科普-中华学生百科全书-第138章
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有一天会连自己最基本的生活要求——吃饭也满足不了。
水的呼唤
在地球上，几乎到处都有水的行踪，浩淼的海洋，占去地球总面积的 71
％。因此，地球实际上是个水球。
然而，在水量如此丰富的地球上，人类却常常深感用水不足，不少地方
甚至闹水荒，这到底是怎么回事呢？原来，可供人类利用的淡水只占地球总
水量的 3％，而占地球总水量的 97％的海水，则因含有大量盐分，既不能饮
用，也不能灌溉。同时，在地球上本来为数不很多的淡水中，又有 69％以冰
的形式贮存在南极，因而真正留给人类可使用的淡水就少得可怜了。此外，
由于陆地上的水分布极不均匀，降水也不稳定，往往造成人口集中的城市和
地区严重缺水。在地球上，约有 1／3 的陆地是缺水的；我国干旱和半干旱地
区超过全国总面积的 1／2；世界上有 1／4 的人饮水不卫生。
人们为了发展农业和工业生产，充分利用水资源，对水进行了各种干预，
给地球上的水体带来重大影响。
灌溉是人类干预地表水的一项重大生产实践活动。人类为了增加农业收
成，早在几千年前就对土地实行灌溉。后来，随着对粮食需求的增多，灌溉
在农业中的地位越加重要，水利设施成为农业的命脉。据统计，目前全世界
的灌溉面积约为 200 万平方公里，占耕地总面积的 12％左右。每年灌溉用水
量约为 2600 立方公里，比全世界所有河流在同一时刻的总容水量（2120 立
方公里）还要多。
地表水和地下水都是从雨水那里得到补给的，它们处于不断的相互转化
之中，因而一荣俱荣，一衰亦俱衰。它们共同担负着支撑地表生态系统的重
任。农业和工业需大量用水，由于地表水不能满足需求，人们便普遍转向开
发地下水。但地下水并非取之不尽，过度开采会导致水位下降，形成大面积
的“漏斗区”，使水质变坏，甚至引起地面下沉，沿海地区还会招致海水倒
灌和人侵。如美国旧金山附近就因地面下沉，已到了需要修堤防海水人侵的
程度。
在水多的地区，为了扩大耕地则要排水。世界上有不少地区，就是通过
排干水来获得耕地的。人类通过围海、围湖和排干沼泽所造出的田地已达
5330 万公顷。今日的荷兰，有 50％以上的国土就是靠排干海水和湖沼而造出
的。
工业的发展对地表水的影响也越来越大。一方面由于工业的大量用水，
使许多城市和工业区发生水荒，另一方面工厂排出大量废水造成环境污染。
目前，世界工业用水每年达 2000 亿吨。在工业发达国家，工业用水所占比例
可达总用水量的／。河湖的水，包括部分地下水，通过工厂之后又排人河湖，
这就增加了一个自然界原来没有的水循环，即“河湖—工厂—河湖”。这会
使河湖的水和地下水的含氧量降低，有毒物质增加，水质变差，造成恶性循
环。
“淡水贵如油，污水遍地流。”随着人类文明的发展，人们的活动又给
一些河流增添了新的可悲的特征。昔日的清流，变成了祸水。现在，河流的
污染已是相当普遍的现象。号称“皇家之河”的英国泰晤士河，曾一度成为
鱼虾绝迹的死河；欧洲著名的大河莱茵河，变成名副其实的排污“下水道”。
我国的第一大河长江，是世界上最富饶美丽的大河，由于每天都有数以千万
吨计的污水排入江中，在下游已经出现了一条条“污染带”。位于长江畔的
南京，因江水受污染，竟然找不到合适的清洁水取水点，出现守着水河没水
喝的令人不可思议的事情。让人略感欣慰的是，面对种种水污染的现状，人
们已经认识到天然淡水的珍贵，认识到合理用水和防止水污染的重要性，许
多国家都制定了有关法规，以控制水污染的蔓延。但是，从全世界范围看，
水污染仍然极为严重，并且，许多地方还有加剧的趋势。所以，想要洁净的
水重返自然，人们要做的事情还很多很多。
变质的大气
空气与人类生活息息相关。但人们对它的利用，不是像对水、对矿物的
利用那样是有计划的开采，而是随时随地利用。同时，由于空气是人们看不
见、摸不着的东西，因此，由人类活动引起的大气层的变化，以及由此而造
成的危害往往是在不知不觉中形成的。
人类燃烧矿物燃料，会不断增加大气温度。这个过程引起的大气增温起
初是很微弱的，后来，随着生产的发展，向大气输送的人为热日益增多。以
1970 年为例，将全年燃烧的燃料全部折算为煤，大约有 75 亿吨，即相当于
释放出 6×1019 卡热量。若每年燃烧（包括核燃料）释放的热量，按照目前
的速度（5．5％）增加，到 21 世纪中期，人为热可使世界平均气温增高几度。
这将导致地球气候发生重大变化。由此可见，人为热对大气层的影响是不可
忽视的。
人类活动也改变着大气的组成。煤、石油和天然气等矿物燃料的燃烧，
可放出大量二氧化碳。观察表明，由于燃烧而排入大气的二氧化碳数量逐年
增加，近百年来，大气层中的二氧化碳增加了 10％以上。它不仅影响空气的
清新，而且会产生温室效应，引起地球大气增温。增温的结果，可能导致许
多地区干旱，同时会使地球两极地区的冰雪融化，导致海水上涨。如果地球
上的永久性冰雪全部融化，海平面将升高 60 余米，会使地球上人口最稠密的
平原地区大部分被淹没。像我国北京、石家庄、郑州、沙市以东的大片平原
将变成汪海大海。那里众多的居民就要真的去寻找逃避洪水的“诺亚方舟”
了。
尤为严重的是，人类大规模的工农业生产活动带来了大量的废水、废气、
废渣，有许多有害物质会直接或间接地进入空气，使空气受到污染。据统计，
目前世界每年要向大气排放六七亿吨各种有害物质。从大气污染物的组成来
看，粉尘与二氧化硫共占 40％，一氧化碳占 30％，二氧化氮、碳氢化合物及
其他废气共占 30％。这些污染物逸散在大气环境中，无疑会逐渐地改变地球
大气层的成分。而这些改变对于地球基本上是有害的，有时甚至会给一些地
区带来灾难
世界每年排入大气的有害气体总量表
污染物 排放量（亿吨） 来源
煤粉尘 1。00 燃烧煤
二氧化硫 1。46 燃烧矿物燃料
一氧化碳 2。20 汽车、工厂燃烧不充分的废气
二氧化氮 0。53 汽车、工厂在高温燃烧时的废气
碳氢化物 0。88 汽车、烧煤、烧油和化工的废气
硫化氢 0。03 化工厂的废气
氨 0。04 化工厂的废气
据报导，近 100 来，全世界因空气污染发生的重大人身伤亡事件近 20
起。其中较严重的有：1930 年比利时的马斯河谷空气污染事件，一周内死亡
60 多人；1948 年美国宾夕法尼亚州的多诺拉事件，一个仅有 14000 居民小镇
竟有 43％的人因污染危害而患病，18 人死亡。特别值得一提的是 1952 年英
国伦敦烟雾事件，在那次事件中，一周内便死亡 4703 人，是危害最严重的一
次。
那是 1952 年 12 月 5 日的一个清晨，伦敦上空风尘不动，人们跟平时一
样，照常做着他们各自每天已经习惯了的事情，却不知道一场灾难已经降临。
不知从什么时候开始，人们发现空气中迷漫着一种黑色的烟雾，继而，逐渐
感觉胸闷难受，咽喉疼痛，咳嗽不止，呼吸急促，年老体弱者感受尤其明显。
黑色烟雾笼罩着伦敦城，一连数日不散，很多人因此而死去，更多的人则病
倒不起。这场烟雾给伦敦人造成极大的恐慌。后来经研究，这种杀人的烟雾，
原来就是工厂里和居民取暖、做饭排出的煤烟。它在一定的大气候和小气候
条件下积蓄起来，最后达到致命的程度。其中为害人体的主要成分是烟尘和
二氧化硫。
呻吟着的生物们
在自然界的所有要素之中，人与生物界的关系最为直接和密切。生物界
是人的食物和衣着的来源，也是人类生活其他原材料的供给者，人的衣食住
行都离不开它。因此，人类的生活和生产依赖着生物界，同时也深刻地改变
着生物界的面貌。
在人类早期，还是依靠采集和渔猎为生的时代，地球上的动植物很少受
到人的影响。后来，人们发现某些植物及其果实可以人为地进行再生产，他
们便垦荒生产，种植和改造野生植物，并培育新的植物品种（农作物）；人
们还将某些一时吃不完的动物圈起来，进行畜牧、放养，并培育新的动物品
种（家畜）。当今世界的农作物都是经过人类千百年来改造和培育而来，如
稻、麦、菽、粟、棉花、甘蔗、亚麻等都与它们的野生种大不相同；现在的
家畜家禽也是经过人类千百年来改造和培育而来，如牛、马、狗、羊、鸡、
鸭等，也都改变了它们原来野生的习性。因此，这些农作物、家畜家禽，实
际上是在人类的改造手段下，为地球生物圈增添的新的内容。
根据现代的考证和研究，不同的农作物和家畜家禽，是在世界不同地区
由各个文明民族分别创造出来的。后来，随着世界性交往日益频繁，它们被
带到其他地区播种和饲养，才逐渐传播开来。例如水稻、大豆、蚕、驯鹿等
起源于我国，后来才传到其他国家；而我们所熟悉的小麦、大麦、山羊、绵
羊等，最先则是由西亚、北非地区的人民驯化的；玉米、马铃薯、花生、向
日葵、西红柿等，到了明代才从美洲传入中国；北美洲驯养动物很少，绝大
多数家畜家禽是哥仑布发现新大陆之后才被带到那里定居的；原来澳洲大陆
没有牛羊，而现在的澳大利亚和新西兰则是畜牧业最发达的国家，被誉为“骑
在羊背上的国家”。
人类在长期的生产活动中，创造了许多新的植物品种和新的动物品种，
但由于急功近利，也消灭了许多不应该消灭的物种。特别是在现代的社会里，
许多物种由于人类的破坏行为正在迅速消失，这样做的结果。不仅使人类失
去了对生物种类选择利用的机会，而且也破坏了生态平衡，给地球带来了灾
难。
在历史上，森林的面积是很大的，世界陆地曾有 2／3 为郁郁葱葱的森林
所覆盖，其面积约为 76 亿公顷。由于人们恣意砍伐，面积不断缩小。1950
年全球森林面积约为 50 亿公顷，到了 1975 年，只剩下了 25 亿公顷，25 年
间减少了一半。热带雨林是地球上物种资源最丰富，生物生产量最高的森林，
对维持地球上的生态平衡至关重要，现在也遭破坏，目前正以每年 1000～
1500 万公顷的速度被砍伐掉。热带雨林一旦被砍伐殆尽，赤道地区将变成荒
野，整个地球的气候便会因此而恶化，其后果不堪设想。森林遭破坏给人类
造成无可挽回的灾难的事例是很多的。如美索不达米亚、小亚细亚和希腊等
人类文明策源地的衰落，我国黄土高原的水土流失，沙漠化的逼进等，都和
砍伐掉那里原有的森林有关。
尤其令人忧虑的是，人类经济活动不仅使不少生物种灭绝，其灭绝种类
也越来越多，灭绝范围也越来越大，灭绝速度也越来越快。当然在自然界不
断演化的历史长河中，物种的生生灭灭是经常发生的和正常的现象。但是，
物种的生与灭在大自然的支配下基本保持着平衡。然而自从有了人类之后，
物种生成的过程减慢了，而其灭绝的过程则加速了。据统计，近两千年来，
已经有 110 种兽类和 139 种鸟类从地球上消失了，而其中 1／3 是近 50 年内消
失的。在这些被灭绝的动物中，至少有 3／4 是由于人类直接捕杀造成的，另
1／4 则是由于人类破坏其生存环境引起的。许多鱼类、昆虫、软体动物和植
物，就是由于其生存环境遭受人类破坏而灭绝了。大型兽类和鸟类亦不例外，
在我国历史上有过记录，而今已经在自然界绝迹的著名动物有犀牛、新疆虎、
野马、糜鹿、白臀叶猴等。近 30 年来，我国野生动物数量急剧减少，正面临
灭门之灾的有野象（约 100 只）、大熊猫（约 1000 只）、野骆驼（约 1000
只）、黑颈鹤（500～1000 只）、扬子鳄（约 500 只）、白鳍豚（约 200 只）、
东北虎（不过 30 只）、朱鹮（28 只）、坡鹿（约 100 只）等数十种之多。
现在全世界的物种大约有 500 万到 1000 万种，其中已被人们认识并有记
录的约为 180 万种。由于人类的直接或间接影响，就全部生物种估计，目前
平均每天就有几个物种灭绝，并且，灭绝的种数与日俱增。
要知道，一个新的生物种的形成，在自然演化史中往往要经历千百万年
的时间，一旦绝灭，就再也无法创造。人类利用生物品种的历史表明，我们
无法预言哪些生物对我们有用，常常是有些似乎最无用的物种，因某种“巧
遇”而突然变成医药、工业、农业和科学研究方面很有价值的，甚至是不可
替代的原材料。这方面的例子国内外都有。例如，在哥伦布登上美洲大陆之
前，欧亚大陆的人还不认识橡胶树，当本世纪初橡胶制品成为人类生活中不
可或缺的东西时，橡胶植物便成了种植园中的绿宝。因此，地球上每失去一
个物种，我们的后代就会失去一次选择利用的机会。而且，生物种对于维持
自然界的生态平衡，起着至关重要的作用，每消灭一个物种，就有可能增加
一分破坏生态平衡的危险性。因此，从目前状况看人类活动对生物界的影响，
是不利因素大于有利因素，人类非下大气力改变这种状况不可。否则，后患
无穷，受害的必然是人类自己。
古老的二进制与今天的电脑
“1＋1＝10”。看了这个算式，同学们或许会大吃一惊：这作者准是糊涂
了，“1＋1＝2”是天经地义的，怎么会“1＋1＝10”呢？这问题的确让人疑惑。
不过，你要是了解二进制的话，那这问题就不成为问题了。
在人类采用的记数法中，不仅有十进制，还有八进制，十二进制，十六
进制等等。其中，最低的进位制是二进制。
在二进制中，只有 0 和 1 两个基本符号，0 仍代表“零”，1 仍代表“一”，
但“二”却没有对应的符号，只得向左邻位进一，用两个基本符号来表示，
即“满二就应进位”。这样，在二进制中，“二”应写作“10”，“三”应
写作“11”，其他以此类推。
不同进位制的数是相互联系的，也是可以互相转化的。下面是十进制数
和二进制数的关系对照表，请同学们比较一下，看看你能从中悟到点什么：
自然数 一 二 三 四 五 八 九 十 ……
六 七
十进制 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ……
二进制 10 111 100 101 111 1000 1001 1010
