另外,人类的生活和生产活动对地壳会产生影响和破坏,反过来又会给人类带来不利影响。大规模人工爆破、地下核试验、地下开采和大型水利工程超过岩层荷载而引起人工诱发地震,尤其是水库诱发地震,数十年来世界上已有几十例,给当地居民生命和财产造成很大伤害。另一方面是过量汲取地下水引起地面沉降。近半个世纪以来,世界许多国家的工业城市发生了地面沉降现象,特别是沿海城市的地面沉降最为严重,我国上海自1921年发现沉降至1965年最大处已达2.63米。地面沉降造成了建筑物和生产设施的破坏,阻碍了建设事业和资源开发,造成海水倒灌,使地下水和土壤盐渍化。人类是搅动土地的巨大营力。现在人类拥有巨大的机械力量和炸药,能够把大量土壤和基岩从一处移到另一处。这些过程可完全破坏原来的生态系统与植物栖息地,导致岩体耗损,形成人为的泥石流、塌方和山崩。
地幔和地核
据研究,地球约在47亿年前开始其演化历程,演化的初始温度接近1000℃。以后由于放射性加热,内部温度开始上升,在40亿~45亿年前,地球内部温度升高到铁镁的熔点。大量的铁下降到地核,以热的形式释放出约2×10337尔格的重力能。这个热源极为巨大,足以产生广泛的熔融作用并改造地球的内部结构,产生地核、地幔和地壳的分层。它们之间物质相互交换和运移,在地幔中形成可塑性的软流圈。软流圈中以对流的形式进行热传导,致使其上的刚性岩石圈分成数个板块,犹如浮冰在慢慢漂移,产生了地球表面的大陆运移、海底扩张,山脉隆起、断裂、褶皱、岩浆侵入等构造作用,以及使人类遭受灾难的火山活动和地震等。
地球是一个统一的整体,各层圈、各部分是相互联系和相互影响的,其中物质和能量相互转换,相互循环。因此,很多环境污染物或人类不合理的活动虽然产生于某局部地方,但随着各种自然过程,它们的影响可波及其他地方,甚至可能扩展为全球的规模,潜伏下严重后果。还有一些因连锁反应、影响深远的全球环境破坏,各层圈各种人为的环境破坏,都会损害全人类的生存环境,引起全球性的、危及后代的重大环境问题。因此,保护环境,节约资源,科学地控制人口增长,创建人类美好的生活环境,已成为地球上所有人的共同责任。
形形色色的矿产资源
迄今为止,全世界发现的矿产近200种(我国发现168种),据对154个国家主要矿产资源的测算结果,世界矿产资源总的潜在价值约为142万亿美元。
世界上蕴藏量最丰富的大概就是黑色金属了。黑色金属,包括铁、锰、铬、钛和钒等5种矿产。
珍贵的矿产资源
1992年世界铁矿石储量为1500亿吨,前苏联、澳大利亚、巴西、加拿大、美国、印度和南非七国共占有世界铁金属储量的84%。按年产10亿吨铁矿石计算,目前世界铁矿石储量的静态保证年限为151年。
锰储量为7.26亿~8亿吨,未包括海底锰资源。世界锰储量的80%以上集中在前苏联和南非。上述储量的静态保证年限为40年。但由于有海底锰结核和锰结壳这一未开发的资源潜力,世界不必担心锰矿资源不足。
铬、钛、钒金属已探明的储量分别为14亿吨、2亿吨(钛铁矿)、1000万吨,静态保证年限分别为132年、55年和312年。
有色金属,包括铝、铜、铅、锌、铝、钨、锡、钼、锑、镍、镁、汞、钴、铋等13种矿产。
世界铝土矿资源丰富,储量巨大,探明储量达230亿吨。澳大利亚、几内亚、巴西、牙买加等国是世界铝土矿资源大国。世界现有储量的静态保证年限达216年以上。
除铝外,世界钴资源保证年限也较高,其储量为400万吨,静态保证年限为168年。此外,海底丰富的钴资源可以确保人类无缺钴之虑。
其他有色金属中,钼、钨、镍、锑的探明储量静态保证年限均在50年到60年之间,铜、铅、锌、镁、汞、铋则显得有所不足,其静态保证年限一般在30年或30年以下。
贵金属和稀土,除金、银储量消耗过快外,铂族金属和稀土氧化物资源不足为虑。
非金属,包括硫、磷、钾、硼、碱、萤石、重晶石、石墨、石膏、石棉、滑石、硅灰石、高岭土、硅藻土、金刚石等矿产。这些是世界上极为丰富的资源之一,其中除硫、金刚石,特别是金刚石资源严重不足,静态保证年限较低以外,其他都可以成为未来工业和人们生活可资依赖的矿产原料来源。
总的看来,世界矿产资源中期供需形势较为缓和:但资源短缺与人口增长及经济发展的需求之间的矛盾将继续存在,资源供需形势将出现周期性波动。
20世纪90年代初期,世界矿产资源供需形势与20世纪80年代末期相比没有出现重大转机。由于全球性特别是在世界经济中占主导地位的工业化国家经济持续不景气,加之前苏联和东欧各国经济在转轨过程中大幅度下滑,全球经济进入了长达五六年的调整阶段。世界经济增长率明显下降,继1991年出现0.3%的负增长之后,1992年工业化国家平均经济增长率为1.6%,东欧和独联体各国经济继续大幅度下滑。与此相对照,发展中国家作为一个整体,其经济呈现出良好的势头,1991年增长3.4%,1992年达4.5%,亚洲国家超过6%。
由于工业化和经合组织国家经济结构改组、新技术革命导致基础原材料消耗降低以及节约、替代等原因,矿产原料的使用强度正在逐年减少。工业化和经合组织国家的矿产原料消费量增长缓慢,多数矿产品供过于求,导致生产能力过剩、矿产品积压、价格下跌——呈现全球性的矿业萧条。
这段时间里,矿产品需求的增长主要在发展中国家和地区,特别是亚太地区。在工业化国家和经合组织国家的钢、铝、铜、锌等消费量以不同幅度下降时,亚太地区的金属使用率却呈上升趋势。过去10年中,亚太地区钢的用量平均年增长2.2%,锌年增长0.5%,铜的使用率平均年增长率高达8.4%。预计今后10~20年内,亚太地区的矿产品消费量仍将有较快的增长,原因是拥有庞大人口的国家——中国和印度,人均有色金属消费量只及日本或英国的1/20~1/10。
能源和矿产资源供需形势变化还可以从另外一个角度去分析。20世纪以来,人类对矿产资源的需求显著增加了,1901~1980年全世界采出的矿物原料价值增长了9.6倍,其中后20年为前60年的1.6倍。石油农业的发展使农业对矿物原料的依赖程度提高了,工业和整个经济对能源和矿产资源消耗的规模进一步加大。1986年对50个国家的统计表明,人均国民生产总值与能量及人均能源消耗呈线性正相关关系:人均国民生产总值不到1000美元时,人均能耗在1500千克(标准煤)以下;人均国民生产总值为4000美元时,人均能耗随之上升,达10000千克(标准煤)以上。近年来,虽然世界对矿物原料需求速度相对有所降低,但资源消费的绝对数量仍然在增加。而且,20世纪80年代以来,世界矿产品贸易额不断增长,到1987年出口贸易额(包括能源产品)已达4420亿美元,占世界出口总额的17.7%。1991年世界矿产品出口贸易值约为6850亿美元,比1990年增长6%。预测到21世纪,世界矿产品贸易额仍将是缓慢增长的趋势。
大量的统计资料表明,人类社会在不同的经济发展阶段,对矿产资源的消耗强度呈波动曲线。所以在观察矿产资源供需形势时,我们要掌握两点:一是不同国家在不同发展阶段的需求不同,大多数发展中国家在未来30年至50年中,常规矿产仍保持一定的需求增长,而新矿产则呈强劲增长趋势。
有限而重要的土地资源
土地是地球表面人类生活和生产活动的主要空间场所。土地资源则是指在一定生产力水平下能够利用并取得财富的土地。地球上能够被人类支配的土地大约为2010亿亩,其中耕地225亿亩,天然草地450亿亩,林地600亿亩,城市居民点、工矿交通用地及山脉、沙漠、沼泽等73.5亿亩。另有终年冰雪覆盖的土地225亿亩,这部分土地因为不能为人类所利用而不在土地资源之列。有人估计,人类的食物88%由耕地提供、10%由草地提供,这足以说明土地对人类是多么的重要。
非洲是世界上土地资源分布最广的地区,总面积为30.31亿公顷。其次是亚洲,土地资源总面积为27.54亿公顷。
人类赖以生存的土地资源我国土地总面积为960万平方千米(144亿亩),占亚洲陆地面积的1/4,占世界陆地面积的1/15,仅次于俄罗斯和加拿大,居世界第三位,而与欧洲面积相当。在这144亿亩土地中,29.95亿亩(占20.80%)是沙质荒漠、戈壁、寒漠、石骨裸露山地、永久性积雪和冰川;耕地只有14.9亿亩,占全部土地的10.4%,且含各类低产地5.4亿亩。因此,人均耕地只有1亩多,而世界人均耕地面积为5.5亩。人均占有土地资源偏低使得中国人口与土地资源的矛盾十分突出。
而且,我国土地资源类型多样,山地明显多于平原,农业土地资源地区分布极不平衡,90%以上的耕地、林地和水域分布在东南部的湿润、半湿润地区,草地则集中在西北部干旱、半干旱地区;土地后备资源潜力不大,耕地后备资源不足。这些都是制约我国农业发展和粮食供给的不利因素。
土地是人类祖祖辈辈生息繁衍之地,人类的一切活动都离不开土地。土地的过度开发以及人类其他活动的影响,使得土地资源面临有史以来最严峻的形势。水土流失已成为一个全球性问题,几乎没有得到任何有效遏制。世界耕地的表土流失量每年约为240亿吨,美国每年流失土壤15亿吨,印度47亿吨,中国约50亿吨。土壤过度流失的直接后果是土层变薄,土地的生产能力下降。
土地沙漠化的范围和强度不断扩大。从19世纪末到现在,荒漠和干旱区的土地面积由11亿公顷增加到26亿公顷。联合国估计每年有2100万公顷农田由于沙漠化而变得完全无用或近于无用的状态,每年损失的农牧业产量价值达260亿美元。不仅如此,全世界35%以上的土地面积正处在沙漠形成的直接威胁之下,其中以亚洲、非洲和南美洲尤为严重。
全世界土地自然退化现象也极为严重。把土地退化区分为人工退化和自然退化是非常必要的。人工退化是指由于人口增加而导致的居民点扩大,工矿、交通用地增加而侵占了原来的耕地,另外一个重要方面是对粮食的需求促使土地改变用途,这种改变从本质上来说往往是不适宜的,结果导致了土地迅速退化。自然退化则是由于耕作期过长、过密,掠夺式经营,重用轻养,以及灌溉不当,使大片土地变成盐碱地或贫瘠地,自然退化不包括因水土流失、荒(沙)漠化而造成的那部分。土地自然退化每年至少使150万公顷的农田降低了生产力。
在许多发展中国家,耕地明显不足。目前,全世界人均耕地约0.28公顷,亚洲人均耕地只有0.15公顷,且全部可耕地的82%以上已投入耕作生产,更显得土地资源不足。
土地资源,特别是可耕地的急剧减少,直接影响到世界粮食生产。世界资源研究所指出,粮食下降从20世纪70年代始于非洲,20世纪80年代初这种下降扩展到了拉丁美洲,20世纪80年代后期又扩展到整个世界。进入20世纪90年代以后,由于农田和地球环境状况仍在恶化,产量仍在下降,粮价大幅度提高,发展中国家人均粮食配给水平持续下降,严重的营养不良使非自然死亡的人数达到了惊人的数字——第三世界每天就有大量婴儿死于营养不良。如果土地资源短期内得不到根本性的改善,粮食储备日渐减少将成为定局。更为严重的是,在这种情况下人们对迅速重建粮食“库存”将毫无信心。粮食短缺将成为大部分发展中国家未来前景的一部分。
世界历史上的粮食生产增长大部分都是由于扩大耕地面积,包括重新使用闲置的耕地的结果,少部分则由于新技术——如绿色革命——造成的。时至今日,人们的选择余地越来越小了。对土地资源而言,更新和恢复业已退化的耕地——不管什么原因造成的土地退化——恐怕是唯一可行的办法。对于农业来说,当然还要包括农业革命在内。尽管要真正更新或者恢复已经退化的土地难度很大,但并非不可为。国际自然与自然资源保护联盟在20世纪80年代末提出了有关的方针。方针要求国际保护计划更注意退化土地的程度和情况,要求多国开发银行资助试验性重建计划,并要求生态学家更彻底地研究这一退化对生态系统的压力和干扰。1992年召开的巴西里约世界环发会议对土地退化给予了高度重视,这次会议通过的《21世纪议程》,专门设置了第十章“统筹规划和管理陆地资源的方法”。