人类与其生存环境关系及全球变化研究，本文主要内容关键词为：生存环境论文,人类论文,关系论文,全球论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
当前，人类面临着人口膨胀、资源匮乏和环境恶化三大危机，而环境恶化制约着人类的生存和资源的持续开发利用。在新旧世纪交替之际，在世界经济高度发展的今天，各国首脑和决策者们为使下一个世纪经济可持续发展，不得不正视全球环境日益恶化的严峻现实。摆在科学家面前的一个亟待解决的课题是探讨人类与其生存环境的关系问题。它涉及到地质时期（特别是人类起源时期）、历史时期现代文明社会的人与环境关系问题。更为重要的是，在此基础上运用现代化的方法和手段预测未来的环境变化趋势，从而为制定经济决策和外交决策提供科学依据。
二、人类与其生存环境关系
经历了漫长岁月的演化，地球表层系统才出现了最主动、最活跃的一员——人类圈（又称智慧圈等）。有了人，自然界原有的“平衡状态”开始发生变化。由于人类的粗心和无知，自然环境各方面的协调性亦受到扰乱。特别是工业革命以来，科学技术的飞速发展成为一把锐利的“双刃剑”，一方面促使人类的社会生产力达到空前的水平；同时，人类无节制的开发，或者说是破坏自然，亦达到空前的程度，人类开始面临着生存、环境和发展的问题。
1.新生代构造和气候事件与人类起源、演化
现代分子生物学的最新发展，帮助我们解决了一个长期争论的问题，即什么时候人科与猿科开始分化(Tuttle,1988)。免疫反应和血浆蛋白结构研究方面也指出人和猿在6～3Ma（百万年）前的某个时候分开(Sarich & Wilson,1967)。最早的、最可靠测年数据的非洲人类化石的年龄数据为3.8～4Ma前。在地质年表中，把地球历史的最新的一个时期称作第四纪，不少的学者以人类的出现作为其下限。人类的出现是第四纪的头等大事，因此，这些学者亦将第四纪亦称为“人类纪”，“灵生纪”等。然而，长期以来，欧洲的许多学者将陆地上大规模出现冰川的时候作为第四纪的开始。随着古人类学和第四纪环境研究的进展，人们开始将这两方面以及新生代（包括第四纪以前的第三纪）构造运动结合起来。
新生代以来，全球环境最突出的变化是两极冰盖的起源、发展和“世界屋脊”青藏高原的隆升。中新世中期（距今15Ma左右），面积广大的南极冰盖形成，距今12Ma挪威—格陵兰海首次出现冰川飘砾；中新世晚期（距今4Ma左右）开始又有一次明显的全球降温过程；而在距今2.6Ma（目前广泛承认的第四纪开始时代）左右，北极地区冰盖开始广泛发育(Shackleton & Kennett,1975)，之后气候继续变冷，使得海陆大规模冰川开始发育。青藏高原的隆升过程十分复杂，综合最新的研究成果（Rea et al,1992；李吉均等，1998；刘东生等，1998）距今10Ma左右青藏高原有一次隆升过程，而整体隆升开始在距今4Ma左右，后经几次强烈的构造运动才到达今天的高度。晚新生代以来，全球气候事件和构造事件的时代耦合性，很容易使人联想到二者是否存在必然联系。许多气候模型的输出结果亦证实了这一点（Kutzbach et al,1989,1993；陈隆勋等，1999），青藏高原的隆升引发大气环流变化，北半球较高纬度变冷、冰盖发育，中纬度地区变干。至距今2.6Ma左右，这种影响达到相当程度，影响东亚地区的冬季风环流开始出现，大面积陆相粉尘沉积-中国黄土沉积开始堆积。据笔者等人的最新研究，在距今4Ma左右就已经开始，而且与深海钻探记录和全球在该时期变冷和变干有较好的吻合性。
如前所述，人和猿分开的时间还没有精确界定。但较多的学者认识到晚第三纪全球性构造运动事件和可能由此产生的全球变冷、变干事件可能是最早的人类出现的间接或直接原因(Assefa et al.,1982;Singh,1988)。例如，中新世晚期，气候的变化使中亚和非洲许多地区严重干旱，荒漠面积扩大，热带森林面积缩小。这种变化加速了猿类向地面生活的进程，直立行走使猿迈向进化为人的决定性第一步，并开始用自身的器官进行“劳动”，开始有意识的利用自然、改造自然，人和猿分离。最近，刘东生等(1999)将人类的起源和青藏高原的隆升和季风演化进行了详细的论证，在此不再赘述。
2.现代文明社会人类对环境的影响
人类依赖自然生存和发展，同时，他又在自身发展过程中，不断的对自然施加影响。早期人类基本上依赖自然而生存、发展。人类大规模的利用和改造自然是在工业革命后开始的。
现代文明社会人类对自然环境的影响主要体现在以下几个方面：
1)影响固体物质的搬运
人类利用机械、炸药及其它手段，可以把地表固体物质，包括土壤、岩石等进行搬运。过去几千年来，来自人口增加和动物饲料生产的压力，这种影响是普遍的，其结果地表破坏、土壤侵蚀加强、水土流失加剧。据1982年美国国家资源调查局(NRI)估算，由于耕作后土壤未经保护，土壤侵蚀速率的增加值平均超过18t/(ha.a)，而未放牧的森林地带土壤侵蚀速率仅为1.7t/(ha.a)。Brown(1981)估计，全球每年有2.1×10[10]t的土壤流失，如果继续耕作，这些地区将不能持续生产。
2)改变水循环
人类大规模的修建水库、渠道，改变了水循环。水库改变小气候，提高地下水位，引起沼泽化。缺水地区实施人工灌溉引起盐碱化。灌溉水携带的溶解物质沉淀于土壤中，导致土壤中盐分增加；同时，亦使地下水位上升，再加上地表强烈的蒸发作用使盐类在土壤的表层逐渐积累，使作物无法生长。世界上50%的灌溉区都不同程度地发生了盐碱化问题(Rice & Vandermeer,1990)。而由于工农业生产的需要，过量开采地水下引起的后果亦是令人忧虑的。最近几十年来，人们才意识到它的危害。由于过量开采地下水，我国上海市区地面发生沉降，不得不每年在丰水期花费大量的人力、物力进行回灌。在澳大利亚的大自流盆地中开采的地下水是在含水层中经过几万年甚至几十万年缓慢流流动形成的，这些储存的“化石水”在目前的气候条件下是很难恢复的，如果继续开采将不可能恢复(Habermehl,1985)。当然，大规模的造林，可以减少地表径流，增加土壤含水量和地下水量，减少地表水土流失。
3)破坏生态平衡
森林的滥伐、草场的过度放牧和开垦、鱼类的滥捕等都起着破坏生态平衡的作用。据估计，到2030年，全世界动植物品种的160个品种有一半可能灭绝。
此外，人类从地壳和水中提取元素，又通过各种途径，把这些元素重新分配到地表、大气和水体之中，造成大气中CO[,2]的增加、酸雨、土质污染、水污染。而CO[,2]的排放、燃料燃烧释放热量及下垫面性质的改变造成了温室效应、热岛效应等，从而改变了地球表层的热量平衡。
三、全球变化的国际行动
造成全球环境问题的主要因素是来自太阳能和地球内能的驱动以及人类活动的影响。它涉及地球表层系统的各个圈层，往往带有全球性质。经过多年的观测与研究，国际社会已逐渐认识到这一点，并试图利用人类的智慧和已掌握的技术、知识解决这一严峻问题。于是，在联合国和国际科学联合会理事会(ICSU)和国际社会科学联合会(ISSC)共同努力下，从70年代酝酿，到90年代已形成一个前所未有的国际科学合作研究行动-全球变化研究行动计划。
全球变化(Global Change)一词首次出现于70年代，为人类学家所使用。当时，主要是表达人类社会、经济和政治系统的不稳定性，特别是国际安全和生活质量逐渐降低这一特定意义的。80年代，自然科学家借用并拓展了“全球变化”的概念，将原先的定义延伸至全球环境，包括地球表层系统的各个圈层，并突出强调地球环境系统及其变化。目前的国际全球变化研究由三个相互联系、各有侧重的国际计划组织：世界气候研究计划(WCRP)、国际地圈-生物圈计划(IGBP)、全球环境变化人文因素计划(IHDP)和一个拟执行的国际科学计划-生物多样性计划(DIVERSIAS)构成。
国际地圈-生物圈计划正式成立于1986年，其目的在于研究地球系统中生物的、物理的和化学的过程，以及地球系统各组成部分（大气圈、生物圈、水圈和岩石圈）的相互作用了解地球系统自然的整体行为对环境的影响，探讨人与环境协调发展途径。该计划的核心项目之一就是过去全球变化(PAGES)研究，其目的在于通过对自然界和“人类档案馆”中所保存的地球系统的环境信息的提取和研究，来了解过去全球变化的过程及规律性，为预测未来环境变化奠定基础。
四、中国的过去全球变化研究
任何过去的环境变化事件的揭示及其原因的研究，对于今天社会行为的规范、政策的制定以及具体的科研活动的开展和深化都是必须的。当前，我国在过去全球变化研究中已取得了一些具有国际影响的研究成果，主要是借助黄土、冰芯、岩溶、湖泊和深海沉积物、树木年轮和历史文献对百年、千年和万年尺度的古气候恢复和重建，气候和东亚季风的数值模拟，中国大气微量气体的源汇等研究。下面仅从黄土研究为例作以介绍。
黄土是第四纪时期最重要的陆相沉积物。我国大面积（超过4×10[5]km[2]）、巨厚（最大厚度300m）的黄土是世界上独无二的，已被国际学术界确认为可与深海沉积和极地冰芯相媲美的三大信息载体。中国黄土的研究始于上世纪末，早期主要围绕其成因、组成和基本的工程建筑性质为主。本世纪60-80年代，以刘东生教授等为首的中国科学家将风成黄土形成演化与生态环境研究结合起来；80年代晚期开始，他又积极倡导将中国黄土的研究与国际全球变化研究结合，使中国黄土研究进入探讨古气候、古环境变化机制的新阶段，开展了有关“黄土与古季风”的系列研究。主要成果体现在：结合其它古季风气候记录获得东亚第四纪气候和环境的变迁历史，是冬季风和夏季风环境优势期相互交替的历史；影响东亚的冬季环流晚于夏季风，形成在第四纪初，但据笔者等人的最新研究发现可能在晚第三纪已初步形成并具备一定规模；运用多种代用指标和手段获取最近15万、1万和2千年来的中国古环境略图；实现了与极地冰芯、深海沉积记录的对比，发现黄土所保存古环境信息的多重性和多层次性，其中包含了地球轨道变化、青藏高原隆升、北半球高纬和极地及南半球的信息；最近的高分辨率的黄土研究发现，距今10万年来气候具有突发性和不稳定性的特征，这对人们认识整个气候系统的变化过程，气候系统内部各因子变动都有重要的启示意义，未来的气候预测模型将不得不依据这一新发现而修正。更为重要的是，黄土高原是中华民族的重要发祥地，在相当长的一段历史时期内，曾是我国政治、文化中心。但是，目前黄土高原位于我国季风区与非季风区的过渡地区，生态环境脆弱，探讨黄土高原地区环境演化的影响因子，对黄土高原的大规模治理和开发具有非常重要的现实意义。
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