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[其它杂谈]世界科技全景百卷书 保护水源 [第284页] |
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世界科技全景百卷书: 保护水源
强化管理，优化用水 现在，人们已经认识到强化水资源管理的深远意义，它甚至已经成为节约水资源的代名词。人们也意识到所谓世界性的“水荒”，在很多情况下是因为水管理不善而造成的。因此，许多国家开始重视水资源管理，并从中取得了显著的效益。如在美国，各种强化水资源管理和节水效益的提高分别来自：自动化控制和应用占7％；改进水管理10％；减少渗漏37％；重复利用回归水11％。 在以色列，通过立法和行政手段干预，建立统一的供水网络系统及自动化调控等各种强化的管理措施，使全部的水资源开发利用率达到了95％。 水资源管理的内容非常广泛，它涉及到经济、技术和社会的各个领域。具体内容包括以下几个方面： 最高主管部门及行政或区域（流域）不同级别的主管部门的设置和完善； 有关水的法规、政策、制度和实施细则的制定和执行； 水资源规划； 水资源的计划、安排、协调和分配； 水资源开发的实施、运营和维护； 经济和资金，包括投资、效益、水费等； 技术业务的咨询和培训； 国际合作与交流； 其它有关的问题。 一个完善和高效的水资源管理系统，往往具备以下条件：一个有权威的、有力的管理机构；适宜可行的水资源法规；能作出较好的规划；具有一定水平的水资源工程设计和施工；一个具有现代手段和设备的自动化调配和控制系统；具有一定才能和责任心的运营和维护的管理人员；资金的保证。 但是，一般世界各国水管理最薄弱的环节常常表现在规划和设计不完善、资金不足及运行和维护人员素质较差，特别是对运行和维护不重视几乎是通病。当然，用水中的自动化调配和控制在发展中国家也是短期难以实现的，但这在目前阶段可以说不是水管理的关键所在，关键是运营和维护的管理。 由于水资源管理的内容非常广泛，它涉及到技术、经济、社会诸多方面，特别是经济发展水平。一般可以说一个国家和地区的水资源管理水平，在很多情况下决定于它们的经济发展水平。但是，一味强调经济发展水平，而不重视或放松了水资源管理是有害的。实际上，一些经济发达国家在这方面已经有过教训。比如“先污染，后治理”的问题，并不是非走不可的道路。但在我国至今仍有人单纯强调经济发展而步其后尘。我们已经看到很好的例证，在一些并非发达的国家（如以色列）水资源管理已经处于世界领先水平。所以许多国家和地区存在的水管理方面的问题，有些纯属于社会方面，特别是人为因素造成的。 40多年来，中国的水利事业取得了举世瞩目的伟大成就，也造就了一大批具有实际经验和理论水平的设计、施工的工程技术人才。但是，水资源管理一直是薄弱环节。目前亟待解决的水资源管理方面的问题主要有：水法的完善和切实执行；强化管理机构；可行的水资源规划；建立合理的水资源价格体系；水资源开发效益的全面评价；水资源开发的投资政策。下面分别介绍一下。 ①水法及其完善和切实执行 任何事业的成功都离不开严格的法规和制度。水利是一项广泛的国家社会事业，它牵涉到众多的部门、集体和个人，需要有一定的法规来保证。现在，我国第一个水的大法—《中华人民共和国水法》终于诞生了，这是关系到国计民生和建设发展的一件大事，它标志着中国水利事业将进入依法治水的新阶段。 水法的核心，正如钱正英同志所说的是“关心水、爱惜水、保护水、用好水、管好水”。特别是要做到用好、管好和保护好水，就必须真正做到依 《水法》办事。特别要杜绝各自为政，用行政命令干预《水法》执行的现象。 另外，通过《水法》的执行和实践，《水法》也应逐步完善和补充。如 《水法》中规定的“对水资源管理实行统一管理与分级、分部门管理相结合的制度”，修改为“全部归口为水行政主管部门统一管理”的实践效果更好，值得在实践中研究。对水费的征收原则，各种严重违法的宏观的规定，也应在《水法》中体现。各地区也应在《水法》规定的范围内，及早制定适合本区域的实施细则，如用水的具体办法、计收水费的详细规定、行政处罚的具体条例等。 ②完善和强化水资源管理机构 中国在水资源管理机构和体制方面存在的主要问题是：各部门之间和各地区之间分散管理，有人称之为“多龙治水”。如水利部门主要管农业用水，而且主要偏重于地表水的河川水利工程部分；交通部门管航运；城市部门管城市地下水 （但又不管市郊地下水）和城市排水；公用局主要管城市生活及公益用水；而城市污水管理又属环境保护部门。 由于管理分散，不仅不能按照自然规律和经济规律科学地用水和治水，还常造成一些不应有的矛盾和损失。如水资源中的天然降水、地表水和地下水是互相联系、转化的统一体，非要按照水体存在的形式，人为地、机械地分开，“各管一段”，这就必然造成管理上的混乱，经济上的浪费，水资源利用不合理，而最终导致缺水矛盾更加突出。又如水资源利用的多目标性和各种用水的效益差异，也需要一个统一的管理部门在行业 （农业用水、工业用水、城市生活、水力发电）之间协调、平衡，而最后做出优化抉择。再如一条河流的上、中、下游各地区之间用水、治水，应统一地合理调配，统筹安排。但由于各地区的领导者往往只注意到本地区的利益，不合理地干预甚至进行有碍大局的水利项目的实施，使水主管部门或流域机构不能行使正常的职责和发挥应有的作用。在这方面我们的教训很多。如上游地区本来知道这条河的下游地区已经修建了水库，但为了自己的利益又在上游自辖区兴建水库，致使下游区域内的水库得不到水源；为了一项位于两个行政区交界一带的水资源工程能在自己的边界一方修建，可以争执10年、20年而迟迟不能决策；一个位于两政区交界地域的水库是否开闸放水可以动刀动枪，甚至放不放水还要经过中央政府领导人决定等等。 以上可见，我国需要强化从中央到各地区、各流域的有权威的水资源统管机构，国家应授予它应有的权力，真正能负起各自范围内的地表水与地下水、上游与下游、工业与农业、供水与污水处理等统一规划管理的责任。并根据国家“水法”，制定本区域的实施细则和条例、审批水利工程项目、处理水事纠纷。 ③水资源规划与大型水资源工程的论证 在早期，水资源工程规划所力求达到的目标往往是单方面的，少数人或少数部门（或学科）参加即可完成。今天则完全不同了，大多数水资源工程规划是多目标的，需要多种学科配备的人员才能完成。这只是对工程本身而言。作为全国性的总体供水战略与规划以及大流域或区域的水资源规划涉及的空间尺度更大，除了和水利工程有关的学科以外，还包括了自然环境、经济和社会等许多方面的内容。特别是国民经济的发展和水资源规划是无法分开的。然而，一个时期以来，中国的水资源规划由于种种原因，同农业发展结合相对较好，而对工业和城市的发展规划和计划则未能很好地结合。其结果是：一些水利规划因无从考虑地区的经济发展而不能付诸实施；而一些城市和工矿建设规划也因考虑水资源规划不够而成为“无水之炊”，对经济发展影响很大。 综合来看，水资源规划是国土规划的组成部分，而且应像其它行业的规划一样，水资源规划应当列入国土规划的一项专题规划。 ④建立合理的水资源价格体系 现在，越来越多的水利学家和管理者已经认识到，建立合理的水资源价格体系，合理的征收水费，是实现节水型社会的必要条件。但是，由于长期以来人们受水资源形成的“取之不尽，用之不竭”以及“天赐之物”的不正确地认识的影响，真正要做到以上要求，就必须树立正确的水资源价值观念。 a.水资源的价值观—天然状态的水有价值，改造过的水更有价值。 水资源以它是“人类不可替代”的自然资源比其它任何资源更有广泛而深刻的社会属性。因此，它的“价值”是显而易见的。 b.水资源的价格因素 社会的发展表明，使用天然状态水的情况愈来愈少，特别是现在，大量用水均需通过大大小小水利工程的兴建、管理、维护等付出活劳动和物化劳动，不同程度地付出了经济代价。 c.水费 现有的例证表明，合理的征收水费已经在节约用水、极大的发挥水资源的经济效益方面起到了很好的作用。如山东省泰安县施行计量收取水费以后，年供水量同是4600万立方米，但灌溉面积由计量收费前的13万亩增加到22万亩，节水率达11％。 但是，在不同条件下 （如地区、供水对象和用途等不同），如何建立合理的水资源价格体系，合理地征收水费，尚无统一的制度，须进一步实践和总结。 对如何确定水费标准的原则包括：A.水资源工程兴建、服务与用户之间平等的价值规律；B.用户使用水资源的效益水平；C.供求规律；D.地区差别；E.统筹兼顾国家、地区、主管部门、用户和社会公众等多方利益；F.视情况变化而调整。这都是一些很好的原则，建议我国水主管部门尽快依据这些原则，制定不同情况下征收水费的各种标准。 d.小结 水资源不仅有使用价值，而且还有价值和价格。建立水资源合理的价格体系和收费应当包括两部分——资源税和水费。根据适宜收费的原则，水资源税和水费可以根据资源本身的特点、地区不同、投入情况和供水对象的不同等，制定不同的标准。 ⑤水资源开发的效益评价 在干旱地区，一个大型水资源工程的出现，常使不毛之地变成绿洲，也常使人烟罕至的地方出现沸腾的城市和社会。因此，水资源开发的效益评价，不应只是从经济方面考虑，还应包括社会效益和环境效益的全面评价。 水资源开发的效益评价，常常是制定水资源政策和水资源工程决策的依据。水资源开发非全面的效益评价，常造成政策上和决策上的偏面和失误。 总体效益评估的原则是：促进国家的发展；布局要考虑地区间的协调，并能促进地方经济的发展；保护和改善环境；提高人民的福利水平。 ⑥调整水资源投资政策 a.增加水资源开发的投资 “兴利除害”的水资源开发始终作为中国的一项基本国策，调整当前水资源开发的投资政策，势在必行。 目前，我国一些水利工程多为70年代以前所建，它们已经在中国的经济建设中发挥了巨大的作用。但由于历史情况及当时的经济技术水平所限，许多已年久待修，有的需更新重建；而随着我国经济和社会的新发展，也要求我们必须兴建一批新的水资源工程。因此，增加水资源开发的投入是必不可少的。 目前，我国水资源开发面临的主要有三大任务：第一，大江大河的治水防洪已面临紧迫局面，黄河的危机日益加大自不在言，解放以来长江的洪水比之黄河有过之而无不及。其它如东北、华南等也都面临着严重的洪水威胁。第二，随着我国社会经济的发展及人口的增加对粮食的需求愈来愈紧张，压力很大。而我国耕地有限而又无后备资源，现有的耕地仅凭“靠天吃饭”是无法增加产量的，必须进一步搞好农田灌溉。第三，我国将在本世纪末进入一个新阶段—工业大发展的时代，如果说中国以往是以“农业水利”为主的话，那么今后将毫无疑问地增加“工业水利”和“环境水利”的成分。大量的工业用水和城市生活用水常需要保证程度很高的水资源工程，有时甚至需要进行跨流域调水这样一些艰巨的水资源工程建设。总之，工业和城市挤占农业用水的状况再也不能继续下去了。 以上分析可见，中国的水资源开发面临着艰巨任务，需要大量的增加投入。 b.制定新的投资政策 中国是一个经济水平尚不高的发展中国家，要改变过去“重视新建项目，轻视节水项目”的投资倾向，并制定一项有利于节水项目的新投资政策。对污水处理再利用、节水设施等水资源项目，国家要在物资设备和政策上给予照顾和优惠。 制定水资源或水环境补偿政策：由于各地区资源的分布和特点的不同，国家常通盘考虑地域分工而在一些区布设一些建设项目。这些项目除本地受益外，还常常担负着其它区域或全国经济发展的一些重任。而这些项目却有可能影响到自己区域内自身发展的用水或使水环境恶化。对此，应该由国家或其他受益地区从经济上给以补偿。 没有规矩无以成方圆，水资源只有在良好的统一管理下，才能走上良性循环之路。 水土保持，造林先行 （1）水土保持意义 水土保持是防治水土流失，保护、改良与合理利用山区、丘陵区和风沙区水土资源，维护和提高土地生产力的综合性科学技术。水和土是人类赖以生存的基本物质条件，是发展农业生产的基本要素。水土保持对于充分发挥水土资源的生态效益、经济效益和社会效益，发展山区、丘陵区和风沙区的生产和建设，整治国土、治理山河，减少水、旱、风、沙等自然灾害，维持生态系统平衡，具有重要意义。 水土保持是林业和水利、农业科学的重要组成部分。在水土保持综合治理措施中，一般来说，林业措施是防治水土流失，维持生态系统平衡的根本措施，因为森林是陆地生态系统的主体。不合理地采伐与利用森林资源是引起生态环境失调、干旱、水土流失、洪水等灾害的主要原因。森林不仅为人类提供木材、薪材和林特产品。而且具有重要的生态功能，即改造气候功能、土壤改良功能、地球水圈改良功能及生物群体改造功能。这些功能均与保护、改良与合理利用地球表面的水土资源有密切的关系。 但是，治理水土流失，防止水土资源损失与破坏不能单靠林业措施，而必须与水土保持的农业技术措施、草被培育与改良措施及水土保持工程措施等紧密配合，方可取得预期的成效。这就体现了水土保持措施的综合性。另外，林业措施本身，既是防治水土流失的手段又是一项利用土地资源的生产事业。营造的水土保持防护林，随着林龄的增长，其生态效益与经济效益也不断增加，这是水土保持林业措施的重要特点。 根据联合国粮农组织的统计资料，全世界适于农业利用的土地约为 32亿公顷（已利用15亿公顷）。为利用尚未开发的土地资源，需要付出巨大的投资。据报道，西方国家目前新开垦1公顷土地的投资比过去增加了20～25倍。不少已开发利用的土地又遭受盐碱化、沼泽化、水土流失的危害。因此全世界陆地可供用于农业生产的土地资源已经不多了。做好水土保持工作是世界各国人民的共同任务。 根据估算，为了维持现有的平均生活水平，地球上每新增一个人，就需要0.4～0.5公顷的土地生产食物，需要约0.1公顷的土地用于房舍、道路及其它非生产性的建设。1976年，世界人口达到40亿，1988年达到50亿，预计到2000年将达到60亿。因此，为了保证新增加的20亿人口有足够的食物，尚需10亿公顷的土地用于食物生产。但是，世界各国也可以通过对于土地资源的保护、改良与合理利用，应用先进的农业科学技术，提高单位面积的产量。例如，18世纪世界谷物平均每公顷产量为600～700千克，19世纪增长到1600千克，到20世纪中叶，已达到4000千克。从维护与提高土地生产力的角度也需做好水土保护工作。 当20世纪接近尾声，面对人类21世纪的发展，人们的兴趣广泛地集中于生存环境的变化结果及地球行星自身行为的变化上来，诸如，温室效应、平流层中臭氧的破坏、生物种群的减少、森林破坏、水土流失、沙漠化等问题，已经成为国际议事日程上最为重要的议题。科学工作者和决策者正在加强研究人类活动对地球变化的作用。对此，有两个方面的压力是非常明显的：第一，依赖于地球资源，特别是水土资源的人类数量正在以指数增长。现在，世界人口近60亿，在下一个50年内人口将达到80亿，其中90％的人口增长将发生在土地资源贫乏地区。第二，地球满足人类需要的粮食及供应的能力正在呈指数上升。在过去50年中，世界经济产值增长4倍多，到2040年内还将增加4倍。全球人口和世界经济产值的双指数增长，将使支持生命的地球环境、资源承受力处于严重的压力之下。下一个50年中全球人口和经济产值的成倍增长，可能导致社会的发展处于危险之中。因此，保护、改良与合理利用人类赖以生存的水土资源，已经成为全人类面临的共同任务。我国也是水土流失十分严重的国家，据水利部1995年水利年鉴统计，全国有水土流失面积367万平方公里，占国土面积的38.2％，其水蚀面积188万平方公里，每年净增2826.85千公顷（1994年）。严重的水土流失，不但降低了土地肥力，加剧了干旱发展，而且淤积了水库，抬高了河床，加剧了洪涝灾害，水土保持已成为刻不容缓的首要任务。 （2）防止水土流失的主要途径和措施 水土流失的形成，实质上由气候、地质、地形、土壤、植被五因子组合，相对地说，气候和地质因子，是目前人工还难以控制和改变的；而地形、土壤、植被因子是人工可以改变的。因此，改变地形条件、改良土壤和改善植被状况，是当代人类开展水土保持工作的三个主要方面。 ①改变地形条件。如在山坡上修水平梯田、挖水平沟、开水平沟、培地埂以及采取水土保持耕作法，就可防止或减轻土壤侵蚀。陡坡造林也要实施鱼鳞坑、反坡梯田等水土保持整地法，以改变局部地面的地形，达到保持水土和林木生长的目的。在沟道及溪流上，修谷坊、建水库、打坝淤地、闸沟垫地等措施，可提高侵蚀基准面，控制沟底下切和沟坡侵蚀。在侵蚀沟两岸，采取削坡工程，以稳定沟坡，防止泻溜、崩塌、滑坡等水土流失现象的发生。 ②改良土壤的性状。如在沙性土壤中适当掺粘土，在粘重土壤中适当掺沙土，多施有机肥，深耕深锄等，都可改良土壤性状，增强有机质及团粒结构的形成，提高土壤的持水能力、透水性及蓄水保肥能力，增强抗蚀、抗冲能力。 ③改善植被状况。通过造林种草，封山育林，以及农作物的合理密植，实行草田轮作（如黑麦草—玉米等），套种（如小麦行间套种玉米）等等人为措施，改善植被状况，在保持水土中起着极其重要的作用。 在水土保持综合治理措施中，林业措施是防治水土流失的根本措施，在林业措施中，水土保持林和水源涵养林对水的保护尤其重要。 （3）水土保持林与水源涵养林 ①作用 水土保持林是通过调节地表径流，从而达到防止土壤侵蚀，控制水土流失，改良土壤，保护农田、村镇、工程建设安全，促进农业全面发展等目的的森林。水源涵养林则着重于涵蓄水源，减低洪峰流量，增加枯水期流量的作用。但二者对降水再分配的作用与机制是一致的。 a.调节地表径流，控制土壤侵蚀 水土保持林通过树冠对降水的截留，枯枝落叶层对降水的吸收和涵蓄，森林土壤对降水的吸收、渗透和涵蓄，对降水进行再分配，使地表径流显著减小，甚至不再产生。由于径流的减小或消失，树冠与凋落物层又削弱了雨滴对土壤的直接溅击侵蚀能力，因此，林地的土壤侵蚀量一般很小。一些优良林分的土壤侵蚀量都相当于自然界的正常侵蚀允许值的几分之一，甚至更少。由于林地土壤对雨水的渗透速度很快，往往超过降雨强度，因此，还能吸收来自林地上方农田、牧场中的一部分径流，截留一部分流失的土壤。大片森林所吸收、渗透的雨水，转为地下径流，以泉水的形式涌出，缓缓输入河川，上述种种作用，带来了多方面的效益。 b.保护农田，改良土壤 水土保持林的上述作用，使位于林地下方的农田和沟头、沟边的农田受到保护，使上方农田、荒坡的水土流失得到一定程度的控制。例如，东北黑土丘陵区的面蚀、沟蚀，使克山县古北乡开垦70年来，96％的耕地水土流失，损失耕地1084亩，占现有耕地面积5243亩的20.6％。自营造起分布均匀的分水岭防护林、水流调节林带和固沟林以后，森林覆盖率提高到26％，使坡面径流量减少30％～82％，土壤侵蚀量减少57.3％～98％，肥料流失量减少58％～98.3％，改善了土壤的理化性质，变“三跑田”为“三保田”，农田总产量提高88％。人们由过去想搬迁他乡转为安居乐业，生产、生活蒸蒸日上。 C.减免旱涝灾害 水土保持林和水源涵养林具有保持水土、涵养水源，调节河川流量、削洪增枯的效益，减免了水旱灾难。这是为农业发展创造环境条件的一个重要方面。据祁连山水源林研究所的观测，寺大隆林区的云杉苔藓每亩可蓄水29.3平方米。其吸收的降水向下坡的流速，苔藓层为每分钟0.336米，枯枝落叶层为0.109米，表土层为0.015米，底土层为0.025米。降水缓缓流到岩石缝隙，又向下渗透，最后以泉涌出清水。这就是林区清水长流的主要原因。从兰州东面的马衔山来看，有林地面积18.8千公顷，林区年降水量641.3毫米，在林子周围形成大小水源16处，其全年长流的有4处。灌溉周围农田6千公顷，等于3公顷林灌1公顷田。 d.减免泥沙对河床、水库的淤积，保障水利工程的使用寿命和长期利用。 水土保持林控制水土流失的作用，凡是水利工程上游有森林的地方，其泥沙淤积极小。福建省汀溪水库上游和水库周围有人工林4.2万亩，1956年建成水库到1984年的28年间，共淤积泥沙13万立方米，仅占库容的0.4％。该水库寿命设计100年，照此速度，可以大大延长其使用年限。该水库的有效库容为3000万立方米，而一年间由森林输入水库清水达9000万立方米，使水库能够长期放水灌溉、发电，可利用水量为有效库容的3倍，大大提高了水库的效益。这是绿色水库与人工水库相结合的一个样板。而与此相反，著名的三门峡水库库容 77亿立方米，因上游为水土流失严重的黄土高原丘陵，建库后14年淤积泥沙量占库容的59％，以后采取了大坝打洞排沙措施，才免于水库淤平。以上事例清楚说明，水土保持林和水源涵养林的营造是水利工程建设的基础。 e.改善物流，能流循环，优化生态环境 水土保持林、水源涵养林能够改善、提高物质循环和能量转换的进程和方式，从而对促进农、林、牧、副业的全面发展，有着重要的作用。 内蒙古凉城县小窑沟村就是通过抓造林，保持水土，首先解决烧柴，使饲料、肥料明显增多，从而促进农、林、牧、副业全面发展。 水土保持林和水源涵养林优化生态环境还表现在改善小气候方面。据四川省丘陵区农业生态研究协作组对林山乡的观测研究，该乡绿化后，年均气温比无林地区低0.8℃，最高气温略有降低，最低气温则明显升高。年平均相对湿度比无林区提高5.4％，夏季林间农地的相对湿度提高5～15％，严重伏旱时期，日均相对湿度都在70％以上，这对缓和干旱、保障农、林牧业的丰收有一定的有利影响。 f.促进农林牧工副业的全面发展 由于上述五个方面的综合作用，凡是水土保持造林好的地方，农林牧工副业都有较快较大的发展。 ②水土保持造林的技术措施 我国水土流失地区的造林质量起初很低，60～70年代出现了一些造林质量较高的典型地区，到80年代，重点地区的造林质量才有了一些提高。产生这一问题的原因是多方面的，但集中表现在科学技术问题上。概括各地 40余年的经验证明，适地植树、良种壮苗、细致整地、适当密度、精细栽植、抚育保护六项基本技术措施具有普遍性的指导意义，而营造混交林则是水土保持林的关键。 总之，水土保持工作实际上就是人们运用改造地形条件，改良土壤性状和改善植被状况的一些措施。因地制宜地、合理地将这些措施综合配置起来，运用系统工程的原理和方法，建一个完整地合理使用土地的水土保持体系，就可以达到根治河流、发展生产和保护生态环境的目的。 呼唤绿色 在我们人类的发展历史上，无论古今中外，总有不少人把森林看作是取之不尽的，用之不竭的自然财富，可以无节制地砍伐，无代价地享用。致使世界范围内的森林面积大幅度减少，而我们人类也受到了应得的惩罚。 千百年来，大自然对人类的惩罚不断落到世界几大洲的土地上。巴比伦文明的毁灭，丝绸之路的荒芜，北非和中东诸国的沙漠化，黄河的水灾，印度160万平方公里土地的严重侵蚀，美国得克萨斯州、前苏联哈萨克斯坦和我国阿拉善盟的黑风暴，无一不与大规模破坏森林草原等生态环境有关。环境危机、人口危机、能源危机，一并成为严重困扰当今世界的三大难题。沙漠化面积扩大、水资源告急、水旱灾害频繁、全球气温上升、臭氧层空洞、生物物种资源减少、水土流失严重等等大自然的报复一并向人类袭来。 沉重的代价之后，人类在渐渐觉醒。如今，在生活环境中占据重要地位的森林资源的多寡，已作为衡量一个国家文明富足程度的重要指标。爱护森林，走向森林，也越来越成为人们发自内心深处的强烈呼声。 （1）人类别无选择 人类对森林的认识，随着不同历史时期的变化而有所改变，尤其是当人们真正体验到了大面积、无节制地砍伐森林对自身生存环境所带来的灾难时，人们方才认识到，我们不能继续再做自毁家园的蠢事了。 欧洲各国，以使用蒸汽机为标志的工业革命把社会生产力提到前所未有的高度，也把人类对森林的破坏能力提到了空前的高度。毁林的规模和速度达到了以前任何时代都不可比拟的水平，其灾难性的后果也比以前任何时代都更令人触目惊心。这就使人们对森林的重大作用，对森林与其它自然因素之间的关系有了更深刻的认识。 18世纪末到19世纪初，在德国逐渐形成了可以称之为现代林业科学基础的森林永续作业的理论。从19世纪20年代起，国际上一些国家就开始为保护森林、制止破坏而作出认真的努力。其中，最主要的行动就是致力于林业立法。 首先，法国于1827年颁布了森林法，其后奥地利 （1852年）、比利时 （1854年）、日本 （1897年）、瑞典 （1903年）、前苏联 （1918年）、英国（1919年）、德国（1920年）也相继颁布了森林法。这些森林法的颁布为保护现存的森林资源，使之不再进一步减少，起到了十分重要的作用。 20世纪以来，世界各地都普遍感到森林资源的不足，单纯保护现存的森林已不能满足经济发展和人口增长的需要。因此，各国都不断对早期的森林法进行修改。森林法的主要内容从单纯的保护森林资源变到扩大森林资源，，从单纯限制实践利用发展到加强经营管理，从而获得了可喜的成果。 日本在第二次世界大战和战后数年内，全国的森林都受到了严重破坏，共损失约450万公顷。1951年，修改了森林法，根据新的森林法建立了全国森林计划制度，制订了一系列有关法令。到1962年，森林面积就恢复到了战前的水平。现在，日本森林的面积和蓄积量都已超过了战前水平。 瑞典在19世纪时乱砍滥伐现象严重，本世纪初颁布了森林法，其后又根据森林法制订了一些法令和条例，逐步收到了成效。在连续每年采伐数十万立方米木材的情况下，森林蓄积量仍持续增长。20年代为17亿立方米，30年代即为18亿立方米，50年代已达到20亿立方米，而60年代末到70年代初就增至24亿立方米。 1992年联合国环境与发展大会上通过的“关于森林问题的原则声明”指出：“林业这一主题涉及环境与发展的权力在内。”“森林是各部门经济发展和维持所有生态过程与平衡的重要作用，特别是包括在保护脆弱的生态系统、水域、淡水资源方面的作用，和作为生物多样性和生物资源的丰富仓库，以及作为生产生物技术产品、遗传物质和光合作用的来源。”这一声明集中体现了当今全球对森林资源的认识。 （2）中国的林业建设 1985年1月1日我国颁布实施了《中华人民共和国森林法》，正式宣告我国跨入用法律手段保护森林资源的新时代。 建国以来，我国政府一直都对林业的建设极为重视。到80年代初，全国新造林保存面积0.28亿公顷，森林覆盖率已达12.7％。在新造林面积中，南方各省、区营造了以杉木林为主的用材林533万公顷，以油茶、油桐为主的经济林276万公顷；西北、华北北部、东北西部营造防护林333万公顷。在不少地区，新造林木对防风固沙，保持水土，改善区域生态环境，保障农牧业生产的发展，都起到了较大的作用，并开始提供木材和各种经济林产品。 改革开放以来，我国的林业建设也从单一的培育森林取得木材和其它林产品为重点，转向森林资源的多功能利用，以保护和改善生态环境为重点上来。广泛动员全社会力量参与林业建设，促进了林业的发展，尤其是“八五”期间林业建设取得了突破性的进展。 据1996年7月第四次全国环境保护会议上林业部提供的材料，“八五”期间，全国完成造林面积2955.40万公顷，比“七五”期间增长11.69％。其中全民义务植树121.2亿株。已经有广东、福建、湖南、安徽、湖北、江西、浙江、山东、广西、江苏、海南、吉林等十二个省 （区）基本消灭了宜林荒山。在造林灭荒工作取得重大进展的同时，造林质量也呈稳步上升的趋势，根据第四次全国森林资源调查结果，我国现有森林面积由前次清查的1.2亿公顷增至1.33亿公顷，活林木蓄积量达到177.8亿立方米，森林覆盖率提高到13.92％。活林木年均总生长量47.503万立方米，年均总消耗量37.583万立方米，扭转了长期以来森林蓄积量持续下降的被动局面，实现了森林面积和蓄积双增长。为了保护天然森林，加强了人工造林的步伐和速生丰产用材林的培育，全国每年造林500多万公顷，已累计完成速生丰产林造林470多万公顷，人工造林保存面积已达3379万公顷。 为了加快改善我国重点地区的生态环境，自1978年开展“三北”防护林体系建设以来，林业部又先后启动了长江中上游，沿海防护林体系建设工程、治沙工程等林业重点生态工程建设。目前，除“三北”防护林体系建设外，长江中上游防护林工程7年累计造林546万公顷，沿海防护林工程累计完成造林160万公顷，1.8万公里的海岸基干林带基本合拢；全国已有769个县达到平原绿化标准，占全国918个平原县的84％；防沙治沙工程完成375.9万公顷，占治沙工程总规模的52.31％，太行山绿化工程自1994年启动以来已累计营造林102万公顷。这些跨区域、大规模、综合性的防护林体系建设，增加了林带植被，改善了部分地区的生态环境，取得了明显的生态、经济、社会效益。 （3）绿色长城拔地而起 在我国北方，伴依着举世闻名的古长城两侧，一座以青草、灌木丛和各种乔木垒成的绿色长城已拔地而起。这就是举世瞩目的“三北”防护林体系工程。 我国的“三北”（西北、华北、东北）地区，自然条件较差，干旱多风沙，沙漠、戈壁、高山纵横交错，构成了横穿新疆、甘肃、青海、宁夏、陕西、内蒙古直到东北三省的一大片风沙区。 自然条件的恶性劣，加上长期的人类活动影响，使得这块国土上树草凋零。没有阻挡的风沙吹起来，犹如一条条翻腾的巨大黄龙，吞噬着大片农田、牧场和村庄，约有1亿人深受其害。仅从1950年到1977年这26年的时间里，这里的沙漠面积就从107万平方公里增到133万平方公里。其净增面积相当于三个宁夏回族自治区，生息在这里的人民虽然同风沙做过无数的斗争，但都因为力量单薄在无奈中一步步向南退却。至今在荒漠中还能见到过去的城廊和村庄的遗址。 由于植被的破坏还使86万平方公里土地发生水土流失。黄土高原，这块曾经是“水草丰美，牛羊遍野”的中华民族的发源地，已落得干沟万壑，荒山秃岭。 为了生活在“三北”地区的人民，为了改善我国北部的生态环境，为了建造一道生态屏障，中国政府于1978年组织当地人民种草植树，开始营造一座绵亘万里的“绿色长城”。这些祖祖辈辈生活在风沙线上的人们，吃尽了风沙的苦头。以与二千多年前秦始皇修长城时截然不同的心情，爬上了荒山，开进了沙漠，创造着人类文明史上的又一个奇迹。 绿色长城只是一种形象的说法，这项工程并不是像古代修筑万里长城那样，修一条连绵不断的狭窄林带，而是一个由一片片林网、一条条林带和一块块片林组成的大型防护林体系。 按工程的设计，它东起中国黑龙江的宾县，西至新疆的乌孜别克山口，全长7000公里，南似海河、大清河、渭河、布尔汗布达山和喀喇昆仑山北麓一线为界，北达中苏、中蒙国境线，宽有400～1700公里。总治理面积为400余万平方公里，约为中国国土总面积的42％。 如此宏大的生态工程显示了人类与自然抗争的气魄。自从18世纪苏格兰造海滨防护林之后，世界上较大的生态工程主要有三项，即30年代开始的美国“罗斯福工程”，造林11万公顷；40年代起前苏联的“斯大林工程”，造林180万公顷；70年代阿尔及利亚的“绿色坝工程”，造林260万公顷。这些工程要是同中国的“三北”防护林工程相比，就不免“小巫见大巫”了。 本项工程的重点是分布于“三北”地区的塔克拉玛干、柴达木、腾格里、毛乌素、科尔沁等12片沙漠、沙地，以及黄土高原水土流失严重的地区，共计390多个县的范围内，保护好原有的森林和草原植被，并采取人工造林、飞机播种造林和封山封沙育林、育草等多种办法，营造一大批防风固沙林、水土保持林、农田防护林、牧场防护林、水源涵养林、用薪林、用材林等。在造林上采用乔木、灌木、草本植物相结合的办法，用大片大片的耐寒草本植物稳住流动浅沙，其后是一簇簇、一排排灌丛和乔木，层层设防。 目前，“三北”防护林一、二期工程都已完成，工程累计造林面积1851万公顷，4万多平方公里的“不毛之地”变成了绿色林地，130多万公顷沙地辟为农田、果园和牧场，1100多万公顷农田受到林网的保护，大约900多万公顷的荒漠和半荒漠地带得到恢复和治理。 环境保护 环境—人类生存的空间 环境，人们给它的最为广义的定义，是包括自然环境及人类消耗自然资源的基本活动。在环境科学中，人们一般认为环境是指围绕着人群的空间及其中可以直接、间接影响人类生活和发展的各种自然因素的总体。 在我们中国广大的国土上，有着多姿多彩的环境：热带海洋的珊瑚礁和冰天雪地的北国森林雪原；全球最高的山峰和人口最密集的冲积平原；江南风景如画的田园和西北一眼望不到尽头的茫茫戈壁……自然界的鬼斧神工为人类留下了绚丽多姿的生存空间，人类也紧紧依赖于这些上苍赐予我们的环境。它既是人类赖以生存的空间，也是人类文明的源泉。 宇宙环境 大气层外的环境，被人们称为宇宙环境。它是人类活动进入大气层以外的空间和地球邻近天体的过程中所形成的新概念，也有人称之为“空间环境”。中国古代对宇宙一词的解释是“宇”为上下四方，“宙”为古往今来，宇宙则是说无限的空间和时间。 宇宙环境由广袤的空间和存在于其中的各种天体以及弥漫物质组成。在茫茫的宇宙环境中，又存在着特征各异的小环境。地球周围宠罩着密集的大气，月球表面没有大气，水星只有极稀薄的大气，金星、木星有浓密的大气层，但都缺氧而富含二氧化碳及氢、氦、甲烷和氨等。太阳表面有效温度为5497度，月球的昼夜温度为127℃～-183℃。 自古以来，人们一直在利用各种方法来观测宇宙，但人类进入宇宙空间进行探测和活动只是近三四十年的事。1957年人造地球卫星发射成功，1961年载人卫星绕地球飞行，1962年发射金星探测器，1966年飞行器在月球表面软着陆，1969年宇航员登上月球，1972年飞行器在金星软着陆，同年发射了第一个太阳系外空间探测器，1975年携带生物的飞行器在火星软着陆，1977年飞行器飞掠木星上空，1979年探测器飞过土星，飞向天王星、海王星、冥王星进行考察……人类正在努力揭开宇宙环境的神秘面纱，以便更好地保护她、利用她。 地质环境 人们把岩石、土壤、水和大气这些地球表层物质组成的体系叫地质环境。 地质环境由岩石圈、水圈和大气圈等组成。岩石圈也称地壳，是地球表面的固体部分，最大厚度为65千米以上，最小厚度为5～8千米，平均厚度为30千米。人们能直接观察和接触到的只是地质环境外层很浅的一部分，目前，最深的矿井为3000米，最深的钻井也只有8000米。据估计在岩石圈外层16千米厚的岩带中，氧、硅、铝、钠、铁、钙、钾、镁等8种元素占这个岩石带总重量的98％以上。岩石圈内物质的分布是不均匀的，因而不同的地球化学环境产生不同的生态系统，不同地区的不同的岩石中蕴藏着不同的矿产，生长着不同种类的生物。 水圈是由地壳表面的液态水层组成，大约是在30亿年前形成的，其中海洋约占地球表面水体的 97.2％，而河流和湖泊只占地球表面水体的不足3％，可供人类直接利用的淡水就更少了。 大气圈是地球表面的气体圈层。地球大气分布在从地表至80～90千米的空间，在这以上，大气极为稀薄，没有明显的上限。按大气温度随高度的变化，大气圈可分为对流层、平流层和电离层等层次。对流层是指运动显著、靠近地面的底层大气，它与地表的关系极为密切，对人类和其它生物的生存有着重大的影响。干洁的空气其化学组成为恒定成分，主要是氮和氧两种气体，按体积计算约占大气总体积的 98％以上。其次为氩气、二氧化碳、氖、氦等气体。 我们人类生活的地球，是人们休养生息的地方，科学家们称之为“生物圈一号”。为了试验人类离开地球能否生存，美国从1984年起在亚利桑那州建造了一个几乎密封的“生物圈二号”实验基地，它占地1.3万平方米，容积20.4万立方米，设计及建设花费2亿美元，每年的维护费达数百万美元。 “生物圈二号”内有土壤、水源、空气和各种各样的动植物和微生物，科学家们希望这个模拟地球环境的实验室能提供足够的食物、水和空气，供8名进入“生物圈二号”工作的研究人员生活两年。 然而，几年以后的事实表明，“生物圈二号”的设想是失败的，它证明了在现有的科学技术条件下，地球是人类唯一的家园，人类离开了地球就无法生存，人类应当努力保护它而不是破坏它。 “生物圈二号”的失败主要是由于大气环境的恶化。在“生物圈二号”中，由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈二号”用的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致“生物圈二号”中氧气含量从21％降到14％，二氧化碳含量猛增。另外，一氧化碳的含量也猛增到79％，足以使人体合成维生素B的能力减弱，危害大脑健康。 12 在“生物圈二号”中，除了藤本植物比较繁盛外，所有靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，大树也奄奄一息，昆虫除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外基本死亡，人造海洋中生物生存情况略好于地面。最近，由一个专家委员会对该实验进行了总结，他们认为，目前人类还无法用人为方法保持地球的活力，没人知道怎样建造一个脱离地球自然环境而又能让人类休养生息的生态系统。 环境的自我保护及自我保护能力 1.环境自净 自然环境有它自身的组成成分和存在状态，大气以其主要的构成气体按一定比例和方式构成了大气环境。水体、土壤也一样。应该说它们都是具有完整结构的有机构成体，在动态平衡的状况下不断进行着物质的循环和能量的流动。当有某种物质进入这个机构成体，无论是大气、水体或土壤，并破坏了它的结构，打破了它的这种动态平衡，就会导致环境质量的恶化，从而使生存在这个环境中的生物，包括我们人类的正常生存，受到危害甚至威胁，这些物质我们称其为污染物。 在一般情况下，污染物质进入环境以后，可以通过大气、水、土壤等环境要素的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等作用，使它的浓度和毒性得到自然降低，这种现象我们把它称为环境自净。 环境自净以它的发生机理可以分为三类：物理净化、化学净化和生物净化。 物理净化这种作用有稀释、扩散、淋洗、挥发、沉降等。火电厂的烟囱排放的未经处理的烟气，其中含有的烟尘等污染物，通过气流的扩散，降水的淋洗，或重力的沉降作用得到去除和净化；轧钢厂的废水排入江河以后，其中的悬浮物等污染物通过物理吸附、自然沉降和水流的稀释扩散等作用，水体可以恢复到清洁的状态；土壤中的挥发性污染物如酚、氰、汞等物质，也可以通过挥发作用使其含量逐渐降低。这些污染物由于扩散、稀释、沉降等物理过程而使其浓度和毒性自然降低的作用，都属于物理净化作用。 化学净化这是指污染物质由于氧化、还原、吸附、凝聚等化学作用而使其浓度和毒性自然降低的作用。如水中的铅、锌、镉、汞等重金属离子可以与硫离子化合，生成难溶于水的硫化物沉淀，从而使水中这些重金属物质被去除掉；把六价铬还原成为三价铬而降低其活性等等。化学净化作用也表现在铁、锰、铝的水合物、粘土矿物、腐殖酸等对重金属离子的化学吸附和凝聚作用，以及土壤与沉积物的代换作用等。 生物净化这是指生物的吸收、降解作用使环境污染物的浓度和毒性降低或消失。绿色植物吸收二氧化碳放出氧气，使大气中的二氧化碳与氧气比例保持相对平衡；有的植物能吸收土壤中的酚、氰等物质，并在体内转化为其它的无害物质；许多微生物在水体自净中起到了巨大的作用，需氧微生物大量繁殖，能将水中的各种有机物迅速地分解、氧化，转化成为二氧化碳、水、氨和硫酸盐、磷酸盐等；厌氧微生物在缺氧条件下，能把各种有机污染物分解成甲烷、二氧化碳和硫化氢等，硫磺细菌能使硫化氢转化为硫酸盐；氨在亚硝酸菌和硝酸菌的作用下，可以被氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐。生物净化在自然净化中具有十分重要的意义。 2.环境容量 环境对任何污染物的自净能力都是有限的，如果进入环境的污染物质超过了环境对它的自净能力，环境就会受到破坏，我们把环境对污染物容纳能力的这个界限，称为环境容量。 任何一个特定的环境，如一个自然区域、一个城市、一个水体，对污染物的容纳能力是一定的，如果所排放的污染物破坏了环境的动态平衡，将表现为环境质量的恶化，就会危及环境中生存的生物及人类。 环境污染 由于人类的活动或其它原因导致污染物在环境中的浓度或总量超过了环境自净能力所引起的环境质量下降，从而产生有害于人类及其它生物的正常生存和发展的现象，我们称之为环境污染。 随着工业生产的迅速发展，人类排放的污染物大量增加，环境污染问题也越来越突出，以至于在一些地区相继发生了重大环境污染事件。如 1850年起英国伦敦附近泰晤士河中水生生物大量死亡；1873年伦敦烟雾事件；1948年美国的多诺拉事件和洛杉矶光化学烟雾事件；1953—1972年日本的四日市哮喘事件、水俣事件等。据调查，英国伦敦1873—1962年曾发生过6次重大的大气污染事件，美国1961～1976年曾发生过130起水污染事件，这些事件都造成成千上万的人生病，甚至死亡。至此，环境污染问题才逐渐引起人们的普遍关注。 环境污染的防治 人类为了有效地防治环境污染，保护好自己生存的生活空间，对环境和环境问题进行了综合分析，提出了一系列政策和措施，如进行环境质量评价，制订环境标准，拟定环境规划，采取防治、人工治理和自然净化等措施，以技术、经济和法制等手段实施防治污染的最佳方案，以达到保护和改善环境质量的目的。 我国的环境保护工作方针是“全面规划，合理布局，综合利用，化害为益，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”。环境污染防治的基本原则是：（1）技术和经济相结合，（2）防治结合，以防为主，（3）人工治理和自然净化相结合， （4）发展生产与保护环境相结合。 |
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