欢迎您:登录 | 注册
科普之友首页
※您现在的位置: 科普之友 >> 自然地理 >> 今日地理 >> 正文  

地球面临九大危机:从物种灭绝到淡水枯竭

来源:科学画报       更新时间:2010-7-20 12:00:58
 
了生命。人类行为已经导致许多湿地干涸。

  另外,水资源的过度消耗还在威胁人类的生存。比如,饮用水短缺、农业灌溉缺水以及全球气候变化。50年来,中亚地区河流上的大坝已使咸海干涸。没有了咸海对气候的调节作用,整个中亚地区夏季更加炎热,冬季更加寒冷,土地一年四季面临干旱。

  因为河流干涸,人们不得不抽取宝贵的地下水。一些人还在毁灭森林,破坏自然界的水循环。比如,亚马孙热带雨林的减少,将降低南美洲热带地区水的蒸发速度,有可能改变包括亚洲季风在内的北半球气候模式。

  身为水利学家的罗克斯特罗姆把每年淡水消耗量的安全界限定在4000立方千米范围内。这个消耗量大致相当于世界三分之一的河流径流量,不包括雨林中和北极地区尚未开发的河流。我们离抵达上述安全极限还有一定距离。目前,每年淡水消耗量大约为2600立方千米。但是,我们不能掉以轻心,挥霍水资源。随着人口的增加,水资源只会越来越匮乏。为此,我们必须节约地球上的每一滴水。

  物种灭绝

  安全界限:每年物种灭绝率≤百万分之十。

  目前水平:每年物种灭绝率至少百万分之一百。

  科学诊断:远远超过安全界限。

  人类的多种生产方式使地球上的许多物种灭绝。比如,在它们的栖息地上开垦农田或者铺路,引进与本地物种无法共存的外来物种,用污染物毒杀它们,猎食它们,以及改变全球气候,等等。尽管每个物种都是独立个体,但是对于地球这个大的生态系统而言,每个物种都有自身的价值。所以,物种的灭绝将破坏地球一系列生态系统,诸如回收废物、清洁污水、保持海洋化学结构。

  生物多样性是健康生态系统的重要指标。目前,我们还不能确定究竟要损失多少物种、哪些物种,才会导致生态系统崩溃。当然,我们也不希望这一天到来。据统计,目前每年的生物灭绝率为百万分之一百。这一灭绝率堪比地球历史上经历的大规模灭绝事件,包括恐龙灭绝。

  为了避免重现历史悲剧,研究小组把安全界限设定为每年生物灭绝率低于百万分之十。他们坦言,如果我们不控制物种的灭绝率,不给其他物种生存的空间,人类最终将把自己逼近险境。

  氮循环失衡

  安全界限:每年固氮量≤3500万吨。

  目前水平:每年固氮量1.21亿吨。

  科学诊断:远远超过安全界限。

  氮是构成生命的基本元素。然而,地球库存的氮气不能被生物直接吸收,需要通过固氮作用成为氨,才能被生物吸收利用。自然界中存在一些固氮和脱氮的微生物。正是借助这些微生物,地球上的氮循环才能得以维持。

  不过,人类的种植行为干预了氮循环。为了增加土壤中可吸收的氮,德国化学家弗里茨·哈勃于20世纪初发明了工业固氮方法,从大气中制取氮肥,从而改变了自然界原来的氮循环。如今,采用这种方法每年能从大气中固氮8000万吨,并将固态氮撒播到世界各地的农田里。此外,燃烧化石燃料、木材和农作物等方法也能固氮。目前每年人工固氮量达1.21亿吨,远远超出了地球所能承受的范围。

  过量的氮正在酸化土壤,破坏许多物种。大量的氮注入周边的湖泊和海洋,导致多处水域富营养化。富营养化的水域滋生了大量水生生物,这些生物的生存又耗尽了水域中的氧气,致使许多水域成为一滩死水。

  罗克斯特罗姆尝试着把人为固氮的安全水平设定在每年3500万吨,约占目前人工固氮总量的四分之一。这是一项艰难的任务。

  田地匮乏

  安全界限:≤15%的无结冰土地被用于农业种植。

  目前水平:12%的无结冰土地被用于农业种植。

  科学诊断:21世纪中期将达到安全界限。

  农业的拓展速度继续加快,人们已经开始征用热带雨林作为农业用地。目前,世界上过半的热带雨林已经消失。草原原本是野生动物活动的天堂,现在却被人类圈养的牲畜占据。罗克斯特罗姆分析认为,农业扩张使地球生态系统丧失服务功能,加剧气候变化,并改变淡水循环。

  目前,人们已经把大约12%的无结冰土地转变为农田,共计大约1600万平方公里。罗克斯特罗姆把土地利用的安全界限设定在全球15%无结冰土地转变为农田。不过,他坦言,更为关键的是我们不仅要限制农田数量,更要讲究如何使用农田。为了避免超过安全界限,我们应该提高农业种植率,充分发挥高产土地的价值。