生存与毁灭：地球的哭泣(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：《绿色未来丛书》编委会

出版社：世界图书出版公司

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生存与毁灭：地球的哭泣试读：

序：蓝色星球 绿色未来

从距离地球45000公里的太空上回望，我们会发现，地球不过是一个蓝色小球，就像小孩玩耍的玻璃弹珠。但就是这么一个“蓝色弹珠”，却养育了无数美丽的生命，承载着各种各样神奇的事物。人类从这个小小的星球中诞生，并慢慢成长，从茹毛饮血、刀耕火种的时代一步步走来，到今天社会文明、人丁旺盛、科技发达，都有赖于这个小小星球的呵护与仁慈的奉献。

当人类逐渐强大，有能力启动宇宙飞船进入太空，他却没有别的地方可去，因为到目前为止，人类只有一个地球，只有一个家园。

地球上有两种重要的色彩，一个是蓝色，一个是绿色，蓝色是海洋，绿色覆盖大地，在太空看地球是蓝色，生活中却是绿色环绕，这两种色彩覆盖着地球的大部分表面；原始生命从海洋中孕育，在森林中成长，经过漫长的进化造就人类，有了水和植物，再通过光合作用，提供生命活动所不可缺少的能源，万物因此获得生机，地球因此成为人类的家园。但是，人类在和以绿色植物为主体的自然界和谐相处数百万年后，危机出现了，由于人类活动的加剧，地球上的绿色正在快速地消失。

在欲望和利益的驱使下，在看似精明、实则愚蠢的行为下，令人忧心的事情一再发生。森林被砍伐；河流变黑变臭；城市总是灰蒙蒙、空气中弥漫着悬浮颗粒物和二氧化硫；耕地一年比一年减少、钢筋混凝土建筑一年比一年增多；山头或寸草不生、农田或颗粒无收；臭氧层空洞、冰川融化、酸雨浸蚀；野生动物灭绝的消息不断传来、食品安全事件层出不穷……绿色的消失既是事实，也是象征，病变、震撼、全球污染、地球生病了，地球在哭泣。

近年来，无数的数据和现象都在逼近一个问题，人类贪婪无度，地球不堪重负，人类已经走到一个紧要关头，生存还是毁灭？

如果我们再次来到太空回望地球，你能想象它失去蓝色的样子吗？一个没有水的星球，可能是火星、木星、土星，但绝不是地球。同样，人类能失去绿色吗？失去绿色的星球，将不再是人类的家园。

从现在开始，我们可以改变以往的观念，而接纳新的绿色思维——人不能主宰地球，而是属于地球；我们应更多地学习环保先锋、追随环保组织，参与绿色行动；我们不仅关注国家社会，还关注身边的阳光、空气和水，关注明天是否依然；在日常生活中，从我做起，知道与做到节约型社会的良好生活习惯。也许你认为自己所做的一切微不足道，但每个人的努力都是宝贵的，留住一片绿色，地球就多一片生机；增添一份绿色，人类就增添一份希望。

如果有机会来到太空，眺望这个美丽的蓝色星球，你会有怎样的愿望？

许它一个绿色的未来！中华人民共和国环保部副部长

一、地球的美丽与神奇

（一）从“大地女神”到“暗淡蓝点”

思考，是人类的天性。眼睛，是我们观察世界的窗口。当世界展现在儿童的眼前时，首先是好奇，然后就有了“这是什么？”“它为什么会这样？”的疑问。每一个人都带着这样的好奇和疑问长大。整个人类也是如此，从原始人的茹毛饮血，到现代人不断地被科学武装，人类在不断地问着，思考着，解答着。

人从哪里来？无论是一个人的降生，还是整个人类的由来，现代科学都已经给出了答案。当人站在大地上，就有了“大地有多大？”，“大地是如何形成的？”等一系列疑问。这些疑问，最早就反映在古老的神话中。希腊神话，是世界神话宝库中的珍宝，这些神话昭示着古代人类对于世界的思考和想象。

该亚，是希腊神话中最早出现的神，她被认为是大地之神。开天辟地时，由混沌所生，并与乌拉诺斯结合生了六男六女，十二个泰坦巨神及三个独眼巨神，还有三个百臂巨神，是世界的开始。之后，所有天神都是她的子孙后代。例如著名的“众神之父”宙斯，为人类盗取天火的普罗米修斯，都是该亚的孙子。至今，西方人仍常常以“该亚”作为地球的代称。

在希腊，有一个著名的特尔斐神庙，距离雅典180公里，最初它曾是人们祭奠大地之神该亚的地方。在古代，它被希腊人认为是世界的中心，是天堂与大地相接的地方。希腊神话中，宙斯释放了两只雄鹰，并且让它们朝着相反的方向飞行，雄鹰最终在特尔斐相遇。特尔斐象征着地球的中心，是人类在地球上最接近神明的地方。

20世纪七八十年代，英国科学家洛夫洛克借用神话中的大地之神该亚，提出了著名的“该亚假说”。这个假说认为，一切生物赖以生存的地球，不仅是宇宙中仅有的一个有生命的星球，而且地球自身也是一个生命有机体，她就像一个生物体一样，有自己的新陈代谢，有自己的生命调节体系。地球不是一个无生命的死物，而是一个能够不断自我更新的生命系统。

洛夫洛克说：“地球是活着的！”她具有自我调节的能力，这种调节通过陆地、海洋与大气的互相作用来实现，各种生物也参与其中，它们就像人体的细胞和器官，对整个机体的活动都在发挥着自己的作用。为了这个有机体的健康，假如她的自身出现了一些有害因素，该亚就会通过一种有效的反馈机制，将那些有害的因素除掉，就象人体的免疫系统会消灭入侵的细菌和病毒一样。

洛夫洛克认为，“该亚不是一个溺爱子女的母亲，也不是一个柔弱的孩子，她是一个强有力的圣女。”对于人类对生态环境的破坏，她的容忍是有限度的，她不会放任人类一直愚蠢地干下去。“该亚假说”得到了许多科学家的认可，神话中的该亚，成为“复活”的女神。

古希腊文明是西方文明的源头。科学史家认为，希腊神话中孕育着科学精神的起源。古希腊有众多的哲学家和科学家，是他们奠定了现代科学的基础。大家都知道，亚里斯多德是古希腊时代一个百科全书式的人物，他是柏拉图之后世界最伟大的思想家、哲学家和科学家。亚里斯多德生活在公元前300多年，比他早200年时，有一个人叫毕达哥拉斯，是一位著名的数学家和哲学家，他是第一个提出“地球”概念的人。

毕达哥拉斯认为，宇宙也是一个球体。由于毕达哥拉斯在学术上的巨大影响，以至形成了一个毕达哥拉斯学派，这个学派认为，宇宙的中心有一个“中心火”，所有的天体都绕着它转动。当时已经知道的天体，有地球、月亮、太阳、金星、水星、火星、木星和土星等，他们甚至绘制了宇宙结构图，在这个图中，以“中心火”为中心，各个星球依次排列为同心圆状，太阳就象地球一样，只是其中的一个围绕“中心火”转动的星体。这是人类最早的宇宙观。

当亚里斯多德去世后不久，在毕达哥拉斯的故乡，有一个叫阿里斯塔克的人，长期着谜于天文观测，最终提出了自己的宇宙观，他认为恒星是不动的，地球等行星是绕着太阳运动的。也就是说，阿里斯塔克提出了“日心说”，这个学说比人们熟知的哥白尼日心说早了近两千年。但是，阿里斯塔克的学说太超前了，就象后来孟德尔发现生物遗传定律没人注意一样，阿里斯塔克的“日心说”一直要等到近两千年后，才由哥白尼重新发现。比较而言，孟德尔还是幸运的，他的学说在30多年后就被重新发现并得到承认。“给我一个支点，我可以把地球撬起来！”说这话的人是阿基米德，他与阿里斯塔克是同时代人。这样一句千古名言，证明那个时代的人已经知道，地球是在宇宙中“悬浮”着的。

古希腊人不满足于知道地球是一颗行星，还有人想知道“地球有多大”，这个人就是埃拉托色尼。他与阿基米德和阿里斯塔克是同时代人，擅长几何计算。埃拉托色尼认为，假如地球真是一个球体，那么，在地球上的不同地方，太阳光线与地平面的夹角就会不同，只要测出这个夹角的差以及两地之间的距离，就可以计算出地球的周长。

终于有了这样一个机会。埃拉托色尼听说埃及的塞恩这个地方，就是今天的阿斯旺，夏至这天中午时，太阳的光线可以直射到井底，表明这时太阳正垂直于地面。埃拉托色尼根据赛恩到亚历山大城之间的距离，测出了夏至这天中午时，亚历山大城一根垂直竹竿的长度和它的影长，由此计算出了地球的周长。埃拉托色尼计算出的地球周长是25万希腊里，约合4万公里，与地球的实际半径只差100多公里！

埃拉托色尼是了不起的，两千多年以前他对地球就有了这样精确的认识。

当时光流转到公元1960年代，人类早已不再满足于站在地球上认识地球，而是向往飞上太空。

1961年4月12日，是一个被人类永远记住的日子。这一天莫斯科时间上午9时零7分，前苏联宇航员加加林，乘坐“东方1号”宇宙飞船飞向太空。在最大高度为301公里的轨道上，绕地球一周，历时1小时48分，然后返回地面。

这是人类首次利用航天器载人太空飞行，实现了人类进入太空的梦想。之后，美国开始了宏大的“阿波罗登月计划”，历时11年，将人类的登月梦想，变为实际行动。

1969年7月16日，在美国肯尼迪航天中心，总高度达到110米的巨大的土星5号火箭，载着阿波罗11号飞船和3名宇航员，离开地球飞往月球。4天后阿姆斯特朗踏上了月球，首次实现了人类登月的梦想。阿姆斯特朗曾感慨地说：“这是一个人的一小步，却是人类的一大步。”

今天每一个飞行在太空中的宇航员，都会在空中仔细地观看地球，并对地球的美丽发出由衷的赞叹。在当年的阿波罗登月行动中，宇航员拍下了大量的地球照片，其中最被人称道的，是由阿波罗17号飞船宇航员所拍摄的地球照片。这张照片被冠以漂亮的名字，叫做“蓝色弹珠”。

拍摄这张地球照片时，飞船正运行到距离地球45，000公里的高度。这时飞船正背向太阳，此时对于身在太空的宇航员来说，他所看到的地球的大小，就像小孩子玩耍的蓝色弹珠一样。美国东部时间的1972年12月7日凌晨，飞船飞向太空后的几小时，正是非洲大陆的白昼，再加上时间接近冬至，南极洲正受到太阳的正面照射，因此，就有了这张高清晰的“蓝色弹珠”地球照片。照片覆盖的范围从地中海地区到南极洲冰盖，几乎整个非洲大陆都可清晰地看到。

这是一个不寻常的记录，这是一张历史性的照片。全人类都借助于这张照片，看到了地球的真面目。美丽的“蓝色弹珠”“蓝色弹珠”是人类在高空所看到的地球，它美丽动人。地球上的高山、大海、绿地、荒漠，都幻化成一片诱人的蓝色，能够分清的只是大陆和海洋，它们都折射着太阳的光辉。地球犹如一个羞涩的少女，掩饰着她姣好的容貌，将美丽的轮廓展示给人类。

人类几千年一直在探索着地球，但就像我国诗人苏东坡在诗中所说，“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。一旦飞到太空，回眸一看，地球——人类的家园，竟以一种梦幻般的形态，悬浮在茫茫太空。这是人类从来没有想到的。任你翻遍世界文学史上的任何一部名著，科学史上任何一部专著，都不能找到对地球的这样一种想像与描述。亚里斯多德是伟大的、博学的，他没有想到；歌德是天才的，他对地质地貌颇有研究，他同样没有想到。

文学家和科学家没有想到的，加加林和阿姆斯特朗看到了。高性能的摄像机代替了人的眼睛，它为人类捕捉了地球的瞬间，为它留下了“蓝色弹珠”这个永恒的影像。

在地理课上，当你看着世界地图，你会想到这“蓝色弹珠”；当你看着“蓝色弹珠”这幅地球照片，你会想象到，你就是太空中的宇航员，那是你眼中的地球家园。

人类并不满足于在45，000公里的高度看地球，能否在更高的高度看地球，看地球在太阳系中的位置究竟在哪里，成为新的追求。

1977年9月5日，美国发射了无人外太阳系太空探测器——旅行者1号，这个太空探测器至今仍在太空中执行着探索任务，飞向更遥远的宇宙空间。旅行者1号已经访问过木星和土星，它是目前离地球最远的人造飞行器。1990年2月14日，旅行者1号太空探测器接受来自地球的指令，转身向后，拍摄了它所探访过的行星，在这一系列照片中，美国国家航空航天局最终翻译编辑成了“太阳系全家福”照片，其中一张照片刚好把地球摄于镜内。地球在这张从40亿英里外（64亿公里外）拍摄的照片中，就是太阳光束中一个渺小的“暗淡蓝点”。太阳系的行星“暗淡蓝点”是人类在更遥远的太空中，找到自己的家园的证据。它告诉地球人，我们在哪里。美国著名天文学家卡尔·萨根对“暗淡蓝点”有一段含义深刻的解释：我们成功地（从外太空）拍到这张照片，细心再看，你会看见一个小点。就是这里，就是我们的家，就是我们。在这点上有所有你爱的人、你认识的人、你听过的人、曾经存在过的人在活着他们各自的生命。集合了一切的欢喜与苦难、上千种被确信的宗教、意识形态以及经济学说，所有猎人和抢劫者、英雄和懦夫、各种文化的创造者与毁灭者、皇帝与侍臣、相恋中的年轻爱侣、有前途的儿童、父母、发明家和探险家、教授道德的老师、贪污的政客、大明星、至高无上的领袖、人类历史上的圣人与罪人，统统都住在这里——一粒悬浮在阳光下的微尘。

卡尔·萨根进一步指出，我们的星球只是在这被漆黑包裹的宇宙里一粒孤单的微粒而已。正因我们如此不起眼——在这浩翰之中——是不会从任何地方传来任何提示来拯救我们，一切任由我们自己主宰。

（二）沧海桑田创造生命奇迹

这是诗人郭沫若在诗集《女神》“天狗”中的诗句，它表达了五四时期中国青年的自我崛起，和蓬勃生命的绽放。天狗吞月，是我国民间一个古老的神话传说。

在古时候，当月食或日食发生时，人们解释不了这种奇怪的现象，就借助于想象力，创造了“天狗吞月亮”、“天狗吃太阳”的神话。至今在民间，每当看到月食或日食时，缺少科学知识的人，仍会重复这样一个古老的说法。“天狗”是什么？它会比太阳、月亮还大，能够吞吃它们？在我国古老的《山海经》一书中，“西山经”中就有“天狗”的说法，原文是：“又西三百里，曰阴山。浊浴之水出焉，而南流注于番泽，其中多文贝。有兽焉，其状如狸而白首，名曰天狗，其音如榴榴，可以御凶。”就是说，天狗是一种像狸猫的兽类，能够抵御凶祸。“天狗”当然是不存在的，但宇宙、太阳、地球是怎么来的，不同的民族、不同的文化背景，有不同的说法。在我国，有盘古开天辟地的神话传说；在西方，基督教所宣扬的，是上帝创造世界。无论哪一种说法，都相信宇宙原是一片混沌，这种想象看起来不无道理，距离科学的理论认知并不遥远。

在现代，一种广为认可的宇宙演化理论，是宇宙从温度和密度都极高的状态中由一次“大爆炸”产生，时间在137亿年前。

20世纪40年代，美国天体物理学家伽莫夫等人正式提出了宇宙大爆炸理论。该理论认为，宇宙在遥远的过去曾处于一种极度高温和极大密度的状态，这种状态被形象地称为“原始火球”。所谓原始火球也就是一个无限小的点，现在的宇宙仍会继续膨胀，也就是无限大，有可能宇宙爆炸的能量散发到极限的时候，宇宙又会变成一个原始火焰即无限小的点以后，火球爆炸，宇宙就开始膨胀，物质密度逐渐变稀，温度也逐渐降低，直到今天的状态。这个理论能自然地说明河外天体的谱线红移现象，也能圆满地解释许多天体物理学问题。“大爆炸宇宙论”认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀

这样一个学说，从1948年伽莫夫建立以来，通过天文物理学家们几十年的努力，为我们勾勒出了这样一幅宇宙演化图景：

宇宙起源于原始的热核爆炸，化学元素依次产生于大爆炸后的中子俘获过程。

大爆炸开始时约137亿年前，极小体积，极高密度，极高温度。

大爆炸前10～43秒，宇宙从量子背景出现。

大爆炸前10～35秒，同一场分解为强力、电弱力和引力。

大爆炸前10～5秒，温度为10万亿度，质子和中子形成。

大爆炸后0.01秒，温度为1000亿度，光子、电子、中微子为主，呈热平衡态，体系急剧膨胀，温度和密度不断下降。

……

大爆炸后13.8秒后，温度降至30亿度，氘、氦类化学元素形成。

大爆炸后30万年后，温度降至3000度，化学结合作用使中性原子形成，宇宙主要成分为气态物质，并逐步在自引力作用下，凝聚成密度较高的气体云块，直至形成恒星和恒星系统。

如果将宇宙的诞生时间比如为三天前，那么，地球则是在两天前诞生的，具体时间约为46亿年。

地球是伴随着太阳系诞生的，在太阳系诞生之初，是由尘埃与气体组成的，它呈巨大的云团形态，不断旋转，引力与惯性将云团压成为一个圆碟状。引力又使得物质环绕尘埃粒子不断紧缩，最终使得圆碟的剩余部分分解开，一些细少的碎片则互相碰撞，组成较大的碎片，最后就形成太阳的行星，这其中有一个就是地球。

有一种学说认为，在地球形成时，旋状的原始地球遭遇了另一个形成中的星体的碰撞，碰撞使大部分地壳被喷出，而这个星体的一些重金属则沉入地球的地核内，它所剩余的物质和地球的喷出物重新形成为一个新的球体，这就是月球。人们相信，这次撞击使地球的自转轴倾斜了23.5°，导致地球后来出现了四季变化，并由此可能加速了地球的自转速度，使地球出现了最初的板块构造。

在地球形成的初期，小行星与太阳系形成后剩余的物质不断撞击地球。这些撞击与放射性崩解产生的热、残热与收缩压力产生的热相结合，使得地球完全处于一种熔融状态。在这个过程中，较重的元素沉向中心，较轻的元素升至表面，从而形成了地球的不同圈层。随着时间的推移，地球表面慢慢冷凝，大约在1亿5千万年内，形成了固体的地壳。

在原始地壳形成时，地球不断遭受各种星体的撞击，而内部的高温高压则引起火山喷发，由此逃逸出的气体，形成了地球的原始大气。原始大气层含有氨、甲烷、水蒸气、二氧化碳、氮气和其他含量较少的气体，但没有氧气，这时也没有臭氧层，因此强烈的紫外线大量照射在地球表面。

当流星撞击地球时，也不断带来水，地球本身岩石中大量的结晶水，也由于高温而从矿物中分离出来，形成大量的水蒸汽，伴随着地球的冷却，38亿年前云层开始形成，有了降雨，雨水落下逐步汇成原始海洋。

有证据表明，地球在水圈形成之后不久，原始生命就诞生了。在南非巴布顿地区发现的地球上最古老的生命记录，距今已经38亿年。这个时间与科学家们的研究和推测是一致的。

在世界各地，有一种岩石叫做“条带状磁铁石英岩”，世界上许多大型铁矿都是这种岩石，我国的鞍钢、首钢的矿区就是这种岩石。科学家认为，这种岩石的形成，可能是生命参与作用的一个重要证据。

在早期陨石撞击事件中，由于大量的陨铁落到地球，地球表层的铁和硅的含量很高，海水中充满了这些物质。但这样的铁和硅很难沉积下来，只有在一些厌氧生物的帮助下，才会形成沉积物。厌氧生物死亡后，也随沉积物的形成残留其中，就形成了含有早期生命遗迹的条带状磁铁石英岩。这个过程也逐渐地改变了大气圈的化学成分，使大气中的二氧化碳逐渐减少，氧气逐渐增多，慢慢地演变成今天的大气。寒武纪（约5亿年以前）早期水下生物景观图

海洋是生命的摇篮，原始生命诞生于原始海洋。原始生命的形成，经历了漫长的过程，它从有机物小分子物质，形成有机物高分子物质，再进一步形成多分子体系，然后才成为原始生命。原始生命是地球生命的起点，它就像星星之火，最终形成燎原之势，遍布于地球的各个角落，把地球装扮得生机勃勃，五彩缤纷。

科学家经过大量的研究发现，地球生命的发展并不呈均匀的直线式，而是螺旋式的。在最初的5亿年中，生命的进化很缓慢，直到有一天发生了爆炸式的增长，这种增长大约在5.7亿年前的寒武纪初期出现。“寒武纪”是地质史上的一个年代，因最初在英国的一座小山发现独特的地层结构而得名。寒武纪开始，无脊椎动物的绝大多数门类，在几百万年的很短时间内出现了。这种几乎是同时地、突然出现的众多生物种类的现象，被人们称之为寒武纪生命大爆发。

多少年来，人们对于寒武纪生物发现最多的是三叶虫化石，并因此将寒武纪称之为三叶虫时代。1984年，我国科学家在云南省澄江县，首次发现大量的寒武纪动物化石群，后来这个发现被称为“澄江动物群”。这里保存了十分珍稀的动物软体构造，首次栩栩如生地再现了远古海洋生命的壮丽景观，成为“寒武纪生命大爆发”最有力的证据。这个发现在国际上被誉为“20世纪最惊人的科学发现之一”，它为揭开地球早期生物进化的奥秘，开启了一扇宝贵的科学之窗。

云南“澄江动物群”的发现说明，在寒武纪早期，动物多样性的基本体系已经建立起来。这个时期的海洋生态系统已经有了相当完整的食物链。尤其“云南虫”的发现，它将包括人类在内的脊椎动物的历史向前推进了1000多万年。

大约在4亿年前，原始的蕨类植物开始出现，历经近1亿年的时间，大地披上了绿装，地球出现了由真蕨、种子蕨等植物构成的原始森林。同时爬行动物开始出现。这时地球的陆地与海洋，一派生机。到约2亿年前，银杏、松柏类植物繁盛，地球进入了恐龙时代。当恐龙在6500万年前走向消亡时，哺乳动物开始繁荣，到300多万年以前，在非洲大陆出现了最早的人类。由此，地球进入了一个全新的时代。

当地球生物经历由简单到复杂、从水生到陆生的进化过程时，是伴随着沧海桑田的的变迁而发生的。在5亿多年前的寒武纪生命大爆发时，地球的大陆和海洋并不像今天的分布格局，而是呈若干块大陆分散分布于大洋中的。那时，南北两极是没有陆地的，而是被广阔的海洋所占领。到2.5亿年前，那些分散分布的大陆逐渐漂移到一起，形成所谓“联合古陆”，有了今天大陆分布的雏形，也就是在这个时期，恐龙所代表的爬行动物开始成为动物界的主人。

后来，联合古陆又发生了分离，在其中的两块大陆之间形成大西洋，南美与非洲大陆分离开来；澳洲和南极洲离开非洲和印度大陆，各自独立漂移出去，印度洋出现。这时的北美、欧洲和亚洲大陆仍连在一起。当恐龙走向灭绝时，印度板块从原有大陆中分离出来，以很快的速度越过赤道向北漂移，向亚洲大陆靠近，最终导致著名的喜玛拉雅运动，使原来位于大洋之下的这个地区逐步抬升，最终形成青藏高原，和高高的喜马拉雅山。与此同时，北美与欧亚大陆分离远去，逐步形成现代大陆与海洋的格局。

可以说，现代地球上的高山大川，都是在这最后的大陆漂移过程中逐步形成的。亚洲的喜马拉雅山脉、欧洲的阿尔比斯山脉，以及长达6000多千米的东非大裂谷，都是在这个过程中形成的。由于海陆变迁的巨大变化，地球的气候也在剧烈的变化着。一批批动植物物种，在不断地适应着，斗争着，旧的物种消失了，新的物种又诞生了。

生命，在这剧烈的环境变迁中展现着美丽和顽强。

（三）被包裹与呵护的地球

我们居住的地球被一层大气圈所包围，大气圈随地球一道转动，形成一个整体。如果我们从星际空间去看地球，大气圈就像一层淡蓝色透明的外衣紧裹着地球，透过这层透明的外衣，可以清晰地看到地面上的山脉、海洋等。如果把大气圈看作气体的海洋，我们就生活在这个海洋的底部。简而言之，大气层或大气圈是围绕着地球的一层空气，是地球外圈中最外部的气体圈层，包围着海洋和陆地。

安徒生童话《皇帝的新装》中描写了一位愚蠢的皇帝，身披着透明的“衣服”，在全体国民面前举行盛大的游行，丢尽了自己的颜脸。地球的衣服也是透明的，不过皇帝的新装是虚无的，而地球的衣服是真实存在的。大气层重达5300万亿吨，如此沉重的外衣，地球能穿得动吗？不必担心，考虑到地球的体重有60万亿亿吨，大气层的质量只占地球总质量的百万分之一，所以地球穿上这件外套，简直是轻若无物。设想一下自己穿上质量为0.05克的服装的感受，就不会为地球担心了。那么地球外衣的材料主要是什么呢？

原始大气主要是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨等组成。地球在分异演化中，不断产生大量气体，经过“脱气”逃逸到地壳之外，也是大气的一个来源。绿色植物出现之后，在光合作用中吸收二氧化碳，放出游离氧，对原始大气缓慢地氧化，使一氧化碳变为二氧化碳，甲烷变为水汽和二氧化碳，氨变为水汽和氮。光合作用不断进行，氧气从二氧化碳中分异出来，最终形成以氮和氧为主要成分的现代大气。现在大气中氮占总体积的78.09％，氧占20.95％，氩占0.93％，二氧化碳占0.03％，以及微量的氖、氦、氙、氪、臭氧、氡、氨、氢等。此外还有水汽和尘埃微粒等。大气层的空气密度随高度而减小，越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在1000千米以上，但没有明显的界限。整个大气层随高度不同表现出不同的特点，分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层，再上面就是星际空间了。

对流层在大气层的最低层，紧靠地球表面，其厚度大约为10至20千米。对流层的大气受地球影响较大，云、雾、雨等现象都发生在这一层内，水蒸气也几乎都在这一层内存在。这一层的气温随高度的增加而降低，大约每升高1000米，温度下降5～6℃。动、植物的生存，人类的绝大部分活动，也在这一层内。因为这一层的空气对流很明显，故称对流层。对流层以上是平流层，大约距地球表面20至50千米。平流层的空气比较稳定，大气是平稳流动的，故称为平流层。在平流层内水蒸气和尘埃很少，并且在30千米以下是同温层，其温度在－55℃左右。平流层以上是中间层，大约距地球表面50至85千米，这里的空气已经很稀薄，突出的特征是气温防高度增加而迅速降低，空气的垂直对流强烈。中间层以上是暖层，大约距地球表面100至800千米。暖层最突出的特征是当太阳光照射时，太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收，因此温度升高，故称暖层。散逸层在暖层之上，为带电粒子所组成。

除此之外，还有两个特殊的层，即臭氧层和电离层。臭氧层距地面20至30千米，实际介于对流层和平流层之间。这一层主要是由于氧分子受太阳光的紫外线的光化作用造成的，使氧分子变成了臭氧。电离层很厚，大约距地球表面80千米以上。电离层是高空中的气体，被太阳光的紫外线照射，电离成带电荷的正离子和负离子及部分自由电子形成的。电离层对电磁波影响很大，人们可以利用电磁短波能被电离层反射回地面的特点，来实现电磁波的远距离通讯。

大气中含量最多的成分是氮，按体积比占78％。大气中的氮能冲淡氧，使氧不致太浓，氧化作用不过于激烈。在常温下，分子氮的化学性质不活泼，人和动物不能直接利用它，但植物的生长却离不开它。氮是植物制造叶绿素的原料，也是制造蛋白质的原料。氮还是制造化学肥料的原料。豆科植物可通过根瘤菌的作用，固定到土壤中，成为植物生长所需的氮肥。

大气中含量排在第二位的是氧。氧是人类及其他动植物呼吸、维持生命不可缺少的气体。此外，氧还决定着有机物质的燃烧、腐败及分解过程。

大气中的氧分子分解为氧原子，每个氧原子又与另外的氧分子结合就形成了另外一种气体——臭氧，因其有一种特殊的臭味而得名——臭氧。臭氧通常呈浅蓝色。在常压下，当温度降至-112。4℃时，气体臭氧就变为暗蓝色的液体。当温度降至-251。4℃时，它就凝固成紫黑色的晶体。

大气中臭氧的含量很少，而且随着高度的变化而变化。在近地面层臭氧含量很少，从10公里高度开始逐渐增加，在12～15公里以上含量增加特别显著，在20～25公里高度处达最大值，再往上，臭氧的含量逐渐减少，到55～60公里高度上就极少了。

在水平方向上，臭氧的分布也有所不同。赤道和低纬度的臭氧含量最少，随着纬度的增高，臭氧含量也增加。臭氧也有季节变化和日变化。北半球高纬度地区，春季臭氧含量最大，秋季最小。

臭氧能大量吸收太阳紫外线，使极少量的紫外线到达地面，使地面上的生物免受过多紫外线的伤害。少量的紫外线能杀菌防病，促进机体内维生素D的形成，有利于机体增大和防止佝偻病。

二氧化碳是无色、无嗅、无味的气体。燃料的燃烧，有机物的腐化以及动、植物的呼吸都产生二氧化碳。同时，二氧化碳又是植物在光合作用下生长的原料。绿色植物在新陈代谢过程中，吸收CO合成碳水化合物和其他物质。

二氧化碳对太阳辐射吸收很少，却能强烈吸收地面辐射，使从地表往外辐射的热量不易散失到太空中去。

大气中的水汽主要来自海洋、湖泊、河流和潮湿物体表面的水分蒸发。海洋面积约占地球表面积的70％。平均而言，整个海洋表面每年约有100厘米厚的水层转化为水汽，全年由海洋蒸发到空中的水汽达350万亿吨之多；陆地上的河流湖泊、地面上的动植物都在向大气输送水汽。

大气是地球上有生命物质的源泉。通过生物的光合作用（从大气中吸收二氧化碳，放出氧气，制造有机质），进行氧和二氧化碳的物质循环，并维持着生物的生命活动，所以没有大气就没有生物，没有生物也就没有今日的世界。地球表面的水，通过蒸发进入大气，水汽在大气中凝结以降水的形式降落地表。这个水的循环过程往复不止，所以地球上始终有水存在。如果没有大气，地球上的水就会蒸发掉，变成一个像月球那样的干燥星球。没有水分，自然界就没有生机，也就没有当今世界。

大气层又保护着地球的“体温”，使地表的热量不易散失，同时通过大气的流动和热量交换，使地表的温度得到调节。

大气的水热状况，可以影响一个地区的气候的基本特征，进而决定该地区的水文特点、地貌类型、土壤发育和生物类型，从而对地球表面的整个自然环境的演化进程起着重要作用。

大气中含有细微的岩屑和水汽，而地壳岩石中和水体中也有空气存在，它们是互相渗透和互相影响的。大气中的氧和碳酸气，大气的湿度变化以及风雨等，都直接作用于地表的岩石，所以大气的活动对地壳岩石的形成和破坏均有影响。

空气是最宝贵的资源之一，由于到处都有，人们常不觉得其珍贵。

我们每时每刻要呼吸空气，一个成年人一天需要13至15公斤（10～12立方米）空气，相当于一天食物重量的10倍，饮水的5～6倍。据有关资料表明，一个人可以5周不吃食物，5天不喝水，但缺空气5分钟就不行，而且需要新鲜空气。

20世纪以来，在现代工业和交通迅猛发展的过程中，工业和人口高度集中，烟囱排出大量废气，汽车放出大量尾气，弄得城市上空烟尘滚滚，有时甚至恶臭难闻。40～50年代，接连出现烟雾事件，严重危害人类的健康。近年来，人类呼吸道疾病和心血管疾病急剧上升，直接或间接与大气污染有关。

试想，如果地球不穿上这件大气的“外衣”，地球会是什么样子呢？

如果地球不穿上这件大气的“外衣”，从宇宙太空飞来的大量陨石，将会不断地袭击地球。这种宇宙太空飞来的“子弹”，比我们地球上步枪子弹的速度要高几十倍。据估计，一昼夜射向地球的这种“子弹”有成千上万颗。如果没有大气层的阻挡，那地球将将同月亮一样，弹丸满身，伤痕累累，人的生命受到威胁。

如果没有大气，地球上的白昼和黑夜也会变得与现在完全不一样：当太阳刚刚从地平线上升起的时候，漆黑的夜晚会一下子变成通亮的白天，而当太阳刚刚下山时，通亮的白天会一下子变成漆黑的夜晚，根本没有黎明时的曙光和黄昏时的暮色。天空也不是蓝色的了，太阳所在的部位是明亮的，其余部位则是黑暗的；地面上，阳光照射到的地方是明亮的，没被照射到的部位是黑暗的。黑与白截然分明。

如果没有大气圈，白天阳光毫无阻挡地曝晒地面，温度一下子升得很高，高得人类无法生存；夜里，地球散热冷却，温度又一下子降得很低，低得人类也无法生存。这样一热一冷的变化，将会把地球上所有的生物热死和冻死，人类和生物界也就不复存在了。

如果没有大气圈臭氧的保护，太阳紫外线将畅通无阻地直达地表，人类和生物界将被它们所伤害。据研究知道，人类皮肤癌的病例的多少，与太阳紫外线来到地表的多少有关。太阳紫外线越强，得皮肤癌病的人也就越多。

由于有了大气层的保护，以上所提及的种种不幸事情一样也没有发生，地球成为人类及所有生物栖息的快乐家园。

（四）绿色植物编织生命摇篮

地球形成的初期，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。

经过研究发现，海洋中最早出现的植物是蓝藻和细菌，它们也是地球是早期出现的生物。它们在结构上比蛋白质团要完善得多，但是和现在最简单的生物相比却要简单得多，它们没有细胞的结构，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份上做出了惊人的成绩。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。

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多万种，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，才出现了今日形形色色的植物界。被子植物又称为有花植物或雌蕊植物

地球上最早的陆生植物化石表明，距今4亿年前植物已由海洋推向大陆，实现了登陆的伟大历史进程。植物的登陆，改变了以往大陆一片荒漠的景观，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。因此，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，便没有今日的世界。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，而整个动物界都是直接或间简接依靠植物界才获得生存和发展。原始植物登陆复原图

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贮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。人类日常利用的煤碳、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无可代替的。

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，使养分成有机态，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条件，形成一定的生物群落。

在绿色植被中，森林有“地球之肺”之称。这是因为森林大量地吸收二氧化碳，制造人类和其他生物所需的氧气。从城市到山区，我们不仅会感到山野的幽静，更会感到空气的清新。许多道人和僧人长寿，除了他们上山下山的运动使身体得到锻炼外，在很大程度上得益于山林中空气的清新。现代科学已经证明，生活在山林地区的人们患呼吸类疾病的可能性要比生活在城市里的人们少得多。森林对防止水土流失和防风固沙的作用更是显而易见。凡是有森林的地方，一般不会发生洪水，更不会遭受风沙的侵袭。我国黄河上游的戈壁滩，历史上曾经是一片绿地，曾经覆盖着大片的森林。那时候，从山上流下的水是清的。黄河，那时是一条清水河，丰茂的森林，清清的河水哺育了黄河两岸的儿女，孕育了中华民族的早期文化。后来，由于环境变化以及历代战乱和过分开垦，加上森林大火等灾害，使黄河上游的绿色植被逐渐变成了今天的样子，天灾人祸毁了黄土高原的植被。经常弥漫的风沙和不断流失的水土，不仅使当地经常遭受风灾、旱灾、水灾之苦，而且祸及沿黄地区的渤海湾畔。

二、被扯破的地球“外衣”

（一）谁让地球“生病”了？

东非大裂谷，是一个让人类学家梦寐以求的地方，它南起莫桑比克，北达约旦河谷，横贯于非洲大陆的东部，整条裂谷带窄处为几十千米，宽的地方可达200千米，裂谷两侧是陡峭的断崖，谷底与断崖顶部的高差，从几百米到2000米不等。就像青藏高原在不断的抬升一样，东非大裂谷也在继续扩张。就在这片土地上，随着热带丛林的消失，孕育了地球上最早的人类，后来他们从这里出发，走向世界各地。

有人形容东非大裂谷就像一道伤疤，长在非洲大陆的脸上。其实，更恰当的比喻应当是一道印记，这是地壳运动留给非洲大陆的。地壳运动不仅造就了东非大裂谷，也造就了非洲第一高峰——乞力马扎罗山。

乞力马扎罗山海拔5895米，面积756平方公里，它位于坦桑尼亚乞力马扎罗东北部，邻近肯尼亚。乞力马扎罗山海拔5200米以上为积雪冰川带，在乌呼鲁峰顶有一个直径2400米、深200米的火山口，由于终年被冰雪覆盖，宛如一个巨大的玉盆镶嵌在这座雄伟的山峰上。然而全球气候的变暖，已导致冰川急速消失。

联合国秘书长潘基文在对坦桑尼亚进行访问期间，他曾有意识地飞越了这座非洲最高山峰，当他俯瞰峰顶稀少的冰雪后，感慨万千。他对记者说：“气候变化在坦桑尼亚的一个鲜明的写照，便是乞力马扎罗山上正在融化减少的冰盖。在此前我就得知，它在过去几十年当中，正在急剧缩小。今天，我有幸静静地飞掠了这座雄伟的山峰。在我的眼前几乎没有冰雪的踪迹。”

科学家曾估计，气候变暖导致乞力马扎罗山的冰川体积，在过去100年间减少了将近80％，冰川的消失，将对这个地区的生态系统带来严重的破坏。位于山下的坦桑尼亚，80％的人口以农业为生，正在发生的荒漠化、雨季模式的改变，以及一些地区持续的干旱，都给当地人民的生活带来了挑战。

非洲大陆是一片苦难深重的土地。数百年来，殖民统治、战争和贫穷、疾病让非洲人民陷于重重灾难。在今天，非洲仍然是最贫穷、最落后的大陆，联合国宣布的全球40多个最不发达国家中，有30多个在非洲。饥饿，一直在困扰着非洲。发生在20世纪七八十年代的干旱，使非洲经历了百年不遇的大饥荒，近2亿人受到饥饿的威胁，在埃塞俄比亚，大约就有100万人死于饥饿。联合国把这次大旱称为“非洲近代史上最大的人类灾难”。

关于这次大饥荒的最著名的记录，来自一幅照片。一只饥饿的秃鹫盯着一个瘦骨嶙峋的小女孩，小女孩正努力向救济中心方向爬去，她全然不知自己即将成为秃鹫的猎物。这幅照片因为真实的记录了发生在非洲的大饥荒，获得了美国著名的普利策摄影奖，但摄影记者凯文·卡特却因为这幅照片而最终自杀，虽然他在拍完照片后赶走了秃鹫，但他却为自己没有抱起那个小女孩而感到愧疚。获奖后不久，年仅33岁的卡特自杀了。这件事曾引起极大的震动。卡特拍摄的《非洲小女孩》

饥饿源于干旱。干旱使非洲的荒漠化更为严重，原本脆弱的生态环境急剧恶化，大片的植被因为开垦而被毁坏，沙漠在继续扩展，牧场以每年1000平方千米的速度在退化。在干旱的荒漠中，有上千万的人背乡离井，沦为“生态难民”。在非洲50多个国家中，有80％的国家不能为其人民提供基本的生存需要。全球因饥饿而死亡的人中，非洲占四分之三。

非洲如此巨大的生态灾难，究竟因何而发生？是地球自身的原因，还是人类的行为所导致？

科学家的一项研究表明，北美、欧洲和亚洲工业国家所产生的二氧化硫污染，改变了大气的降水状况，它是导致非洲干旱的罪魁祸首，是引发世纪大饥荒的重要原因之一。研究发现，从二氧化硫被排放到空气中那一刻起，它就开始改变云层的物理形成，这样的连锁反应会由近及远，一直波及到遥远的非洲大陆，从而改变那里的降雨，使本来就很少的降雨因此减少50％。这样，二氧化硫并不需要千里迢迢飘浮到非洲，就会对那里的环境形成极大的影响。二氧化硫排放改变大气环境

1985年，英国科学家的一项重大发现震惊了世界，他们在南极考察时发现南极上空出现了臭氧空洞。臭氧是存在于大气平流层的一层气体分子，由于它能吸收太阳光中的紫外线，因此能够保护地球上的生物免受灭顶之灾。臭氧空洞并非是一个真实的大窟窿，而是说在南极上空的一定范围内，大气层中的臭氧浓度发生了显著的减少。科学家发现，每年的8月下旬至9月下旬，在20千米高度的南极大陆上空，臭氧总量开始减少，到10月初出现最大空洞，面积约1300万平方千米，11月份臭氧才重新增加，空洞消失。

科学家通过连续多年的观察发现，南极臭氧洞的面积在逐年扩大，到1994年时，已达2300万平方千米，这个范围已超出了南极大陆，甚至蔓延到了南美洲最南端的上空。1995年观测到的臭氧洞的天数是77天，1996年增加到80天，1998年臭氧洞的持续时间超过100天。

为什么会出现臭氧洞？科学家认为可能有多种原因，例如与太阳活动周期有关，受火山和天气过程的影响等，但更重要的是人为因素的影响，如工业生产过程中氯化物的排放，尤其是大量用作制冷剂和雾化剂的氟利昂，是产生南极臭氧洞的重要原因。氟利昂在高层大气中经紫外线分解出氯原子，氯原子会导致臭氧分子发生分解。臭氧洞出现，使大量的紫外线直射地面，就对地球生物构成了极大的威胁。

地球大气中臭氧洞的发现，以及其他一系列环境问题的警示，引起人们对生存环境的普遍担忧，无论是民间还是政府，对地球面临的危机进一步重视。1992年，联合国在巴西的里约热内卢召开了首次环境与发展大会，这是一次有关世界环境与发展问题规模最大、级别最高的国际会议，是人类环境与发展史上影响深远的一次会议。

在此以前的1972年，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了首次人类环境会议，这次会议是在世界各国竞相追求经济发展，而不惜以牺牲环境为代价的背景下召开的。自二十世纪五六十年代以来，工业的发展和农药的使用，给生态环境带来了极大的破坏。这样一种经济发展模式，不仅加剧了世界各国之间的贫富差距，同时引发了能源危机、环境污染和生态破坏等一系列严重的社会和环境问题。为了使世界各国对此有一个清醒的认识，这次会议第一次将环境问题严肃地摆在了人类的面前，它唤起了世人的警觉，使世界各国达成共识，开始把环境问题与世界人口、经济和社会的发展联系起来，寻求一条健康协调的发展之路。

当20年后里约热内卢环境与发展大会召开时，人类发现已面临着更严重的环境危机，全球气候变暖、臭氧层出现空洞、酸雨三大全球性环境问题迫在眉睫，这些问题与人类的生存休戚相关，对整个人类的生存和发展形成了严峻的挑战。

出席里约热内卢会议环境与发展大会的，有来自世界172个国家的116位领导人，以及9000多名新闻记者和约3000名非政府组织代表。这是一次盛大的会议。当时的联合国秘书长加利，为促成会议的成功召开，付出了极大的努力。他在大会演讲前，首先请求与会者为地球默哀两分钟，这是史无前例的。加利指出，我们的地球之所以生病，既因为过度发展，也因为发展不足。英语中的“生态”与“经济”都源于同一个希腊词汇“oikouing”，意思是“房屋的科学”，它们之间不仅有词源学意义上的联系，而且存在着实际联系。人类所居住的地球，就是我们共同的家，我们并不是地球的所有者，地球是世界的财富，我们只是暂时使用和保管它，它是我们从祖先那里借来的，并替我们的后代保管着。

这次会议取得了巨大的成功，会议发表了著名的报告《我们共同的未来》，提出了一种崭新的理念——可持续发展战略思想。加利在致闭幕辞时指出：“我们已经来到人类觉悟的新的转折点。几千年前，上帝与人类之间达成了道德契约。几百年前，公民与国家之间达成了社会契约。今天，在这个地方，我们的使命是在人类与地球之间达成生命契约。在古人眼里，森林、河流、高山、荒漠和海洋都是有生命的，各有其灵魂，我们需要重新唤醒这种意识，认识并承认地球也有灵魂，发现地球的灵魂并加以保护。这就是里约热内卢精神。”

就在斯德哥尔摩人类环境会议前两年，1970年的4月22日，美国各地大约有2000万人举行了一次“地球日”活动。人们举行集会、游行和其他多种形式的宣传活动，高举着受污染的地球模型、巨幅画和图表，高呼口号，要求政府采取措施保护环境。这次“地球日”活动声势浩大，成为第二次世界大战以来美国规模最大的社会活动，也是人类有史以来第一次规模宏大的群众性环境保护运动。这次活动标志着美国环保运动的崛起，它作为人类现代环保运动的开端，推动了美国以及其他西方国家环境保护法规的诞生。

此后每年，人们就把4月22日作为“世界地球日”。这一天，在世界各地都有一系列活动，以提醒人们保护地球的意识。这种世界性大规模的群众性环境保护运动，直接催生了1972年的联合国第一次人类环境会议。每年的“世界地球日”都会有一个宣传的主题，例如1974年的主题是《只有一个地球》，1977年的主题是《关注臭氧层破坏、水土流失、土壤退化和滥伐森林》，1979年的主题是《为了儿童和未来——没有破坏的发展》，1985年的主题是青年、人口、环境》，1989年的主题是《警惕，全球变暖》，1999年的主题是《拯救地球，就是拯救未来》，2008年的主题是《善待地球造福人类》。

2009年联合国大会关于设立“世界地球日”的决议指出，地球及其生态系统是人类的家园，人类今后和未来要在经济、社会和环境三方面的需求之间实现平衡，必须与自然界和地球和谐共处。本届联合国大会主席布罗克曼说，人类不拥有地球，而是属于地球。通过设立“世界地球日”，联合国呼吁各国重视人类和地球的福祉，把爱护地球和保护日渐稀少的自然资源作为共同的责任。

（二）谁把它戳了一个“窟窿”？

在距离地球表面15～25千米的高空，因受太阳紫外线照射的缘故，形成了包围在地球外围空间的臭氧层，这臭氧层正是人类赖以生存的保护伞。这就是大多数人对臭氧的全部认识。人类真正认识臭氧还是在150多年以前，由德国化学家先贝因博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味，同在自然界闪电后产生的气味相同，先贝因博士认为其气味类似于希腊文的OZEIN（意为“难闻”），由此将其命名为OZONE（臭氧）。

臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造出来的。大家知道，太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种，当大气中（含有21％）的氧气分子受到短波紫外线照射时，氧分子会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强，极易与其他物质发生反应。如与氢（H）反应生成水2（HO），与碳（C）反应生成二氧化碳（C0）。同样的，与氧分子22（O）反应时，就形成了臭氧（O）。臭氧形成后，由于其比重大于23氧气，会逐渐的向臭氧层的底层降落，在降落过程中随着温度的变化（上升），臭氧不稳定性愈趋明显，再受到长波紫外线的照射，再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。

1982年冬季，英国南极科学考察队来到南极基地。他们这次的任务和往常一样，主要是观察大气平流层有什么变化。队员伐曼把往年使用的老仪器放在了一块空旷雪地上。他环顾四周，没有发现什么新情况，于是，扭动仪器开关进行观测。刚刚开始工作，仪器就像发疯似的“滴、滴”地叫个不停。这种声音不曾有过。伐曼，这位大气学家马上意识到：可能有以往没有观测到的光线穿过了大气层。从波段看，它属于臭氧所吸收的部分。关机后再开始进行观测，仪器仍然发出那种声音。伐曼坚信，这是新的发现。他提着仪器，疾步跑回驻地，和同事们一起分享了这个发现。通过对观测数据的仔细分析、计算，他们推断：与上次观测相比，南极上空臭氧减少了20％。

对于这个结论，伐曼和他的同事们认为，多少有些拿不准，还需要等一等，最好是再进行一次重复性观测，以期验证。1984年10月，英国南极科学考察队带上新仪器，再次登上南极大陆。其主要目的就是确认1982年的观测结果。利用新的仪器，他们依然检测到了本来应该由臭氧吸收的光线。利用观测数据，他们又进行了反复的计算。根据计算结果，他们推断：臭氧层中的臭氧减少了不止20％，而在30％以上。紧接下来，依据连续几年的观测结果，他们发现：南极上空臭氧减少的趋势在不断加剧，到了1987年春季时达到最低点，平流层中的臭氧只有前几年的一半。

1984年底，伐曼把他们的论文寄给了《自然》杂志。1985年5月16日，这家杂志刊登了他们的论文。于是，他们的这个最新的、重大的发现传播到了全世界。

臭氧层损耗是臭氧空洞的真正成因，那么，臭氧层是如何耗损的呢？简单说来就是人类活动排入大气中的一些物质进入平流层与那里的臭氧发生化学反应，就会导致臭氧耗损，使臭氧浓度减少。照片显示南极上空的臭氧层破坏状况

人为消耗臭氧层的物质主要是：广泛用于冰箱和空调制冷、泡沫塑料发泡、电子器件清洗的氯氟烷烃（CFxCl4-x，又称Freon），以及用于特殊场合灭火的溴氟烷烃（CFXBr4-x，又称Halons哈龙）等化学物质。

消耗臭氧层的物质，在大气的对流层中是非常稳定的，可以停留很长时间，如CF2C12在对流层中寿命长达120年左右。因此，这类物质可以扩散到大气的各个部位，但是到了平流层后，就会在太阳的紫外辐射下发生光化反应，释放出活性很强的游离氯原子或溴原子，参与导致臭氧损耗的一系列化学反应，这样的反应循环不断，每个游离氯原子或溴原子可以破坏约10万个O分子，这就是氯氟烷烃或溴3氟烷烃破坏臭氧层的原因。

国际组织《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》规定了15种氯氟烷烃、3种哈龙、40种含氢氯氟烷烃、34种含氢溴氟烷烃、四氯化碳（CCl）、甲基氯仿（CHCCl）和甲基溴（CHBr）为控制4333使用的消耗臭氧层物质，也称受控物质。其中含氢氯氟烷烃（如，HCFCl）类物质是氯氟烷烃的一种过渡性替代品，因其含有H，使得2它在底层大气易于分解，对O层的破坏能力低于氯氟烷烃，但长期3和大量使用对O层危害也很大。3

在工程和生产中作为溶剂的四氯化碳（CCl）和甲基氯仿4（CHCCl），同样具有很大的破坏臭氧层的潜值，所以也被列为受控

33物质。

溴氟烷烃主要是哈龙：哈龙1211（CFBrCl）、哈龙21310（CFBr）、哈龙2420（CFBr），这些物质一般用作特殊场合3242的灭火剂。此类物质对臭氧层最具破坏性，比氯氟烷烃高3～10倍，1994年发达国家已经停止这3种哈龙的生产。

近年来的研究发现，核爆炸、航空器发射、超音速飞机将大量的氮氧化物注入平流层中，也会使臭氧浓度下降。

臭氧层中的臭氧能吸收200～300nm的阳光紫外线辐射，因此臭氧空洞可使阳光中紫外辐射到地球表面的量大大增加，从而产生一系列严重的危害。

阳光紫外线辐射能量很高的部分称EUV，在平流层以上就被大气中的原子和分子所吸收，从EUV到波长等于290nm之间的称为UV-C段，能被臭氧层中的臭氧分子全部吸收，波长等于290～320nm的辐射段称为紫外线B段（即B类紫外线），也有90％能被臭氧分子吸收，从而可以大大减弱到达地面的强度。如果臭氧层的臭氧含量减少，则地面受到紫外线B的辐射量增大。

B类紫外线灼伤称为B类灼伤，这是紫外辐射最明显的影响之一，学名为红斑病。B类紫外线也能损耗皮肤细胞中遗传物质，导致皮肤癌。B类辐射增加还可对眼睛造成损坏，导致白内障发病率增加。

B类紫外线辐射也会抑制人类和动物的免疫力。因此B类紫外线辐射的增加，可以降低人类对一些疾病包括癌症、过敏症和一些传染病的抵抗力。

B类辐射的增加，会对自然生态系统和作物造成直接或间接的影响。例如B类紫外辐射对20米深度以内的海洋生物造成危害，会使浮游生物、幼鱼、幼蟹、虾和贝类大量死亡，会造成某些生物减少或灭绝，由于海洋中的任何生物都是海洋食物链中重要的组成部分，因此某些种类的减少或灭绝，会引起海洋生态系统的破坏。

B类辐射的增加也会损害浮游植物，由于浮游植物可吸收大量二氧化碳，其产量减少，使得大气中存留更多的二氧化碳，使温室效应加剧。

B类辐射还将引起用于建筑物、绘画、包装的聚合材料的老化，使其变硬变脆，缩短使用寿命等等。

另外，臭氧层臭氧浓度降低紫外辐射增强，反而会使近地面对流层中的臭氧浓度增加，尤其是在人口和机动车量最密集的城市中心，使光化学烟雾污染的机率增加。

有人甚至认为，当臭氧层中的臭氧量减少到正常量的1/5时，将是地球生物死亡的临界点。这一论点虽尚未经科学研究所证实，但至少也表明了情况的严重性和紧急性。

当然臭氧也是一把双刃剑。从臭氧的性质来看，它既可助人又会害人，它既是上天赐与人类的一把保护伞，有时又像是一剂猛烈的毒药。大气中臭氧层对地球生物的保护作用现已广为人知——它吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线，使动植物免遭这种射线的危害。为了弥补日渐稀薄的臭氧层乃至臭氧层空洞，人们想尽一切办法，比如推广使用无氟制冷剂，以减少氟利昂等物质对臭氧的破坏。世界上还为此专门设立国际保护臭氧层日。由此给人的印象似乎是受到保护的臭氧应该越多越好，其实不是这样，如果大气中的臭氧，尤其是地面附近的大气中的臭氧聚集过多，对人类来说臭氧浓度过高反而是个祸害。

臭氧是地球大气中一种微量气体，它是由于大气中氧分子受太阳辐射分解成氧原子后，氧原子又与周围的氧分子结合而形成的，含有3个氧原子。大气中90％以上的臭氧存在于大气层的上部或平流层，离地面有10～50千米，这才是需要人类保护的大气臭氧层。还有少部分的臭氧分子徘徊在近地面，仍能对阻挡紫外线有一定作用。但是，近年发现地面附近大气中的臭氧浓度有快速增高的趋势，就令人感到不妙了。

这些臭氧是从哪里来冒出来的呢？同铅污染、硫化物等一样，它也是源于人类活动，汽车、燃料、石化等是臭氧的重要污染源。在车水马龙的街上行走，常常看到空气略带浅棕色，又有一股辛辣刺激的气味，这就是通常所称的光化学烟雾。臭氧就是光化学烟雾的主要成分，它不是直接被排放的，而是转化而成的，比如汽车排放的氮氧化物，只要在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧。随着汽车和工业排放的增加，地面臭氧污染在欧洲、北美、日本以及我国的许多城市中成为普遍现象。

研究表明，空气中臭氧浓度在0.012ppm水平时——这也是许多城市中典型的水平，能导致人皮肤刺痒，眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激，肺功能受影响，引起咳嗽、气短和胸痛等症状；空气中臭氧水平提高到0。05ppm，入院就医人数平均上升7％～10％。原因就在于，作为强氧化剂，臭氧几乎能与任何生物组织反应。当臭氧被吸入呼吸道时，就会与呼吸道中的细胞、流体和组织很快反应，导致肺功能减弱和组织损伤。对那些患有气喘病、肺气肿和慢性支气管炎的人来说，臭氧的危害更为明显。

目前，对于臭氧的正面作用以及人类应该采取哪些措施保护臭氧层，人们已达成共识并做了许多工作。但是，对于臭氧层的负面作用，人们虽然已有认识，但目前除了进行大气监测和空气污染预报外，还没有真正切实可行的方法加以解决。

（三）太阳与人：谁让地球变暖？

气候变化已是不争的事实。今日，我们的地球比过去两千年都要热。如果情况持续恶化，于本世纪末，地球气温将攀升至二百万年来的高位。更重要的是，目前的暖化是全球性的，而且无法用自然界的机制来解释。科学界广泛认为人类要为气候变化负上大部分责任，而且我们今日所作的决定，会影响将来的气候。

那么我们是怎样改变了气候的呢？

过去一百多年间，人类一直依赖石油煤炭等化工燃料来提供能源。燃烧化石燃料时，大量温室气体（二氧化碳等）被排放并积聚于大气层，成为气候变化的元凶。

气候变化的进程、严重性和对不同地区的影响仍是未知之数，但科学家已证实了以下数点：

某些气体如二氧化碳，在大气层里形成了温室效应，阻止热力反射回太空，使地球气温持续上升。

燃烧化石燃料（如：煤炭、石油等）会释放更多二氧化碳至大气层。

二氧化碳虽不是最强的温室气体，但由于人类活动而产生的二氧化碳含量提高，故成为温室效应的元凶。

目前二氧化碳于大气中的浓度是十五万年来最高的。

由于二氧化碳的排放，全球平均温度将比工业革命之前上升摄氏1。3度（或华氏2。3度）看来是无可避免的。限制升幅在摄氏2度（或华氏3。6度）以内，是防止气候变化带来更严重灾难的唯一方法。

如果温室气体的排放再不被控制，气候变化的速度将会是人类有史以来最快的气候反馈机制极可能带来急剧而不能补救的气候逆转，没有人知道气候变化到了什么程度会导致“世界末日”。

在大气中有些含量十分微小，却会对气候造成相当程度影响的气体，这些气体擅长吸收长波辐射但不吸收短波辐射，它们允许约50％太阳短波辐射能量穿过地球大气，这些能量会被地表吸收；地表在吸收这些能量后，本身会放出长波辐射，但这些由地表或大气放出的长波辐射却会被刚才提到的那些气体吸收，並且再將之放射出來，使得地表及对流层溫度升高。在夜晚，这些气体继续放射长波辐射，地面就不会因为缺乏太阳的加热而变得太冷。因此我们称这些气体为“温室气体”，它们的影响则称为“温室效应”。

大气中的这些温室气体就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。假若没有大气层，地球表面的平均温度不会是现在适宜的15℃，而是十分低的-18℃。这就是说温室效应使地表温度提高33℃。有了温室效应，才使地球保持了相对稳定的气温，从而使生命世界繁衍生息，兴旺发达。

不论地表和大气内的物理过程如何复杂，进入与离开大气中的辐射能量之间必须保持平衡。如果这种平衡一旦被破坏，它可以通过地球表面温度的升高来恢复平衡。可造成这种辐射平衡破坏的主要因子是由于人类活动引起的大气中温室气体的增加，由此而造成的地表温度的进一步增加被称为增强的温室效应。这种增强的温室效应实际上是由于人类活动引起的附加在自然温室效应之上的一种温室效应，虽然其量值比自然温室效应小得多，但其增暖作用的意义是非常重要的。

人类活动使温室效应日益加剧，以至于影响气候。自工业革命以来，资源与能源大量消耗，特别是煤、石油、天然气等物质的燃烧所排放的大量CO含量增加。目前全球平均温度经1000年前上升了20.3-0.6℃。而在此前一万年间，地球的平均温度变化不超过2℃。联合国机构还预测，由于能源需求不断增加，到2050年，全球平均气温将上升1.5-4.5℃。

很多科学家认为，二氧化碳排放增多带来的温室效应是全球迅速变暖的主要原因。不过，在2007年初，英国电视四台却发出了不同声音。该台播放的纪录片称，“人造”的全球性变暖是“现代社会的最大骗局”，太阳才是“真凶”。纪录片还称全球变暖是“一个价值数十亿美元的全球产业，它由狂热的反工业化环境主义者制造，由科学家兜售的可怕故事来筹资，还获得了政治家和媒体的舆论支持”。由于此片显然跟联合国公布的研究报告唱起了反调，因而引起了西方媒体的关注。

参加纪录片的渥太华大学教授伊安·克拉克说，全球变暖可能是太阳活动加剧造成的，而且从南极取得的冰核样本显示，地球的温暖期在二氧化碳排放量增加前800年就开始了。世界范围的经济繁荣发生在二战以后，这产生了大量二氧化碳，按照其他科学家的观点，这应该导致气温上升，但大部分全球变暖都发生在1940年以前，1940年后，全球气温不升反降了40年。

事实上，这个观点并非首创。美国乔治·马歇尔研究所1989年曾发表报告称，“太阳密度的周期变化可以抵消与温室气体有关的气候变化”，也就是说，全球变暖该怪太阳。

除人们最常见的“温室效应说”和上述观点外，有关全球气候变暖的原因还有几种说法，如宇宙射线说、动物废气说等等。

中国科学院大气物理研究所一位科学家认为，太阳活动加剧地球变暖的观点不代表主流，在权威学术杂志中，大量以科学论证为基础的科学论文都认为，人类行为是造成全球变暖的主要原因。联合国“政府间气候变化专门委员会”公布的研究报告也这样认为。什么原因造成了全球变暖只能靠科学猜测，是存在不确定性的，科学家对这些不确定性进行评估，然后给出一个概率。2001年联合国公布报告时，对于是不是人类行为造成了全球变暖，报告中用的是“可能”这个词，这个通过全世界2000多名科学家的研究写出的报告认为，人类行为是原因的概率超过66％。而到了2007年，在回答同样问题时，报告用词变成了“非常可能”，概率增加到90％以上。

德国著名的马克斯·普朗克学会的气象学家索兰基教授认为，近60年是太阳活动最活跃的时期。虽然太阳活动剧烈和温室气体的大量排放都会导致地球变暖，但现在还无法分辨哪个因素的影响更大。大部分欧洲专家认为，导致全球气候变暖的罪魁祸首是二氧化碳等“温室气体”。

还有欧洲气象学家通过卫星监测和计算机计算认为，大气污染阻碍了地球散热，是地球日益变暖的根本原因。

随着全球变暖，极端天气气候事件的增加，科学家们考虑给地球“动手术”来解决“地球发烧”给人类带来的种种困扰。地球工程技术就是旨在通过人类干预改变地球陆地、海洋或大气来减缓全球变暖。

为了阻止全球变暖的进程，科学家想出了许多大胆的地球工程计划。例如，人工喷射大量硫粒子至大气层，制造一层隔热保护膜冷却地球，或是通过将一支由1900艘船组成的船队分布在海洋里，利用风能吸取海水，通过高高的烟囱喷射到空中形成巨大的白云以反射阳光等等。

但是，一些科学家们讨论了地球工程的可行性，其结论认为，进行全球规模的地球工程弊大于利。美国杜克大学全球变化中心主任罗伯特·杰克逊说：“地球工程使用的范围越大，给环境带来的危险也就越高。”他说，以人类现阶段对地球自然系统的了解，尚不清楚如果自然系统发生全球性改变会带来怎样的后果。

以喷射硫粒子为例，这种在全球范围内实行的地球工程是打算将浅色的硫颗粒或其他气溶胶释放入大气，形成一层隔热保护膜，将阳光射线反射回太空，从而降低全球温度。这一方法是对火山爆发给地球带来降温效果的模拟，例如，1991年，菲律宾火山的爆发就曾使地球降温达华氏0.9度。

但是美国国家大气研究中心的塞蒙尔·提尔姆斯认为，这一方法除了有可能给地球带来降温效果以外，还会引起当地气温和降水的明显变化。她对其效果的模拟也预测到硫会破坏大气中的臭氧，使大量紫外线到达地球表面。

她说，北极地区臭氧的大量减少可能导致到达地球的紫外线增加，给当地生态带来危险，而南极上空臭氧洞的恢复也可能会推迟数十年。

另一个大规模的地球工程计划则是向海洋中添加硫酸铁，促进海里浮游生物的生长，这些浮游生物吸收二氧化碳，从而有效减低地球温室效应。但俄勒冈州立大学的查尔斯·米勒说，虽然浮游生物的增加可以吸收更多的二氧化碳，但其死亡和下沉也会消耗大量氧气，在海洋中形成大量的死亡区。另外，向海洋中施铁肥的方法最多只能抵消一小部分人类产生的碳，效果并非显著。

向海洋“施肥”的计划同样无助于缓解不断增长的海洋酸化问题。米勒说，事实上，海洋施肥计划很可能会使这一问题变得更加严重。任何大规模的“施肥”都会给海洋生态系统带来与全球变暖一样的危险。

有人认为可以通过地质封存的方式捕捉和储存二氧化碳，使之从大气中分离并将之埋藏于地下。杰克逊说，这种方法能够以较低成本储存人类一个世纪中因发电而产生的二氧化碳排放，但是，这种方法存在着碳泄漏、与地下水发生反应等风险。

杰克逊说：“拿地球的气候当儿戏非常危险。我们需要更直接地应对气候变化的方法，包括提高能效，增加对可再生能源的投资等等。”

假若“全球变暖”正在发生，有两种过程会导致海平面升高。第一种是海水受热膨胀令海平面上升。第二种是冰川和及南极洲上的冰块溶解使海洋水份增加。按最新预测研究结果，到2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.15～0.95米。

海平面的上升到底有多快？最新的中国海洋环境质量公报显示，去年我国沿海海平面为近10年来最高，比2007年高了14毫米。近30年来，中国沿海海平面总体呈波动上升趋势，平均上升速率为2.6毫米/年，高于全球海平面1.8毫米/年的上升速度。海平面上升加剧了风暴潮、海岸侵蚀、海水入侵、土壤盐渍化及咸潮等海洋灾害的发生。而环渤海地区、长江三角洲和珠江三角洲将是中国受危害最严重的地区。

海平面上升，首先带来的结果就是风暴潮灾害的频繁发生。据科学统计，广东沿海遭受强风暴潮影响的频率最近10年比以前增加了1.5倍，长江三角洲地区增加了2.5倍以上。2008年9月，广东沿海海平面比常年高出200多毫米，超强台风“黑格比”引发了百年一遇的罕见风暴潮。去年，海水入侵最为严重的地区是渤海和北黄海沿岸，而辽宁、河北、天津和山东等沿海地区均发生了不同程度的土壤盐渍化灾害，长江口和珠江口均发生了咸潮入侵事件。

其次，随海平面上升而来的必是土壤盐渍化、海水入侵、淡水资源遭受污染等一系列问题。环渤海区域的山东、河北、天津沿海从上世纪70年代中期开始，就发现海水侵蚀地下含水层，并急剧扩展，直接威胁着沿岸居民的生存。

在我国沿海，尤其是几大三角洲地区，都因过量开采地下水而造成陆地地面严重沉降，这恰恰加剧了区域性的相对海平面上升的速度，造成这些地区海平面的上升速度远大于全球速度。随着海平面的升高，海岸工程防护标准被迫一再提高。中国20世纪按照“百年一遇”设计的防潮工程，目前已经无法抵御海洋大潮的影响。如今，天津地区遭遇温带风暴潮时，会出现海水淹没码头货场的现象。

今后，海平面的上升还将加速。我国人口稠密的沿海地区正面临海平面不断上升的威胁！以上海所在的长江三角洲为例，按照国家海洋局的研究，在没有防潮设施的情况下，如果海平面上升30厘米，按照历史最高潮位推算，海水可淹没包括上海在内的长江三角洲及江苏和浙江沿岸26％的土地，也就是说，长三角富庶的多数城市，都将面临海平面上升的威胁。

海平面上升，海水步步进逼，我们的家园正在被淹没！目前，我国应加强海平面监测、预测和影响的评价工作，将海平面上升影响作为重要指标，纳入沿海地区社会经济发展规划。同时，采取控制地下水开采、提高沿海堤防工程设计标准、加强沿海红树林生态系统恢复等一系列措施，来遏制海平面上升带来的危害。

（四）好雨知时节 奈何变“硫酸”

现代文明给人类带来进步，人类成了自然的主人；但享福过了头，自然又反过来惩罚人类，人类遇到了许多前所未见的麻烦。酸雨，是目前人类遇到的全球性区域灾难之一。

目前，全球有三大块酸雨地区：西欧，北美和东南亚。我国长江以南也存在连片的酸雨区域。在酸雨区域内，湖泊酸化，渔业减产，森林衰退，土壤贫脊，粮菜减产，建筑物腐蚀，文物面目皆非。

酸雨问题目前已经成为备受人们关注的区域环境问题。“天不下雨人盼雨，天若下雨人怕雨”。整个欧洲、北美洲和亚洲都已处在酸雨的危害之中。北欧的纳维亚半岛南部、瑞典、丹麦、波兰、德国以及北美的加拿大等国的酸雨pH值多为4～4.5。北美一些地区pH值3～4的酸雨已司空见惯，美国15个州降雨的pH值在4.5以下。日本静冈县清水市雨水pH值曾达2.3，神奈川县川崎市曾达3.3，千叶县京原市曾达3.8。

我国南方大部分地区也已出现酸雨，特别是西南、华南和东南沿海，酸雨污染尤为严重。重庆、贵阳、长沙、柳州、厦门雨水的年平均pH值为4～4.5，许多地区都出现过pH值小于3.5的雨水。就连远离工业地带的“净土之地”峨眉山，近年来也受到酸雨光顾，主峰金顶（3078米）时常出现pH值小于4.5的酸雨。目前，全球的酸雨正在有增无减地发展，不断出现一些新生的酸雨区，印度、巴西、南非等国以及东南亚地区已经出现了酸雨问题。

近代工业革命，从蒸气机开始，锅炉烧煤，产生蒸汽，推动机器；而后火力电厂星罗齐布，燃煤数量日益猛增。遗憾地是，煤含杂质硫，约百分之一，在燃烧中将排放酸性气体（SO2）；燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化，氧气与氮气化合，也排放酸性气体。它们在高空中为雨雪冲刷，溶解，雨成为了酸雨；这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和铵离子。1872年英国科学家史密斯分析了伦敦市雨水成份，发现它呈酸性，且农村雨水中含碳酸铵，酸性不大；郊区雨水含硫酸铵，略呈酸性；市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐，呈酸性。于是史密斯首先在他的著作《空气和降雨：化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。

简单地说，酸雨就是酸性的雨。什么是酸？纯水是中性的，没有味道；柠檬水，橙汁有酸味，醋的酸味较大，它们都是弱酸；小苏打水有略涩的碱性，而苛性钠水就涩涩的，碱味较大，它们是碱。科学家发现酸味大小与水溶液中氢离子浓度有关；而碱味与水溶液中羟基离子浓度有关；然后建立了一个指标：氢离子浓度对数的负值，叫pH值。于是，纯水的pH值为7；酸性越大，pH值越低；碱性越大，pH值越高。未被污染的雨雪是中性的，pH值近于7；当它为大气中二氧化碳饱和时，略呈酸性，pH值为5.65。被大气中存在的酸性气体污染，pH值小于5.65的雨叫酸雨；pH值小于5.65的雪叫酸雪；在高空或高山（如峨眉山）上弥漫的雾，pH值小于5.65时叫酸雾。

90年代科学家又在冰雪世界的南极和北极收集到了含有有毒农药成份的“毒雪”。“毒雪”形成与酸雨或酸雪形成过程极为相似。也是人类活动，使用人造的农药到田间，杀虫增产，但农药却进入了环境；也是通过大气远程传输；也是在高空中，污染物被雨雪冲刷；也是最终降落地面，危害人类。由“酸雨”发展到“毒雪”，如此严重的环境恶化趋势，值得人类反省！

大气中的硫和氮的氧化物有自然和人为两个来源。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大气中的硫。自然排放大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。人为排放的硫大部分来自贮存在煤炭、石油、天然气等化石燃料中的硫，在燃烧时以二氧化硫形态释放出来，其他一部分来自金属冶炼和硫酸生产过程。随着化石燃料消费量的不断增长，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，产生了全部人为排放的二氧化硫的90％。天然和人为来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％。

欧美一些国家是世界上排放二氧化硫和氮氧化物最多的国家。但近10多年来亚太地区经济的迅速增长和能源消费量的迅速增加，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。

酸雨的危害主要表现在以下几个方面：

一是损害生物和自然生态系统

酸雨降落到地面后得不到中和，可使土壤、湖泊、河流酸化。湖水或河水的PH值降到5以下时，鱼的繁殖和发育会受到严重影响。土壤和底泥中的金属可被溶解到水中，毒害鱼类。水体酸化还可能改变水生生态系统。

酸雨还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。酸雨损害植物的新生叶芽，从而影响其生长发育，导致森林生态系统的退化。

二是腐蚀建筑材料及金属结构

酸雨腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等。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。

从欧美各国的情况来看，欧洲地区土壤缓冲酸性物质的能力弱，酸雨危害的范围还是比较大的，如欧洲30％的林区因酸雨影响而退化。在北欧，由于土壤自然酸度高，水体和土壤酸化都特别严重，特别是一些湖泊受害最为严重，湖泊酸化导致鱼类灭绝。另据报道，从1980年前后，欧洲以德国为中心，森林受害面积迅速扩大，树木出现早枯和生长衰退现象。加拿大和美国的许多湖泊和河流也遭受着酸化危害。美国国家地表水调查数据显示，酸雨造成75％的湖泊和大约一半的河流酸化。加拿大政府估计，加拿大43％的土地（主要在东部）对酸雨高度敏感，有14000个湖泊是酸性的。

欧洲和北美国家经受多年的酸雨危害之后，认识到酸雨是一个国际环境问题，单独靠一个国家解决不了问题，只有各国共同采取行动，减少二氧化硫和氮氧化物的排放量，才能控制酸雨污染及其危害。1979年11月，在日内瓦举行的联合国欧洲经济委员会的环境部长会议上，通过了“控制长距离越境空气污染公约”，1983年，欧洲各国及北美的美国、加拿大等32个国家在公约上签字，公约生效。1985年，联合国欧洲经济委员会的21个国家签署了赫尔辛基议定书，规定到1993年底，各国需要将硫氧化物排放量削减到1980年排放量的70％，即比1980年水平削减30％。议定书于1987年生效。目前，日、美等国试图建立东亚空气污染监测网，开展联合监测，逐步在东亚建立区域性酸雨控制体系。

为了综合控制燃煤污染，国际社会提倡实施系列的包括煤炭加工、燃烧、转换和烟气净化各个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一个途径。美国能源部在80年代就把开发清洁能源和解决酸雨问题列为中心任务，从1986年开始实施了

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