书城自然科学求知文库-生物生态拾趣
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第16章 人类与生态(5)

然而就从距今3100 年起,与前一次相似的自然灾害群发期再度来临,年平均气温竟陡降4℃,并出现长时期的严重干旱,文明发展又受到了一次重大的挫折。迈锡尼文化灭亡了,希腊就此进入长达数百年的“黑暗时期”。在埃及,衰朽混乱的“第三中间期”持续了更长时间,古文明在这里终于走到了尽头。在中国,大自然亦明显反常,商纣王时“峣山崩,三川涸”,并出现“河竭”,终于促成周伐商的大变动。

距今2800年—1800 年,是一段长达1000 年以上的相对暖湿期,同时也是人类文明的又一个兴旺发达期。期间中国经历了春秋战国时期,随后建立起秦、汉大一统皇朝。在地中海地区,希腊和罗马两大文明如日中天,发出经久不息的光芒。在从西亚到南亚的广阔土地上,也相继建立起一个个强盛的国家。

总之,人类文明在几千年的漫长历史进程中经历了多次兴衰沉浮,而每一次又同地球环境的变迁都有着密切的关系。

§§§第10节南极臭氧洞与人类

自20世纪70 年代中期以来,在南极的大气观测中发现,南极地区上空10—20 公里处的平流层中下层,春季(9 月、10 月)的臭氧(O3)含量在逐年减少,到1985 年仅为正常值的60%—70%。雨云7 号极轨卫星探测的臭氧总量资料表明,臭氧减少的区域位于南极点附近,呈椭圆形,其范围有逐年扩大的趋势,1985 年已相当于美国的面积。这一现象被称为南极臭氧洞。南极臭氧洞的出现及其不断扩大和“加深”,已引起学者们的广泛关注,同时也使一些科学家产生忧虑。

地球上空平流层中下层的臭氧层,是地球上人类及其他生物,免遭太阳紫外线伤害的“保护伞”。地球上的高级生物是在这一臭氧层形成之后才出现的。虽然臭氧在地球大气中含量极少,其平均浓度按体积比仅为3%左右,但它能强烈吸收太阳辐射中的紫外线,从而使到达地面的紫外辐射,少到使生物体能够承受的程度。如果这一“保护伞”由于某种原因受到破坏,太阳紫外辐射就会长驱直入,严重危及地面上的人类和生物的正常生长。从我国南极长城站考察归来的一些队员发现,虽然南极的日照时间不长,但他们的皮肤却明显地被晒黑许多,并常常脱皮,有疼痛的感觉。有些人头发、胡子变黄变白。这些现象都与臭氧减少,紫外线辐射强烈有关。

要将南极臭氧减少的原因弄个水落石出并非易事,大气科学工作者正在为此而努力。目前他们从动力和光化学两方面,试图对臭氧洞的形成作出解释。动力观点认为,在南极极夜期间,因中低纬向南极的热量输送效率很低,控制在南极上空的极地涡漩内部,形成了异常低温的环境。当极夜结束,太阳重新跃出地平线时,因集中于平流层中下层的臭氧对太阳辐射的吸收,这一范围内的大气被加热,于是在该层出现上升运动。这一上升运动引起的抽吸作用,将对流层臭氧含量低的气体带入了平流层,替代了原来平流层臭氧含量高的气体。这样,整层的臭氧总量就会明显减少。还有一些学者从光化学的角度,提出南极臭氧减少的原因。这种观点认为,因近代工业的发展,氟利昂(一种用于冰箱等制冷设备中的制冷剂)等大量化学试剂的使用等人为因素以及诸如火山喷发等自然因素,使大气中氯氟烃等微量元素的含量一直在增加。这些元素在初春阳光照射下,可以与臭氧进行光化学反应,使大量臭氧被破坏,与这些微量元素结合成其他物质。许多人指出,南极的低温环境,冬末春初极地平流层云的大量存在,都有利于这样的光化学反应。所以,南极的臭氧含量会在极夜结束后大量减少。

目前,这两种解释都还没有找到充分可靠的证据。在南极臭氧减少的过程中,这两种原因可能都产生作用。综合这两种观点也许能得到南极臭氧减少的更完整的解释。

不管怎样,人类到了应该充分认识自己的某些活动对大气环境造成严重影响的时候了。南极臭氧洞的出现,再一次告诫人们,地球大气系统是相当复杂的,对它的任何不良作用的长期积累,都可能出现意想不到的严重后果。人类要在地球上正常生活,必须爱惜和保护赖以生存的大气层,这是避免任何因大气变化导致悲剧的最好办法。

§§§第11节人与有害昆虫的战争

有人说:“昆虫是人类争夺本行星统治权的主要对手。”

有害昆虫,它毁坏人类的农作物,常常使水稻、玉米、小麦、棉花、油菜、甘蔗、马铃薯等作物绝收,被称为“无烟的火灾”,导致大片森林、果园和其他经济林木成为枯木,或严重减产;它传播人类和牲畜家禽的大多数传染病,毁坏建筑木料,使堤坝、枕木、家具、衣服受到严重损害等等。它是人类的大敌。

人类憎恨这些昆虫,又常常感到无限的恐惧或无奈。人类发动对它们的战争,但又常常束手无策。

在这场战争中,人虽然用现代化武器武装起来,但是就对付个别种的昆虫,如蝗虫、棉铃虫、松毛虫、小甲虫、蚂蚁等,在一对一的战争中也做不到决战,何况地球上有数百万种昆虫呢?虽然这几百万种昆虫中有许多是对人类有益的,有更多对人类利益影响不大,但在地球生态平衡中起着重要作用的,只有少数昆虫是对人类有害的。如果所有的昆虫联合起来向人类进攻,那么人类肯定失败无疑了。当然,这种假定是不可能出现的。因为各种昆虫都是单独地采取自己的对策的。地球上只有人类有可能联合其他物种,如培育有害昆虫的天敌,共同对付敌人。

人类对有害昆虫的战争,采取了种种手段。至今为止最强大的武器是化学除虫剂。开始的时候,化学除虫剂使用的效果是明显的、神奇的。它从虫口中挽救了成亿吨的谷物。但是它所带来的问题也接踵而来,第一,它不具有选择性毒效,作为一种致死毒物,不能专一地杀死人们希望除去的害虫,甚至连带把害虫的天敌也杀死了。第二,在使用一段时期之后,害虫获得抗药性。第三,化学农药大量使用造成严重的环境污染。

印度尼西亚由于杀虫剂对农作物提供的保护,1986 年实现水稻产量的自给自足。但是两年之后,1988 年稻田几乎被稻褐飞虱蚕食殆尽。稻褐飞虱原来只是一种次要的害虫,但是它的天敌被杀虫剂消灭殆尽之后,大举重来,发生大爆发,一年之内使印度尼西亚的水稻生产损失10 多亿美元,噬了足以供300 万人一年食用的稻谷。

为了达到对害虫的控制,全球杀虫剂生产数量增加,如1982 至 1884 年农药生产和使用量,美国 37 万吨,前苏联53 万吨,中国16 万吨,20世纪80 年代中期东亚农药市场达250 亿美元。1994 年是全球杀虫剂生产和使用增长最快的一年。为了对付害虫抗药性问题,又不得不开发新的杀虫剂。但是,新杀虫剂的研究开发,需要约10 年的时间,既跟不上害虫抗药性的发展,又耗费大量资金。例如许多大型化工公司云集的欧洲,每种新杀虫剂开发的成本,从1975 年的2500 万欧洲货币单位,增加为1992 年的1.25 亿欧洲货币单位。这成为不堪重负的投资。

这样就迫使人类与有害昆虫的战争走向一个新阶段:综合防治害虫的阶段。

生态学告诉我们,不能把同人类竞争的所有昆虫都视为害虫,而只是它们的数量足够大时才成为害虫。因而防治害虫,是指控制它们的数量,而不是消灭它。

实际上,人们早就发现,某种昆虫大爆发,并成为危害严重的害虫,只是发生在大面积单一树种,或大面积单一作物的地方。在未受干扰的森林、荒漠、沼泽地等荒野地区,害虫爆发的情况是罕见的。因为这里各种生态因素相互作用相互制约,不会出现某一个物种处于支配地位的情况。各种生态因素相互制约,这是一种重要的自然界力量。对昆虫的真正有效的控制是由自然界完成的。从防治害虫的视角,主要是开发和保护害虫天敌的作用,利用自然界的自我调节能力,实现对害虫的控制。

据报道,英国牛津大学的科学家发现,蝗虫分泌出一种泡沫状物质,它起某种化学信号的传导作用。这种作用能使上10 亿只蝗虫聚集到一起,而且,雌性蝗虫群体在一起的时间只要达到4 小时,它产下的卵以后就会变成具有群居性的幼虫,但如果将雌虫产卵地的泡沫状化学物质除去,幼虫日后就会发展成独居的成虫。

这种发现可能为人类控制蝗虫爆发提供新途径。因为蝗虫有群居和独居两种生存形式,只有群居的蝗虫才会形成巨大的灾难,独居的蝗虫会造成麻烦。人们在确定那些泡沫状化学物质的性质后,就有可能把它产卵地的这种物质除去,从而使全部幼虫长成独居昆虫;或者利用它向蝗虫传递化学信号,误导蝗虫在没有谷物生长的季节过早聚集,从而使它们饿死。

人类对昆虫的总对策应该是:第一,培育对人类有益昆虫的生存条件,发展有益昆虫;第二,控制对人类有害的昆虫的数量,减少它们对人类利益的损害;人类的目标不是消灭它们,在一定的限度内要容忍它们;第三,保护全部现在对人无利害关系的昆虫。它们的存在对维护地球生态基本过程和保护生态平衡是非常重要的,是不可缺少的。

科学家告诉我们:“绿色植物、微生物、各种默默无闻的小动物和昆虫,它们构成了地球的生命。正是它们的生存,创造并维持地球适宜生存的条件。”“各种昆虫和节肢动物,它的重要性大到这样的程度,如果它们被消灭的话,人类就只能存活几个月。”

人类对昆虫需要采取尊重和谨慎的态度。

§§§第12节人与细菌的竞争

人与细菌的战争,就同人与有害昆虫的战争那样,虽然人类使出浑身解数,但至今也只是打个平手。

细菌是地球上出现最早的生物,它已有30 亿年的历史,我国人民利用细菌为自己造福已有数千年的历史。例如2000 多年前就有记载:“若作酒醴,尔惟曲蘖”。“蘖”是指谷物,“曲”是经发酵富有微生物的“起子”。这里说的是,酒是谷物经过微生物发酵以后酿造出来的。又如,公元1000千年,我们的祖先就知道以种牛痘来预防天花。这是用微生物来保护人体健康。

但是,细菌是“小小精灵”。一个普通细菌细胞,它的体积约占1 立方微米,1000 个细胞堆在一起,才有一粒米那么大。因而人的肉眼看不见。直到1675 年,荷兰人列文虎克发明显微镜,当他利用自己制造出来的能放大200 倍的显微镜,观察污水和腐烂的有机物时,看见许多活的小动物。1676 年在加大显微镜放大倍数后他看见了细菌。也就是说,它们的存在条件虽然有30 亿年,但人们看见它却只有300 年的历史。

人类从产生那一天起就同细菌竞赛。因为细菌无处不在。例如在人的肠道里有细菌100 种,数量达100 亿个,构成庞大的菌种群落。在这里人与细菌的竞争是共生性质的,即双方各蒙其利。又有报道说,一个成人的身上有100 万亿个细菌,总重量达1.5 公斤,人吃下去的营养物质,有30%被它们亨用了,同时它们帮助人类消化食物。

虽然细菌向人类进攻是从人一产生就开始的,但人发起对细菌的战争,却是从1928 年英国科学家弗莱明发现青霉素才开始的。

地球上现存已知的细菌约有4000 种。其中大多数是对人类有益的,只有少数对人类有危险性,如沙门氏菌、链球菌、葡萄球菌、大肠杆菌,它们能导致人生病或死亡,如肺结核、肺炎、脑膜炎、天花、霍乱、痢疾……几乎人类的所有疾病都是由致病的细菌引起的。因而人们称它们为“机灵的小魔鬼”。

抗菌素发现之前,人类对感染病菌而引起的疾病,往往束手无策,眼巴巴地望着病人死去。例如肺结核,在19 世纪至20 世纪初,是一种不治之症,被称为“白色瘟疫”;肺炎球菌引起的肺炎,死亡率达85%;霍乱、脑膜炎等等,不知夺去了多少人的生命。

运用抗菌素,首先是青霉素,接着不断地发现新的抗菌素。现在它们的数量达 100 多种,在人对细菌的战争中,人处于胜利者的地位。如结核菌、细菌性肺炎、败血症、梅毒和其他细菌性传染病基本上被征服了。医生们说: “80 年代人们的看法是我们已征服了几乎所有的传染病。”

但是到20世纪90 年代中期,人们提出了相反的看法:“医疗界所谓战胜传染病已变成一个幻想”。世界卫生组织1996 发表的报告说传染病仍然是人类第一杀手。1995 年,全世界有 5200 万人死去,其中1700 万人死于各种传染病,其中多数是婴幼儿,全世界57 亿人口中约有半数受到传染病的威胁。

这是怎么回事呢?

这同人类用化学杀虫剂除虫一样,当人们服用抗菌素杀灭有害细菌时,连带把那些有益细菌也杀死了,从而降低了人体的抗病能力。更严重的是,现在每一种致病细菌都有好几种变体。新的抗菌素药物的研制,跟不上新细菌突变体的出现;而且,大多数细菌对抗菌素产生了抗药性。例如,1979 年沙门氏菌感染病例中,有16%对一种以上的抗菌素有抗药性;10 年之后,这个数字上升到32%。现在许多细菌对100 多种抗生素至少有一种有抗药性,有些对所有抗菌素有抗药性。这样常常使医生们束手无策。

致病细菌这种“机灵的小魔鬼”,要比人们想象的聪明得多,厉害得多。

这样,在人们与细菌的战争中,又从优势转变为劣势,神奇的抗生素正在失去疗效。

例如,肺结核病的流行与死亡,在半个世纪里曾得到有效的控制。但现在有死灰复燃之势。世界卫生组织1996 年6 月报告说,被称为19 世纪“绝症”的肺结核病,在20 世纪曾得到控制,21 世纪可能成为“疑难杂症”。4 年前,纽约首次发现抗药性肺结核病人,用现有的治疗药物(过去作为特效药的药物)均告无效,接着又在其他地方相继发现;而且抗药性肺结核菌的传染性很强,目前还没有找到对付这种肺结核病菌的办法。世界卫生组织估计,目前全球约有1/3 的人感染过结核杆菌,每年新病倒800 万人以上,年死亡人数300 万人;今后10 年,将有9000 万人死于肺结核,特别是发展中国家将受到最沉重的打击。

于是有的医生说:“微生物眼下就在取胜。它们的年龄比我们大得多,也比我们聪明得多。”

如何对付这些“机灵的小魔鬼”?

总之,同人类与有害昆虫的战争一样,在人与细菌的竞争中,在对致病细菌的战争中,我们虽然做不到消灭传染疾病细菌或病毒,但要努力控制它们对人的危害,在不断地前进和后退中寻求一种平衡,通过各种途径,保护人体健康。

§§§第13节人与自然的对策