北调工程
南水北调工程就是将南方湿润区富余水量调往华北和西北干旱、半干旱地区的宏伟的跨流域调水工程。涉及长江流域、黄河流域、淮河流域和海河流域，受水区达14个省、自治区和直辖市，直接受水面积达106.6×104km2。受水区内现有耕地约2300×lO4hm2，人口约3.1亿，国民经济总产值约1.5×104亿元。其总体规划布局是：分别向西北地区、华北平原中西部和华北平原东部供水，以缓解这些地区水资源的严重不足。这三条线路也即人们所说的南水北调西线工程、南水北调中线工程和南水北调东线工程。
5.2 森林生态功能衰退
我国现有森林面积和总蓄积量居世界第五位。但森林覆盖率仅为13.9％，远低于世界平均水平27％，居世界第104位；人均森林面积0.11hm2，人均森林蓄积量8.6m3，分别为世界平均水平的11.7％和12.6％，属于世界上森林资源贫乏的国家之一。森林资源存在的主要问题，一是森林资源质量不高，材林树种、林龄构成不合理，中幼龄林比重大，其面积占全国林分面积的71％，可采资源少，木材供需矛盾日益突出；二是森林资源总量不足，覆盖率低，资源分布不均，主要分布于东北、西南、东南地区，而西北、华北地区森林资源稀少，风沙危害严重；三是森林资源破坏严重，乱砍滥伐现象比较普遍，天然森林资源面临严重威胁；四是森林灾害较为频繁，1996年全国发生森林火灾5000多次，受害面积18.67×104hm2，火灾受害率为0.75‰，森林病虫害发生面积662×104hm2。森林资源的破坏，加剧了水土流失和沙漠化。仅20世纪50年代到70年代末，我国干旱和半干旱地区沙化土地平均每年扩展约1500km2。
自1978年以来，我国先后确立了以遏制水土流失、防止荒漠化、改善生态环境、扩大森林资源为主要目标的“十大”林业生态工程。这“十大”林业生态工程是：“三北”(东北西部、华北北部、西北地区)防护林体系工程、长江中上游防护林体系工程、沿海防护林体系工程、平原绿化工程、太行山绿化工程、防沙治沙工程、淮河太湖流域综合治理防护林体系工程、珠江流域综合治理防护林体系工程、辽河流域综合治理防护林体系工程、黄河中游防护林体系工程。这十大林业生态工程规划区面积705.6×104km2，占国土面积的73.5％，规划造林总面积1.2×108hm2，覆盖了我国主要的水土流失，风沙危害和台风、盐碱等生态环境最为脆弱的地区，构成了我国林业生态建设的基本框架。截止1997年底，十大林业生态工程累计完成造林面积2734.8×104hm2，增加了草植被，改善了部分地区的生态环境，取得了明显的生态、经济、社会效益。
5.3草地资源退化问题
草地是中国陆地上分布广泛、类型多样、面积最大的生态系统。我国现有草地面积仅次于澳大利亚，居世界第二位。但人均占有草地仅为0.33hm2，约为世界平均水平的一半。我国草地的质量不高，低产草地占61.1％，中产草地占20.9％。全国难利用的草地比例较高，约占草地总面积的5.57％。所以生产能力低下，平均每hm2草地生产能力约为7.02个畜产品单位，仅为澳大利亚的l/10，美国的l/20，新西兰的1/80。更为严重的是，我国90％的草地已经或正在退化。造成草地退化的主要原因，一是对草地资源长期采取自然粗放经营的方式，重利用、轻建设，重开发、轻管理，长期超载过牧，过度使用；二是气候干旱日趋严重，使草地逐步沙化；三是人为采樵、滥挖药材、开矿和滥猎，破坏草地植被。
草地资源的严重退化导致我国成为全球荒漠化土地面积较大，危害较严重的国家之一，荒漠化土地已达262.2×104km2，占国土面积的27.3％。从20世纪50年代起，我国就开展了以造林种草为主的荒漠化治理工作，90年代以来，又有计划大规模地展开全国性防治荒漠化的工作，通过退耕还草、造林种草、育林育草和防沙治沙等措施，使荒漠化得到一定控制或治理，一些地区的农牧业生产条件有所改善。
5.4 海洋生态问题
近些年来，我国海域内的渔场荒废面积呈扩大趋势，海洋生态环境恶化的状况未得到有效控制，有的学者甚至认为，我国海域正经历着严重的荒漠化过程。
5.4.1 海洋污染严重
根据环境保护部门的多年连续监测，我国近岸海域均已受到不同程度的污染和生态破坏，特别是与大中城市毗邻的海域、海湾、入海河口处的污染和生态破坏已经比较严重，并且有继续恶化的趋势。入海的主要污染物是石油类、有机物、营养盐类和重金属。近海海域石油类污染普遍严重，存在不同程度的有机物污染和富营养化，局部地区水质和底质的重金属污染也比较严重。海洋环境污染和生态破坏导致了沿岸、近海渔业资源衰退，生物种类减少，水产品质量下降，养殖滩涂大片荒废，海水养殖污染损失事故不断发生。
5.4.2 过度捕捞
过度捕捞是造成海洋生物产量下降的主要原因。例如，目前在渤海作业的船网已是十几年前的5倍，而每只船的渔获量却仅是十几年前的l/5。许多特有鱼种已经绝迹。
5.4.3 有害生物的蔓延
在特定的环境下，水域中浮游生物的一些种类会爆发性地增殖，使海水的pH值升高，粘稠度增大，对其他浮游生物的生长和生存造成危害，而其自身也因增殖过快或过度聚集大量死亡，释放出大量的毒素，使海水变臭、颜色变红，生态学中将这一现象称为赤潮。赤潮对生态系统的危害是深刻的，在淡水湖泊甚至能造成生态系统结构和功能的崩溃。近年来我国海洋赤潮灾害的发生有四个明显特点：一是频率增高，1990年我国沿海共发生赤潮34起，为1961～1980年20年总和的1.5倍，1991年共发生赤潮38起。二是持续时间长、损失大，一般持续约1个月，其损失达几千万元到几十亿元。三是危及人类的健康和生命，轻者中毒，重者死亡。1986年台湾居民食用赤潮生物紫蛤，30人中毒，20人死亡。浙江省1967—1979年因食用赤潮发生后采集的织纹螺而引起中毒事件40起，中毒患者423人，死亡23人。四是形成赤潮的生物种类增多，发生形式呈多样化。
5.5城市生态环境
5.5.1 生态环境问题
我国城市生态环境问题很多，大致可归结为四大类环境问题。一是大气污染，二是水质污染，三是噪声及其他物理污染，四是固体废弃物污染。在这四类问题中，大气污染最为重要。
①城市大气二氧化硫和酸雨污染呈发展趋势 大气污染是城市主要的环境特征之一。我国城市大气污染主要是以尘埃、二氧化硫为主的煤烟型污染。污染程度北方城市重于南方城市。我国煤炭使用量越来越多，而对二氧化硫污染控制手段和能力都十分有限，致使许多城市大气污染仍然呈发展趋势，而且除煤烟型污染外，光化学烟雾、氟污染、特别是南方地区的酸雨污染呈发展趋势，污染区面积逐年扩大。目前酸雨成片地区由2个增加到4个，从我国西南地区向东向北扩展。
②城市水体有机污染加重，饮用水源水质下降 城市缺水和水污染是城市环境主要问题之一。工业废水、生活污水排放是造成城市地表水、地下水污染的主要原因。我国目前只有19个城市有污水处理厂，1990年城市污水处理率为3.4％。城市水体有机污染严重。许多城市的饮用水源常常由于附近工业废水的排入而被污染，从而失去使用价值，导致水源缺乏。全国有地下水资源的47个主要城市中有43个受到不同程度的污染，北方18个以地下水为主要水源的城市中有17个受到不同程度的污染，且逐年加重，尤以硬度、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮等指标上升为快。流经城市的55条河流89个测点检测，氨氮超标率为58.8％，挥发酚超标率为33.3％，悬浮物超标率为41.9%。根据33个城市77个水源地的水质监测，污染超标率达44.2％，主要污染物是细菌、化学耗氧量、氨氮。城市水体污染表现在江河沿岸大中城市排污口附近岸边污染带和局部水体污染严重两种形式，尤其以二、三级支流污染较为严重。
③城市噪声污染严重 我国城市噪声污染主要是交通车辆引起，据1990年对35个城市噪声监测，交通噪声超过70dB的路段占91.2％。这种状况由于车辆继续增加，在相当长一段时间内将难以改变。区域环境噪声超标率大于50％。工业噪声虽然所占比重不大，但强度高、对周围人群影响大。据统计，我国约70％的城市人口遭受到高噪声的影响，在70个有监测的城市中只有60％的主要城市达标，而一般城市只有33％达到噪声控制标准。
④城市固体废弃物产生量逐年增加，处理率低 全国城市年产垃圾、粪便6.0×107t，有1.5×107t不能清运。工业废渣也是造成城市环境恶化的重要原因之一。废渣不仅占地，而且是大气和水体的污染源。工业废渣成分复杂，性质与城市垃圾不尽相同。工业废渣的排放，不仅大大增加了城市的废弃物排放量，而且使城市固体废物更加复杂，利用和处理也更困难，致使固体废弃物对城市环境的冲击越来越大。
5.5.2城市环境保护对策
①预防为主、防治结合 把环境保护纳入城市经济与社会发展计划，推行城市环境综合整治，执行建设项目环境影响评价和“三同时”制度等，是防止和严格控制新污染源产生的一种有效手段。我国城市环境污染之所以特别突出，布局不合理是一条主要原因。因为我国工业基础薄弱，工艺技术落后，管理不善，布局不合理，故造成严重的环境污染。因此，科学确定城市性质和规模，合理进行城市规划和布局，是保护和改善城市环境的一项重要对策。
②污染者负担 该原则是1972年由经济合作与发展组织(OECD)提出的，此后得到国际上的广泛承认，并成为许多国家的主要环境政策。该政策的具体措施有：第一，结合技术改造防治工业污染；第二，对工业污染实行限期治理，对布局不合理的工厂搬迁和对污染严重的工业产品实行淘汰制度；第三，征收排污费制度。目前除实行“超标收费”外，还实行“排污收费”。
③大力建设城市环境基础设施 城市环境污染严重的一个重要原因是城市基础设施落后，跟不上城市发展步伐。因此要按照环境建设与城市建设同步发展的原则，积极建设城市环境基础设施，大力推广污染集中控制措施。当前和今后一段时期，尤其要加快完善排水管网，建设城市污水处理厂，发展城市煤气化和集中供热。改进道路交通；建设垃圾处理设施，不断提高城市环境保护的能力。同时还要大力植树种草，提高绿化覆盖率，改善城市生态环境，提高自然净化能力。
④加强环境管理 良好的管理是解决城市环境问题的重要措施。经过长期探索，我国实施了一整套城市环境综合整治对策，主要解决城市经济承受不足和由于管理不善造成的工业污染问题，如制定法规和标准，建立环境管理机构，加强监督管理，推行新的环境制度和措施等。
5.6生物资源问题
5.6.1 我国的生物资源及现状
我国物种资源的种类和数量均在世界上占有重要地位。现已记录的主要生物类群物种总数约8.3万种，约占世界主要生物类群物种总数的7.5％。高等植物约3万种，占世界高等植物的10％，仅次于世界上植物区系最丰富的马来西亚(约4.5万种)和巴西(约4.0万种)，居世界第三位。陆栖脊椎动物约2340种，占世界陆栖脊椎动物的lO％；鱼类2840种，占世界鱼类的12％；藻类5000种，占世界藻类的16％；真菌8000种，占世界真菌的17％；细菌约500种，占世界细菌的0.2％。
目前，世界上有10％~15％的植物处于濒危状态，在我国，濒危植物种比例高达15％～20％，濒危物种达4000～5000种，此外，还有相当可观的植物种已经灭绝，初步统计，列入濒危植物名录中的植物已有5％左右在近数十年内濒临灭绝。
据统计，我国目前濒危动植物约有1431种，约占我国高等动、植物总数的4.1％。其中濒危高等植物1009种，占我国高等植物总数的3.4％，濒危脊椎动物398种，占我国脊椎动物总数的7.7％左右。目前《国家重点保护植物名录》公布的珍稀濒危植物共354种；《国家重点保护野生动物名录》公布的珍稀濒危野生动物共405种，其中陆栖动物305种，水生动物70种。
5.6.2自然保护区建设
在19世纪末、20世纪初，人们开始了建立自然保护区的实践，并以此来保护濒于灭绝的和有重要经济价值的物种。今天，保护区的作用已不仅限于保护物种及其栖息地这一范畴，自然界中的著名风景名胜区、人类社会发展的重要历史遗址、重要地质年代遗迹和地理景观以及与人类生活密切相关的水源涵养地和尚未被人类开垦的荒原，都在自然保护区内得到了保护。
目前中国已初步形成全国自然生态系统保护区网络，有效地保护了一大批具有重要科学、经济、文化价值的自然生态系统。自然保护区网络在我国的物种多样性保护中发挥了积极的作用，《国家重点保护野生动物名录》中的257种野生动物和《国家重点保护野生植物名录》中的354种植物中的许多种类均在自然保护区得到了保护。

第六节 中国必然选择可持续发展道路
每一个国家又有自己的历史和现状，有自己之所需，有自己追求的目标。中国作为一个发展中国家的人口大国，第二次世界大战结束后刚刚崛起，如何选择发展道路，理所当然地为全国人民，甚至全世界所关注。
中国正处在工业化的高速起步时期。由于中国人口多、底子薄、基础差，它所面临的问题比别国更多更复杂。
6.1庞大的人口是高速发展的沉重包袱
目前中国人口已超过13亿，占世界总人口的21.4％，而且每年仍净增1200万人。50年代以来，由于当时人口政策的失误，在1950～1957年和1962～1973年间出现了两次人口增长高峰，人口自然增长率达20‰。70年代把计划生育定为基本国策后，全国出生率已由33.59‰减至1990年的21.06‰；也就是说在这20年间少生了2.4亿人。1996年人口自然增长率又降到11.5‰。如果继续坚定不移地把“计划生育”国策执行下去，中国的人口将趋于缓慢而平稳地增长。但由于人口基数大，目前的年净增人口仍有1200多万。中国的人口分布极不均衡：占全国总面积44％的东部地区（包括华北、东北和中南）居住着77％的人口，而面积占56％的西南和西北地区，人口则仅占全国的23％。近年来人口又出现向东南沿海流动的趋势。而且不论东部还是西部地区，由于城市化的加剧，人口向城镇流动的趋势有增无减。因此中国人口的最大特点是基数大、增长快、分布不均衡。
由于人口增长高峰位于20世纪50～60年代，因此，目前在中国老龄人口达到高峰的同时，将承受持久的就业压力。
我国人口的另一大特点是文化素质差。据联合国教科文组织1988年统计，全世界有8.89亿15岁以上的文盲，其中我国有2.29亿，占25.83％。世界银行“1992年度世界发展报告”中对120个国家的综合发展水平排队打分，我国的“人口素质”一项得23分，比世界平均水平还低1分，居世界第56位。1990年第四次人口普查表明，15岁以上文盲半文盲占全国人口的22.27％，有大专以上文化程度的人口仅占1.4％（1600多万人）。
人口变动与经济发展有着十分重要而又极其复杂的关系。众多的人口显示了劳动力资源丰富，这对于经济发展是必不可少的。但另一方面，人对资源的消耗，以及对住房、教育、就业、交通、医疗保健、社会福利等的要求，造成了对资源、生态环境和社会发展的沉重负担。人口的过速增长直接影响着经济建设资金的积累。改革开放近20年来，中国经济以每年10％左右的速度递增，这个速度不可谓不快，但是每年新增的国民收入约1/4被新添的人口消耗掉了；而资金积累的减缓，既制约了经济发展的速度，又使教育与科技投入的人均数不是增加而是减少。据世界银行“1992年度世界发展报告”称，中国教育经费的投入占国民生产总值的2.5％，居世界第98位，不仅低于3.6％的世界平均数，甚至低于同档次低收入国家2.6％的平均水平。文化素质的低下，不仅难以掌握现代科学技术，也是建设法制社会、推进社会主义精神文明和物质文明建设的障碍。当前社会上的一些弊病，诸如拜金主义、封建迷信、假冒伪劣商品泛滥、城市脏乱差、盗窃与无端破坏公共设施和文物、滥猎乱杀珍稀动物等等违法乱纪与不文明行为，都从不同角度折射出公民的文化素养。
以上说明，庞大的人口及其对资源、环境造成的影响已成为我国实现环境与经济协调发展的首要问题，人口的增长一直是制约我国经济发展和消费水平提高的“瓶颈”。
6.1资源相对短缺是高速发展的制约
我国是一个有丰富资源量的资源“大国”和人均资源量低下的资源“穷国”的矛盾统一体。特别是关系到人类基本生存条件的淡水、耕地、森林与草地资源，人均量分别是世界的28.1％、32.3％、14.3％和32.3％。我国矿产资源量的人均水平不及世界平均水平的一半，综合利用水平的低下和浪费更加剧了资源的短缺。
由于矿产资源的分布不均，我国的煤长期存在“北煤南运”和“西煤东运”的问题，石油和天然气主要在东北和西部；我国铁路运输中大宗资源产品的货运量长期占据80％以上的吨位。水资源的“南水北调”则存在资金和技术上的难题。特别是当前中国存在着”产品高价，原料低价，资源无价”的严重价格扭曲现象。因此，我国资源方面不仅有节约、综合利用这样一些“硬件”方面的工作，而且面临大量的“软件”方面难题。例如资源产权制、资源配置体系的调整、资源产业的发展，以及自然资源核算制度的建立等带有方针、政策、管理方面的问题。只有这些难题得到妥善的解决，我国的资源永续利用才不是一句空话。
6.2环境污染加剧导致生态日趋脆弱
1985年至1992年我国废气排放年均增长5.1％（其中二氧化硫占3.5％），1992年比1981年工业废弃物增长64.5％。全国有30多个城市工业固体废弃物堆存量超过1000万吨，1992年全国排放废水366.5亿吨。全国沙漠化和水上流失面积分别为153.3万平方公里（占国土的15.9％）和179万平方公里（占国上的18.4％）。全国600多座城市中，大气质量符合国家一级标准的不到1％。污染最严重的大气超过世界卫生组织规定的标准近10倍。全国各地排放的污水大部分未经处理便直接流入江河湖海，使全国一半的河段受到污染，86％流经城市的河段成为臭水沟，连带污染了全国一半城市的地下水。我国二氧化硫的排放居世界前列；酸雨危及53％的国土面积，已由华南、西南向华中、华南和华北蔓延；酸雨出现率达百分之七八十，使40％的饮用水污染超标。由于生态遭到破坏，致使自然灾害肆虐，近40年来，每年由气象、海洋、洪涝、地质、地震、农业和林业等七项灾害造成的直接经济损失，约占国民生产总值的3％～5％。仅1993年就造成993亿元人民币（相当于284亿美元）的损失，占全球这一年灾害损失（500亿美元）的57％。1994年的自然灾害损失又翻了一番，达到1800多亿元。
在污染问题上，国际经验也表明中国必须走可持续发展的道路。随着经济的发展，特定阶段即中国目前所处的人均国民收入400美元～1200美元之间的阶段，正处于污染增加的时期，因此必须采取可持续发展战略；同时，通过政府实施经济、社会和环境协调发展政策，采取有效措施，提高教育水平和经济发展水平，缩小国民收入差距和贫富差距，环境也会得到改善.
建国四十多年来，中国的经济发展是艰难曲折的。通过对四十多年来中国传统经济发展战略的分析，回顾了1949～1956年过渡时期总路线总任务、1956年赶超英国的战略目标、60年代初关于本世纪末实现四个现代化的设想、1978年本世纪末“翻两番”的战略目标的提出，分析了中国传统经济发展战略特征，表明建国以来尽管经济建设取得了辉煌的成就，但是由于严重的先天不足，加上仍然沿袭着资源型经济增长模式，在增长方式上与其他国家一起投入二战以来出现的“增长热潮”，单纯追求经济的高速度，在管理上套用“三高”（高投入、高消耗、高污染）和“三低”（低产出、低质量、低效益）的粗放管理，使我国的经济发展陷于速度高、效益差、消耗大、污染重的“怪圈”。例如，从1953年到1980年，我国国有固定资产投入增加22倍，而国民收入仅增5.5倍，1981年到1993年固定资产投入增加13倍，国民生产总值仅增3.2倍，利税仅增2.7倍。我国的能源消耗系数比发达国家高4～8倍，主要产品的单位能源消耗高出发达国家30％～90％。能源对国民生产单位产值的产出率是日本的1/12，是世界平均水平的1/7。能源利用率仅30％。产业结构也很不合理。
多少年来，我国的经济发展采取传统的“赶超”型发展模式，重速度、轻效益；倾向总量增长，忽视结构变化；注重工业，轻疏农业；热衷政治性的运动，轻视经济规律的探索；重视实际生产，偏废科学技术；注重实业投资，疏远人才、知识。这种发展模式付出了昂贵的代价：造成环境污染，影响发展速度，错过了良好的发展机遇。
从可持续发展的角度看，我国以往的经济发展模式，实际上阻碍了社会和经济的发展。能源的低利用率，不仅浪费了宝贵的资源，更污染了环境。人口的膨胀对资源、环境产生了巨大的压力。而以往的社会经济发展政策中，恰恰忽视了这一压力的反作用。以东部沿海经济区为例，按照80年代资源消耗和污染速度计，在人口增长率为10‰的情况下，再过30年人均耕地将仅0.033公顷（不足半亩），粮食、能源和水资源都难以满足发展所需；再过45年，废水和固体废弃物的排放量将接近1994年全国的总量。
因此，无论从人口、资源、环境，还是社会经济发展来说，我们都必须采用有利于节约资源、保护环境的产业结构和消费方式，走经济建设与资源环境相协调、良性循环的可持续发展之路。这是人口众多、资源匮缺、环境污染、经济增长方式粗放的中国的唯一复兴之路。

【参考书籍】
[1] 盛连喜主编，现代环境科学导论，化学工业出版社，2002。
[2] 贝茨，苗润生等译，气候危机──温室效应与我们的对策， 1992。
[3] 陈耀邦主编，可持续发展战略读本，中国计划出版社，1996。
[4] 徐新华等编，环境保护与可持续发展，化学工业出版社，2000。
[5] 周克元等主编，实用环境保护数据大全，第三分册，环境资源实用数据，湖北人民出版社，1993。
[6] 欧阳自远等，我们只有一个地球，河南人民出版社，1998。

推荐阅读书目
[1] 陈鸿清，生存的忧患，中国国际广播出版社，2000。
[2] 晏路明，人类发展与生存环境，中国环境科学出版社，2001。
[3] Carson R. 寂静的春天，科学出版社，1989。
[4] 陈南，程舸等，我们的地球，广东人民出版社，1999。
[5] 戴晓东，石广玉等，全球变暖，气象出版社，1998。
[6] 孙方明主编，环境教育简明教程，中国环境科学出版社，2000。

思考题
1、环境科学是怎样形成的？
2、大气污染的危害表现在哪些方面？
3、臭氧空洞的出现与人类的行为和发展未来有什么关系？
4、我国是一个资源大国，为什么资源的节约和综合利用较其他国家更紧迫？
5、可持续发展理论与我们传统思维的根本对立问题是什么？