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第4章 人类赖以生存的地球环境(4)

我国青海湖畔曾生活着一种羚羊,一种非常古老的动物——普氏小羚羊。半个多世纪以前,它们是我国北方的主要狩猎动物资源,仅青海地区的草原上就散布着上万只普氏小羚羊。那时的人们不曾想到那漫山遍野、奔腾如飞的羊群,会变成濒危珍稀的动物种群。

被誉为中国国宝的大熊猫,仅仅分布于四川、秦岭南麓和甘肃文县一带。现在我国也只有1500多只大熊猫,属世界级濒危动物。这种与恐龙同时代的野生动物,与大自然抗争后顽强地存活下来,但在人类的种种破坏活动面前,却显得如此软弱无力。不久的将来它们是否会成为恐龙故事的现在版本?

我国特有的东北虎和华南虎,其数量已经屈指可数了,虽然它们都已被列为国家一类保护动物,但它们走向绝灭的命运是难以避免的。

一个物种,一旦灭绝,将不可能再生。谁能确切地知道究竟有多少珍贵的野生动物已经消失在过去的100年间,而又有多少种野生动物将要消失在这一个100年里?

人类改天换地,地球也因此迈向了文明、科学。然而人类的活动也彻底改变了地球生物圈的面貌;臭氧层空洞的出现,水体的污染,土地的沙漠化,大批动植物的消失与死亡……这还是那个充满灵气的美丽的蔚蓝色星球吗?从太空中,人类都认不出自己的家园了。地球上并不只有人类,而我们也不该“孤单”地活着。

绿色植物编织生命摇篮

地球形成初期,从外表上看,和太阳系中其他几个行星并没有什么大的区别,在后来的若干年中,地球上出现了海洋。大约30亿年前,地球上出现了植物。最初的植物,结构极为简单,种类也很贫乏,并且都生活在水域中。

早期的原核生物

经研究发现,海洋中最早出现的植物是蓝藻和细菌,它们也是地球上最早出现的生物。它们在结构上比蛋白质团要完善得多,但和现在最简单的生物相比却要简单得多,它们没有细胞结构,连细胞核也没有,它们被称为原核生物,在古老的地层中还可以找到它们的残余化石。

地球上出现的蓝藻,数量极多,繁殖快,在新陈代谢中能把氧气放出来。它的出现在改造大气成分上作出了惊人的成绩。在生物进化过程中,逐渐产生能自己利用太阳光和无机物制造有机物质的生物,并且出现了细胞核,如红藻、绿藻等新类型。

植物迅猛发展与生态系统的形成

由于气候变迁,生长在水里的一些藻类,被迫接触陆地,逐渐演化为蕨类植物,这一时代以后便出现了裸子植物。之后,被子植物快速发展起来,被子植物是植物界最高级的一类,整个植物面貌与现代植物已非常接近,自新生代以来,它们在地球上占据着绝对优势,直到现在还是被子植物的天下。现知被子植物共1万多属,约20万种,占植物界的一半,中国有2700多属,约3万种。

就这样,植物在漫长的岁月中,几经巨大而又极其复杂的过程,几经兴衰,由无生命力到有生命力,由低级到高级,由简单到复杂,由水生到陆生,才出现了今天形形色色的植物界。

地球上最早的陆生植物化石表明,距今约4亿年前植物已由海洋走向大陆,实现了登陆的伟大历史进程。植物的登陆,使大陆逐渐披上绿装而富有生机。不仅如此,陆生植物的出现与进化发展,完善了全球生态体系。

陆生植物具有更强的生产能力,它不仅以海生藻类无法比拟的生产力制造出糖类,而且在光合作用过程中大量吸收大气中的二氧化碳,排放出大量的游离氧,从而改善了大气圈的成分比,为提高大气中游离氧量作出了重大贡献。

植物对生态系统的杰出贡献

因此,约4亿年前的植物登陆是地球发展史上的一个伟大事件,甚至可以说,如果没有植物的登陆成功,便没有今天的世界。可以说,绿色植物在地球上的出现,不仅推动了地球的发展,也推动了生物界的发展,而整个动物都是直接或间接地依靠植物界才获得生存和发展。

地球上所有生物的生命活动所利用的能量最终来自太阳的光能。绿色植物通过光合作用,把光能转变成化学能储藏在光合作用的有机产物中。这些产物如糖类,在植物体内进一步同化为脂类、蛋白质等有机产物,为人类、动物及各种异养生物提供了生命活动所不可缺少的能源。

人类日常利用的煤炭、石油、天然气等能源物质,也主要由历史上绿色植物的遗体经地质变迁形成的。因此,地球上绿色植物在整个自然生命活动中所起的巨大作用是不可代替的。

除了推动地球和生物界的发展和进化,地球表面土壤的形成,也主要是由植物参与的。细菌和地衣在岩石表面或初步风化的成土母质上不断侵袭,再经苔藓植物、草本植物到木本植物,在漫长岁月中,以强大根系吸收母质中有效矿物质,使养分呈有机态,固定在植物体中。

植物和别的生物死亡后,尸体经异养微生物分解,部分养料可供植物再利用,另一部分形成腐殖质,使土壤变成具有一定结构和肥力的基质,经过长期利用,使土壤渐趋成熟。这样为一定的植物和动物种类在其中或其上滋生繁衍创造了条件,形成了一定的生物群落。

绿色植物对环保的作用

自古以来,植物一直在默默地改善和美化着人类的生活环境。在植物王国里约有7000多种植物可供人类食用,有不少植物具有神奇的治病效果。民间草药约有5000~6000多种,现代药物中有40%来自大自然。科学家还从美登木、红豆杉等植物中提取抗癌物质,其疗效十分明显。

绿色植物是生态平衡的支柱,因为植物能净化污水,能消除和减弱噪声,能耐旱固沙,能耐盐碱,耐涝,能监测二氧化硫、氟、氯、氨等的污染。

绿色植物依靠光合作用维持生长,吸收二氧化碳,释放出人类维持生命的氧。据调查,林区空气中有较多的负氧离子,吸入人体后,可以调节大脑皮层的兴奋和抑制过程,提高机体免疫能力,并对慢性气管炎、失眠等有疗效。

还有许多植物能分泌杀菌素,杀死周围的病菌,如桉树分泌的杀菌素,能杀死结核菌、肺炎病菌等。一棵松树一天一夜能分泌2千克杀菌素,可杀死白喉、痢疾等病菌。“雨露滋润禾苗长,万物生存靠太阳。优美环境哪里来,植物绿叶立奇功。”

绿色植物利用光能制造氧气

据估算,地球每年入射太阳光能5.4×1024焦耳,绿色植物年固定太阳能大约为5×1021焦耳;这些能量就是地球包括人类和各种动物在内的所有异养生物赖以生存能量基础。此外30亿年前地球上CO2含量约91%,几乎没有氧,是根本不适应人类生存的。只是到了距今约3亿年才达到现代的水平,这些都是绿色植物的作用。据测定,每公顷森林和公园绿地,夏季每天分别释放750公斤和600公斤的氧气。全球绿色植物每年放出的氧气总量约为1000多亿吨。一个成年人每天呼吸2万多次,吸入空气15~20立方米,消耗氧气约0.75公斤。依此推算,城市居民每人需要10平方米的林地提供所需的氧气,由长势良好的草坪提供,则需要25平方米以上才行。

绿色植物固定CO2合成有机物

据测定,每公顷森林和公园绿地,每天可分别吸收固定1050和900公斤CO2(绿色植物也进行呼吸作用放出CO2,但白天光合固定的比呼吸放出的要多20倍以上)。地球全部植物每年净生产干有机物约为1500~2000亿吨,这是全球人类和异养生物赖以生存的基础物质。现在地球空气中CO2的浓度为0.036%多,而100年前为0.028%,但今后浓度加速升高,温室效应将使海平面上升,并且多种灾害频发。

绿色植物保持水土涵养水源

在林木茂盛的地区,地表径流只占总雨量的10%以下;平时一次降雨,树冠可截留15~40%的降雨量;枯枝落叶持水量可达自身干重2~4倍;每公顷森林土壤能蓄水640~680吨;5万亩森林相当于100万立方米贮量的水库。科学家们观测发现森林覆盖率30%的林地,水土流失比无林地减少60%;还有人对坡度为13度的山地做过观测,发现每年流失的土沙量,裸地是林地的48倍。

绿色植物调节气候增加降水

一棵中等高大的桉树,一年要从土壤中吸水近4吨;一个夏季每棵树平均要蒸腾2吨水分;森林上空的空气湿度比无林区高达10~25%左右,比农田高5~10%;按每公顷生长旺盛的森林,每年向空中蒸腾8千吨水分计算,大约要消耗40亿千卡热量。据测定,夏天绿地中地温一般要比广场中白地低10~17度,比柏油路低12~22度;冬季草坪地表平均气温高3~4度。中国的观测证明,森林能使降水量平均增加2~5%,如果把森林增加大气凝结水也估算在内,则森林能提高平均降水量的10%。有的学者认为,中国西北绿化后,降水量可增加110毫米,届时西北干旱缺水状况就能得到很大程度的缓解。

森林是人类的宝贵财富

丰富多样的森林资源以及种类繁多的森林物产,不仅极大地满足了人们生产和生活的需要,为人类生存发挥着巨大的和不可替代的作用,也是未来人类社会可持续发展的重要财富。可以预言,在人类未来可持续发展的过程中,森林资源将以新的形式发挥其作用。

能源危机

森林是未来获取能源的物质保障。能源是人类生存和发展的重要物质基础,是一切生产和生活的动力之源。因此,能源是关系社会经济可持续发展的重要问题,如果不能实现能源的可持续,就不可能有社会经济的可持续。在当今世界经济高速发展,人口不断膨胀的情况下,能源一直是困扰人类的一个难题。

目前世界上仍有20亿人使用传统燃料作为生活和简单的生产性能源,特别是在发展中国家,能源不足是加剧贫困化的一个重要原因。传统的能源主要是通过获取矿物能源的方式来实现,但传统能源的储量相对于人类的需求差距很大。

传统能源对环境的污染

根据世界能源委员会《1992年能源资源调查》,世界上煤的储量只能开采219年,石油的开采也只能维持100年左右,天然气的供给仅能维持60年,而核能材料的供给最多也不会超过2100年,而且这些传统的矿物性能源的使用对全球生态造成了极大的破坏。为此,人类在可持续发展的过程中必须采取有效的途径,解决能源供给和能源污染的问题。

一方面应加强研究和开发洁净性能源,减少传统矿物质能源的污染;另一方面要不断探索开发新的能源。

新能源的开发

在新能源开发上,除了太阳能、风能、海洋能和地热能以外,生物能利用将有着光明的前景。生物能是地球上的绿色植物,通过光合作用吸收太阳能并转化为化学能,并固定、储存在生物质内部的能量,是未来最重要的可再生性能源。

当然,未来的生物能源利用不是简单和直接地燃烧生物体本身,而是应用高科技将生物能转化成为其他能源形式,并使之具有更高的利用效率。森林是陆地上最大的生态系统,蕴藏着巨大的生物资源,特别是绿色植物资源。

森林是新能源的宝库

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