自然资源开发利用的环境影响

自然资源开发利用的环境影响第一节采矿活动的环境阻碍采矿活动可分为地下开采和露天开采，但不管哪一种均导致了构成自然环境和社会文化环境要素的变化，有些变化造成不良阻碍。目前，随着经济的不断进展，人们对各种矿产资源的需求越来越大，采矿活动也随之变得频繁，规模也不断增大；采矿对环境的影响如土地破坏、生态环境和自然景观的改变、人类健康和社区安全所面临的威逼等等也必然会加剧；采矿迹地生态重建所面临的任务也更加繁重。要从全然上搞好采矿迹地的生态重建，必须研究采矿活动产生的环境阻碍及其阻碍机制。采矿活动的环境阻碍及其机制是专门复杂的，不仅取决于被开采矿物的种类、采矿方法、采掘机械的选用，还取决于矿山周围的自然地理特点、社会文化环境等。我们将按采矿对自然环境和社会文化环境各要素产生的阻碍及其机制进行讨论；然而我们应该清醒地认识到：环境是各要素相互联系、相互作用而构成的有机整体，采矿活动对其各要素的阻碍不是孤立地发生作用的，它在使此要素发生变化时，也直截了当或间接地使彼要素发生变化；因此，下面以要素为线索的论述只是为了方便和条理化，述及某一要素时不可幸免会涉及其他要素。在生态重建中必须明确，各要素的健康进展或平稳均有赖于其他要素的均衡进展或平稳。一、采矿活动对地势的阻碍采矿活动对环境最直观的阻碍莫过于使矿区周围的地势发生变化。地下开采和露天开采对地势阻碍的程度和表现形式是不同的。1．地下开采的阻碍地下开采常引起地层的变形、裂缝甚至塌陷，此外还有固体废物堆砌。把矿物从地下开采出来后形成的地下空间使矿区周围的应力分布发生了变化，一样说来，这种连续不断的应力变化发生在地下矿工作面周围；它导致地下采空区上方的岩层变形、运动乃至被破坏。当地下采空区面积越来越大时，应力变化超过了阀值，岩层就会产生塌陷，从而在采矿区上方形成塌陷区。塌陷区的形状取决于地下采空区的深度、高度，顶板的牢固程度，岩层的性质以及采矿方法等。假如下陷的地层接近地表，则塌陷区往往是对称的；假如下陷的角度专门陡峭，则塌陷区就不大对称。塌陷区的面积通常取决于采矿活动造成的地层往下垂直坳陷的深度，小的可能仅几亩，而大的却可能达数百亩甚至更大。如至1996年底，在开滦矿务局古冶矿区就有大小不等的塌陷坑53个，总面积约1800hm2，平均每个塌陷坑占地27hm2。下面以煤矿开采为例具体说明一下地表塌陷的形成。采煤引起的地表塌陷按其形状和破坏程度可分为两种类型：一类是浅层开采急倾斜煤层或厚煤层形成的漏斗状陷坑和台阶状断裂，这类塌陷坑常突然发生，其上方的种植物和建筑物均遭破坏，造成猝不及防的损害，但塌陷只在局部发生，虽危害剧烈但范畴小；另一类塌陷是开采深部的急倾斜煤层，以及开采深厚比大于10倍、倾角小于45~的煤层所发生的大范畴平缓的下沉盆地，这类塌陷是在不知不觉的缓慢过程中形成的。一样说来地表塌陷的最大深度约为煤层开采厚度的70％一80％，甚至可达90％。通常由于地下留有各种不采的煤柱，它们对地层的支承作用使塌陷区显现凹凸不平的复杂形状，塌陷容积约为煤层采出体积的60％一70％，塌陷面积约为煤层开采面积的1．2倍。从全国范畴来看，由于矿区所处的地理位置不同，地势地貌、区域气候、地下水位的高低等条件的迥异，采矿造成的塌陷对地势的阻碍也不尽相同，一样可分为以下三种类型：(1)塌陷阻碍小：矿区内地势地貌无明显变化，仅局部有漏斗状塌陷坑；坑内也专门少积水，对矿区周围的自然社会环境阻碍不大。这种情形在我国东北、西北和华北的丘陵地区较为常见，生态重建也较易实现。(2)塌陷阻碍较大：对矿区的地势地貌、水文等有较大阻碍，塌陷后可形成局部季节性积水，常年积水的面积不大。我国黄河以北的平原地区多显现此类情形。(3)塌陷阻碍大：差不多改变了矿区的地势地貌条件，对水循环有庞大阻碍，地表塌陷后有专门大部分变为常年积水区，塌陷较浅部分造成耕地盐碱化，良田变为沼泽。此类情形在黄淮海平原中、东部以及长江中下游平原较为常见。裂缝往往相伴着塌陷显现，但它也可单独显现。当应力变化扩展到岩层以外的地区时，在地下采空区上方就会形成许多裂缝。这些岩层中的裂缝垂直扩散的距离能够是开采厚度的百倍之多。通常，在致密的细粒嵌布的岩面内，发生剧烈破裂的垂直区估量是被开采地区厚度的20---30倍。地表塌陷最直截了当、最明显的阻碍是使塌陷区上的建筑物(包括房屋、管道、铁路、公路、桥梁等)变形乃至破坏，专门是塌陷区下沉不平均时对建筑物危害尤大，建筑物的变形直接危及了人类安全和生产建设。当塌陷深度超过地下水位时，塌陷区被地下水浸满，陆地变为沼泽、湖泊，原有的陆生植物被水生植物取代；陆生农业生态系统也变为水生农业生态系统或水—陆生农业复合生态系统，随之改变了当地的生产劳作适应。这种沼泽地或湖泊含有较多的矿物质，同时这些矿物质还有可能进入邻近的河流及其它水体，从而增大它们的阻碍范畴，进而对这些水体内及其周围的植物和土壤产生阻碍。在靠近塌陷区的边缘部分，平坦的耕地一样要产生小于5‘的坡地，形成所谓“坡子地”，阻碍农业生产。大面积塌陷区积水还可能对周围小气候产生一定的阻碍，因为它们的蒸发和热容作用使空气湿度增加、气温变化幅度减缓。在裂缝较多的地区，水体常常会逐步干涸，地表水、浅层地下水会沿着裂缝渗入到更深层地下，从而导致该地区生产和生活用水的困难以及植物水分匮缺。另外，与矿床伴生的一些有毒、有害气体会沿着裂缝逸出地表，也会对该地区的人类健康、动植物生长以及土壤性状产生不良阻碍，例如，从煤矿逸出的沼气可改变土壤的结构并导致动植物死亡。地下采矿不可幸免地产生大量固体废物，这些固体废物大多数是堆放于地表，从而形成矸石山。矸石山的阻碍在下文一并详述。2．露天开采的阻碍露天开采是将矿体的上覆地层和表土剥离后直截了当采掘矿石。剥离方式有等高剥离和区域剥离两种，一样都会大规模地挖损土地；剥离后的土体或岩石还需要堆放，又占压了大量土地；因此，露天开采造成双重的土地破坏。据煤矿部统计，1949年以来，全国露天某矿共产煤日x108t，挖损土地近8700hm2；1993年全国露天煤矿产煤3．1x107t，挖损土地333hm2，平均每开采10000t原煤约要挖损土地0．1hm2。目前我国露天煤矿产量占全部统配煤矿原煤产量的7％左右，渐人佳期的神木、府谷、准格尔、平朔等煤炭基地都是设计能力在5xlo’t左右的大型露天煤矿，霍林河、伊敏河、元宝山等大型躇天煤矿也正在开发，今后露天煤矿产量的比重和产量都将增大。估量到2000年全国露天煤矿产量将达2x-10“t，每年因此而挖损的土地将达2000hrn2。土地挖损形成岩石裸露的深坑，例如，抚顺露天煤矿已形成一个长11km,宽2．5km,深288m的采场大坑，破坏土地2700hm2。有些挖损地常年或季节性积水。专门是洪涝、半洪涝地区的露天开采加剧沙漠化和水土流失，往往对脆弱生态系统造成不可逆转的破坏。不管是露天开采依旧地下开采，都有大量的剥离物和废弃物，此外还有坑口电厂排放的粉煤灰，它们的堆放严峻占压土地。据煤炭部统计，仅煤矿和坑口电厂产生的各种固体废弃物迄今已达7．4x109t以上，占压土地13000--20000hm2。我国露天采煤平均每万吨占地0．Uhm2，到2000年仅此一项又将占地2200hm2。井下采煤和洗煤废弃物，即煤矸石的不断堆积形成矸石山，占用大量土地。我国煤矿的矸石率约为20％，年产矸石近10xlO8t，累积总量2x109t，已形成矸石山1100余座，占压土地约6700hrnz。再加上地点煤矿，全国矸石总量约为3x109t，占压土地约10000hms。有的矸石山含有较多的碳、硫物质，这些物质氧化自燃后，开释出大量的二氧化碳、一氧化碳、硫氢化物和粉尘，从而造成大气污染；而有的矸石山含有铝、砷、铅、硫化铁等可溶性盐，被雨水淋滤后析出，并随着地表径流或地下径流进入邻近水体，引起这些水体的污染。二、采矿活动对土壤的阻碍土壤对人类生存和进展具有专门重要的作用，只有具有一定厚度土壤的土地才能保持生产力的连续性。土壤是不能被其它物质替代的，它既是生物的产物，同时也是生物进化的必备条件，我们应该尽力爱护土壤和它的生产力。采矿活动对土壤的阻碍要紧是引起土壤腐蚀。土壤腐蚀一样是指在风和水的作用下，土壤或岩石物质被磨损、剥蚀或溶解，并从地表脱离的一系列过程，它包括风化、溶解、腐蚀和搬运等。在自然状态下，纯粹由自然因素引起的地表腐蚀过程，速度专门缓慢，表现专门不显著，并常和自然土壤形成过程处于相对平稳状态。但采矿活动，如大面积的剥离、清理地面，搬运土、石、矿渣堆积物等，都会加速和扩大自然因素作用所引起的土壤破坏和土体物质的移动、流失。在造成土壤腐蚀的所有因子中，最常遇到的是分解和搬运土壤的水。在雨水的冲击作用下，土壤微粒产生移动，这种情形在暴雨时尤为明显。雨水的分解作用是造成土壤侵蚀的重要缘故，降水时，雨水降落的最高速度可达7--9m/s，从而雨水对地面可产生庞大的冲击力，据测定雨水的冲击力可使小于o．5mm的土粒离开原位被激溅到离地面60crnl~gl-的高度，并可产生1．2m到1．5m的水平位移。在雨水的连续冲击下，就产生了土壤微粒的搬运。依照降水强度、地表植被状况、土壤理化性质等因素的不同，土壤腐蚀可分为下列几种类型：(1)冲刷腐蚀：雨水冲击到土壤上引起土壤微粒的分散，松散的微粒可能会接着被地表径流搬运走。(2)片流腐蚀：理化性质相当一致的土壤层被表流冲走。(3)细流腐蚀：在雨水的冲击下产生许多仅几厘米深的小冲沟的腐蚀过程，要紧发生在刚开耕不久的土壤上。(4)冲沟腐蚀：在较短时刻内，水在狭沟内积蓄，并从那个狭窄的区域内移走相当深度的土壤，从30cra到30m不等，此即为冲沟腐蚀。在不同的地区，土壤的腐蚀率是不同的。在一个废弃矿区，典型的土壤腐蚀率是约950(／km2，这100倍于相同面积的森林地区的腐蚀率。在一个生产着的矿区土壤腐蚀率是约19000t／km2，2000倍于同面积的森林地区。细小微粒组成的疏松土壤由于腐蚀而受到的缺失明显较质地粗或紧实的土壤要严峻，而原始土壤表层因存在集合体要较有废弃物的土壤稳固性大。土壤腐蚀的危害除使土地退化乃至荒漠化以外，还包括：占据水库库容；填充湖泊、池塘，堵塞水道；沉积在具生长力土壤上；破坏水生群落；产生的混浊物减损了水的再生性并且降低了可见度；供消费的水质降低；提高了水处理成本，破坏了水分配系统；携带其他污染物，如杀虫剂、除草剂、重金属等；充当了细菌与病毒的载体。采矿活动对土壤的阻碍除了产生土壤腐蚀外，还能造成土壤污染、土壤酸化等。对某些重金属矿的开采可致使更多的重金属进入土壤，由于土壤的吸附、络合、沉淀和阻留等作用，绝大多数重金属都残留、累积在土壤中，如此就造成了土壤污染；一I~-I-壤中重金属的含量超过了土壤环境容量，就会对生长于其上的植物产生污染与危害，造成农作物产量的下降。土壤酸化是指人类活动所产生的酸性物质使土壤变酸的过程，一样硫化矿床的开采可使土壤环境酸化。土壤酸化的不良后果反映在许多方面，最重要的是随着pH值的降低，土壤对呈离子态的元素的吸附能力发生显著变化，如对钾、钙、镁等养分离子的吸附显著减少，导致这些养分随水流失。土壤酸化还对多价离子的元素活动性阻碍专门大，它使某些金属离子的活动性增加，某些毒害性阳离子毒性增加。在生态重建中，对矿区土壤的一个爱护方法是在采掘之前分层剥离和储存，就近堆置，以备采掘后复垦时利用。那个过程本身就可能阻碍土壤的各种特性。在采集土壤时要使用许多大型机械，如此可能会压实土壤，造成土壤结构及微生物的损害；堆放土壤如果堆放过高且堆存期过长，土壤中的微生物将停止活动，土壤将发生板结，土壤的性质会迅速恶化，雨水淋溶后有机质含量将下降。这些阻碍均会使土壤的肥力降低，给以后的生态重建利用这些土壤带来困难。三、采矿活动对水文的阻碍水体几乎覆盖了地球表面的2／3，水关于我们那个星球具有非同平常的意义，生命的存在有赖于清洁水体的水质和水量两个方面，我们应尽量保持水循环系统的自然状态，但采矿活动却不可幸免地要对之产生阻碍。在水循环过程中，当水处于地表和地下时最易为人类利用，因此采矿活动对水文的阻碍也要紧表现在对地表水和地下水的阻碍上。水分通过蒸发、蒸腾作用进入大气形成水蒸气，水蒸气一旦符合某种条件如达到露点，就以各种形式降至地面，然后通过两条要紧途径返回海洋：一条是地下径流，另一条是地表径流。水进人海洋后，循环又重新开始。在水循环过程中，当水处于地表和地下时最易为人类利用，因此采矿活动对水文的阻碍也要紧表现在对地表水和地下水的阻碍上。1．采矿活动对地表水的阻碍在采矿活动对地势的阻碍一部分中差不多指出采矿活动会导致塌陷区、裂缝的显现，它们的显现可能会造成邻近地表水体如河流、湖泊、招泽的干涸，也可能会导致形成新的河流、湖泊、沼泽，但不管哪一种情形均对矿区邻近的水文状况产生了干扰，而且干扰的面积通常大于塌陷区的面积。如河南永城煤矿矿区塌陷阻碍的水文状况面积为572km2，几乎是塌陷区面积296km2的两倍。采矿活动通过改变矿区邻近的水循环又间接阻碍了该地的其他地理要素。在采矿过程中，许多技术和工作都要求用到大量的水；另外大气降水、地表水体、地势水等也可通过岩石的孔隙、裂缝、细钻孔、断层破裂带等进入矿井。为了保证井下人员的安全和生产的顺利进行，对上述各种水都要采取各种措施将之排至地表。河流是地表水的要紧部分，它在缓慢地改造着地表景观。腐蚀和堆积是其改造的主要手段，在自然状态下二者处于一种动态平稳中，而采矿活动却会打破这种平稳。从矿井中排出的水注入河流，增加了河流的流量，增强了腐蚀的力量，从而加深和拓宽了河床。为了达到新的平稳就耍增加堆积这一边的砝码，干流的河床变宽变深使得支流的腐蚀基准面降低，支流腐蚀加剧；腐蚀下来的物质被搬运到干流堆积下来，如此堆积就逐步与侵蚀又达到了动态平稳，但现在的河流与采矿前的河流已截然不同了。从矿井中排出的水所含的悬浮物、矿物成分、溶解氧、有毒物质和它的pH值、颜色等因所采矿物、所处地理位置的不同而不同，但均要对矿区邻近的水体水质产生或多或少的阻碍。从矿井排出的未经净化或不完全净化的水会造成河流、湖泊、沼泽的污染，污染范围取决于被其他水稀释的程度。当河流为要紧污水接收体时，河水的增涨可使污水得到迅速的冲稀。接收污水的水体其中的水生生物不可幸免地要受到污水的阻碍，天然河流中污水占15％一35％就会引起各种水生生物群落生物质量的降低，对高等营养性生物的破坏作用更大，专门对食肉鱼类可造成它们的全部死亡。值得指出的是大多数矿区的排水都呈酸性，生态重建对这方面应多加注意。2．采矿活动对地下水的阻碍地表水一旦经渗透进入地下就成为地下水，具有渗透传导性岩体的地区称为蓄水层。蓄水层的土质通常具专门好的渗透性。水要紧在两种力的作用下进入或穿过蓄水层：毛细管力和重力。毛细管力是由于表面张力使水具有吸附于微粒表面的趋势，因此，水在表面运动并逐步使微粒饱和，这种运动可向上，也可向下。地下水位是蓄水层中饱和带的上界面。砂岩是一种作为蓄水层的要紧地质岩体，露天的矿床也可成为一个蓄水层。采矿掘走矿石后可能会切断蓄水层，切断蓄水层会导致显现一些值得注意的不利阻碍。首要的阻碍是破坏了地下水的自然状态及其在矿井工作面周围的分布，形成水位下降漏斗区。漏斗区的大小与矿区地质条件及矿区工作面范畴有关，当矿层处于渗水的砂砾岩层中时，单个矿井及水平走向的露天矿可排出半径为数公里之内的地下水；而假如矿区邻近的岩石多孔疏松时，漏斗区半径可大至20—30hn。许多小的漏斗区可连成一片，形成一个大的漏斗区，产生更大的阻碍。漏斗区的形成使矿区邻近的河流、湖泊、沼泽不再是较低含水层的水平水源，同时这些河流、湖泊及沼泽还有可能干涸；假如矿区邻近有永久性的冻土层存在，漏斗区的形成也会破坏它。漏斗区形成意味着地下水位的降低，地表上层的土壤及岩石中的水分也会随之降低，从而阻碍植物的生长。假如地下水位降低专门多引起深层岩石的干涸，那么还会造成岩层的变形进而导致地表的弯曲变形。其次，由于采矿不可幸免地要把油污、有机废物等带入地下，从而使蓄水层的水质恶化。最后尤应关注的是对蓄水带补给区的阻碍。整个地下水系统依靠于水源的补充，假如补给区被破坏，蓄水层就会枯竭。地下水的补给区是水循环中的敏锐部分，这些地区在生态重建中应给以足够的重视。四、采矿活动对生物群落和生态系统的阻碍生物世界是一个复杂且具高度多样性的生态系统，它有形状结构和营养结构，具有能量转换、物质循环和信息流淌等功能，这些要素在正常情形下均处于一种微妙的动态平稳之中，生态系统藉此平稳得以进展、进化。生物群落在生态系统中居重要地位，绿色植物是生态系统的生产者，动物是生态系统的消费者，微生物是生态系统的分解者，能够说没有生物群落也就没有生态系统。采矿活动对生态系统的阻碍也集中表达在对生物群落的阻碍上。生物群落具有一定的稳固性，同时也在不断地变化进展。演替确实是群落动态中最重要的特点。一样说来，由生态系统内自身变化所引发的演替叫自发演替，而由生态系统外部力量所引发的演替过程叫异发演替。在异发演替中，植物和动物只只是是对发生变化的环境和地理因素作出反应而已。假如演替发生在裸地(此前从未被生物定居过的地点)上，该演替谓之原生演替；假如演替地点曾被其它生物定居，原有植被受到人类或自然力破坏后再次发生的演替叫次生演替，次生演替由于有前次群落留下的有机质、土壤层等有利条件，因此演替经历的时刻较短。采矿活动对生物群落的一个要紧阻碍确实是使之发生次生异发演替。假如采矿活动破坏了矿区地表植被、土壤等，只留下岩石，最初生物群落看起来是从矿区衰落下去，逐步地有植物(可能是地衣)开始在这儿定居(此植物谓之先锋植物)，地衣分泌的酸性物质促进了岩石风化，它们和残骸及吹人此间的土壤微粒造成了苔藓能够进入的环境；然后多种多样的一年生小草本也显现了，紧接着是两年生的草本，最后是多年生草本。随着草类的生长，小灌木也普遍显现；假如环境状况专门是气候比较理想，乔木将是下一个定居者。最终形成一个适应于矿区生境和气候的群落(谓之顶级群落)，现在群落结构最复杂、最稳固，只要不受外力干扰，它当保持原状。完成那个演替过程需要6到10个世纪。假如该矿区有土壤残留下来，演替时刻会大大缩短；假如采矿后赶忙重新覆盖表土，时刻会进一步缩减，那个过程的演替时刻可能仅需不具表土地区的1／5；而播种演替系列高级时期的植物可使演替时刻更短。·在演替过程中可能发生各种干扰因素，如进一步的开采、矿区的塌陷形成湖泊等，这些均会使演替结果发生变化，如顶级群落由陆生生物群落变为水生生物群落。采矿活动不仅干扰生物群落的环境而使生物群落发生演替等变化，而且它还可直截了当作用于生物上。采矿形成的各种污染物经由大气、水、土壤进入生物体内，导致生物死亡、病变等。如有的矿区排放的污水含有较多的生物营养元素，使水体富营养化，促进了藻类等浮游生物的大量繁育，在水面形成密集的“水花”或“红潮”，消耗了水中溶解氧，致使水质恶化，阻碍鱼类生存，最终可使水中生物绝迹。五、采矿活动对人体健康和社区安全的阻碍以下通过假设两种差不多的危害·健康和社区安全的阻碍。1．直截了当危害直截了当危害和间接危害——来论述采矿活动对人类这些危害大多作用于矿工或生活在矿区邻近的人们。(1)某些采矿设施例如水库、废弃堆、尾坝的突然事故造成人员伤亡。如1986年4月30日安徽黄梅山铁矿尾矿坝突然塌陷，冲毁民房20多户，覆盖良田13hm2，造成19人死亡，97人受伤；又如云南锡业公司火谷都尾矿坝于1962年被冲塌，有近200人死于此次事故，近半个县的农田被破坏。(2)由地下采矿造成的塌陷和裂缝也会危及人身安全。现在的要紧问题是废弃矿井的稳固性或存在可能无法得知，这给该地的安全留下了隐患。(3)由爆破造成的损害。爆破在矿山生产中占有重要地位，能够说采矿离不开爆破，旦爆破也是一项危险性极大的工作，在其操作过程中稍有不慎，就可能发生事故。有统计说明在我国采矿生产中，每年都有几百人直截了当死于爆破事故。另一方面，因爆破不当引起的瓦斯爆炸更是时有发生。(4)运输和提升事故。就矿山开采而言，不管是地下开采依旧露天开采，运输和提升差不多上生产过程中的重要环节之一，也是一个事故隐患所在。据统计在我国因煤矿运输和提升方面事故的死亡人数占全部因伤亡事故交数的20％，并随着采矿机械化程度的提高而有上升趋势。(5)采矿过程中爆破、采掘、运输等都可产生噪声，长期在噪声较强的环境中工作和生活会对人体产生两类不良的阻碍：一是听觉器官的损害，二是对全身各系统专门是神经、心血管和内分泌系统的阻碍。噪声最直截了当的阻碍是造成听觉敏锐性的下降，引起听觉疲劳，使听觉功能退化；假如长期无防护地在强烈噪声的环境中连续工作，听力缺失会逐渐加重甚至不能复原，造成噪声性耳聋。爆破产生的极其强烈的噪声可造成听觉器官的急性损害，也可导致耳聋。据研究，生活在矿区的人，老年显现耳聋的时刻普遍要较其他低噪声地区的人早。噪声具有强烈的刺激性，如长期作用于中枢神经系统，可使大脑皮层的兴奋与抑制过程失调，结果引起条件反射纷乱，脑电波发生变化，轻者头晕、失眠，重者可导致神经衰弱甚至神经错乱。噪声对交感神经有兴奋作用，可导致心动过速、心律紊乱、心肌受损等。此外，噪声还可引起植物神经系统功能紊乱，使血压波动增大；对肠胃道的消化功能、血掖的组成成分以及视觉功能也有一定的阻碍。噪声对人们休息和睡眠的干扰也是不容忽视的，得不到充足的休息和睡眠，人的健康必定受到损害。2．间接危害采矿活动对人类健康造成的间接阻碍要紧是采矿排放的“三废”进入自然界后通过两条途径危害人类：一条为陆生生物食物链，即土壤+农作物一牲畜一人；另一条是水生生物食物链，即水一浮游生物一浮游动物+鱼+人。由此可见，只要大气、水、土壤受到污染，均可通过食物链逐级传递，最后阻碍到人体健康。下面具体介绍大气污染和水污染对人类健康的阻碍。(1)大气污染采矿过程中要产生大量的矿渣和粉尘，排土场内的矸石山和尾矿坝也含有大量的矿渣和粉尘，这些粒度不一的微粒通过呼吸系统进入人体后，或沉淀于肺泡内，或被吸取到血液和淋巴液内，随后输送至全身各个部分，造成危害。“尘肺”是人们所熟知的一种职业病，它是长期吸人被粉尘污染的空气而引起的一种疾病。另外矿区内矿渣、粉尘飞扬，遮天蔽日，使日照量大为减少，紫外线的辐射也减弱，从而阻碍儿童的发育。一些矿排放出诸如一氧化碳、硫化氢、二氧化硫等有毒气体，也会阻碍人体健康，造成各种疾病。(2)水污染矿业固体废弃物对水的污染有两种方式：一种是废弃物风化后形成的较细碎屑或尾矿本身被流水冲刷和搬运到某些地段而造成的污染；另一种情形是废弃物和尾矿在风化过程中形成某些可溶于水的有害化合物或重金属离子，经地表水或地下水的搬运而造成的污染。我国许多矿区水资源紧缺，只得将矿井排出的污水用于灌溉农田。污水灌溉农田同时兼有水、肥资源的再利用和廉价的污水土地处理两个方面的效益，然而由于污水灌田，给农业环境和城郊环境带来不同程度的污染，同时污染物通过上述的两条途径进入人体危害了人体的健康。据某灌区调查，污灌区5岁以下的婴儿急性腹泻发病率为5．40％，学龄儿童蠕虫感染率为81．21％，分别高于清灌区的4％和33．24％。六、采矿活动对景观美学的阻碍采矿活动造成的最明显的阻碍是对地表的干扰，即改变了地区地势、土壤、生物、水文以及建筑物等，使得人对它们的视觉印象受到阻碍，从而矿区邻近的景观美学价值降低。采矿造成的可见严峻视觉阻碍包括挖掘剥采土地、堆放固体废弃物堆、破坏生物和水景、降低大气可见度、破坏名胜古迹等。1．对地势视觉的阻碍采矿第一干扰了该地的视觉轮廓线，从而造成景观的总体变化。也许这儿本是一片开阔的草原，一派“天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊”的天然美景，一旦人类于这儿开采矿石，必定兴建各种生产、生活设施，铺设各种管道，采矿时还要堆积固体废弃物堆，使自然的“一”字形视觉轮廓线为凸凹不平的折线所取代，牛羊也丧失了踪迹，景观的整体和谐性被打破。2．对大气视觉的阻碍大气具有一种感官质量，明净、清新的空气能使人心情爽朗、精神振奋，而采矿却常常破坏大气的这些属性。从矿井、固体废弃物堆、烟囱等排放的各种微粒充满整个矿区，使矿区的大气可见度下降，天空一片灰暗、阴森，再加上噪声的扰动，人的好心情到这儿只会丧失殆尽，更勿庸言及美感了。3．对水景的阻碍水景以许多形式(降水、湖泊、河流、泉水、瀑布等)给人造成各种美感，而采矿却给这些美景带来甚至是致命性的毁坏，由采矿造成的裂缝、塌陷致使地下水位的下降从而导致湖泊、河流、泉水等景观的消逝；由矿区排出的生产生活污水致使湖泊、河流等各水体颜色的改变，生活于其间的水生生物遭受空前浩劫，各水体成为“死水”一滩；矿区的生产生活设施不和谐地插入到水景中，降低了原有景观的美学价值，甚至不再成为风景。4．对生物视觉的阻碍一个地区的动植物群落大大有利于该地区的美学质量，委婉动听的鸟鸣，芬芳沁人的花香，郁郁葱葱的树林，自由闲散的野兽……这些给周围人们的生活带来多少欢乐，构成一幅多么美好的景色。而兴建矿山需要大量的土地，因此乎不惜侵占这些花虫鸟兽的自然乐园，造成鸟兽绝迹，花木无踪，只剩下孤单单的人类，要有美也是单调、乏味的美。5．对建筑物视觉的阻碍建筑总是存在于一定的环境之中，建筑设计的构思与创作也就必定离不开环境的启发。古往今来，一切好的建筑作品，往往都会恰如其分地反映其外部环境的某些特点，形成建筑与环境完美的结合。采矿是一种经济行为，往常矿山的设计是可不能考虑与环境是否和谐，往往打破了原有的建筑与环境的完美结合，如一些矿排放出的酸性污染物(如二氧化硫等)对矿区邻近的大理石雕塑不可幸免地要造成损害；矿区高大的建筑从体量、气概上压倒了该地区原有的高层美景；一些需要某些专门条件(如安静的环境、树林的陪衬等)的建筑物因置身于矿山中而与这些条件无缘，使其景观大打折扣。因此，采矿也会造成某些景色，如塌陷导致湖泊的显现，但是这些湖泊不管从景观学依旧美学的角度来看均不及天然湖泊，其美学价值也有限。可见，采矿活动对景观美学具有庞大的破坏力，生态重建专家应努力转变这种情形。七、采矿活动对经济的阻碍经济与环境的关系是随着时刻在变化的，往常的那种只强调经济而忽视环境的做法导致了许多严峻的后果。现在人们差不多认识到两者之间是相互促进、相互制约的，进展时不可偏废。采矿活动对经济的阻碍第一表现在它直截了当导致了以之为差不多部门的城镇的兴起、繁荣与衰落。城镇的差不多部门是指为该城镇以外的居民提供产品的工业和服务部门，该部门为城镇获得收入并以之购买该城镇不能自己生产的食物和原料，它是城镇得以存在和进展的经济基础。差不多部门之外的其他部门通常是非差不多部门，它常为差不多部门提供产品和服务，并随差不多部门的进展而进展。现在我国大部分矿区往往是该矿区所在城镇的差不多部门，它的进展好坏直截了当阻碍了该城镇的经济状况。假如某个小村镇邻近发觉了一个大矿藏并进行挖掘，这就会引进许多投资，因此厂房、住宅兴建起来，与外界的交通也得以改善，医院、学校、商店、娱乐设施也相继显现，最终／J、村镇成长为一个现代化的工业都市，经济得以迅速进展。我国的专门多都市确实是按上述机制兴起的，如石油都市大庆、煤炭都市平顶山等。当一个城镇赖以成长、繁荣的矿藏挖掘殆尽时又会如何样呢?专门明显，假如该城镇不另外寻求差不多部门的话，那么它的经济将会衰退，从繁荣走向衰落。1982年5月，美国埃克森石油公司认为科罗拉多州拜多门方山邻近庞大的页岩油项目太昂贵而难以牟利，因此关闭了采油厂，结果尚处于兴建中的社区停止了投资，几千居民连夜离去，拜多门方山成为一座空城。采矿活动是一种经济行为，但由于它对环境产生了庞大阻碍，因此环保意识专门早就参与其间，同时现在正逐步得到更多的重视。许多国家差不多把采矿所造成的环境阻碍折算为经济效益考虑到采矿经济活动中去，通常是以向矿山企业收取排污费、征用土地补偿费等形式表达，这也是采矿对经济的阻碍之一。以上讨论了采矿活动对环境的阻碍。要使这些阻碍降低到最小程度和对采矿迹地的生产力进行复原，必须进行生态重建。第二节人类活动与气候变化全球气候变化及其对人类事务的潜在阻碍已引起学术界、决策界乃至公众的注意。气候变化对农业和粮食保证的阻碍更是全世界关注的一大问题，对中国专门重要。中国12亿多人口的生存有赖于农业，而中国农业正面临严峻的生态与经济挑战，全球气候变化将使这一问题更为严肃。一、全球气候变化问题1、气候变化与全球变暖气候变化古已有之，现在气候变化的专门之处在于人类活动改变了大气圈的组成和行为，致使变化速率前所未有。假如目前这种趋势连续下去，则地球将面临突破任何历史记录的气候冲击。各种大气科学的研究都得出一致的结论，即温室气体的排放将使全球平均温度增加有证据说明，大气中二氧化碳的浓度在1870年时约为280x10…；而直截了当观测显示，已从1958年的315x10”增加到1985年的345X10…；1870--1958年间的年平均增率是0．1％，而1958--1985年间是0．3％。其他温室气体(如甲烷、氧化氮、臭氧、氟里昂)加起来对地球变暖的作用也与二氧化碳相当。假如目前温室气体的排放趋势连续下去，则地球表层将以每10年o．312的速率增温。到下世纪中期，累积的变暖效应将使地表平均温度比工业革命开始前的“自然背景温度”提高L5--4．5C。尽管区域气候对全球温室气体积存的响应还不甚明确，但从古气候记录和其他证据可知，地表平均温度哪怕是专门小的专门变化，也足以对地点气候产生严峻的阻碍。例如，现代与小冰期气候差别的平均温度表达只是确实是112，但在欧洲，连续于14--17世纪期间的小冰期却使传统农作物频频歉收或绝收。中国小冰期的开始早于欧洲，其间作物产量亦显著下降。若地表平均温度在目前水平上提高512，则地球将比过去3x106年中的任何温顺期都热。在差不多历过的那些温顺期，北半球的极地冰盖曾经消逝，海平面曾比现在高出75m，热带和亚热带曾向北扩展到现在的加拿大和英格兰。现代全球气候变化的证据差不多显现。地表平均温度已在过去100年来上升了约0．5--0．7。C，其间U个最暖年中有7个发生在最近10年，极端天气事件的频率和强度都在增加。2．温室气体增温的可能效应气候与其他自然过程乃至经济进展都有解不开的联系。温室气体增温及有关的气候变化必定会导致生物—自然过程和社会经济条件的改变。一种直截了当阻碍是海平面上升，海洋水体热膨胀和冰川融解的综合作用专门可能在下一个百年内使全球平均海平面上升20--100m。人口密集的世界大河三角洲和沿海低地将受显著阻碍，自然系统和人类活动都会受到严峻威逼。由于大气圈保持水汽的能力随温度的增加而增加，全球变暖专门可能导致全球变湿。某些模拟结果显示，二氧化碳倍增将使全球平均降水量增加7％--11％。但在另一方面，较高的大气和地面温度也将加强植物和土壤的总蒸发。两方面平稳，土壤水分已趋紧张的地区将更为紧张。专门是作为世界要紧粮食产区的中纬度和大陆中部地区将变洪涝，夏天更为明显；作物生长期的水分条件恶化将导致农业减产。温室气体增温在全球的分布是不平均的，将会显著缩小热带与极地之间的温差，从而阻碍全球天气系统的热动力机制，显著改变决定区域气候的大气环流和洋流的格局。这种天气动力的变化将改变专门多地理区域的生态和生产条件，而且极端天气事件发生的频率、显现时刻、延时和分布都会变化。人类活动的专门多方面，如农业、林业、渔业、人体健康、沿海的基础设施、聚落、交通运输等都会受阻碍。由于农业的普遍存在，及其对人类生存的重要性和对气候条件的敏锐性，气候变化对它的阻碍更受到高度重视。3．气候的波动与不确定性气候变化包括长期平均状况的渐变，“正常范畴”内的大波动，可能极端事件之类型、频率、强度和分布的变化，而且所有这些可能会同时显现。包括农业在内的人类活动不仅对平均状况的变化，而且对波动和预料不到的情形都应作出响应。气候波动专门是极端事件的变动对人类社会的冲击，专门可能比可预料的长期平均状况变化还严峻。对全球气候变化尽管已有了普遍的认同，但还存在一些重大的不确定性。以后气候的状况一样都由GCMs(一般环流模型或全球气候模型)导出，而大多数此类模型对与全球变暖有关的季节和区域气候变化的判定却大异其趣，专门在区域降水量变化的判定上差异更显著，而区域温度变化的判定上差异较小。全球气候变化会在什么时候产生重要社会经济阻碍，也不是专门明确的，部分缘故是以后温室气体的排放量不确定。气候将渐变依旧突变，也不确定。专门多此类不确定性的根源，在于我们对全球气候系统的动态机制缺乏详细的认识。但气候本质上确实是不确定的，因此这不能成为阻止分析气候变化(或不确定性)对经济和其他方面阻碍的理由。必须承认气候的波动性和不确定性，不管它是否“变化”，这是分析气候对社会经济负面阻碍的前提。二、气候变化的农业意义对当前的气候波动和以后的气候变化，农业是最敏锐的部门。全球气候变化专门可能加大世界农业系统的压力，农业产量可能下降，而这正好发生在农产品需求急剧上升的时候。据分析，在二氧化碳倍增导致气候变化的期间，世界食品和纤维的需求将上升2—2．5倍。1．对农业地理限制的阻碍全球变暖可望使温度带向极地移动，在目前农业潜力受热量限制的地区，作物生长季会延长。据研究，年平均温度每增加1℃，北半球中纬度的作物带将在水平方向北移150--200km，垂直方向上移150--200m。由此可知，以后50--70年间全球1．5--4．5C的增温可使世界要紧粮食带向北扩展230~900km。然而，作物布局不仅取决于温度条件，也受土壤、水分和社会经济等条件的制约。由于水分条件恶化，以及较高温度还会促使作物徒长和缩短灌浆期，中纬度要紧粮食产区专门可能减产。在低纬度，增温改变农时6t阻碍不可忽视，专门是一年多熟的地区。例如，南亚和东南亚地区若变暖lC，已适应当前气候条件的农时将需要作重大的重新安排。全球变暖对水分条件移动的阻碍尚难以估量。最近的GMCs(全球气候变化)研究了大气二氧化碳倍增对土壤水分的阻碍后认为，在东北非、南非、阿拉伯半岛西部、东南亚澳大利亚东部、美国南部和阿根廷，12月到来年2月的土壤水分会减少；在北非、西非、部分东欧、华北和华中、部分原苏联、中亚、西北利亚、澳大利亚西部、美国南部、中美洲和E西东部，6--8月的土壤水分会减少。全球变暖对农业的若干重要阻碍中，知之最少的或许确实是极端气候的可能变化，如干早、暴风雨、于热风、冻害等的强度和频率变化。冷和热对作物的限制并非与冷、热的强度本身成正比例关系，作物产量对冷、热限制常常表现出一种非线性的响应。总蒸发率加速的一个显著结果是，热带和亚热带某些地区的旱灾频率会比现在高。洪涝强度和危害程度的变化是对农业的最严峻威逼，不管是在全球或区域尺度，专门是现在已埋伏着洪涝的地区。增暖还可能使作物和牲畜病虫害的地理范畴扩大，这对纬度较高的地区危害最大。目前限于热带的牲畜病虫害会扩散到中纬度地区，病虫害‘般不严峻的寒温带将深受其害。此外，气候变化还会严峻阻碍害虫及其捕食者和寄生者之间的物种相互作用。全球变暖导致的海平面上升将会埋住沿海重要的粮食生产基地。例如，对尼罗河三角洲的初步研究说明，海平面若上升100cm会埋住目前埃及15％人口的住房和大约同样比例的粮食产地。2．对作物产量的阻碍可分两种情形来分析，即大气中化学组成变化对植物生长的直截了当阻碍和温室效应导致的农业气候条件变化对作物产量的阻碍。大气中二氧化碳浓度的增加提高了光合作用率和水分利用率，有助于植物生长，专门对包括小麦、水稻、大麦、豆类和根系作物在内的C3植物。实验说明，若其他与作物生长有关的因素不变，二氧化碳浓度增加使C3作物的产量显著增加。对包括玉米、高粱、小米和甘蔗在内的Cd作物，尚无直截了当助长成效的呵比证据。明显，即使关于C3植物，大气化学组成变化的阻碍也是专门复杂的。植物呼吸作用、水分要求和可得性、固氮作用、植物生长时期、作物质量、其他气体组成等方面变化的阻碍专门可能压倒二氧化碳增加的助长作用。一样研究更重视作物产量对气候变化的响应。低纬潮湿地区的水稻产量受温度变化的阻碍专门显著，北纬6’一31’内众多农田实验说明，结实期温度上升1—2℃会使产量下降10％一20％；纬度越高，受阻碍越严峻。调整农时有助于排除此类阻碍，但这在农时必须与季风降雨期相适应的地点专门难作到。在热带半洪涝地区，若降雨量不变，那么增温加速蒸发从而使土壤水分条件恶化，作物产量将下降。例如在印度北部，在雨量不增的情形下，均温哪怕增加1℃也会使小麦产量减少10％。肯尼亚的一个案例研究还考虑了雨量减少的阻碍，结论是玉米产量会减少30％一70％。对世界粮食供给的一个最严峻威逼是，中纬度“谷物带”变暖及相伴的作物水分亏缺将使粮食生产潜力降低。美国所有要紧的非灌溉作物将减产，高粱、玉米和水稻减产最严峻；加拿大草原地带的平均产量将减少10％一30％；在澳大利亚，若增暖3℃且夏雨增加、冬雨减少，则小麦产量可望增加。上述要紧谷物出口地区的产量变化将显著阻碍全球食品贸易。在诸如北美大草原北部、斯堪的纳维亚半岛、俄罗斯的欧洲部分北部、新西兰南部、阿根廷和智利南部如此的高纬度地区，温室气体增暖的幅度将最大，目前农业受到的热量限制会减缓。但这些地区不受土壤和地势限制的面积有限，所增加的产量不足以补偿中纬地区的减产。总之，全球变暖对作物产量的阻碍在不同作物、不同地区、不同农业系统上有不同的表现。一样说来，中纬地区将受损，高纬地区将受益，但益不敷损。3．对农业系统的可能阻碍气候变化与波动导致的农业生产空间分布和作物产量变化，会阻碍到农业系统的专门多方面，如区域比较优势、农业结构、粮食供给、区域产业结构、农产品的价格和贸易、就业等等，甚至会阻碍到区域经济和国民经济。模拟分析显示，美国国内的农业比较优势将会明显东移，其他中、高纬度国家内也会发生类似的移动。全球农业结构专门可能变化，加拿大和俄罗斯的谷物部门将处于更有利的地位，美国的粮食出口将减少。区域尺度上的食品保证将受到严峻威逼，专门在热带的欠发达国家。中纬度要紧粮食出口国的减产将使粮价上升(若减产10％则粮价上升7％)，这会严峻阻碍食品短缺国家进口粮食的能力，或挤占非农业部门进展所急需的外汇。应付气候变化的负面阻碍迫切需要调整农业技术，但欠发达国家调整技术的能力有限，因此全球变暖对这些国家的威逼专门严峻，专门在目前农业已专门脆弱的地区。4。气候变化对中国农业的潜在阻碍国际学术界已显现了一些有关气候变化对中国农业阻碍的研究，结论大相径庭。美国国防大学的一份报告估量，中国粮食产量将增加，中国将从粮食进口国变为粮食出口国。然而悲观的结论更多，如Kellogg认为，中国要紧农业区专门可能将变洪涝，对粮食生产有严峻阻碍。Parry和Swaminathan也指出，全球升温将使中国北方和华中的土壤水分减少，农业将减产。中国利学家的有关结论也是见仁见智。黄秉维认为，全球变暖将使中国的温度带北移，其直截了当作用对作物生长是有利的。例如，边缘热带的橡胶、咖啡等作物再也可不能遭受现在偶有显现的冷害；在中、北亚热带，目前的一年两熟制可望变为三熟制；在暖温带，升温不仅会增加作物产量，也将有利于水果生产。然而全球变暖的间接作用(诸如病虫害增加)却对作物生长有害，更重要的是以后降水的不确定性将严峻阻碍中国的农业生产。赵明茶的研究说明，全球变暖将使中国的寒潮之害减轻，有利于农业生产。专门是在中国的洪涝区，由于降水将增加．土壤水分条件将得到改善，洪涝频率将减少，灌溉面积将扩大，农业生产潜力将提高，作物产量也会较稳固。大多数中国学者认为，由于中国农业对与气候有关的多种条件变化差不多专门敏锐，全球气候变化将会严峻冲击中国农业，尽管区域气候变化的前景尚不确定。增暖导致蒸发、风蚀、洪涝的加强和台风频率的加大，使农业总产量至少缺失5％；某些森林物种将严峻丧失，部分森林将变为稀树草原；即使是中等程度的海平面上升也会对沿海地区造成严峻灾难。大片耕地和养殖场将被埋住，而这正是中国沿海的要紧食品生产基地。大河三角洲是中国人口最密集、土地最有生产力、基础设施和工厂城镇最富集的地区，受海平面上升的威逼也最严峻。珠江三角洲有一半(3500km2)将被埋住，长江三角洲和黄河三角洲等较发达地区的大部分也将面临洪涝灾难。若无降雨量的增加作为补偿，则要紧粮食作物将减产。温度每增加1℃，玉米平均产量会减少3％；小麦也将由于水分条件恶化而减产；晚稻则由于生长期缩短而严峻减产。因此中国的粮食生产将面临严肃挑战，而这正好发生在中国人门和生活水平都将明显上升之时。扩大农业生产的可能性进一步受限，资源利用的余地更小，以后食品自给的保证程度将更无把握，农业系统更趋脆弱。三、农业对气候变化的适应计策尽管气候变化对农业的阻碍具有不确定性，但“有备无患”，适应计策研究正在蓬勃兴起。农业的“适应”问题可从两方面来看。第一，农民和农村社区在面临气候条件的变化时会自觉地调整他们的生产实践，这是一种“自发”的适应策略，关于气候变化对农业阻碍的任何评判都应当考虑到采纳此类策略和可能性。其次，在面临气候变化可能带来的减产或者新机会时，政府有关决策机构应促进农业结构的调整，以尽量减少缺失和尽量实现潜在的效益。这种“有打算”的适应策略与减少温室气体排放的政策一样，差不多上关注气候变化对人类社会阻碍的决策响应。因此，农业对温室气体的排放也有重要的作用。战术上的适应措施也受到高度重视。有三类战术调整：改变土地利用(如农业区和作物类型的调整），调整治理措施(如增加灌溉和施肥、防治病虫害、操纵水土流失、改造农业基础设施等)，改变作物和畜牧制度(如调整农时)。技术上的适应亦不可忽视，例如改造地势以减少径流和促进水分吸取、减少土壤腐蚀；改良灌溉方法以节约用水和提高水的利用效率；开发土壤保墒技术和其他农田治理措施；引进新的作物品种或变种。必须强调社会体制适应的重要性。气候变化和波动对农业的阻碍在相当程度上是社会经济条件的产物，而不仅仅是气候本身的结果。以食物保证问题为例，诸如人口过剩、技术不足或不当、贫困、政策失误等因素的作用并不亚于土壤和气候的生产潜力。因此气候变化的阻碍问题与进展中国家史为紧迫的进展问题密不可分。增强应对当前气候波动的能力将扩大对潜在全球气候变化响应的选择范畴和余地。而诸如加强农业系统实力、进展连续农业、提高农村的教育和科技水平如此的战略，即使没有全球变暖问题也是专门必要的。全球气候变化及其农业阻碍问题是对科学界和决策界的严肃挑战。尽管尚存某些重要的不确定性，但对全球气候变化的前景已有了j“泛的认同。人无远虑，必有近忧，我们必须预备应付全球气候变化的形势。评判气候变化对农业连续性的意义并制定相应计策，既是对科学研究的要求，也为科学研究提供了机会，此类研究即使没有全球变暖也是有科学意义和有用价值的。改善以后气候可能变化的科学信息无疑有助于此类研究，专门足关于气候的性质(而不仅是温度)、空间解析水平(而不仅是全球或大区域)和时刻解析水平(而不仅是长期平均状况)。然而，且不论以后几卜年内所产生的此类信息可靠程度如何，它们对评判气候的农业阻碍并不是充要条件。气候本质亡确实是变化的和不确定的，在评判其农业阻碍时必须认识到那个事实。评判全球气候变化和波动对中国农业的阻碍包括专门多方面，至少应当有：变动条件下作物产量的连续性；从历史研究中展望农业系统调整的前景；分析气候与农业系统中其他变动因素(环境的、经济的、社会的)的相互作用；风险评判和政府的适应决策；开发和评判为提高应变能力和减少脆弱性所能采取的措施。第三节土地利用对土地资源的阻碍在都市化和工业化的社会里，人们往往只关怀土地的经济价值，而忘却了作为人类赖以生活的土地所固有的生态学意义，乔治·马什(Georger．Marsh)曾有过下列至理名言：“人们久已忘却：土地只是供他们使用的，而不是供他们白费的，更不是供他们恣意滥用的”。马什所说的“使用土地”的意思是指下列原则：人类在其生命过程中有权使用土地，然而要求当他们把土地交给后代时，应该使土地的状况变得比他们自己接收时更好一些。人类活动引起的对土壤和土地资源的破坏要紧表现为：由不合理垦殖所引起的土壤腐蚀问题、土地荒漠化问题和土壤次生盐渍化问题。除此之外，对许多进展中国家(包括我国)来说，还有一个十分严肃的问题，即在人口数量急增的同时，赖以生产食物的土地面积却在急剧地减少，下面第一讨论那个问题。一、各种土地利用对有限土地面积的竞争不管对土地的利用方式作何种改进，土地的表面积却总是不变或几乎不变的。闻名的古典经济学家大卫·李嘉图(DavidRicardo)早就指出，土地面积是土地的最差不多的和永恒的财宝。尽管土地的肥沃的表土层可能被腐蚀，亚表土层也可能被腐蚀，土壤的矿物质会被耗竭，土地中对人类有益的有机体会被杀死，但破坏土地固有的表面积则是完全不可能的。因此，土地的第一项差不多财宝是它的表面积……一切自然系统和人类环境所具有的三维空间。除了都市化急剧地占用土地外，由于人口不断增加，必定不断地要求更多的空间，要求更多的食品和纤维织品，从而使对土地的冲击越来越严峻。无法改变的差不多事实是，土地的面积永久这么多。与我们不断增长的需求相比，可使用的土地面积正在以可能造成灾难性后果的速度下降。全球总表面积为5．4x108km2，其中约3／4被水覆盖。陆地面积只有1．35x108km2，但有一半以上不能供人们利用。依照L·达德利斯坦普的运算，在海平面以上的土地中，约70％不适于人们集约耕作。有20％的土地太冷，20％的土地太洪涝，20％的土地太陡峭，10％的土地没有土壤。余下的30％的土地可作为人类的“栖息地”，又被称为可居住的土地。不能生产食物的土地被称之为“严肃环境”。乐观主义者总想像在洪涝地带有大片的可开垦的土地，认为只要对它们进行勘察和投资开发，就可能有收成。但实际考查说明，在世界洪涝区能否有超过2％的土地供开垦是值得怀疑的。某些潮湿的热带地区存在着一定面积可利用的未垦地，但利用后是否会对生态圈产生长远的阻碍，这是目前正在争辩而尚未解决的问题。如70年代巴西政府对亚马孙河流域热带雨林的开发利用打算(“草原化打算”)就属于如此的问题。当时巴西政府曾鼓舞该国东北部洪涝区的农民迁移到亚马孙雨林区去。至1975年，已约有5000农产迁入该流域。政府曾打算到1985年至少应有8x104户(超过5x10’人)迁入。许多科学家认为，巴西政府的“草原化打算”至少有两点是错误的。第一，亚马孙流域雨林的土壤不适合于做耕地或放牧。专门多人不认识／…大雨林赖以生长的土壤是贫瘠的。在那儿，养分都在树里，而不在土壤里。同时，森林一旦被砍伐，薄薄的一层土壤专门易遭受腐蚀。几场大雨就能够把整个土层冲刷掉。如此，其最可能的结局是：既没有农地，也没有牧场，没有了草原，也没有了雨林，只剩下被烤干了的砖纤壤壳覆盖着的连绵仲延的不毛之地。第二，亚马孙雨林在世界植物的“光合作用”(制造大气圈氧气)中起着相当大的作用。当然，人们对这一问题的认识尚不深入。但人们不能不考虑，如此大的生物量被去除后将对地球大气圈产生什么样的阻碍。某些土地经济学家将“人类栖息地”定义为“可被人们为任何目的加以利用和能够被利用的全部土地”。如此，栖息地成为一个动态性概念，Bp．人们能够通过进展技术来增加对土地的利用，开发地球上至今尚无人类居住的地点。相反地，现有的栖息地也可因人们滥用而减少。无疑地，那个概念是有益处的。据N．J．格林伍德等1979年提供的数据，当时地球上平均每人的栖息地为1．215hm2。能够想像一下，每人1．215hm2的土地被用来生产食物和纤维，并供住宿、交通、娱乐、教育以及文化活动，这意味着什么?而当时在美国，实际上每人平均占有土地超过3．119hm2。依照《1977年统计文摘》，美国每人平均所消费的食物及纤维相当于在0．69hm2耕地、1．13hm2高质量牧场、0．61hm2林场所生产的产品。此外，每个居民平均有()．78hrn2的土地供都市工业、交通、居住、娱乐及军事而用。由上述可知，栖息地的概念中包括了可耕地，但远不限于可耕地。可耕地是指适合于耕种的土地。世界卜可耕地的面积大大少于栖息地的面积。据联合国粮农组织和美国农业部联合作出的可靠估量，全世界司耕地的数量为2．956x109hm2。因此，与栖息地一样，可耕地的面积也有一些伸缩性。对我国来说，从土地资源利用的角度，对我国的各类用地(耕地、园地、林地、草地、城镇村落工矿用地、交通用地、水域面积及未利用的土地面积等)面积已有一些统计资料，但尚未见有从栖息地角度进行研究的正式报导资料。随着建设事业的进展，我国的耕地资源被破坏和耕地数量急剧减少的情形是一个十分可怕的问题。1949年我国的土地面积为9．8x107hm2，40多年来开垦荒地近4x107hrn2，但由于都市、交通、水利和农村建房占用的耕地也接近4x107hm2，故耕地面积仍与解放初期大体相当。现在适宜开垦的荒地资源已不多了。据估量，用开荒来补偿耕地被占用，还有可能在20年内使目前的耕地总数保持不变。但目前在某些人u稠密地区已显现了“耕者无其田”的局面。目前我国耕地每年被占有情形严峻，耕地数量减少惊人。最新统计说明，1980年往常，平均每年净减少耕地5．38X105hm2。“六五”期间“981--1985年)每年净减少4．91xlOShm2。1985年是减少耕地较多的一年，全国耕地减少1．6x106M，开荒造田5．88~105'nn7，净减少1．009~106hmz。1986年以来国家采取一系列重大措施，禁止乱占耕地，1986年耕地净减少面积6．4X105hm2，1987年净减少4．73X105hm2，1988年净减少3．75X102hm2，1989年净减少2．46x105hm2，似有逐步转好趋势。但对此问题绝不容乐观。其一，此趋势能否确实连续下去令人怀疑。其二，不可幸免的差不多事实是，由于人口急剧增加，人均占有耕地面积必定以越来越快的速度逐年减少。从我国连续进展的角度考虑，严格操纵人口增长和严格操纵耕地减少已成为刻不容缓急待解决的紧迫问题。。120·二、不适当土地利用加速土壤腐蚀土壤腐蚀是指在风或水流作用下土壤被腐蚀、搬运和沉积的整个过程。在自然状态下，纯粹由自然冈素引起的地表腐蚀过程速度专门缓慢，表现专门不明显，常与土壤形成过程处于相对平稳状态。因此在这种情形下，坡地还能储存完好的土壤剖面。这种腐蚀称为自然腐蚀，也称地质腐蚀。在人类活动阻碍下，专门是当人类严峻地破坏坡地上的植被后，自然因素引起的地表腐蚀破坏和土地物质的移动、流失就会扩大和加速。这确实是通常所说的作为环境问题的土壤腐蚀。土壤腐蚀分风蚀和水蚀两种。1．风蚀以风力为动力的土壤腐蚀现象，是在地表缺乏植被覆盖，在土质疏松和土层于燥的情形下，由风速达4--5rrds的起沙风吹拂地面的结果。这种现象要紧发生在洪涝与半洪涝地区。其沙风具有吹蚀原有地势和土壤，使尘沙向远处蔓延的双重作用。其结果不仅毁坏土壤，而且显现风蚀洼地，被吹运的土壤将在一定的地区重新沉降，掩埋河道、湖泊和农田，从而降低土壤肥力。由滥垦草原引起的土壤风蚀，美国在30年代，原苏联在60年代都曾发生过，这确实是闻名的“黑风暴事件”。1934年5月12日，《纽约时报》报道：“来自远在蒙大拿州以西1500英里的中部各州一样高达数千英尺(1英尺等于0．3048m)高的尘云，昨天部分遮盖了太阳光线达5小时”。报道还说：“纽约一片模糊，看起来日偏蚀时投出的阳光一样，大气中尘粒的含量为通过数量的2．7倍”。那一天整个美国东海岸地区看起来被大雾覆盖。这是被横贯大陆的气流通过风蚀作用从美国中部大平原所带来的3．5x108t肥沃表土所组成的尘雾。在16至17世纪欧洲人入侵之前，这一片平原被游牧的印地安人和牛群所占据。尽管印地安人放火烧掉了某些地区的森林，同时破坏了某些草原，但在19世纪往常，土地利用一直适合于该地区的环境条件。从经济和生态观点上看，在大平原大部分地区，放牧比农作更为合适。但亡个世纪好几次雨量充沛的多雨年份延长了，促使新移民对大平原的生产能力产生了不切实际的乐观心理。在雨水多的年份，人们超出安全限度，一再扩大农场和牛群。当周期性地重现洪涝年份时，便产生了上述《纽约时报》所报导的情形：由北方刮束的风横扫堪萨斯和科罗拉多东部，风过之处，把耕地的表土刮去一层，集结成大片尘云，向东南方涌去。30年代的尘暴成为美国生态史上一个重要的转折时期。本世纪20年代的研究说明，全国至少有8x107hm2的土地受到加速腐蚀的损害，有2x107hm2的生产性土地已被弃耕。土壤风蚀成为当时的严峻问题，整个地区惊人的崩溃，督促政府采取富有深远意义的行动。在史无前例的风暴过去以后，美国于1935年成立了土壤保持局。30年代在美国发生的黑风暴事件于60年代又在苏联发生了。在1954年至1960年期间，数十万拓荒者在哈萨克斯坦北部、西伯利亚西部和俄罗斯东部，利用4x10’hm2新开垦的土地进行耕作。起初的结果是令人中意的，因为增加了耕地面积，全国谷物产量比过去6年猛增50~,6。然而到了1963年一切后果就全部暴露出来丁。1963年洪涝的春天发生了尘暴，3x106lam2的作物由于洪涝全部缺失掉。狂风把差不多干裂的宝贵表土刮走。1962--1965年期间，总共有1．7x107hm2土地被风蚀损害，4X106hm2土地颗粒无收。对此苏联于1965年开始使用新设计的机械把作物根茬留在地里，并增加每年的休闲面积，注意造林和复原植被。2．水蚀(水土流失)以水为动力的土壤腐蚀现象(即水土流失)在我国土质松软、暴雨集中的黄土高原地区和南方丘陵地区最为严峻。其进展过程一样是由面蚀进展为沟蚀，最后导致土地的全面破坏。面蚀是指被雨水打散的土粒随地表细微径流平均地流失，要紧发生在丘陵山岗顶部，径流尚未集中的地段。长期面蚀的结果使表层肥沃细土粒被冲走，土壤变薄，质地变粗，土壤肥力显著下降。沟蚀不仅冲走分散的细土粒，同时也冲走粗土粒和小土块。沟蚀使地面支离破裂，使耕地面积大大减少，给农业生产和交通运输都带来专门大困难。水土流失是使我国土地资源遭受破坏最严峻的过程之一。据1980年的估量，我国水土流失面积约150km2，占全国土地面积的1／6左右。全国每年流失的土壤达5x10’te其中最严峻的水土流失是黄土高原地区。黄土高原土壤腐蚀之因此严峻，既有自然缘故，也有社会缘故。自然缘故是，黄土本身是疏散沉积物，缺乏有机质，抗腐蚀能力专门低。且黄土的垂直节理发育，易发生倒塌。另外，黄土地区降雨集中，降水强度大，更助长了腐蚀。人为因素是：无限制地开垦放牧，毁林挖草，使地面失去爱护。黄土被腐蚀的速度是专门惊人的。黄河中游陕县站多年平均输沙量为1．6x109t，折合土壤腐蚀模数为4000t/(km2·a)，即每km2地面上每年有4000t土壤被腐蚀掉。由黄土高原流入黄河的1．6x109t泥沙中约有半数来自各类坡地较肥沃的表土。以耕土层平均20cra运算，整个黄土高原每年要破坏耕地3．7x104hm2。据历史记载，唐代后期，董志塬面专门完整。·南北长42km，东西宽32km。而今南北长虽无大变化，但东西最宽仅18km，最窄处不到半公里时，两侧沟头大有连接的趋势。坡面亡的各类沟蚀是馋食和分割这块土地的要紧方式。据对1957年和1979年航空照片分析比较，固源县17条沟道每年沟头前进5．32m。沟道腐蚀的结果是地表极度破裂。水土流失越重，土壤肥力缺失越多，作物产量就越低。产量越低越要求多垦，越多垦，水土流失越重，如此就形成厂“越垦越穷，越穷越垦”的恶性循环。据当地农民的长期生产实践和科学工作者多次考察研究得出的结论，认为在黄土高原地区应坚持牧、林为主的经营方向，同时应采取水利工程和生物工程相结合的措施，才有可能有效地防止水土流失的进一步加重。我国南方山地的水土流失亦相当严峻。我国亚热带地区UI地丘陵面积占70％左右，植被破坏后，在大雨条件下极易引起腐蚀。四川盆地的丘陵和秦巴山地等属于强度腐蚀区，平均腐蚀模数为8500t／(km2·n)。中度腐蚀区包括湘西、川鄂山地丘陵等平均腐蚀模数为6500t／(kin2·a)。轻度腐蚀区包括淮阴山地丘陵、五岭山地丘陵等，平均腐蚀模数为3000t／(km2‘a)。这些地区水土流失日益严峻的缘故是植被不断地被破坏，森林覆盖面积日益减少。如岷江上游森林覆盖率解放初为30％，现已大大低于20％。云南省的森林覆盖率由原先的60％左右，降到现在的30％以下。福建省在建国初期森林面积占65％，现在降到20％以下。由此说明，防治我国南方山地水土流失的关键在于复原植被。一定要爱护森林，严格操纵采伐强度；确定山地以林副业为主，合理规划与利用土地。只有如此，才能有助于环境的改善和地区生态平稳的坚持。三、土地荒漠化问题世界各大洲约有1／3以上的土地处于洪涝区。洪涝区的土地大部分为各种类型的荒漠，其中要紧是沙质荒漠，即沙漠。许多沙漠是在当地不利的气候条件下加上人类活动的阻碍而形成的。据历史地理资料，印度半岛的塔尔沙漠是在当地气候条件下由人为破坏了植被而形成的。我国西北也有如此形成的大片沙漠。如内蒙古伊克昭盟南部和陕西省北部的毛乌素沙漠，至少在唐朝依旧水草丰满的地区，后来才就地起沙。新疆塔克拉玛干大沙漠的内部及周围，曾经分布过专门多绿洲，现在都被流沙覆盖了。在那个地点我们所说的荒漠化是指由于植被破坏，地面失去覆盖，在洪涝气候区强风作用下就地沙的现象，是指由固定沙丘变成半固定沙丘再变成流淌沙丘的现象，也是指流淌沙丘向外围扩展前进的现象。目前的荒漠化地区要紧分布在荒漠边缘洪涝与半洪涝的草原区。在这类地区，雨量稀少，蒸发量大，气候洪涝多风，植被一旦被破坏，土壤就会受到严峻风蚀，造成土地荒漠化。草原地区的荒漠化是由于不合理垦殖或因过度放牧引起的。由于这一缘故，全世界荒漠化土地的面积正在以惊人的速度增长着。非洲、亚洲和拉丁美洲许多地区的粮食生产能力正因此受到庞大阻碍。如据联合国国际开发署估量，在过去50--60年中撒哈漠南部边缘6．5x105km2适合于农业或集约放牧的土地已消逝在撒哈拉沙漠中。撒哈拉沙漠不仅向南移动，也在慢慢向地中海力·向移动。本世纪以来，北非洪涝地区的人口增加了不止6倍，致使这一地区的许多国家都加快了对植被的破坏，过度放牧和扩大耕地都导致了环境恶化。据联合国粮农组织估量，每年有10x104hrn2的土地变成了沙漠。曾经是具有中等植被的中东宽敞地区，从以色列的地中海沿岸一直到阿富汗，通过几百年的过度放牧和打柴，差不多形成了光秃秃的类似沙漠的环境。一些专家认为，在北美，包括亚利桑那州和新墨西哥州的部分沙漠在专门大程度上差不多上在欧洲人人侵以后过度放牧造成的。阿根廷的某些省也正在显现荒漠化土地。60年代的10年洪涝，导致那个地点的沙漠以每年1．5--3km的速度在80--160km宽的前沿地带1句前推进。目前，地球上沙漠及荒漠化土地面积共4．5608x107km2，占地球上土地面积的35％，威逼到全球15％的人口和100多个国家和地区。荒漠化正威逼着可利用的土地成为当今时代的一个严峻的环境问题。在我国北方，荒漠化土地面积共达3x105kn2以上。其中历史时期形成的荒漠化土地面积为1．2XlO5km2，占荒漠化土地总面积的48．2％。这些荒漠化土地共阻碍到12个省(区)的212个县(旗)的近3．5x107人口，威逼到将近6．?XlOshm2草场和耕地。初步调查资料说明，近半个世纪以来我国的荒漠化土地平均每年扩大1000h12，专门是在半洪涝地带的农牧交错地区最为显著。如以内蒙古东部哲里木盟的科尔沁草原为例，以流淌性沙丘和半流淌性沙丘为主的严峻荒漠化土地和强烈进展中的荒漠化土地，已从60年代初期占该盟土地总面积的14．3％，到70年代中期扩·大为占50．2％。察哈尔草原的荒漠化土地也从60年代初期的2％扩大到70年代末期的12％。即使原先没有荒漠化土地的草原垦区目前也有许多退化为荒漠化土地。一些原先以固定、半固定沙丘为主的疏林沙地环境也在迅速变化，如浑善达克河南部的正蓝旗，流沙面积也由50年代末期的2％，扩大到?0年代末的27％。该沙区东北部的克什克腾旗西部的农田受荒漠化危害的面积已占耕地面积的44％，牧场荒漠化面积已占可利用草场面积的44％。由于荒漠化过呈的进展和程度加剧，使土地生产力下降。在这些地区，粮食多年平均产量仅为225一；25kg／t~。我国北方地区的荒漠化土地的进展过程有两种类型：一是风力作用下沙漠中沙丘的前移，造成沙漠边缘土地的丧失，如塔里木盆地南部塔克拉玛干沙漠边缘、河西走廊、柴达木盆地及阿拉善东部一些沙漠边缘的地区均属此种情形；二是由于强度土地利用破坏了原有的脆弱的生态平稳，使原非沙漠地区显现类似沙漠的景观，如过度农垦、过度放牧、过度樵柴、水资源利用不当和工交建设破坏植被引起的荒漠化，表8-1列举了我国北部地区不同成因类型荒漠化土地所占的比例。┌────────────────┬────────┐│荒漠化土地成因类型│所占比例(tx│├────────────────┼────────┤│草原过度农垦所形成的荒漠化土地│23，3│├────────────────┼────────┤│过度放牧所形成的肤漠化土地│29．4│├────────────────┼────────┤│过度樵柴所形成的荒漠化土地│32．4│├────────────────┼────────┤│水资源利用不当所形成的荒漠化土地│8．6│├────────────────┼────────┤│上交建设所引起的荒漠化土地│08│└────────────────┴────────┘从表8-1的资料中能够清晰地看出不当的人为活动是造成现代荒漠化土地的要紧缘故。在一些生态平稳脆弱的地区，土地支持人口生存的能力专门弱，使由于人口对土地的压力引起的荒漠化土地在这些地区迅速蔓延。四、灌溉与土壤次生盐渍化在土壤学中，一样把表层含有0．6％--2．0％以上易溶盐的土壤称为盐土。土壤盐渍比严峻时，植物，专门是作物专门难成活。盐渍土的生成有一定的自然条件基础，即在洪涝气候条件下的低洼地区地下水位埋藏不深的地点能够形成。在这种条件下，地下水可通过毛管上升强烈蒸发，水被蒸发了，水中所含的盐分便沉淀析出，堆积于土壤中。人类的灌溉活动对盐渍土的生成有专门大阻碍。正确的灌溉方式能够达到改良盐渍土的目的。反之，不正确的灌溉(灌溉水量过大，只灌不排，灌溉水水质不行等)能够导致潜水位提高，引起土壤盐渍化。由于人类不合理的农业技术措施而发生的盐渍化被称为次生盐渍化。土壤次生盐渍化是洪涝区土地资源农业利用中最易产生的重要环境问题之一。在第七章里差不多提到，底格里斯河与幼发拉底河平原，即美索不达米亚，现在的伊拉克一带，是最早的人类文明源地之一。在6--7千年前，那儿的人民就明白得引用河水灌溉农田，在沙漠里培养了许多作物。美索不达米亚可能是世界上最古老的灌溉区。但6千年前人类治理的最后结果，并没有把那个地点变成最肥沃的土地。相反地，历史最悠久的灌溉实践却完全破坏了那个地点的土壤，至今没有复原。在缺少排水条件的情形下，美索不达米亚的地下水位开始升高，水渠渗漏和周期性的洪水也提高了地下水位。当地下水通过土壤毛管被蒸发时，就在地表留下一层薄薄的盐。千百年潮湿与洪涝的往复，使地面留下了一层又厚又白的外壳，致使许多地点的土地完全不能经营农业。现在伊拉克南部宽敞地区的古老农田就像刚下过雪那样闪闪发光。不合理的灌溉毁坏丁全国20％--30％有灌湖潜力的土地。美索不达米亚的衰败是被人们反复记取，时而又不记得的历史教训，灌溉(为洪涝的作物提供水分)和排水(从土壤中排去过多的水分)是整个农业灌溉系统中不可分割的两个方面。巴基斯坦的印度河平原是遥遥领先的世界上最大的宽敞灌溉地区。但早先的灌溉大多是在河水上涨时才进行，灌溉区局限在沿河的狭长地带。19世纪中叶英国人在那个地点建设了大规模的永久性的灌溉系统，使那个地点成为印度次大陆的粮仓。他们修建了大量的水渠