环境保护与林业可持续发展.doc

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1、第24卷增刊南京林业大学学报Journal of Nanjing Forestry University Vol.24 add.环境保护与林业可持续发展薛建辉查建辉(南京林业大学南京210037)(启东市委党校）摘要分析了全球气候变化、酸雨、生物多样性消失等环境问题的主要成因、现状、影响因子 和解决对策。综述了森林在维持生物圈碳平衡，保持水土，防治沙漠化，保护生物多样性及改 善城市环境质量中的重要作用。只有保护和合理利用森林资源才能实现林业的可持续发展。 关键词森林;环境保护;林业可持续发展中图分类号 S718文献标识码 A 文章编号 1000 2006(2000)add0001 05Envi

2、ronmental Protection and Sustainable Forestry DevelopmentXue JianhuiZha Jianhui(Nanjing Forestry University Nanjing 210037)( Qidong City)Abstract The author has analyzed he causes and impacts of environmental problems such as global climat- F change, acid rain and biodiversity extinction and also de

3、scribed the ways how to solve them, Mean while， the author has summarized important roles played by forests in the carbon balancemaintainance of the bio-sphere, soil and water conservation, desertation cont rol, biodiversi ty conservation and he environmental quality improvement in urban areas. The

4、sustainable development of forestry could be realized only by he protection and appropriate uses of forest resources.Key words Forest； Environmental protection；Sustainable development of forestry1972年在瑞典斯德哥尔摩召开了联合国人类环境会议，认识到保护和改善人类环境是关系到全世 界各国人民幸福和经济发展的重要问题，也是世界各国人民的迫切希望和各国政府的责任，并提出了经 济发展必须与环境保护相协调的

5、原则，从而掀起了环境保护热潮。这标志着人类社会解决环境问题的 认识和紧迫性已达到一个新的高度，但没有找到行之有效的解决办法。全球性环境问题，包括全球气候 变化、臭氧层耗损、酸沉降、生物多样性消失、森林锐减、土地沙漠化、水体污染等对人类自身的生存条件 和社会经济持续发展提出了严峻的挑战。经过近20年的努力，1992年在巴西里约热内卢召开了联合 国环境与发展会议，通过了里约环境与发展宣言、21世纪议程、气候变化框架公约生物多样性 公约关于森林问题的原则声明等一系列重要文件，否定了产业革命以来那种“高生产、高消费、高污 染”的传统发展模式。这次会议是人类认识和有效解决国际性环境问题的里程碑。以下就社

6、会普遍关 注的几个全球性环境问题产生的原因、现状、影响因子和解决对策分别讨论。1温室效应与全球气候变化在大气层中，引起温室效应的除二氧化碳外，还有甲烷、氮氧化合物、氟氯烃等气体浓度的増加，但 以二氧化碳为主，约占60%以上。收稿日期：0()0-06-24第一作者简介：薛建辉1962-)男，南京林业大学森林资源与环境学院教授，博导，江苏省生态学会第四届理事会理事长,2000 年薛建辉等：环境保护与林业可持续发展自工业革命以来，大气中二氧化碳的浓度逐渐升高。据测！ 9世纪中叶大气中二氧化碳含量为265 29m()g，而从1957年以来，其浓度由315m(kg増加至1984年的345 0!)；。目前

7、，大气中二氧 化碳浓度正以每年！5m()g的速度増加。从19世纪80年代到20世纪40年代全球平均气温升高了 约 0. 4/。目前全球排放的一半以上的二氧化碳被海洋吸收，但海洋吸收的容量有限，且由于气候变暖，海洋 表面水温増高，其吸收二氧化碳的能力势必减弱，故今后大气中二氧化碳的浓度増加将更快。另外，随 着发展中国家工业化的推进，大气中二氧化碳浓度将从现在的350mg/kg上升到2030年的570 mg/kg。 科学家预测，若大气中二氧化碳増加一倍，全球平均气温将上升1.54.5/。而地面温度的上升随纬 度的増加而増加，赤道地区只升高平均值的一半左右，两极地区却比平均值高3倍左右，不可避免地使

8、 极地冰层部分融解，引起海平面上升。如果今后一个世纪内海平面上升1m，直接受影响的土地约500 万km2，人口约10亿，耕地约占世界的13。为保护经济高度发达的海岸带和沿海城市，特别是河流三 角洲和平原地区，各地水利设施，包括航道、堤防、运河、河流等，在海平面上升时均需改建，耗资巨大。 海平面上升使一部分沿海城市可能要内迁，同时大部分沿海平原将发生盐碱化或沼泽化，不适于生产。 海水入侵后，河口位置上移，造成海水倒灌，泥沙淤积加速，两岸江堤相对低下，洪水威胁加剧，使江河中 下游环境进一步恶化。由于全球气温升高，气候带北移，湿润区和干旱区将重新配置。中国亚热带北界可能移至黄河以 北，垂直气候带将上

9、升200400 m左右，导致总降水量明显减少。尤其是长江中下游和黄淮海平原，天 气变得干热，水源紧缺，农林牧渔业生产将受到严重影响;热带、亚热带用材和经济树种亦向北推移，从 而改变林业和农业生产格局。减少二氧化碳排放量的途径主要是通过改进能源结构及提高能源效率。除了改变以燃煤为主的能 源结构外，可广泛开发水能、核能、太阳能、生物能等清洁能源。中国水能资源丰富，可采储量为3.78 x 10UW，居世界第一，但目前开发利用仅3 8.6 %。采取有效节能措施，在1988 200 0年间可少排放二氧 化碳2.82X103 t。另外，保护和发展森林资源，提高森林覆盖面积，可増强对二氧化碳的吸收固定能 力

10、，同时改善生态环境。2大气污染与酸雨自从产业革命开始，随着工业的发展，燃烧化石燃料排放的二氧化硫不断増加。据联合国环境规划 署的粗略估计，全球每年排放的二氧化硫量为！ 51 x 1010t，20世纪70年代的10年间，二氧化硫的人 为排放量平均每年増长5%，共増长了 40% 50%。大气中的二氧化硫，随着雨水降落地面成为酸雨， 对大地、江河水域、森林、农作物等造成严重的危害。水体pH的大幅度下降，不仅直接使鱼类死亡，还有慢性作用，包括使鱼类繁殖力丧失，鱼卵和幼鱼 受毒害，骨骼脱钙，身体畸形，某些金属如铝、锰、镉、汞等的溶量増加，常使经济鱼类死亡。这是因为酸 雨可使水化学发生变化，使水体底部的有

11、毒金属变成可溶性物质而释放出来，对水生生物产生毒害。酸雨能直接伤害植物，1 %浓度的二氧化硫能使棉花、小麦和豌豆等农作物明显减产。酸雨能引起 土壤性质改变，主要是使土壤酸化，影响微生物数量和群落结构，抑制硝化细菌、固氮细菌等的活动，使 有机物的分解、固氮过程减弱，因而土壤肥力降低，生物生产力明显下降。酸雨中含有的少量汞和镉等重金属会通过水体和土壤进入动物和植物体内，并随着食物链进入人 体，对人类健康构成严重威胁。中国降水酸度由北向南逐渐加重！982年进行了全国酸雨普查工作，在400多个普查监测样品中， 酸雨检出率为44.5%。酸雨区大致有三个:西南地区(包括重庆和贵阳周围地区）、华东地区（包括

12、上 海、苏州、常州、杭州等地)和中南地区(包括长沙、广州、南宁和桂林等地）。1985年又増加了厦门、福州 和以青岛为中心的酸雨区。有的地区酸雨出现的频率高达90%以上。一 2 5控制和消除酸雨的危害，最根本的措施是限制二氧化硫和一氧化氮的排放量，改进能源结构，依法 加强管理，净化大气以改善生态环境。3生物多样性消失与保护生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。它包括数 以百万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与生存环境形成的复杂生态系统。生物多 样性主要包括遗传多样性、物种多样性、生态多样性和景观多样性四个层次。生物多样性为人类提供了基本食物。

13、全世界估计有8万余种陆生植物，而现在仅有150余种被大 面积种植作为食品。世界上90%食物来源于20个物种。药物依靠植物、动物和微生物作为资源。发 展中国家80%人口依靠传统药物治病，发达国家40%药物来源于自然资源或其化合物合成药品。微生 物还可以用来大规模生产酶制剂、有机溶剂、酒及酒精、氨基酸、维生素、菌肥等。工农业原料如木材、纤 维、橡胶、造纸原料、天然淀粉、油脂等也依赖森林等提供。生物多样性的间接价值往往未经过市场流通而直接被消费，但远远超过其直接价值。它包括植物 对太阳能的固定作用，生态系统对气候及局部气候的调节作用，森林的涵养水源、调节流域河流水位的 作用，以及美学、娱乐、旅游、教

14、育、科研、宗教价值。目前全球平均每天有一个物种消失。到20 00年地球物种的15 % 2 0 %将会消失。物种灭绝速度 是自然灭绝速度的1 000倍。Wilson估计，热带雨林的破坏使每天140种无脊椎动物灭绝。Ryan认为， 毁林至少每年使1种鸟和哺乳动物或植物灭绝。热带森林在20世纪80年代初每年减少1 200万hm2， 80年代末上升到1 7002 000万3m2，总面积减少了一半。温带森林1/3已被砍伐。中国植物物种处 于濒危状态者达全国植物种的15%20%，约4 0005 000种。5%的植物种在几十年内将灭绝。森 林生态系统的破坏和消失也十分严重。常绿阔叶林已残存无几，被人工林和次

15、生林取代。热带雨林砍 伐后，被橡胶园和农田取代。草原的过度放牧使草地退化，产量减少。土地沙漠化面积达1.26亿hm(。近半个世纪以来，中国仅动物就已绝灭了数十种，许多珍稀物种在原栖息地灭绝，重点保护野生动 物名录中收录的濒危野生动物有400多种，植物红皮书中记述的濒危植物已高达1 019种。就地保护是生物多样性保护的最有效措施。就地保护就是以各种类型的自然保护区包括风景名胜 区的方式将有价值的自然生态系统和野生生物生境保护起来，以保护生态系统内生物和繁衍与进化，维 持系统内的物质能量流动与生态过程。目前中国已建立700多个保护区，总面积占国土面积的7%左 右。此外，还建有480个风景名胜区和5

16、10个森林公园，在生物多样性保护中起着重要作用。被列入国 际“人与生物圈”保护区9个，“世界自然遗产地”5个，“湿地公约保护区”6个。生物多样性迁地保护包 括建立植物园、动物园、水族馆、种子库和基因库，对于某些濒危物种是必不可少的手段，中国至今已建 植物园110个，已建动物园41个及野生动物人工繁育基地。4森林的生态功能与环境效益4. 1森林在生物圈碳平衡中的作用生物圈的碳循环和碳平衡受制于陆生植物光合作物固化的二氧化碳量及矿石燃料和生物燃烧释放 的二氧化碳量。森林生态系统对大气碳平衡的影响可用生物量中碳贮存量、年吸收量和归还量等指标 来衡量。热带森林以每年1 5002 000万hm(的速度消

17、耗，另外有500万hm(森林管理不当，相当于3 000亿8干物质被燃烧或分解，释放5 500亿8二氧化碳，约占大气中二氧化碳贮量的/3。其中10% 20%的二氧化碳被替代的植被重新固定，40%被海面吸收缓冲，约40 %保留在大气中，使大气的二氧化 碳浓度上升10% 15%。大规模造林和森林集约管理可使温室效应减弱。造林不仅可以减轻对天然 林的压力，还可减缓大气中二氧化碳水平上升，使造林和环境保护相互促进，协调发展。4.2森林在保持水土、防治沙漠化中的作用在对湿润温带和热带森林控制集水区所做的试验结果表明，森林局部或全部采伐后，使河水年流量 増加，流域上游的森林砍伐是造成大型河流洪水暴发的主要原

18、因。还没有确切证据表明河流上游森林 采伐与下游洪水暴发之间具有直接的因果关系，但试验研究证实，森林采伐后土地利用方式改变及过度 放牧可増加洪水灾害所带来的经济损失。森林中的降水以径流和透冠水的形式降低了雨水对土壤的直 接侵蚀能力。在湿润的温带森林中，径流占总降雨量的2% 15%(Ward，1975)。建立和保持地表有机 质层可使林木发挥保持水土的作用。森林采伐与伐区集材运材道路建设都使土壤透水性下降，土壤直 接暴露受雨水冲刷造成土壤侵蚀。例如，伐区道路地表侵蚀量是未受干扰林区的220倍(Kidd，1972)。 林木根系可使土壤的内聚力増加约1.02.0 kPa，从而提高山坡的稳定性，减少泥石流

19、和山体滑坡危 害。森林的保护和利用还直接影响河流水质。护岸林的保护和维持可减少河流泥沙来源，并对来自上 游集水区的泥沙、养分元素和水溶性污染物起过滤作用。森林有防风固沙、治理沙漠化和土地退化的功能。至1988年，中国以治沙为目的的造林保存面积 达1 000多万hm2，使10%的沙漠化土地得到治理，并防止了土地退化和盐溃化，草场得到保护和恢复， 产草量増加20 %以上。4.3森林在生物多样性保护中的作用森林生态系统是陆地生态系统的主体，是生物物种资源最丰富、最多样化的生态系统，地球上约有 半数的生物物种栖息在森林生态系统之中。中国陆地生态系统共有27大类460类型，其中，森林生态系统有16大类1

20、85类型，草原生态系统 有4大类56类型，荒漠生态系统有7大类79类型。可知，森林生态系统是陆地生态系统的主体。在中国的森林生态系统中，热带雨林、季雨林生态系统有19个类型，亚热带森林生态系统有85个 类型，温带森林生态系统有57个类型。可见，亚热带森林生态系统又是全国森林生态系统的主体。因 此，保护生态系统多样性，要把保护森林生态系统的多样性放在重要地位。4.4森林在改善城市环境质量中的作用在人口稠密、工业集中的地区，人类呼吸和工厂排放的大量二氧化碳使空气中二氧化碳的含量高达 0. 05% !0. 07%。据测定，当二氧化碳的浓度达到0. 05%时，人的呼吸就感不适，达到0. 2% !0.6

21、%时 就明显受害。若大气中氧的含量降低到10%时，就会引起人们恶心和呕吐。绿色植物光合作用时，每 生产1 g干物质要吸收1.47 g二氧化碳，释放1.07 g氧气。显然，植物呼吸时也消耗氧气，但白天光合 作用释放出的氧气，比呼吸作用消耗的氧气大20倍。据苏联的资料介绍，夏季时1 hm2森林每天可吸 收220275/;二氧化碳，放出180215kg氧气，生成120125kgW干物质。每公顷森林放出的氧气 可供240 287人呼吸一天。许多工业城市每年每平方公里降尘量为500余吨，个别甚至高达1 000 7以上。森林能降低大气中 的粉尘量，一方面由于森林能降低风速，在林缘处随着风速的降低，空气中携

22、带的大粒灰尘降落;另一方 面由于林冠的作用，能从上方吸附飘尘。树体蒙尘后，经雨淋洗滴落林地，又恢复滞尘的能力。云杉林 每年每公顷可滞尘32 7,松林36. 4 7,山毛榉林68 7。同时，许多树种具有一定的吸收有毒气体的能力， 从而可发挥净化空气、改善环境的作用。如合欢、悬铃木、加杨、臭椿、女贞、梧桐、大叶黄杨等树木可吸 收大气中二氧化硫和氟化物。森林植物能分泌出挥发性的物质(萜烯类），可以杀死周围的细菌，称为植物杀菌素，如桉树的挥发 性油能杀死结核菌和肺炎菌，松、柏、樟、桧柏等许多树木，常分泌出芳香的植物杀菌素。据粗略估计，每 公顷阔叶林整个夏季可以分泌出3 kg植物杀菌素，针叶林5 10

23、kg，而桧柏林可分泌30 kg。城市绿化 树种中具有很强杀菌能力的种类有黑胡桃、柠檬桉、悬铃木、紫薇、桧柏属、橙、柠檬、茉莉、柏木、白皮松、 柳杉、稠李、雪松等。5森林资源利用与林业可持续发展森林资源是自然环境的有机组成部分，具有再生的性质。人们要永续利用森林资源，必须保护森林 及其再生条件，如果采取掠夺式的索取，资源将会受到破坏，甚至难以恢复。因此，要利用就必须保护， 保护是为了更合理的利用。据估计，原来地球上森林面积有76亿hm2，森林对陆地面积的覆盖率为60%。随着人类社会的发 展，森林被大面积地砍伐，代之以农田、牧场和人类定居地。在人类文化的发源地，如地中海分地、印度 河谷、中国的黄河

24、流域、墨西哥等地的森林遭受大规模的破坏。开发较晚的大陆如北美，当第一批殖民 者到达时，美国的大西洋沿岸至密西西比河之间约有）7亿hm2森林，目前只剩下0*亿hm2。现在世 界上的森林大部分是次生的，只有未开发的湿润热带及不适于耕种的寒冷地带尚保留大面积森林。20世纪80年代以来，全世界每年约有1 400 1 500万hm2的林地被重新营造或更新。进行大面 积造林的国家有前苏联、美国、加拿大、日本、巴西和印度尼西亚等。但少数发展中国家的人工造林数量 仅为森林砍伐量的一小部分。中国是一个少林国家，森林面积低于世界平均水平(约31.3 % )，人均林地面积不足0. 15hm2，人均 蓄积量不到10%

25、-。而且用材林面积缩小，森林蓄积量减少，森林质量下降。政府很重视植树造林，20 世纪70年代以来人工造林面积迅速増加，80年代中期累计造林1 300多万公顷。因此，只有合理地开 发利用森林资源和科学地保护森林资源，把发展经济和保护环境相协调作为一切经济、社会活动的基本 准则，才能达到经济社会的可持续发展。参考文献丄中国环境报社编译，迈向21世纪一一联合国环境与发展大会文献汇编M.北京：中国环境科学出版社，1992 2 刘建国主编.当代生态学博论M.北京：中国科学技术出版社1992. 369 3803 薛建辉.森林的功能及其综合效益A.见:第十届世界林业大会文献选编C.北京：中国林业出版社199

26、2.皿 4 陈泮勤.全球气候变化的研究与进展2.环境科学1992. 14(4): 16 235中国科学院生物多样性委员会.生物多样性研究的原理与方法M.北京:中国科学技术出版社，1994.1!丄3 6 孙儒泳.普通生态学M.北京：高等教育出版社，1993.269 296 7 叶镜中.森林生态学M.南京林业大学，丄988.61648 朱忠保.我国亚热带森林生物多样性保护及其发展A.见:森林环境持续发展学术讨论会论文集C，北京：中国林 业出版社，丄994.55 599 MeffeGK. Principles ofConservationCiology，Sunder landC . Sinauer: Associates，1JC.丄994. 24 43(责任编辑朱凯）