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1.1 全球资源与环境问题

1.1.1 全球资源问题

资源问题主要是指由于人口增长和经济发展,对资源的过度开采和不合理开发利用而产生的影响资源质量的一系列问题。同人口问题、环境问题一样,资源问题说到底也是发展问题。随着社会生产力的不断发展,人类开发利用自然的能力不断提高,人与自然的紧张关系在世界范围呈现扩大的态势:自然资源枯竭;全球气候变暖;南极上空臭氧层空洞扩大;大气、水、土壤污染严重;物种灭绝加速;荒漠化严重;洪灾泛滥……人类正在以可怕的速度破坏着生态环境,地球因此变得暴躁不安、喜怒无常,灾难的出现一次次向人们敲响警钟。全球使用的90%的能源取自化石燃料,即煤炭、石油和天然气,80%以上的工业原料取自金属和非金属矿产资源,这些资源都属于用一点少一点的耗竭性资源。目前,地球上探明的可采石油储量仅可使用45~50年;天然气储量总计为180亿立方米,可使用50~60年;煤炭储量可使用200~300年;主要金属和非金属矿产储量可使用几十年至百余年。海洋和海洋区域污染严重,由于陆地和海洋资源压力不断增大,以及人们不断开采海洋沉积物,导致海洋和海岸带不断退化。由于向海洋排放的氮过多,海洋和海岸带都出现了富营养化。水覆盖着地球表面70%以上的面积,总量达15亿立方千米,但是只有2.5%的水为淡水,可供利用的淡水仅占世界淡水总量的0.3%。据联合国有关组织统计,全球有12亿人用水短缺,水已经超出生活资源的范围,成为重要的战略资源。

2021年,面对煤炭供应偏紧、价格大幅上涨等情况,煤炭生产企业全力增产增供,加快释放优质产能,全年原煤产量41.3亿吨,同比增长5.7%。2021年,全年原油产量19888.1万吨,同比增长2.1%,增速比2020年提高0.5个百分点;原油加工产量为70355.4万吨,创下新高,同比增长4.3%,比2019年增长7.4%,两年平均增长3.6%。2021年,全年天然气产量2075.8亿立方米,同比增长7.8%。天然气产量首次突破2000亿立方米,也是连续5年增产超过100亿立方米。2021年,全年发电量85342.5亿千瓦时,同比增长9.7%。其中,火电发电量58058.7亿千瓦时,同比增长8.9%;水电发电量13390亿千瓦时,同比降低1.2%;核电发电量4075.2亿千瓦时,同比增长11.3%。2021年,随着我国经济社会秩序持续稳定恢复,国内经济复苏和出口订单增长远超预期,能源需求也呈逐步回升态势。2021年,全年能源消费总量52.4亿吨标准煤,同比增长5.2%,两年平均增长3.7%。煤炭消费量同比增长4.6%,原油消费量同比增长4.1%,天然气消费量同比增长12.5%。近年来,虽然可再生能源得到了较快的发展,但我国的能源消费结构还是以化石能源为主,每年消耗的化石能源巨大。2022年,多地开始限电,我国资源消耗问题已成为亟待解决的问题。

导致出现资源问题的原因主要有以下三方面。

1.工业发展

从近年各行业能源消费情况来看,工业和生活能源消费占据能源消费的80%以上,我国以重工业为主的产业构成模式也导致了工业对能源的大量消耗,其中85%的煤炭消耗在工业生产中。工业煤炭消耗中,制造业、电力、煤气及水生产等占消费比重的90%以上。制造业煤炭消耗的80%集中在石油化工、黑色金属冶金加工(钢铁等)、非金属矿制品(水泥等)、化工制造业。需要特别指出的是,我国单位产值能耗比世界平均水平约高出2倍以上;钢铁、有色金属、化工等高能耗工业行业的平均单位产出能耗均比世界先进水平高出40%以上。当前乃至未来十年,我国工业部门的节能降耗具有巨大的空间和潜力。

传统工业的持续增长,使得世界环境难以支撑这种高污染、高消耗、低效益生产方式的持续扩张。我国也不例外,国内资源再也难以支撑传统工业文明的持续增长。我国水资源总量占世界水资源总量的7%,居世界第6位,但人均占有量为世界人均水量的27%,居世界第119位,是全球13个贫水国之一,660个城市中2/3的城市供水不足,其中110个城市严重缺水。人均耕地面积仅相当于世界人均耕地面积的40%。矿产资源可以说是最能体现我国同时作为资源大国与资源小国这个特点的资源种类。我国已累计发现矿床种类162种,无疑是世界上拥有矿种比较齐全、探明储量比较丰富的少数国家之一。但若按人均拥有量计算,我们还是无法脱掉“贫矿”的帽子:国际上公认的工业化过程中不可缺少的45种矿产资源,人均拥有量不足世界平均水平的一半,石油、天然气人均剩余探明储量分别占世界储量的7.7%和7.1%,即使是储量相对丰富的煤炭也仅占世界储量的64%。而根据世界银行估计,每年中国环境污染和生态破坏造成的损失占GDP的比例高达10%。由煤炭燃烧形成的酸雨造成的经济损失每年超过1100亿元人民币。

从古至今,人类前进的步伐都伴随着资源掠夺与环境恶化。在历史上,争夺对国家安全和经济发展至关重要的稀缺战略资源往往是一国发动战争的根本动因。可以说,资源环境问题之所以产生,根本原因在于人们在不断扩大生产力的同时,对资源环境的不合理利用和破坏。

纵观中国历史,在漫长的奴隶社会和封建社会,由于生产力相对低下,对自然环境的破坏较小。中华人民共和国成立以后,全民以极大的热情投入社会主义建设中,在“大炼钢铁”运动中,烧掉了全国大量森林,森林植被遭受破坏,水土流失面积扩大,生态环境进一步恶化。改革开放初期,乡镇工业突飞猛进,但由于乡镇企业规模小、行业多、布局严重不合理、污染物种类繁多,造成处理困难,因而给环境带来了很大的负面影响……这是历史留给我们的资源环境问题。如今,粗放型经济增长方式是产生环境问题的根本原因,我国人口多、资源少、环境容量小、生态脆弱,建立在粗放型经济增长方式基础上的快速增长,已使资源难以为继,环境不堪重负。

2.人口压力

联合国经济和社会事务部发布的一份题为《世界人口展望2019:发现提要》的世界人口预测报告称,预计到2030年世界人口将从目前的77亿增至85亿,到2050年世界人口将达到97亿,到2100年或将达到110亿。这份报告还提及,从现在起到2050年,一半的世界新增人口将集中在印度、尼日利亚、巴基斯坦、刚果(金)、埃塞俄比亚、坦桑尼亚、印度尼西亚、埃及、美国等9个国家。

这份报告中还包含了其他信息。比如,世界人口增速在放缓,更多国家人口出现萎缩。这预示着世界人口老龄化正成为新的趋势。从2019年到2050年,人口出现萎缩的国家或地区数量将增至55个,其中26个国家或地区人口萎缩将超过10%。到2050年世界人口将达97亿,这绝不仅仅是一个数字这么简单。庞大的人口压力无疑会给人类的衣食住行造成紧张的局面,从而引发一些灾难性的冲突,如战争。人口压力具体包括人口增长对生存环境的影响、对生存空间及环境承载力的影响、对气候的影响、对城市环境的影响、对自然资源的影响等。

人类目前使用的生态资源比生态系统再生能力快1.75倍,大大超过了自然界的负荷能力,而人类排出的二氧化碳也超过了森林和海洋可吸收的二氧化碳。由于大范围砍伐森林、土壤侵蚀、生物多样性丧失及大气中二氧化碳不断累积,全球生态系统透支情况变得越来越明显。二氧化碳会导致气候变迁更加频繁,出现极端气候现象。而最明显的现象就是现在越来越热的天气,厄尔尼诺暖流便是其中一个。

3.能源危机

作为人类生存和发展的重要物质基础,煤炭、石油、天然气等化石能源支撑了19世纪到20世纪近200年来的人类文明进步和经济社会发展。然而,化石能源的不可再生性和人类对其的巨大消耗,使化石能源正在走向枯竭。

据美国地质勘探局估计,全世界最终可采石油储量为3万亿桶。由此推算,世界石油产量的顶峰将在2030年出现。由于剩余储量开采难度增大,石油产量会快速下降。世界煤炭总可采储量大约为8475亿吨。从长期来看,尽管世界煤炭可采储量相对稳定,但还是出现了下降的趋势。按当前的消费水平,煤炭可采储量最多也只能维持200年左右。世界天然气储量大约为177万亿立方米,如果年开采量维持在2.3万亿立方米,则天然气将在80年内枯竭。

就中国而言,化石能源探明储量约7500亿吨标准煤,总量较大,但人均能源拥有量远远低于世界平均水平。煤炭、石油、天然气人均剩余可采储量分别只有世界平均水平的58.6%、7.69%、7.05%。近几年,中国的能源生产一直保持着快速增长势头。2006年,中国能源生产总量为20.6亿吨标准煤。其中,煤炭比重高达76.4%,原油比重下降为12.6%,天然气比重为3.3%。中国煤炭储量相对丰富,但从中长期来看,仍面临诸如赋存条件、勘探水平、运输条件、安全因素等多方面因素的限制,能被有效开发利用的煤炭资源量明显不足。

化石能源的大量利用,也是造成环境变化与污染的关键因素。大量的化石能源消费引起温室气体排放,使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强,导致全球气候变暖。自1860年以来,全球平均气温提高了0.4~0.8℃。IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)所做的气候变化预估报告的结论是,二氧化碳为温室气体的主要部分,其中约90%以上的二氧化碳排放是化石能源消费活动产生的。化石能源,特别是煤炭的使用带来大量的二氧化硫和烟尘排放,是造成我国大气污染的主要原因。尽管应对措施初步遏制了酸雨范围逐步扩大的趋势,但酸雨仍在局部地区加重;机动车尾气污染等问题日益严重,特别是在大城市,煤烟型大气污染已开始转向煤烟与尾气排放的混合型污染。随着化石能源储量的逐步减小,全球能源危机也日益迫近。以化石能源为主的能源结构,具有明显的不可持续性。但是,从世界范围看,今后相当长的一段时期内,煤炭、石油等化石能源仍是能源供应的主体。

1.1.2 全球环境问题

环境问题,是指由于人类活动作用于周围环境所引起的环境质量变化,以及这种变化对人类的生产、生活和健康造成的影响。人类在改造自然环境和创建社会环境的过程中,自然环境仍以其固有的自然规律变化着。社会环境一方面受自然环境的制约,另一方面又以其固有的规律运动着。人类与环境不断地相互影响和作用,产生环境问题。近年来,随着地区经济的迅猛发展,环境污染问题也越来越严重,防止环境污染,保护环境,维持生态平衡,已成为社会发展的一项重要举措,也是每个公民应尽的义务。

在环境科学中,一般认为环境是指围绕人群的空间及其中可以直接影响人类生活和发展的各种自然因素的总称。在人类几百万年的历史进程中,环境对开创人类文明和进步发挥着巨大作用。大气、水源、土地、草原,都是让人类得以生存的物质基础,而森林、矿藏等资源又为人类的不断发展提供物质,创造出地球上高度的人类文明。但是,人类在开发利用环境资源的同时,也引出了一系列环境问题。

1.人类面临的主要环境问题

环境问题多种多样,归纳起来有两大类:一类是自然演变和自然灾害引起的原生环境问题,也叫第一环境问题,如地震、洪涝、干旱、台风、崩塌、滑坡、泥石流等;另一类是人类活动引起的次生环境问题,也叫第二环境问题。次生环境问题一般又分为环境污染和生态破坏两大类。如,乱砍滥伐引起的森林植被的破坏,过度放牧引起的草原退化,大面积开垦草原引起的沙漠化和土地沙化,工业生产造成大气、水环境恶化;等等。

目前,正在威胁人类生存并已被人类认识到的环境问题主要有全球气候变暖、臭氧层耗竭、酸雨、淡水危机、资源短缺、能源短缺、森林资源锐减、荒漠化、物种加速灭绝、垃圾成灾、有毒化学品污染等。

1)全球气候变暖

全球气候变暖是指全球气温升高。近100多年来,全球平均气温经历了冷-暖-冷-暖两次波动,总的来看为上升趋势。20世纪80年代,全球气温明显上升。1981—1990年,全球平均气温比100年前上升了0.48℃。导致全球气候变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用化石燃料(如煤、石油等),排放出大量的二氧化碳等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的短波具有高度的透过性,而对地球反射出来的长波具有高度的吸收性,也就是常说的“温室效应”,导致全球气候变暖。全球气候变暖的后果是,会使全球降水量重新分配,冰川和冻土消融,海平面上升等,既危害自然生态系统的平衡,又威胁人类的食物供应和居住环境。

2)臭氧层耗竭

在地球大气层近地面20~30千米的平流层里存在着一个臭氧层,其中臭氧含量占这一高度气体总量的十万分之一。臭氧含量虽然极微,却具有强烈的吸收紫外线的功能,因此,它能挡住太阳紫外辐射对地球生物的伤害,保护地球上的一切生命。然而,人类生产和生活所排放出的一些污染物,如氟氯烃类化合物及氟溴烃类化合物等,它们受到紫外线的照射后可被激化,形成活性很强的原子,并与臭氧层的臭氧发生化学反应,导致臭氧耗减,使臭氧层遭到破坏。南极上空的臭氧层空洞,就是臭氧层耗竭的一个显著标志。1994年,南极上空的臭氧层耗竭面积已达2400万平方千米。南极上空的臭氧层是在过去的20亿年里形成的,可是在一个世纪里就被破坏了60%。北半球上空的臭氧层也比以往任何时候都薄,欧洲和北美上空的臭氧层平均减少了10%~15%,西伯利亚上空的臭氧层甚至减少了35%。因此,科学家警告说,地球上空臭氧层耗竭的程度远比一般人想象的要严重。

3)酸雨

酸雨是由于空气中二氧化硫和氮氧化物等酸性污染物引起的pH值小于5.6的酸性降水。受酸雨危害的地区,会出现土壤和湖泊酸化,植被和生态系统遭受破坏,建筑材料、金属结构和文物被腐蚀等一系列严重的环境问题。酸雨在20世纪五六十年代最早出现于北欧及中欧,当时北欧的酸雨是欧洲中部工业酸性废气迁移所至,20世纪70年代以来,许多工业化国家采取各种措施防治城市和工业的大气污染,其中一个重要的措施是增加烟囱的高度。这一措施虽然有效地改善了排放地区的大气环境质量,但大气污染物远距离迁移的问题却更加严重,污染物越过国界进入邻国,甚至飘浮很远的距离,形成了更广泛的跨国界酸雨。此外,全世界使用矿物燃料的量有增无减,也使得受酸雨危害的地区进一步扩大。全球受酸雨危害严重的有欧洲、北美及东亚地区。20世纪80年代,在我国,酸雨主要发生在西南地区,到20世纪90年代中期,已发展到长江以南、青藏高原以东及四川盆地的广大地区。

4)淡水危机

地球表面虽然70%被水覆盖,但是97%为无法饮用的海水,只有不到3%的淡水,其中又有2%封存于极地冰川之中。在仅有的1%的淡水中,25%为工业用水,70%为农业用水,只有很少的一部分可供饮用和其他生活用途。然而,在这样一个缺水的世界里,水却被大量滥用、浪费和污染。加之,区域分布不均匀,致使世界上缺水现象十分普遍,淡水危机日趋严重。世界上100多个国家或地区缺水,其中28个国家被列为严重缺水的国家或地区。预测再过20~30年,严重缺水的国家或地区将达46~52个,缺水人口将达到28亿~33亿人。我国广大的北方和沿海地区水资源严重不足,据统计,我国北方缺水地区总面积达58万平方千米。全国500多座城市中,有300多座城市缺水,每年缺水量达58亿立方米,这些缺水城市主要集中在华北、沿海和省会城市、工业型城市。世界上任何一种生物都离不开水,人们贴切地把水比喻为“生命的源泉”。然而,随着地球上人口的激增,生产迅速发展,水已经变得比以往任何时候都要珍贵。一些河流和湖泊的枯竭,地下水的耗尽和湿地的消失,不仅给人类生存带来严重威胁,而且许多生物也正随着人类生产和生活造成的河流改道、湿地干化和生态环境恶化而灭绝。不少长河如美国的科罗拉多河、中国的黄河都已雄风不再,昔日“奔流到海不复回”的壮丽景象已成为历史的记忆了。

5)资源、能源短缺

当前,世界上资源、能源短缺问题已经在大多数国家或地区甚至全球范围内出现。这种现象的出现,主要是因为人类无计划、不合理地大规模开采。在新能源(如太阳能、快中子反应堆核电站、核聚变电站等)开发利用尚未取得较大突破之前,世界能源供应将日趋紧张。此外,其他不可再生性矿产资源的储量也在日益减小,这些资源终究会被消耗殆尽。

6)森林资源锐减

森林是人类赖以生存的生态系统中的一个重要的组成部分。地球上曾经有76亿公顷的森林,20世纪时下降为55亿公顷,到1976年已经减少到28亿公顷。由于世界人口的增长,对耕地、牧场、木材的需求量日益增加,导致对森林的过度采伐和开垦,使森林受到前所未有的破坏。据统计,全世界每年约有1200万公顷的森林消失,其中占绝大多数的是对全球生态平衡至关重要的热带雨林。对热带雨林的破坏主要发生在热带的发展中国家,尤以巴西的亚马逊州情况最为严重。亚马逊森林居世界热带雨林之首,但是,到20世纪90年代初期,这一地区的森林覆盖率比原来减少了11%,相当于70万平方千米,平均每5秒钟就有一片足球场大小的森林消失。此外,亚太地区、非洲的热带雨林也遭到破坏。

7)荒漠化

简单地说,荒漠化就是指土地退化。1992年,联合国环境与发展会议对荒漠化的概念做了这样的定义:“荒漠化是由于气候变化和人类不合理的经济活动等因素,使干旱、半干旱和具有干旱灾害的半湿润地区的土地发生了退化。”1996年6月17日,即第二个世界防治荒漠化和干旱日,《联合国防治荒漠化公约》秘书处发表公报指出,当前世界荒漠化现象仍在加剧。全球现有12亿人受到荒漠化的直接威胁,其中有1.35亿人在短期内有失去土地的危险。荒漠化已经不再是一个单纯的生态环境问题,已经演变为经济问题和社会问题,它给人类带来贫困和社会不稳定等问题。截至1996年,全球荒漠化的土地已达到3600万平方千米,占到整个地球陆地面积的1/4。全世界受荒漠化影响的国家或地区有100多个,尽管各国人民都在进行着同荒漠化的抗争,但荒漠化却以每年5万~7万平方千米的速度扩大。目前,在人类所面临的诸多环境问题中,荒漠化是最为严重的环境问题之一。对于受荒漠化威胁的人们来说,荒漠化意味着他们将失去最基本的生存基础——有生产能力的土地。

8)物种加速灭绝

物种是指生物种类。现今,地球上生存着500万~1000万种生物。一般来说,物种灭绝速度与物种生成速度应该是平衡的。但是,由于人类活动破坏了这种平衡,使物种灭绝速度加快。据《世界自然资源保护大纲》估计,每年有数千种动植物灭绝,而且灭绝速度越来越快。世界野生生物基金会发出警告:20世纪鸟类每年灭绝一种,在热带雨林,每天至少灭绝一个物种。物种灭绝给整个地球的食物供给带来威胁,给人类社会发展带来的损失和影响是难以预料和挽回的。

9)垃圾成灾

全球每年产生垃圾近100亿吨,而且处理垃圾的能力远远赶不上产生垃圾的速度。我国的垃圾排放量已相当可观,在许多城市周围,排满了一座座垃圾山,除占用大量土地外,还污染环境。危险垃圾,特别是有毒、有害垃圾的处理问题(包括运送、存放),因其造成的危害更为严重、产生的危害更为深远,而成为当今世界各国面临的一个十分棘手的环境问题。

10)有毒化学品污染

市场上约有7万~8万种化学品,对人体健康和生态环境有危害的约有3.5万种,其中致癌、致畸、致突变作用的约500种。随着工农业生产的发展,如今每年又有1000~2000种新的化学品投入市场。由于化学品的广泛使用,全球的大气、水体、土壤乃至生物都受到了不同程度的污染、毒害,连南极的企鹅也未能幸免。自20世纪50年代以来,涉及有毒有害化学品的污染事件日益增多,如果不采取有效防治措施,将对人类和动植物造成严重的危害。

2.环境污染的分类及产生的原因

环境污染包括以下几种。

(1)陆地污染:垃圾的清理成了各大城市的重要问题,每天千万吨的垃圾中,很多是不能焚化或腐化的,如塑料、橡胶、玻璃等。

(2)海洋污染:主要指从油船与油井漏出来的原油,农田用的杀虫剂和化肥,工厂排出的污水,矿场流出的酸性溶液等。它们使大部分的海洋湖泊受到污染,不但使海洋生物受害,而且鸟类和人类也可能因吃了这些生物而中毒。

(3)空气污染:主要指来自工厂、汽车、发电厂等排放出的一氧化碳和硫化氢等,每天都有人因接触了这些污浊空气而染上呼吸系统疾病。

(4)水污染:是指水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性污染等方面特性的改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶化的现象。

(5)大气污染:是指空气中污染物的浓度达到或超过了有害程度,导致破坏生态系统和人类的正常生存和发展,对人和生物造成危害。

(6)环境噪声污染:是指所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准,并干扰他人正常工作、学习、生活的现象。

(7)放射性污染:是指由于人类活动造成物料、人体、场所、环境介质表面或者内部出现超过国家标准的放射性物质或者射线。

(8)工业污染:是指工业生产过程中形成的废气、废水和固体排放物对环境的污染。污染主要是由生产中的“三废”(废水、废气、废渣)及各种噪声造成的。废水、废气、废渣被称为“自然界三大公害”,传统工业文明的持续增长,使得废弃物数量逐渐增长,对环境造成了巨大破坏。

①废水:是指居民活动过程中排出的水和径流雨水的总称。它包括生活污水、工业废水和初雨径流入排水管渠等其他无用水,一般指经过一定技术处理后不能再循环利用或者一级污染后制纯处理难度达不到一定标准的水。

②废气:是指人类在生产和生活过程中排出的有毒有害的气体。特别是化工厂、钢铁厂、制药厂,以及炼焦厂、炼油厂等排放的废气,气味大,严重污染环境和影响人体健康。

③废渣:是指人类生产和生活过程中排出或投弃的固体、液体废弃物。按其来源可分为工业废渣、农业废渣和城市生活垃圾等。

全球环境问题还具有超级复杂性,已成为真正“棘手的难题”。这些问题的“棘手性”主要体现在其出现的原因是复杂的,甚至具有高度的不确定性。随着科学技术的发展,人类对自然界的认识也在逐步提高。但是,人类对自然社会认知的进展依然缓慢,还处在“无知之幕”的限制中。一系列全球性环境问题的呈现,很多问题远远超越了人类对自然认知的限度,人们面临这些问题的时候,难以找出的原因。 nRFZ4Ij6YgotBKd8QHPYg6yo3j3StAFxjNRxv0IPvGVRXbxfNMvVQQYsXns8Urwp

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