正文 第7章 動物世界裏的妙趣(2 / 3)

人類不可能不幹預自然過程。人類幹預自然,也可能破壞對人有利的生態平衡。但這不是必然的。人類行為以生態觀點作指導,使它符合生態規律,就完全可以做到保護生態平衡,或者打破對人不利的平衡,建立對人有利的生態平衡。這是我們努力的方向。

大自然是嚴酷的。各種生物為了生存,不僅要學會獲到食物的本領,還要和它的天敵做鬥爭;不僅要和自己的“兄弟姐妹”團結一致抵禦敵害,還常常為爭取生存、繁衍的機會而“六親不認”;不僅為逃避敵害而“喬裝打扮”,還要學會“故作姿態”蒙混過關。總之,這一切的一切都是生物為“活”下去而進行的殘酷鬥爭。然而,時時威脅著各種生物生存的不僅僅是生物因素,還有一種因素在不斷地影響著各種生物,那就是非生物的環境因素。地球上並不是每天都是陽光明媚,和風細雨,溫暖如春。有冰雪覆蓋的極地世界,有幹旱少雨的沙漠地帶,有海拔入雲的高原荒漠,有險象環生的熱帶雨林。嚴酷的大自然使生長在它懷抱中的各種生物非適應它而不能“活”下去,特別是植物由於本身不能運動而不得不“固守”在陣地上,從而形成了自己特有的適應環境的本領。仙人掌不僅從外部形態上形成了一副適應幹旱的模樣,而且在生理上也具備了幹旱環境的生活本領:它的氣孔,一反正常植物的生物鍾,偏偏在不能進行光合作用的晚上開放。這是為了盡量減少水份的蒸騰,而利用夜晚使足夠的二氧化碳進入體內,以便“關起門來”自己製造養料。

對環境的適應幾乎是各種生物的本領。特別是惡劣的條件下生長的植物表現的最為典型。如,非洲撒哈拉沙漠中的菊科植物齒子草,采取的是一種“速戰速決”的生存方針,即充分利用沙漠地區僅有的短短的潮濕季節,迅速生長繁殖,然後死亡,其生長周期不過個把月。等到雨季過後,沙漠被驕陽烘烤之時,它已完成了自己的使命,留下自己的種子,以期第二年雨季的到來。鬆是生在北方嚴寒地帶的常綠喬木,在嚴冬到來時,它為什麼能做風雪,抗嚴寒?這是因為它的針葉葉麵有一層厚厚的蠟質,表皮角質化,氣孔內陷很深,同時還有抗寒的鬆脂,這種結構是對嚴寒環境的適應。

植物的“絞殺”行為

在種間鬥爭激烈的戰場上,人們往往把目光集中在那些能夠自由運動的動物之間。的確,它們有伶牙利爪者,有窮追不舍者,有瘋狂掠奪者,還有略施小計者。但是,你不要以為那些表麵無聲無息,默默無聞,又不能自由運動的植物就那麼寬宏大度,那麼厚厚道道。它們雖然不動聲色,卻暗暗“勾心鬥角”,為了爭奪生活空間中的“寸金”,“寸土”,也在激烈、殘酷的競爭著。

在熱帶雨林中,植物種類繁多。在這遮天蔽日的環境中,各種樹木都力求往高處生長,以得到“生死攸關”的陽光。那些粗大的樹木自不必說,就是那些纖細的植物也常常死死地纏住“別人”拚命地往上爬,有的則靠“吸食”其他樹木的營養生活。我國熱帶雨林中的一種榕屬植物,就是以絞殺其他樹木而站住“腳跟”進而爭得陽光的樹木。這種格樹的果實被鳥啄食後,沒有消化的種子隨糞便一起排出體外。由於鳥經常在樹木上棲息,所以種子就常常被排在樹杈上。種子落在哪棵樹上,哪棵樹就算是降臨了一顆“災星”。當格樹的種子在寄主樹的枝杈間發芽後,幼苗可以長出兩種根。一種根纏繞著寄主的枝條或樹幹,用以固定自己,另一種根像繩索一樣懸於空中,這種根叫氣生根。氣生根不斷地向地麵生長。在它到達地麵以前,這“無賴”隻是靠附生在寄主樹的根從樹縫中獲取少量水分和養料。但是,一旦它的氣生根垂落到土壤,它養料供應的來源就大大增加,植株就迅速生長,直到寄主樹幹完全被它的氣生根所包圍,它的繁茂的樹冠遮住了本該寄主得到的陽光。最為惡毒的是,它的根緊緊地捆裹住寄主,直到最後將寄主活活的勒死。我們看到的那高大的榕樹,其實是騎在別人脖子上的“寄生蟲”。那看似粗大的樹幹,實際上是它的氣生根。這就是為什麼大多數榕樹都是“空心”的原因。

植物中靠卑劣殘殺寄主而“洋洋自得”生活的種類很多。生活在熱帶的常綠喬木檀香樹,生活在北方的小灌木槲寄生,都是靠著寄生樹上吸取寄主的營養而過活的樹木。

有些植物為了爭奪自己的勢力範圍,還會分泌或釋放一些有毒的化學物質,從而抑製其他植物的生長,以消除自己競爭的對手。如:大麥田裏雜草較少的原因是由於大麥的根能分泌大麥芽堿和蘆竹堿,致使它的周圍其他植物的生長受到抑製;鈴蘭是一種百合科多年生草本植物,它可以釋放一種具有揮發性的萜類化合物,這種有毒的氣體,可以使丁香“中毒”,很快凋萎死亡。

大櫨欖樹絕處逢生

廣闊的非洲土地上分布著許多珍稀的物種。毛裏求斯有兩種特有的生物,一種是渡渡鳥,另一種是大櫨欖樹。渡渡鳥雖然有翅膀,但早已在陸地行走生活中退化,不僅不能飛,而且行動遲緩,靠地麵上的食物為生,身體碩大。大護欖樹是一種珍貴的樹木,樹幹挺拔,木質堅硬。渡渡鳥喜歡在大林欖樹樹林中生活,在渡渡鳥生活過或者經過的地方,大櫨欖樹總是枝葉繁茂,幼苗茁壯。

16世紀至17世紀時,歐洲人踏上毛裏求斯的土地。身體碩壯,行動遲緩,肉肥味美的渡渡鳥很快便成為他們肆意捕食的對象。在來福槍的射殺和獵犬的追捕下,渡渡鳥自由自在生活的樂土再也不複存在了。渡渡鳥的數量急劇減少,到1681年,最後一隻渡渡鳥被殺死。從此,地球上再也見不到那自由漫步在大櫨欖樹叢林下憨態可掬的渡渡鳥了。

奇怪的是,渡渡鳥滅絕以後,大櫨欖樹也日漸稀少,似乎患了不育症。到本世紀80年代,整個毛裏求斯也隻剩下13株大櫨欖樹。這種名貴的樹眼看就要從地球消失了。

1981年,美國生態學家坦普爾來到毛裏求斯。這一年正好是渡渡鳥滅絕300周年,而這些幸存的大櫨欖樹的年齡正好也是300年。就是說,渡渡鳥滅絕之時,也正是大櫨欖樹絕育之日。一天,他找到了一隻渡渡鳥的骨骸,伴有幾顆大櫨欖樹的果實。他想,也許渡渡鳥與大櫨欖樹種子的發芽能力有關。現在渡渡鳥是沒有了,但像渡渡鳥那樣不會飛的大鳥還存在著的有吐綬雞。於是,他讓吐綬雞吃下大櫨欖樹的果實。幾天後,從吐綬雞的排泄物中找到了大櫨欖樹的種子。這些種子外殼由於吐綬雞嗉囊的研磨已不像原先那麼堅厚了。坦普爾把這些經過吐綬雞“處理”過的大櫨欖樹種子栽在苗圃裏。不久,居然綻出了綠油油的嫩芽。這,不就是在地球上停止萌發了300年的大櫨欖樹的樹苗嗎。大櫨欖樹的不育症被治好了,這種寶貴的樹木終於絕處逢生。

原來,渡渡鳥與大櫨欖樹相依為命,構成了巧妙的生態關係。鳥以果實為生,鳥又為樹催生。它們一榮俱榮,一損俱損。殺滅了渡渡鳥,實際上也就扼殺了大櫨欖樹的生機。

如果地球上沒有了植物

如果沒有植物,我們這個地球今天是什麼樣的?

這是一個可怕的問題。因為我們知道,綠色植物是氧氣的製造和供應者,沒有氧氣人類就不能生存。森林、花草樹木被稱為“地球之肺”,這說明植物在地球的生態環境中起到不可缺少的作用,它在生態係統中的位置是不可替代的。

我們要善待自己的朋友,要對植物有真正的愛心。愛護植物、愛護樹木花草可以從一點一滴做起。你利用植物時,請不要掠奪式開發;你利用森林時,對樹木不要無度砍伐;你向河湖中排放汙水時,要想到在其中生活的水草;你噴灑農藥時,要當心作物富集有毒物質,反而毒害自己。

植物是萬物生活中必不可少的一部分。你是否想象過,假如沒有植物,天底下的眾生將會怎樣?

所有生物都要呼吸,可是除了植物外,沒有什麼東西能再生氧氣了。如果沒了植物,所有生命都會因缺氧而失去生命,這將是多麼悲慘啊!

“人是鐵,飯是鋼,一頓不吃餓得慌。”所有生物都需要食物,都需要我吃你,你吃他。植物,是“食物鏈”中最基礎也是最關鍵的一環,沒有了它,吃植物的動物幾個星期就全餓死了;吃這些動物的動物,因為沒有東西吃,不久也就全上天堂了……就這樣一環扣一環,最終所有生物都會葬身於此。

植物還有保持水土的作用,可以防止山體滑坡、泥石流等自然災害。假如沒有植物,雨水和河流會把土壤衝刷得一幹二淨,最後整個地球的表麵將全部是海水和岩石!

這看上去離我們很遙遠,其實離我們近在咫尺!泥石流、山體滑坡……最近常來“光顧”。工業區漸漸在代替森林。讓我們一起來植樹造林,共同保衛我們的美好家園吧!

世界上如果沒有植物那麼人類吃什麼?那些水果、蔬菜決大部分都產生於土地,而在土地裏麵生長的就是植物呀!說到這你也許會說人類可以捕殺動物呀!但是殺多了也會沒有的了,動物們也會麵臨頻絕,人類隻有活活等死了。那人的一生會有多少遺憾,就是死也會死不瞑目。

世界上如果沒有植物。那些鹿、兔子、馬、牛、羊……多種以植物(如草)為食的動物吃什麼呢?如果動物們自相殘殺的話,改別的動物為食,那就會造成全世界動物的不斷銳減,最後麵臨死亡。

世界上如果沒有植物,那人們的生活還有什麼樂趣呢?人們不能在賞花了,那些以讚頌荷花、梅花、茉莉花……的文人墨士今後隻得改行了。如果沒有植物,那麼那些花園,也將倒閉虧空得一幹二淨。

世界上如果沒有植物。那鳥兒在哪做巢?又怎樣做巢呢?還有棲曬之地嗎?猴子、鬆鼠又在哪安歇呢?沒有地方做巢、安歇。在地上?不可能,那樣隻會被狐狸、老虎捉住,隻會成為野獸的美食大餐。

世界上如果沒有植物。那動物人類將無法生存,沒有立足之地,後果將不堪設想!所以,我們應該攜起手來保護我們的共同家園!

植物帶給了我們什麼

綠色,給人以清新、柔和、愜意之感。綠色植物,維係著生態平衡,使萬物充滿生機。從化學角度看,它還微妙而準確地反映著我們周圍環境的特征和變化,供給人類許多有用的信息和物質。

綠色植物最為突出的作用,當然就是合成有機物。這個龐大的“吸碳製氧廠”吸取空氣中的二氧化碳,在日光和葉綠素的作用下,跟吸收的水分發生反應,形成葡萄糖,同時放出氧氣。

這樣,綠色植物就依靠自身完成了用無機物合成有機物的過程。作為地球上最大的氧氣和有機物的製造廠,綠色植物中發生的這個看似簡單的化學方程式的意義是十分重大的。

在礦藏的勘探中,植物有時也起著重要作用。在有些金屬礦區的土壤中,這種金屬的含量特別高,一般植物都無法生長;然而,有些植物卻能適應惡劣的環境,生長得很正常。這些植物就成為那種金屬的“指示植物”。比如,酸模、常山或某些石竹科植物叢生之地,常會發現地下有銅礦。地下若有金礦石,上麵往往長忍冬,地下有鋅礦,上麵多長三色堇。蘭液樹分泌物裏,鎳含量較高時,它告訴人們:注意,這裏可能有鎳礦!在美國發現一種豆科植物“灰毛紫穗槐”,是鉛礦的指示植物;他們還發現一種十字花科植物可以指示硒礦。通過這些植物的幫助,人們不必通過地質勘探也能夠推測地下的礦藏了。

許多綠色植物,還起著化學試劑的作用。杜鵑花、鐵芸箕共生的地方,土壤一定是酸性的;馬桑遍野之地,土壤呈微堿性;堿茅、馬牙頭群居處,是鹽化草甸土的標誌;如果蕁麻、接骨木的葉裏含有銨鹽,預示它們生長的土攘中含氮量豐富……

在大氣汙染日益嚴重的今天,不僅人類苦不堪言,就連植物也是深受其害。在南京某處,曾出現雪鬆因附近工廠排出的SO2和HF引起針葉發黃枯焦的事件。象雪鬆這樣敏感的植物,在有害物質濃度極低以至於人們感覺不到時,起到了大氣汙染的“報警器”的作用。

在植物受到有害物質的侵害時,一般有害氣體都是從葉片上的氣孔鑽入的,因此葉片上往往出現肉眼看得見的各種傷斑。不同氣體引起的傷斑也會有所不同。如果傷斑是二氧化硫引起的,則多出現在葉脈間,呈點狀或塊狀;而由氟引起的傷斑大多集中在葉子的尖端和葉片邊緣,呈環狀或帶狀。但是,並不是任何一種植物都可以指示大氣汙染;一般來說,不同植物所指示的有害氣體也是不一樣的。比如,苔蘚枯死;雪鬆呈暗竭色傷斑,棉花葉片發白;各種植物出現“煙斑病”。請注意,這是SO2汙染的跡象。菖蒲等植物出現淺褐色或紅色的明顯條斑,是氮氧化物中毒的不祥之兆。假如丁香、垂柳萎靡不振,出現“白斑病”,說明空氣中有臭氧汙染。要是秋海棠、向日葵突然發出花葉,多半是討厭的Cl2在作怪。其他的指示植物還有:紫花苜蓿、胡蘿卜、菠菜可以監測SO2汙染;菖蘭、鬱金香可以監測氟汙染;蘋果、玉米可以監測氯汙染等等。而像柳杉、銀杏、國槐等植物,甚至還可以吸收空氣中的汙染物,幫助我們淨化空氣呢!

此外,各種水生和沼生植物對淨化汙水也由明顯的作用。

曾有人做過這樣一個實驗:在一個實驗水池中栽培了蘆葦後,從水中排除的懸浮物減少了30%,氯化物減少90%,有機氮減少60%,磷酸鹽減少20%,氨減少66%,總硬度減少了33%。水池中的水經蘆葦的淨化,明顯清潔多了。

其他的水生植物在淨化汙水方麵也是各顯神通:水蔥、田薊、水生薄荷等植物可以有效殺死水中的細菌;鳳眼蓮、浮萍、菹草、金魚藻等植物有較高的吸收水中重金屬的能力……對人類有害的物質,對於這些植物來說卻是必不可少的養料。它們是人們淨化汙水的好幫手。

鼠是農業發展和人們日常生活中的大敵-它不僅糟蹋糧食,而且還傳染疾病,可引起嚴重的瘟疫。多少年來,人們不斷發明新的滅鼠藥物,始終收效甚微。然而信不信由你,有些綠色植物就具有驅鼠的效應。這些驅鼠植物(還有一個有趣的名字叫“植物貓”),包括接骨木、芫荽、鬧羊花等,大多可揮發對鼠類有劇毒作用的化學物質,或者是發出令鼠類無法忍受的氣味,達到驅鼠的目的。利用這些植物驅鼠,既有效又環保。

隨著石油等常規能源的不斷枯竭,人們一方麵探索新能源如太陽能、潮汐能的開發,另一方麵,開始在綠色植物中尋找能源的替代品“石油人工林”-直接能代替石油的烴類和油脂類的樹種,它生產的液汁甚至不用加工就可以用作汽車的燃料。

在植物家族中,有一類植物具有改良土壤的能力,因而被稱為“綠肥”。人們常常請它們當開路先鋒,到十分艱苦的旱、澇、鹽、堿、酸、瘠的鹽堿荒地或紅壤荒地去“落戶”。它們不僅能在這些地區紮根生長,而且還積極地替莊稼創造美好的生活環境。此外,綠肥植物多有強大的根係,能夠充分吸收利用深層的水分和養分。因此,在它們死亡腐爛後,土壤表層就留下了豐富的養分。據計算,每畝如果收1500公斤苕子,土壤裏就相當於增加了57公斤氮肥、12公斤磷肥、13公斤鉀肥!像紫雲英、苜蓿等一些豆科綠肥,自身就是一個小小的化肥廠-它們利用根瘤中的固氮菌,將空氣的氮氣合成為氮肥,每畝可產氮肥50公斤左右。綠肥植物是多麼大的肥料倉庫啊!

綠色植物的作用還有很多。無論是肉食動物還是草食動物,其食物都直接或間接地來源於綠色植物光合作用產生的有機物;植物的各個部分經過加工,可用做燃料、肥料,也可以製成大量化工產品;某些植物體內含有特殊的珍貴物質,可提煉出來製作香料、藥物等等……綠色植物對於我們,真是太重要了。

蔥鬱的枝葉,芬芳的果花,無不令人陶然。然而,誰又能想到這些貌似美麗和平的生物無時無刻不在進行著化學戰呢?植物化學武器的種類很多,幾乎都是有機物,酸類有:香草酸、肉桂酸、乙酸、氫氰酸等;生物堿類有:奎寧、丹寧、小檗堿、核酸嘌吟;醌類有:胡桃醌、金黴素、四環素;硫化物有:萜類、甾類、醛、酮、卟啉等等,這些化學武器分布於各類植物中,多集中於植物的根、莖、葉、花、果實及種子中,可隨時釋放。

植物間的化學戰有“空成”、“陸戰”、“海戰”三類,其手段之多,用心之險,恐怕即使是人類也要自歎弗如。

空戰:植物把大量毒索釋放於大氣中,形成大氣汙染使其它植物中毒死亡。加洋槐樹皮揮發一種物質能殺死周圍雜草,使根株範圍內寸草不生;風信子、丁香花都是采用空戰治敵的。

陸戰:這些植物把毒素通過根尖大量排放於土壤中,對其它植物的棍係吸收能力加以抑製。如禾本科牧草高山牛鞭草,根部分泌醛類物質,對豆科植物旋扭山、綠豆生長進行封鎖,使之根係生長差,根瘤菌也明顯減少。

海戰:利用降雨和露水把毒氣溶於水中,形成水汙染而使對方中毒。如桉樹葉的衝洗物,在天然條件下可以使禾本科草類和草本植物喪失戰鬥力而停止生長;紫雲英葉麵工的致毒元素-硒,被雨淋人土中,就能毒死與它共同占據一山頭的植物異種。

綠色植物是比我們人類古老得多的大家族,我們對它們中複雜多變的化學現象的了解還遠遠不夠。植物中還有很多秘密,等待著我們去發現,去研究,去揭示。

成千的植物物種被種植用來美化環境、提供綠蔭、調整溫度、降低風速、減少噪音、提供隱私和防止水土流失。人們會在室內放置切花、幹燥花和室內盆栽,室外則會設置草坪、蔭樹、觀景樹、灌木、藤蔓、多年生草本植物和花壇花草植物的意像通常被使用於美術、建築、性情、語言、照像、紡織、錢幣、郵票、旗幟和臂章上頭。活植物的藝術類型包括綠雕、盆景、插花和樹牆等。觀賞植物有時會影響到曆史,如鬱金香狂熱。植物是每年有數十億美元的旅遊產業的基本,包括到植物園、曆史園林、國家公國、鬱金香花田、雨林以及有多彩秋葉的森林等地的旅行。植物也為人類的精神生活提供基礎需要。每天使用的紙就是用植物製作的。一些具有芬芳物質的植物則被人類製作成香水、香精等各種化妝品。許多樂器也是由植物製作而成。而花卉等植物更是成為裝點人類生活空間的觀賞植物。

讓我們的地球永葆綠色

隨著人類文明的不斷演進,地球上的生物多樣性卻與之相反,呈逐年減少趨勢。許多日益嚴重的環境問題,如全球氣溫升高、海洋大麵積赤潮、土地沙漠化和水土流失等,都與生物多樣性的減少不無相幹。如果放任這一趨勢,地球生態係統的安全進化將受到嚴重影響。

植物作為整個生物鏈的基礎部分,對地球生態和人類繁衍的影響深遠。在武漢閉幕的第三屆世界植物園大會提示我們,為什麼要保護植物。

隻有人類的活動與自然界的發展處於和諧狀態,生物的多樣性得到保護,才能保證社會持續發展。我們應該有這樣的思想高度:

聲植物,乃自然界百穀草木之總稱。由於它能周而複始地繁衍生存,自然界不僅被裝點得多姿多彩,也成為人類賴以生存的物質基礎。長期來,在人與自然之間,也由此形成了一種和諧、協調、共存的關係,植物環境成了人類產生的搖籃。然而,隨著社會與經濟的發展,人類對自然資源的需求越來越迫切,但又不注意對自然環境和資源的保護。對自然資源過度地進行開采與利用,不僅極大地影響了人與自然原來那種和諧協調的關係,也影響了生態環境的平衡。尤其是對植物資源的消耗和破壞,使物種的滅絕速度膨脹到曆史平均速度的1000倍甚至更高。據最新的報道,目前,在世界上已知的27萬種維管植物(蕨類和種子植物)中,大約有3.5萬種(占12.5%)正麵臨著滅絕的危險。在我國3萬種高等植物中,也有500種左右處於瀕危狀態,其中的3000種則處於滅絕的邊緣。

殊不知,在維護地球的生態環境和物質循環中,植物起有極為重要的作用。尤其是植物的物種,它們是植物界獨一無二的天然基因庫,也是自然界留給人類最寶貴的財富。如果某個物種一旦滅絕,也就無法重建。特別是珍稀植物,它們不僅稀少而珍貴,又常常生活在極端環境中,麵臨著絕種的威脅,而恰恰就是這些能抵禦極端環境的物種中,存在著人類特別需要的遺傳物質。因此,保護這些珍稀植物物種,不僅具有緊迫性,且有著十分重要的潛在價值。為求得人類社會的可持續發展,有識之士紛紛大聲疾呼,必須保護環境,保護這些稀有瀕危植物。上海科學技術出版社出版的《中國珍稀植物》(由植物園界著名學者賀善安教授主編,1998年12月第一版)一書的目的正在於此,它總結我國幾代植物學家在從事中國主要瀕危植物保護生物學基礎研究工作中所取得的新成就和現代保護技術;為公眾提供處於瀕危狀態而有待保護的具體種類及其各種特征的知識;教育公眾保護植物,充分理解“沒有植物就沒有人類”、“保護植物就是保護人類自己”的重要性與意義。

植物的生存環境,就是人類的生存環境。“植物活得好,人才能活得好。”彼得·雷文博士堅定地認為,保護植物的生存及多樣性,是保障人類福祉的基本資源,也將在維持整個地球生態係統基本功能方麵發揮關鍵作用。保護的途徑,就是不要破壞植物的生存環境。

保護生物多樣性,不是人類對友鄰的恩賞

植物是全球生物多樣性中至關重要的一部分,它在維持生態係統基本功能方麵發揮著關鍵作用,是人類和動物生存的基礎。除了供給人類基本食物和纖維的農作物外,植物也為世界各地眾多人口提供食物、醫藥、能源、衣物和居所。

科學調查和研究表明,隨著生物多樣性的逐漸減少,整個地球生態係統的進化過程和各個物種的數量已產生不可逆轉的負麵影響。與植物生態情形一致,野生動物物種也正在大量消失。國際植物園聯盟(BGCI)秘書長莎瑞·歐菲德打比方說,所有的動植物種類組成一張大網,如果網中間的部分繩索斷了,整個網還能存在,但如果太多網繩斷了,網就會徹底崩解。目前,珍稀和瀕危動植物就像快斷掉的網繩,不注意保護,我們很快會看到網崩解的那天。

事實證明,人類已經或正在麵臨著由於自身活動導致的地球生態危機。因為氣候惡劣、土地沙漠化、病蟲害和物種入侵等因素影響,全球農作物每年減產40%左右。目前,全世界仍有7.77億人口處於饑餓狀態,平均每天有兩萬多人餓死。另據國際水資源管理學會提供的資料,目前全世界有大約11億人口缺水,其中中國和印度人口的約1/3生活在絕對缺水的地區。預計2025年世界總人口的1/4或發展中國家人口的1/3,近14億人將嚴重缺水。因為環境汙染,全球還有10億以上的人得不到清潔飲水,其中中國農村就有3億農民飲用著高氟水、高砷水和苦鹹水。

植物能源,破解能源危機的一個選項

除了影響人類基本生存,人類文明的發展也正遭遇著“生態瓶頸”。近年來,日益嚴重的能源危機已威脅到許多國家的經濟發展及國家安全。隨著石油、煤炭等礦產資源的枯竭,人類把發展目光轉向生物能源(主要取材於植物)。近年來,生物乙醇、生物柴油等新型燃料相繼提煉成功,植物逐漸成為人類的能源戰略物資。

中國科學院華南植物園研究員吳國江認為,與石化能源相比,發展植物能源產業化有四大優勢:一是可供取材的能源植物資源種類豐富多樣;二是具有可再生性;三是可實現二氧化硫等廢氣零排放;四是可種植麵積大,不會與糧食爭地,還有利於改善生態環境、增加農民收入。

目前,我國以非糧食作物(如木薯、甘蔗、甜高粱等)和陳化糧為主要原料的乙醇加工已全麵形成產業化;而以麻風樹、油茶、黃連木和油菜為主要原料的生物柴油也已成功走出實驗室,開始小規模生產。預計,在10至15年後,植物能源將與水能、風能、太陽能等清潔型生態能源一起,成為人類發展的主要能源。

肺是人體的重要器官,通過肺我們才能盡情的呼吸新鮮的空氣,呼出體內的濁氣,進而才能保證人體正常的新陳代謝。可是你知道嗎?我們生活的地球也和人一樣也是需要呼吸的。而森林就是地球用來呼吸的肺。

森林裏的樹木通過光合作用,能夠把太陽能轉換成各種各樣的有機物,吸收大量的的二氧化碳並釋放出氧氣。大氣中的二氧化碳和氧氣才能得以維持平衡,才讓我們能夠不斷的得到新鮮的空氣。所以我們才說“森林是地球之肺”。森林和自然界的生態平衡是息息相關的。

森林給予了我們一個幹淨的生存環境,它不僅可以防止水土流失、防護風沙,還可以保護農田;對水循環也起著至關重要的作用;樹木美化了我們的環境,減少了生活中大量的噪音汙染,對環境的影響顯而易見。樹木還可以讓人培養出高尚的情趣,令人賞心悅目。

然而當人們在呼吸著新鮮空氣的同時,並沒有意識到要保護好樹木,維護生態的平衡。越來越多的樹木在不斷的被人們無情的砍伐掉,致使森林的麵積在不斷地縮小。為了滿足我們的需求,森林裏的樹木被製成各種各樣我們的生活必需品。隨著森林的缺失,伴隨而來的是氣候的異常、二氧化碳的增加、水土不斷流失、環境持續惡化、災情也頻繁出現。人們卻無知的以為這隻是正常的自然現象,殊不知這些正是因為亂采亂伐樹木才造成的後果。這一切的現象都是大自然對人們的呐喊。

森林像一道天然的屏障維護著陸地的生態平衡,是我們非常寶貴的資源。對社會的發展也起著基礎性的作用。生態憂患已經對人類發出了嚴重的警告,保護森林其實就是保護我們人類自身的利益。愛護環境,保護每一棵樹木都是我們義不容辭的責任。保護環境,從你我做起。

珍惜森林,珍惜我們的生命。盡所能去保護屬於我們的森林,努力的挽救、擴大森林的種植,維護生態的平衡已經迫在眉睫。讓我們從今天開始,保護好每一棵樹,愛護每一隻小動物,為世界的和諧美麗盡一份自己的綿薄之力。讓我們的地球能夠自由自在的去呼吸,永遠的美麗年輕下去。

如果每個人都在地球上種下一棵屬於自己的小樹,那麼多年後那片森林會讓我們的地球得到很大的美化。保護環境,愛護每一棵樹木,美化我們的地球,讓我們一起攜手共創我們美好的家園。

很久很久以前,地球母親賦予了人類幹淨、美麗的自然環境。新鮮無汙染的空氣,幅員遼闊的大地,色彩翠綠的茂密森林,甘甜清澈的河水,豐富的礦藏資源等等一切能夠讓人們足以去生存的大自然。

然而人類的生活有了越來越多的需求,衣食住行、工業發展、科技不斷進步等等都在一天天的破壞著我們美麗的地球。樹木被無情的大量砍伐,河水被排放的廢水汙染,空氣一天天的更加渾濁,寶貴的礦藏資源也被大量的開采。雖然這一切隻是人們為了生存不得已間產生的破壞,但是人們卻並沒有意識到繼續不斷的破壞下去,我們賴以生存的環境將會變成什麼樣子。

南極的冰川在悄悄的融化;河流在無奈的哭泣;不斷的幹旱讓雲貴高原飽受煎熬;綠洲在一點一點逐漸消失;一些珍稀動物頻臨滅絕,隻能成為曆史的記憶。雖然我們並不願意看到眼前的一幕幕,但是它卻正在真實的發生在我們身邊。

漫步街頭,汽車越來越多,排放的廢氣量自然也隨之上漲,我們的天空已不如以前那麼蔚藍;用來保護環境的草坪上,隨處可見廢棄的垃圾;路邊的水溝裏散發出的惡臭等等我們習以為常的事情,都是一點一點扼殺我們地球環境的無情殺手。

隨著社會上的呼籲之聲越來越強烈,人們保護地球的意識也逐漸有所增強。其實我們有很多可以保護環境的機會,有些對於我們來說也許隻是舉手之勞。不要隨地吐痰;把垃圾扔進垃圾桶;不要再使用一次性木筷;廢棄的電池妥善處理;盡量不要使用塑料袋去造成白色汙染;盡量多去植一些樹木,不隨意的去踐踏草坪;保護我們的水源不去汙染它。這看似簡單的一件件小事都在無形中保護了我們的地球。環境問題已經不容我們小覷,盡自己的力量去保護它,是我們每個人都責無旁貸的事情!

我們都喜歡觀看美好的風景,看藍藍的天空,看滿天繁星的夜晚,聽小鳥歡唱,聽大海的聲音。就是有了地球才會有這些美好的物質。地球是我們人類惟一能夠居住的家園,象母親一樣為我們提供一切生存所需要的條件。但是我們成長的同時也要盡自己的能力去保護好我們的地球母親。雖然我們沒有能力去給地球母親什麼回報,但是我們卻可以用自己的微薄之力去愛護我們的地球。愛護我們的地球,保護我們的環境就從今天開始吧!愛護地球從我做起!

海洋裏無窮的寶藏

礦產資源

海洋中所蘊藏的礦產資源,其種類之繁多,含量之豐富,令人咋舌。在地球上已發現的百餘種元素中,有80餘種存在海洋中,其中可提取的有60餘種,這些豐富的礦產資源以不同的形式存在。海洋礦產資源在未來經濟的持續發展中將占有重要地位。主要種類有以下幾種。

石油、天然氣

石油和天然氣是不可再生性能源,是現代工業的命脈。據估算,世界石油極限儲量達1萬億噸,可采儲量3000億噸,其中海底石油1350億噸;世界天然氣儲量255-280億立方米,海洋儲量占140億立方米。20世紀末,海洋石油年產量達30億噸,占世界石油總產量的50%。我國海域油氣資源儲藏量約40-50億噸。

海底的石油和天然氣是海洋中的有機物質在合適的環境下演變所產生的。這些有機物質包括陸生和水生的低等植物,死亡後從陸地搬運下來,或被江河衝積下來,同泥砂和其他礦物質一起,在低窪的淺海或陸地上的湖泊中沉積,逐漸使此處淤泥的中形成有機質含量。這種有機淤泥又被新的沉積物覆蓋、埋藏起來,造成一種不含氧或含極微量遊離氧的還原環境。隨著低窪地區的不斷下沉、沉積物不斷堆積,有機淤泥所承受的壓力和溫度不斷增大,處在還原環境中的有機物質經過複雜的物理、化學變化,慢慢地轉化成對人類影響甚大的石油和天然氣。經過數百萬年漫長時間的萬物更迭的交替變化,有機淤泥經過壓實和固結作用後,變成沉積岩,並進一步生油岩層。沉積盆地是指沉積物的堆積速率明顯大於其周圍區域。

在一定特定時期,沉積岩沉積在像盆一樣的海洋或湖泊等低窪地區,並具有較厚沉積物的構造單元,稱為沉積盆地。沉積盆地在漫長的地質演變過程中,隨著地殼運動抬升,海洋變成陸地,湖盆變成高山,一層層水平狀的沉積岩層也跟著發生規模不等的撓曲、褶皺和斷裂等形變,從而使摻雜在泥砂之中具有流動性的點滴油氣離開它們的原生地帶(生油層),經“油氣搬家”再集中起來,儲集到儲油構造當中,形成可供開采的油氣礦藏,所以說,這一個個沉積盆地就像是一個個聚寶盆。

在儲油構造裏,由於油、氣、水所占比重不同,因此各自的分布也有不同:氣在上部,水在下部,而石油層在中間。儲油構造包括油氣居住的岩層-儲集層;覆蓋在儲集層之上避免油氣向上逸散的保護層-蓋層;以及遮擋油氣進入後不再跑掉的“牆”-封閉條件。隻要能找到儲油構造,就不難找到油氣藏。油氣藏通常是多種類型的油氣藏複合出現,我們將多個油氣藏的組合稱為油氣田。

世界上,海洋油氣同陸地油氣資源一樣,分布極為不均。在四大洋及多個近海海域中,波斯灣海域的石油、天然氣含量最為豐富,約占總貯量的50%左右;第二位是委內瑞拉的馬拉開波湖海域;第三位是北海海域;第四位是墨西哥灣海域;其次是亞太、西非等海域。據中國南海油氣資源也有巨大的發展遠景,是世界海洋油氣主要聚集中心之一。石油和天然氣是人們向海洋索取資源的一大重要成果。

濱海砂礦

在淺海礦產資源中,濱海砂礦的價值僅次於石油、天然氣,位居第二。

濱海砂礦種類繁多,儲量豐富,分布廣泛,它們多隱藏在砂堤、沙灘和海灣之中。那麼,這些砂礦是如何產生的呢?這些砂礦最初都是陸地上的岩石和礦體,經過上千萬年漫長的風化剝蝕、分崩離析,大的碎塊變小,小的碎屑變成砂粒。它們在風力和流水等自然力的作用下,隨著江河順流而下,從不同的方向流入海河口、海灣,堆積在淺海地帶而逐漸形成的。在這個蔚藍的星球上,每1分鍾大約有3萬立方米的泥砂被河流帶到海洋。這些含礦碎屑物在海流、潮流和海浪循環交替的作用下,按照它們比重、形狀和大小的不同,進行自然分選。比重和大小比較接近的有用礦物,會自然聚集到一起,在一定的有利地貌部位,如古河床、砂堤、沙嘴、海灘、淺灣、岬角等,形成一種新的沉積礦床,這就是濱海砂礦。當它們的儲量充足具有工業意義和經濟價值時,人們便會對其進行開采利用。

海濱砂礦是一種很重要的礦產類型,許多有名的礦種就來自海濱砂礦。如,錫礦石主要分布於東南亞海岸;鋯石、獨居石和鈦鐵礦也產自海濱砂礦中,主要分布在美國、澳大利亞和印度沿海;金剛石砂礦主要產於西南非洲海岸;美國沿海還是砂金、砂鉑的著名產地。在我國廣闊的海岸線上,也蘊藏著豐富的海濱砂礦,目前已經發現有鋯石、獨居石、鉻鐵礦、鈦鐵礦、錫石、磷釔礦、石英砂等十幾種經濟價值極高的砂礦。

煤、鐵等固體礦產

我們知道,大陸架在岩石成分和地質構造上,都是大陸向下水的延伸。它的礦產的形成方式及種類與大陸一樣,而與大洋礦產大相徑庭。這類礦產有煤礦、鐵礦、錫礦、硫礦等。在世界上許多近岸海底,已陸續開采出煤鐵礦藏。日本海底煤礦開采量占其總產量的30%,其他國家如智利、英國、加拿大、土耳其也有開采。日本九州附近海底蘊藏著世界上最大的鐵礦之一。亞洲一些國家在其近海海域還發現許多錫礦。全世界已發現的海底固體礦產共有20多種。我國大陸架淺海區廣泛分布有銅、煤、硫、磷、石灰石等礦,具有很高的應用價值。

多金屬結核和富鈷錳結殼

在廣闊的海洋底部,蘊藏著一種獨特的資源,這就是多金屬結核,又稱為錳結核。它是一種由包圍核心的鐵、錳氫氧化物殼層組成的核形石。核心可能極小,有時完全晶化成錳礦。肉眼可以看到的可能是微化石(放射蟲或有孔蟲)介殼、磷化鯊魚牙齒、玄武岩碎屑,或是先前結核的碎片。殼層的厚度和勻稱性由於生成的時間不同而有所差異。有些結核的殼層間斷,兩麵明顯不同。結核大小不等,小的顆粒用顯微鏡才能看到,大的球體直徑可超過20厘米。結核直徑一般在5-10厘米之間,呈棕黑色,像馬鈴薯、薑塊一樣堅硬。表麵多為光滑,也有粗糙、呈橢圓狀或其他不規則形狀。底部長期埋在沉積物中,看起來要比頂部粗糙許多。

錳結核是如果產生的呢?科學家們認為,它是一種自生礦物,它的分布與海水深度、地質構造、海底洋流有關,通常在水深4000-6000米處有它們的蹤跡,其形成則與生物化學作用有關。目前,通過深海勘測,已經在太平洋、大西洋、印度洋的許多海區內發現了錳結核,儲量約3萬億噸。我國從70年代起,就開始對錳結核進行勘探和預采,可以預見,在21世紀這種深海礦產資源將會得到有效的開采和利用。

富鈷錳結殼是除多金屬結核之外又一種重要的潛在新型礦產資源,多產於海山、海嶺和海底台地的頂部和上部斜坡區,通常以坡度較小、基岩長期裸露、缺乏沉積物或沉積層很薄的部位最富集。從地理緯度看,它們大多分布於赤道附近的低緯區,以中太平洋海山區最富集,在印度洋和大西洋局部海區也有發現。富鈷錳結殼的開采起為容易,美日等國目前已設計出一些開采係統。由於其經濟價值更高,又生長在較淺的海山上,較為容易開采,人們普遍認為它將比結核資源更早地投入商業性開采,因此各國都對它較為關注。

熱液礦藏

打一個形象的比喻,海底熱液就像海底的金屬“溫泉”,它像地表的溫泉一樣,但流出來的不是溫水,而是具有工業應用價值的金屬硫化物。

20世紀60年代中期,美國海洋調查船在非洲東北邊上的紅海,首次發現了深海熱液礦藏。而後,一些國家又陸續在其他大洋發現這種礦藏,一共有30多處。

熱液礦藏是火山性的金屬硫化物,因此又被稱為“重金屬泥”。它的形成是由於地下岩漿沿海底地殼裂縫滲到地層深處,把岩漿中的鹽類和金屬溶解,變成含礦溶液,然後受地層深處高溫高壓作用噴到海底,在深海處泥土中形成豐富的多種金屬。通常,深海外溫度較低,而這些地方由於岩漿的高溫,可使溫度高達50℃,故被稱為熱液礦藏。

熱液礦產在世界各地水深數百米至3500米的海洋領域均有分布,開采起來比較容易,是一種具有遠景意義的海底多金屬礦產資源。主要元素為銅、鋅、鐵、錳等,另外還有銀、金、鈷、鎳、鉑等,所以又有“海底金銀庫”之稱。饒有趣味的是,重金屬色彩鮮豔,有黃、藍、紅、黑、白等多種顏色。因此,在近年來,熱液礦產頗為引人注目。

由於技術條件的限製,當下人們還不能對海底熱液礦藏立即進行開采,但它卻是一種具有潛在力的海底資源寶庫。一旦能夠進行工業性開采,它將同海底石油、深海錳結核和海底砂礦共同成為海底四大礦種,發揮出它巨大的作用。

可燃冰

可燃冰看起來像一塊冰霜,是水與天然氣在0℃和30個大氣壓的作用下形成的晶體物質,學名為天然氣水合物。可燃冰裏甲烷占80%-99.9%,可直接點燃,燃燒後幾乎不產生任何殘渣,汙染比煤、石油、天然氣要小得多,是未來潔淨的新能源。

可燃冰是一種甲烷水合物,它是由海洋板塊活動而成的。當海洋板塊下沉時,較古老的海底地殼會下沉到地球內部,海底石油和天然氣便隨板塊的邊緣湧上表麵。在深海中低溫、高壓的條件下,天然氣與海水產生化學作用,就形成水合物。這些水合物像一個個淡灰色的冰球,因此稱為可燃冰。

可燃冰的能量密度非常高,1立方米可燃冰相當於170立方米的天然氣。經粗略統計,在地殼表麵,可燃冰儲層中所含的有機碳總量,大約是全球石油、天然氣和煤等化石燃料含碳量的兩倍。海底可燃冰分布的範圍約4000萬平方公裏,占海洋總麵積的10%,海底可燃冰的儲量夠人類使用1000年,利用前景十分廣闊。

據相關調查表明,全世界石油總儲量在2700億-6500億噸之間。按照目前的消耗速度,不過50-60年,全世界的石油資源將消耗殆盡。可燃冰的發現,無疑讓陷入能源危機的人類看到了新的曙光。

可燃冰主要有三種開采方案。第一是熱解法,即利用可燃冰在加溫時分解的特性,使其由固態分解出甲烷蒸汽。但這種方法的弊端在於不好收集。第二種方法是降壓法。有科學家提出將核廢料埋入地底,利用核輻射效應使其分解。但它們都麵臨著和熱解法同樣同樣的難題。第三種方法是置換法。想辦法將二氧化碳液化注入“天燃冰”儲層,用二氧化碳將甲烷分子置換出來。無論采用哪種方案,由於可燃冰結構的特殊性和海底環境的複雜性,對可燃冰礦藏的開采將極其困難。與陸地上的常規開采相比,可能會破壞地殼穩定平衡,造成大陸架邊緣動蕩而引發海底塌方,甚至導致大規模海嘯,帶來災難性的後果。可燃冰的開采就像一柄雙刃劍,在考慮其資源價值的同時,必須充分重視它的開采將給人類帶來的嚴重環境災難。

我們已知,海底可燃冰的開采是一個非常複雜的問題,所以目前仍處於發展階段,很可能在10年之後才能投入商業開采。其實,中國、美國、加拿大、印度、韓國、挪威和日本已開始各自的可燃冰研究計劃,其中日本建成7口探井,期望在2010年投入商業開采,美國近年也在緊急籌備相當事宜,希望在2015年對可燃冰進行商業開采。

可燃冰帶給人類的不僅是美好的一麵,同樣也有不可低估的困難,隻有合理、科學地開發和利用,才能真正造福人類。

食物資源

地球上的海洋是生命的搖籃,從第一個有生命力的細胞誕生至今,仍有20多萬種生物生活在海洋中。從低等植物到高等植物,從植食動物到肉食動物,加上海洋微生物,構成了一個龐大的海洋生態係統,蘊藏著不可限量的生物資源。據估計,全球海洋浮遊生物的年生產量(鮮重)為5000億噸,在不破壞生態平衡的條件下,每年可提供給人類夠300億人食用的水產品,可以說這是一座極其誘人的食物寶庫。

海洋食品對於人類的貢獻

在很久以前,人類就已經開始食用海洋食品了。古埃及人曾在尼羅河和地中海上捕魚,並試圖在池塘裏進行人工養殖,因為魚類是他們蛋白質的最佳來源。古希臘人也廣泛地利用魚類和貝類,包括海水和淡水中的,他們將魚類和貝類製作成美味的罐頭以及鹹幹魚。

雖然人類在曆史上很早就開始食用海洋食品,但追溯到幾百年前,幾乎還沒有關於世界海產品捕獲量方麵的資料。為什麼會是這樣呢?那是因為人們對海洋食品的營養成分還沒有全麵的了解,也還不知道它對人類健康的重要性,以至於許多年來海洋食品一直未受到重視。

隨著社會的發展,人們通過研究發現,海洋食品中含有蛋白質、碳水化合物、類脂化合物、維生素和礦物質,這些都是人類生長發育、健康長壽的必不可少的營養成分。現在,大多數人已經認識到,海洋食品對於人類來說是一種絕佳的營養來源。

藻類在海洋生物資源中占有特殊的重要地位,人們常食用的藻類有:藍藻中的地木耳、發菜、葛仙米、大螺旋藻;綠藻中的綠紫菜、苔菜、石蓴;紅藻中的紫菜、石花菜;褐藻中的海帶、裙帶菜。大多數海藻性甘、味寒、屬鹹,是人們頗為喜愛的產品。

藻類食品含有豐富的營養成分,具體如下:

蛋白質:不同種類的藻類植物其蛋白質含量也不同。一般綠藻和紅藻的含量高於棕色海藻。綠藻的蛋白質含量介於10%-26%之間(幹重),而紅藻的含量更要高一些,紅藻的有些種類的蛋白含量可達到47%,遠遠超過了黃豆的蛋白質含量。海藻的蛋白質含量會跟隨季節發生變化,通常冬季末和春季的蛋白質含量較高,夏季的蛋白質含量較低。

糖類:藻類植物的糖類含量較高,多數是有粘性的糖類。這些糖不易消化,作為熱源其營養價值不高,但具有調理腸胃的作用。

維生素:藻類富含多種維生素,其中β-胡蘿卜素含量最高,特別是紫菜,每100克幹製品含量可達11000國際單位。

灰分:藻類植物普遍都含有豐富的灰分,如發菜中的鈣含量可達2.5%,海帶中則為1.3%;紫菜中含鉀量達1.6%,海帶中則為1.5%;海藻中碘含量高,如海帶為0.2%-0.5%,裙帶萊為0.02%-0.1%,碘對預防甲狀腺腫有很大的作用。

除了藻類植物,在海洋生物中最重要、最活潑的當屬動物資源,其中有1.5-4萬種魚類,對蝦等殼類2萬多種,貝殼等軟體動物8萬多種,還有鯨、海參、海豹、海象、海鳥等,構成了生機勃勃的海洋世界。在海洋水產業中,魚類是水產品的主體,占據著最重要的位置。

目前,世界各地從海洋中捕撈的大量水產品中,90%以上是魚類,其餘為鯨類、甲殼類和軟體動物等。魚類種類繁多,可供食用的就有1500種之多。魚類全身是寶,營養價值信用證高,味道鮮美,經常食用可健腦益智。

說到水產品,就不能不提魚、蝦、蟹,它們可謂是席上珍饈。其中生長在南極的一種磷蝦含水分80%、蛋白質12%、脂肪3%、灰分3%,其蛋白質含量是牛肉的20倍,因此被譽為“21世紀的流行食品”。

貝類種類繁多,生活在各個海區,較容易找到,所以人們很早就開始捕獲它們,其中比較有經濟價值的是鮑魚、貽貝、扇貝、蟶子、牡蠣、魷魚等。它們味道鮮美、營養豐富,倍受人們的喜愛。

海洋漁場

我們知道,海洋世界存在著多條食物鏈。在海洋中,有了海藻就會出現貝類,有了貝類就會出現小魚乃至大魚……世界上大部分漁場都在近海。這是因為,藻類生長需要陽光和矽、磷等化合物,隻有靠近陸地的大海才具備這樣的條件。1000米以下的深海水中含有豐富的矽、磷等元素,但它們無法浮到溫暖的表麵層。因此,隻有少數範圍不大的海域,在自然力的作用下,深海水自動上升至表麵層,從而使這些海域海藻叢生,魚群密集,成為富饒的漁場。

綜合考慮,一般溫帶海區的漁場較多。這是因為,溫帶海區季節變化顯著,冬季表層海水和底部海水發生交換,上泛的海水含有豐富的營養鹽類,有利於浮遊生物繁殖。此外,寒暖流交彙和冷海水上泛處,餌料很豐富,所以此處也可形成不可多得的漁場。

從廣泛意義上說,世界有五大漁場,它們分別是:

一、北太平洋漁場:包括北海道漁場、我國舟山漁場、北海道漁場、北美洲西海岸眾多漁場在內的廣闊區域;

2.東南太平洋漁場:包括秘魯漁場在內的廣闊區域;

3.西北大西洋漁場:包括紐芬蘭漁場在內的廣闊區域;

4.東北大西洋漁場:包括北海漁場在內的廣闊區域;

5.東南大西洋漁場:包括非洲西南部沿海漁場在內的廣闊區域。

世界上大多數漁場在水深幾百米以內海域,80%的麵積屬於大陸架淺海。那麼,怎樣才能讓海洋深處的海水上升到表麵層,從而形成有利漁場的條件呢?海洋學家們找到了突破口,他們利用回升流的原理,在那些光照強烈的海區,用人工方法把深海水抽到表麵層,然後在那裏培植海藻,再用海藻飼養貝類,並將加工後的貝類喂養龍蝦。令人驚喜的是,這一係列試驗取得了圓滿的成功。

有關專家認為,海洋食品庫擁有著巨大的潛力。目前,產量最高的陸地農作物每公頃的年產量折合成蛋白質計算,隻有0.71噸。而科學試驗同樣麵積的海水飼養產量最高可達27.8噸,其中有16.7噸還具有較大的商業競爭力。

當然,從科學實驗到實際生產往往會遇到一些不可想象的困難。其中最主要的是從1000米以下的深海中抽水需要相當數量的電力。這麼龐大的電力如何產生呢?顯然,在當今條件下,還很難滿足這一需求。

不過,車到山前必有路,科學家們還是找到了其中的竅門:他們準備利用熱帶和亞熱帶海域表層(熱源)和深層(冷源)的水溫差來發電。這就是所謂的海水溫差發電。也就是說,設計的海洋漁場將和海水溫差發電站聯合在一起,從而達到預想中的效果。

據專家介紹,由於熱帶和亞熱帶海域光照強烈,在這一海區可供發電的溫水多達6250萬億立方米。如果人們每次用1%的溫水發電,再抽同樣數量的深海水用於冷卻,將這一電力用於漁場的養殖,每年可得各類海產品7.5億噸。它相當於20世紀70年代中期人類消耗的魚、肉總量的4倍。透過這些數字不難看出,海洋成為人類未來的糧倉,並不是不可實現的。

世界上沒有任何一個國家具備如此大的能力,而海洋產業可以將這一任務分擔起來,而傳統的漁業已達到或超過它的再生能力,所以人們隻有轉向於研究海洋生物資源開發技術上來,巨大的海洋生物資源,等待著人類去探索與開發。

海洋能源

廣闊的海洋不僅蘊藏著豐富的礦產資源和食物資源,更有真正意義上取之不盡的海洋能源。它既不同於海底所儲存的煤、石油、天然氣等海底能源資源,也有別於溶於水中的鈾、鎂、鋰、重水等化學能源資源,它有自己獨特的方式與形態,魅力無窮。

海洋能源的含義及特點

海洋能就是海洋中的可再生能源,海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發能量,這些能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在於海洋之中。它的種種優點吸引著各方積極研究。

海洋能有四個顯著特點,它們分別是:

1.海洋能占海洋總水體的一大部分,而單位體積、單位麵積、單位長度所擁有的能量較小。這就意味著,要想得到大能量,就要從大量的海水中獲得。

2.海洋能具有可再生性。它既不用燒煤,也不用燒油,而是來源於太陽輻射能與天體間的萬有引力,隻要太陽、月球等天體與地球共存,這種能源就不會枯竭。

3.海洋能有較穩定與不穩定能源的區別。較穩定的能源有溫度差能、鹽度差能和海流能。不穩定能源又分為兩種,一種是變化有規律,一種是變化無規律。屬於不穩定但變化有規律的有潮汐能與潮流能。現實中,人們可根據潮汐潮流變化規律,編製出各地逐日逐時的潮汐與潮流預報,預測未來所發生的潮汐大小與潮流強弱。潮汐電站與潮流電站可根據預報表調整發電運行。波浪能則屬於既不穩定又無規律的一種。

4.海洋能屬於新型的清潔能源,使用它發電不必消耗燃料,也不產生廢物、廢液、廢氣,不需要運輸。開發海洋能源不會產生新的汙染,對環境的影響小於傳統的能源開發產業,而且利大於弊。可說是最具綠色環保意念的“蔚藍力量”。

海洋能源的種類

海洋能源的種類主要分為以下幾種。

1.潮汐能

所謂潮汐能,就是因月球引力的變化引起潮汐現象,潮汐導致海水平麵周期性地升降,因海水漲落及潮水流動所產生的能量。

潮汐能可以像水能和風能一樣用來推動水磨、水車等,也可以用來發電。當前,潮汐能的主要功能就是發電。

利用潮汐能發電,首先要做的就是在海灣或河口建築攔潮大壩。形成水庫,在壩中修建機房,安裝水輪發電機,利用水位差使海水帶動水輪機發電。建成潮汐發電站後還有利於海產養殖業的發展。

世界上,潮汐能主要多分布在潮差較大的喇叭形海灣和河口地區,如加拿大的芬迪灣、巴西的亞馬遜河口、南亞的恒河口和中國的錢塘江口等都蘊藏著大量的潮汐能。

我國海岸線的長度為1.8萬公裏,潮汐能資源十分豐富。在潮汐能資源的開發利用上,目前我國沿海地區已經修建了一些中小型潮汐發電站。在溫嶺江廈港,就有一座我國規模最大的潮汐發電站-江廈潮汐發電站,它還是世界第三、亞洲第一大潮汐發電站。潮汐發電站受潮水漲落的影響,具有很大的不穩定性,海水對水輪機及其金屬構件的腐蝕及水庫泥沙淤積問題都較嚴重。這些問題都是急需解決的,隻有將這些做好,就能更好地利用潮汐能來發電。

2.波浪能

波浪能集有許多優點,比如能量密度高、分布麵廣泛。特別是在能源消耗多的冬季,可以利用的波浪能能量也最大。它的能量如此巨大,一直都吸引著沿海的能工巧匠們。他們想盡各種辦法,期望能夠駕馭海浪開辟新天地。

具體而言,波浪能就是指海洋表麵波浪所具有的動能和勢能。海洋表麵的海水受太陽輻射給予的熱量,可以說它是世界最大的太陽能收集器。溫暖的地表海水,造成與深海海水之間的溫差,由於風吹過海洋時產生風波,這種風波在遼闊的海洋表麵上,風能以自然儲存於水中的方式進行能量轉移,因此,說波浪能是太陽能的另一種濃縮形態,並不是沒有道理的。

在所有海洋能源中,波浪能是最不穩定的一種能源。波浪能是由風把能量傳遞給海洋而產生的,它事實上是吸收了風能而形成的,它的能量傳遞速率與風速有一定關係,也和風與水相互作用的距離(即風區)有關。水團相對於海平麵發生位移時,使波浪具有勢能,而水質點的運動,則使波浪具有動能,從而使波浪能發揮出作用。

在風較多的沿海地帶,波浪能的密度通常都很高。例如,英國沿海、美國西部沿海和新西蘭南部沿海等都是風區,有著十分有利的波候。而我國的浙江、福建、廣東和台灣沿海的波能也較為豐富,在工業經濟發展上功不可沒。

波浪能之所以能夠發電是通過波浪能裝置,將波浪能首先轉換為機械能,再最終轉換成電能。這一技術源自於20世紀80年代初,西方海洋大國利用新技術優勢紛紛展開實驗,但受客觀條件和技術影響,所取得的效果效益有好有差。

3.海流能

簡而言之,海流所存儲的動能就是海流能。海流能的能量與流速的平方和流量成正比。與波浪能相比,海流能的變化要平穩且有規律得多。海流能有著很大的開發價值。

海流能的利用方式主要是發電。1973年,美國研製出一種名為“科裏奧利斯”的巨型海流發電裝置。該裝置為管道式水輪發電機。機組長l10米,管道口直徑170米,安裝在海麵下30米處。在海流流速為2.3米/秒條件下,該裝置獲得8.3萬千瓦的功率。此外,日本、加拿大也在大力研究試驗海流發電技術。到目前為止,我國的海流發電研究也已經有樣機進入中間試驗階段,發展前景不可限量。

相比陸地上的江河,利用海流發電要方便得多,它既不受洪水的威脅,又不受幹旱的影響,幾乎以常年不變的水量和一定的流速流動,為人類提供了可靠的能源。

利用海流發電,除了上麵所說的類似江河電站管道導流的水輪機外,還有類似風車槳葉或風速計那樣機械原理的裝置。一種海流發電站,有許多轉輪成串地安裝在兩個固定的浮體之間,在海流衝擊下呈半環狀張開,看上去很像花環,因此被稱為花環式海流發電站,它是目前海流發電站的主要形式。

4.海洋溫差能

海洋是一個巨大的吸熱體,仔細觀察不難發現,地球上的海洋除了南北的極地和部分淺海外,通常不會結冰,尤其是赤道附近的海域,海水表麵溫度幾乎是恒溫的,因此在描述海洋時人們都說它是溫暖的。海洋深處的海水溫度卻很低,它一年四季溫度隻有攝氏幾度,無論如何,太陽也沒有辦法把它曬熱,這與海洋上層的溫水比較,大約有20℃的溫差。在熱力學上,凡有溫度差異都可用來作功,這就是我們所要講的海洋溫差能。