【人類該如何來面對“全新世”滅絕事件】
全新世滅絕事件,是於現今的全新世所發生廣泛及持續的滅絕或生物集群滅絕事件,被廣泛視為第六次的大規模滅絕事件(前五次分別是奧陶紀-志留紀滅絕事件、泥盆紀後期滅絕事件、二疊紀-三疊紀滅絕事件、三疊紀-侏羅紀滅絕事件以及白堊紀-第三紀滅絕事件),因此又被稱作第六次大滅絕。涉及的滅絕集群包括了植物及動物的科,如哺乳動物、鳥類、兩棲類、爬行動物及節肢動物,大部份滅絕都是在雨林內發生。於1500年至2006年,世界自然保護聯盟就列出了784個已滅絕物種。不過,有很多實際滅絕的物種都沒有紀錄,一些科學家估計於20世紀,就已有2-200萬個物種實際滅絕。根據物種面積曲線估計,每年就有達14萬個物種滅絕。
廣義來說,全新世滅絕事件亦可包括發生在更新世-全新世之間的第四紀滅絕事件(或稱冰河時期滅絕事件)。自一萬年前,人類發展及散布開始後造成巨型動物群消失。是次滅絕事件並非源自氣候的轉變或人類人口過多。不過全新世滅絕事件則延伸至現今的21世紀。
就全新世滅絕事件應否包攬近期的滅絕事件,或是只看為單一次的事件而並未有共識。近期的滅絕時件也包含了植物的滅絕。整體而言,這次事件的特徵就是人為成因的出現及發生在非常短的時間之內,而這一次的滅絕事件,即使以最保守的方法估算,仍是眾多次滅絕事件中最快的一次。人類文明誕生至今造成了83%的野生動物的滅絕。
史前滅絕事件
第四紀滅絕事件或冰河時期滅絕事件的特徵是很多重於40公斤的巨型動物群的滅絕。就大型哺乳動物而言,在北美洲就有33種滅絕;南美洲有46種;澳洲有15種;歐洲有7種;撒哈拉以南非洲只有2種。差不多所有源自南美洲的大型哺乳動物(重於100公斤),包括在南北美洲生物大遷徙中遷往北美洲的也都滅絕了。各大洲中只有南美洲及澳州涉及科以上分類的滅絕。第四紀滅絕事件的成因有兩個主要的假說:氣候轉變及史前殺戮假說。
紐西蘭
自前1500年,在玻里尼西亞人到達後就有幾個物種消失:
10種恐鳥 / 哈斯特鷹 / Adzebill
太平洋
基於考古學及古生物學在70個不同島嶼發掘的研究發現,大量的物種因人類自3萬年前在俾斯麥群島及索羅門群島橫渡太平洋而滅絕。估計在太平洋就有約2000種鳥類因人類的到達而滅絕。這些物種包括:
夏威夷的Moa-nalo;茂宜島上的Branta hylobadistes;新喀里多尼亞的巨型塚雉;新喀里多尼亞、斐濟及薩摩亞的馬氏鱷亞科。
馬達加斯加
自前1世紀及1世紀人類到達後,差不多所有島內的巨型動物群都已滅絕,包括:
8種或更多的象鳥;17-50種狐猴,包括Daubentonia robusta、古原狐猴及古大狐猴及巨狐猴;Cryptoprocta spelea;2種馬達加斯加河馬。
印度洋群島
自前1500年起,人類在島內居住後就有以下物種滅絕:
塞席爾及馬斯克林群島上幾種巨型龜;14種馬斯克林群島上的鳥類,包括渡渡鳥、羅德里格斯渡渡鳥及留尼旺孤鴿。
持續的滅絕事件
現今物種滅絕的速度估計是地球演化年代平均滅絕速度的100倍。巨型動物群的滅絕一直持續至21世紀。現代的滅絕事件基本上是人類造成的直接影響。滅絕率已因培養在野外滅絕的物種(如麋鹿)及保存了在生態上已滅絕的物種(如大熊貓、蘇門答臘犀牛及黑足鼬)等而得到舒緩。一些知名的滅絕動物如下:
歐洲的原牛;歐洲野馬;塔斯曼尼亞的袋狼;非洲東南部的斑驢;大海牛;福克蘭狼。
很多鳥類也因人類活動而消失,尤其是那些島內的特有種和不能飛的鳥類。較知名的物種如下:
模里西斯的渡渡鳥;北大西洋島嶼的大海雀;北美洲的旅鴿;紐西蘭的恐鳥;美國東南部的卡羅萊納長尾鸚鵡。
艾德華·威爾森(E.O. Wilson)以現今人類破壞環境的頻率計算,估計有一半的物種會於2100年消失。美國科學促進會前主席彼得·雷文(Peter Raven)指出人類所引發生物的滅絕及物種的永久消失,遠超於歷史所造成的幾百倍,於21世紀末將失去大部份物種。現今的生物集群滅絕都是與人類有關,如伐林及其他破壞棲息地的行為、獵殺及煮食、引入非原住的物種、污染及氣候轉變。聯合國亦指自6500萬年前恐龍滅絕後,世界正面臨另一更壞的時期。
所有以往的滅絕事件都是因天然的地質問題,而最短的地質年代也是由數十萬至數百萬年計算。那些事件可能與一些突發事年所引起,如希克蘇魯伯隕石撞擊,複雜的生態相互關係亦令事件惡化。上一次冰河時期巨型動物群的消失也未知是否與人類活動直接或間接有關。
人類影響
人類活動導致動物及植物的滅絕可以追溯至更新世晚期。人為因素導致的滅絕事件,與及一些預計的事件,都被指為「人類世滅絕事件」或「人類世集群滅絕」。雖然現今的滅絕事件都有紀錄,但其命名卻不同。人類世一詞就並沒有正式的定義,一些會用來指現今及預計發生的滅絕事件。全新世及人類世的界線也不明確,一些學者會將人類影響氣候的時期算計在內,其他的則以工業革命為界。
於更新世晚期巨型草食性動物滅絕的成因有兩個假說:氣候轉變及早期人類對生態的影響。獵殺、為了反芻動物及抵抗肉食性或食腐動物而燒燬一些棲息地,都令草食性動物的生存受到影響。
更新世(英語:Pleistocene),亦稱洪積世(從2,588,000年前到11,700年前),地質時代第四紀的早期。這一時期絕大多數動、植物屬種與現代相似。顯著特徵為氣候變冷、有冰期與間冰期的明顯交替。此時,歐洲發生過七次冰期:拜伯冰期、多瑙冰期、群智冰期、哈斯拉赫冰期、民德冰期、裏斯冰期和玉木冰期(第四紀冰河時期)。
人類也在這一時期出現。
更新世的生物群(Biota)都非常接近現代的形態——許多“屬”一級的生物,甚至包括松柏科植物、被子植物、昆蟲、軟體動物、鳥類、哺乳動物和其他生存到今天的生物,已經在此時出現。
環境科學為跨學科領域專業,既包含像物理,化學,生物,地質學,地理,資源技術和工程等的物理科學,也含有像資源管理和保護,人口統計學,經濟學,政治和倫理學等社會科學。環境科學包含了影響人類和其他有機體的周邊環境的學科。自然與人類資源是相互依賴的,其中一方所作出的任何動作,正確或錯誤,都會對另外一方產生影響。
此學科年代較短,直到20世紀60年代才成為正式學科。1960年,Rachael Carson具有里程碑意義的生態學著作《寂靜的春天》出版,使環境類主題成為熱點,就像1969年在美國加利福尼亞州的聖巴巴拉海灘的井噴溢油事故,以及同年發生在俄亥俄州克利夫蘭市的凱霍加河著火事件,都使公眾對環境運動的關心度上升,從而開創了環境研究這一新學科領域。環境科學直到1960年和1970年間,才廣泛地活躍於科學研究領域的主要原因有:
1.需要一組強大的多樣性學問的團隊來分析複雜的環境問題。
2.建立一系列環境保護的法律,需要精確的環境研究草案。
3.民眾通過生活中的種種問題逐漸認識到,大家需要一個解決環境問題的方案。
環境科學的定義:一門研究人類社會發展活動與環境演化規律之間相互作用關係,尋求人類社會與環境協同演化、持續發展途徑與方法的的科學。
在宏觀上,環境科學要研究人與環境之間的相互作用、相互制約的關係,要力圖發現社會經濟發展和環境保護之間協調的規律;在微觀上,要研究環境中的物質在有機體內遷移、轉化、蓄積的過程以及其運動規律,對生命的影響和作用機理,尤其是人類活動排放出來的污染物質。
環境科學要探索全球範圍內的環境演化規律;人類活動與自然生態之間的關係;環境變化對人類生存的影響;以及區域環境污染的防治技術和管理措施。
學科構成
大氣科學主要研究地球的大氣層,尤其是它和其他系統之間的相互關係。大氣科學包含了對氣象學,溫室氣體現象,空氣污染物的大氣擴散模式,與噪音污染有關的傳聲現象,甚至是光污染的研究。
以全球暖化現象為例,物理學家建立了大氣環流和紅外無線傳輸的計算機模型,化學家對大氣中的化學物質及發生的化學反應進行了研究,生物學家分析了動植物對二氧化碳變化的積極作用,一些如氣象學家和海洋學家的專家則加深對大氣動力學的理解。
地球科學包括環境地質學,土壤環境科學,火山現象與地殼演化。在一些分類系統中環境科學還包括水文學(包含海洋學)。
仔細分析地表徑流的成因被土壤科學家作為土壤侵蝕的一個研究實例。河流生物學家協助研究大陸水系沉澱物流失。物理學家將通過評估接收水體光透射的變化做出貢獻。生物學家將分析隨著水越來越渾濁對水生植物和動物的後續影響。
環境化學是環境科學的化學研究分支學科,其理論研究領域包括土壤污染和水污染。分析主題包括土壤中化學物質的降解,在不同階段的遷移,舉例來說,含有溶劑的湖泊蒸發了後,溶劑散發在空氣中,就會成為空氣污染物。除此以外,化學物質還會影響生物群。
例如一個泄漏的化學溶劑罐掉入某類瀕臨滅絕的兩棲動物棲息的土壤里,如果要獲得此處土壤的污染程度以及該溶劑在土壤中的分布狀況,可採用電腦模型法。之後化學家可以根據測定的土壤類型描述該化學溶劑的分子結構,生物學家可以研究該化學溶劑對其他生物的影響,包括土壤節肢動物、植物以及作為此類瀕危兩棲動物食物的池塘居生物。
生態學,是指運用相關領域的環境科學知識對生態系統進行分析,而生態系統被不只一個應激源影響。舉例來說,備受推崇的工業發展引起的水污染和空氣污染會影響入海口的某些物種,而生態學可以用來檢測這些變化。據此研究,生物學家將能夠詳細描述動植物群,化學家研究如何使含有污染物的水源流經沼澤,物理學家可以預測大氣放射污染,而地理學家則可以幫助我們認識沼澤土壤和海灣的泥漿。
研究內容
1.環境背景值。2.環境評價。A環境質量評價。B環境影響評價。
3.環境容量。4.自然資源保護。5.環境監測。A環境質量監測。B污染源監測。
6.環境污染控制。7.環境規劃。A清潔生產及污染預防。8.環境政策、標準制定。
推進研究的規定
1969年美國國家環境政策法(國家環保局)對重大項目的環境方面提出了具體的要求。多數地方法規贊同這些指令,這些指令適用於地方性活動。其結果是在開展行動前,文獻和環境影響研究的大幅增加。
閱讀國家環境政策法列出的環境影響評價案例,我們就可以核實環境科學的具體內容,比如廢水處理升級後選擇排放到聖地亞哥或提華納的入海口、舊金山國際機場的擴建、休斯頓地下運輸系統的發展、大都市波士頓交通警察局運輸系統的升級和穿過維吉尼亞州阿靈頓公墓的66個洲際建築物。
英格蘭和威爾斯的環保局(其前身是代理總理辦公室)成立於1996年,屬於保護和改善環境的公共機構,並把規章條例列在當地社區和政府網站。
根據1995年的環保法,環保局作為一個獨立的機構而創立,且同英國政府緊密合作,實施環保條例。
環境科學家的工作
環境科學家監測環境質量、解釋人類活動對陸地生態系統和水生生態系統的影響,並制定戰略來恢復生態系統。此外,環境科學家們還幫助規劃、發展、建設建築物、運輸通道、以及保護水資源的設施,考慮高效、有益的土地利用規劃。由於環境科學跨學科的性質,專業的團隊間通常共同合作進行環境研究或發布環境影響評估。還有一些專業的組織協調發動開展環境科學研究並幫助進行不同學科間的聯繫與交流。
學科分支
1.環境數學。2.環境物理學。3.環境化學。4.環境地學。5.環境生物學。6.環境醫學。7.污染氣象學。8.環境經濟學。9.環境法學。10.環境資源管理學。11.環境工程。12.環境信息學。
追求永續發展的環境科技包括:回收、水淨化、汙水處理、環境矯正(Environmental remediation)、煙氣處理、污染物排放控制技術和可再生能源。其中某些科技助於節約能源,其他則助於減低人類活動所造成的廢棄物。如太陽能和風能等的可再生能源比其他如煤和石油等化石燃料能源更能減少對環境的衝擊。
目前,許多科學家正在研究找尋其他替代性的清潔能源,譬如厭氧消化(anaerobic digestion)就是從廢棄物中生產可更新能源。為減低全球溫室氣體的排放量,工業產業必須採用能保存能源的科技以及生產清潔能源,如無鉛汽油、太陽能和混合動力車輛。
環境科技(Environmental technology, 又稱綠色科技)指的是環境科學的應用,旨在維護自然環境與資源以及減低人類活動帶來的負面影響。永續發展是環境科技的核心目標,在解決環境問題時,其解決方法必須符合社會公平、經濟允許和環境健全的準則。依據地球高峰會議討論,應具備五項特質:一.對環境友善的包裝;二.無污染的行銷管道;三.減廢、回收、再利用;四.能源效率;五.污染及安全偵測、副產品與排放之控制。
可持續能源(Sustainable Energy)是可持續的能源供應,以滿足目前的需求,又不損害未來後代滿足他們的需求的能力。促進可持續能源的技術,包括可再生能源,如水電,太陽能,風能,波浪能,地熱能,潮汐能,同時也包括設計爲提高能源利用效率的技術。
能源效率和可再生能源是可持續能源的兩大支柱。可持續能源已經定義了一些方法是:「實際上,提供能源滿足現在的需求,而又不損害未來後代滿足他們自己的需要的能力。...... - 可持續能源有兩個主要組成部分:可再生能源和能源效率。」 - 可再生能源效率夥伴關係計劃(英國)
「在所有人民公平地獲得能源密集型產品和服務,和爲了未來後代維護地球之間的動態和諧。」,和「該解決方案將存在於尋求可持續能源的來源,和更有效的轉換與利用能源的方式。」 - 《可持續能源》作者J. W. Tester等,麻省理工學院出版社。
「任何能源產生,效率和節約的能源來源:可用的資源可以使之大規模擴展到成為能源產生一個顯著的部分,長期來看,最好是100年..」- 投資,一家綠色技術的非盈利性組織。
「能源是在一個人的一生期間是可補充的,並不會造成長期的對環境的破壞。」 - 「牙買加可持續發展網絡」
這個可持續能源的定義區分開其他可再生能源的術語,例如替代能源和綠色能源的,專注於一個能源來源能夠繼續提供能源的能力。可持續能源可以產生一些對環境污染,只要污染不是足夠嚴重到要禁止無限期的大量使用的這種能源。可持續能源也不同於低碳能源,因爲低碳能源是僅僅在並不會增加大氣中的二氧化碳的這個意義上才具有可持續性。
綠色能源是可以提取,產生和/或消費而沒有對於環境有任何顯著的負面影響的能源。地球這顆行星具有一個自然的恢復能力,這意味著只要是沒有超越這種恢復能力的污染仍然可以被稱為綠色的。
綠色電力是可再生能源的一個子集,這些可再生能源的資源和技術,提供了最高的環保效益。美國環保署(EPA)定義的綠色電力是太陽能,風能,地熱能,沼氣,生物質能,和低影響小水電資源生產的電力來源。經常有客戶購買綠色電力,是為避免對環境的影響和其溫室氣體減排效益。
可再生能源技術是可持續能源的重要貢獻者,因為它們通常有助於維護世界能源安全,和減少對化石燃料資源的依賴,並為減少溫室氣體排放的提供了機會。國際能源署(IEA)指出:
從概念上,可以定義了至今已有100多年的三個世代的可再生能源技術:
「第一代技術出現於從19世紀結束時的工業革命,包括水電,地熱發電,生物質燃燒和熱。這些技術都相當廣泛的應用。
第二代技術包括太陽能供熱與製冷,風電,現代形式的生物能源,和太陽能光伏發電。現在,這些是自1980年代以來的研究,開發和示範(RD&D)的投資,進入市場的結果。初始投資能源安全問題提示聯繫在1970年代的石油危機,但是,這些技術的持久的吸引力,至少部分是由於環境好處。許多技術反映材料的顯著進步。
第三代技術仍處於開發階段,其中包括先進的生物質氣化(Biomass gasification),生物煉製技術(Biorefinery),聚光太陽能熱發電(concentrating solar thermal power),高溫岩石地熱發電(en:hot-dry-rock)和海洋能等。奈米技術的進展可能也發揮了重要的作用。」
——國際能源署,RENEWABLES IN GLOBAL ENERGY SUPPLY, An IEA Fact Sheet
第一代技術已經非常成熟,第二代技術現在正在進入市場,而第三代技術,在很大程度上取決於長期的研究和發展方面的承諾,其中公共部門可以發揮作用。
第一代技術已經被廣泛應用於資源豐富的地方。它們未來的使用將依賴於對剩餘資源潛力的探索,特別是在開發中國家,和克服在環境和社會的接受程度有關的挑戰。
——國際能源署(IEA),全球能源供應中的可再生能源,一份IEA情況說明
水力發電廠的優點是長壽命,並且許多現有的工廠已經經營超過了100年。從電網運行的角度看,水電是一種非常靈活的技術。即使在今天的能源市場中,與化石燃料相比,大型水電仍提供了一個成本最低的選項,它沒有與電廠運行有關的有害氣體排放。
第二代技術
第三代技術尚未得到廣泛證明或僅具有有限的商業化。許多新技術已露端倪,可能有潛力與其他可再生能源技術相比較,但仍然依賴於吸引足夠的重視和研發經費。這些新技術包括先進的生物質氣化(Biomass gasification),生物煉製(Biorefinery)技術,高溫岩石(hot-dry-rock)地熱發電和海洋能等。
——國際能源署(IEA),全球能源供應中的可再生能源,一份IEA情況說明。
能源效率
走向能源可持續性不但需要在提供能量的方式上有改變,而且需要在使用的能源方式上也有改變,並把提供各種產品或服務所需的能量的數量減少是至關重要的。在能量方程中,在需求方改善的機會,是和那些在供應方改善的機會是同樣的豐富多樣,而且往往提供了顯著的的經濟利益。
可再生能源和能源效率,有時被說成是可持續能源政策的「雙支柱」。爲了穩定和降低二氧化碳排放量,這兩種資源必須被開發。使用效率可以減慢對能源需求的增長,使不斷增加清潔能源供應可以大幅度削減化石燃料的使用。如果能源使用的增長速度過快,可再生能源的發展將追趕後退的目標。同樣,除非清潔的能源供應迅速到來,需求增長放緩才將會開始減少總的排放量;此外需要降低能源的碳含量。因此,可持續的能源經濟任何認真的前景,都同時要求對於可再生能源和提高效率的承諾。
可再生能源(和能源效率)不再是只能由政府和環保分子促進的小眾行業。增加的投資水平和大部分的資金是來自更傳統的金融業者的事實表明,可持續的能源選擇正成為主流。這方面的例子將是節能聯盟項目與斯塔爾綜合製造(亨茨維爾,阿拉巴馬州,美國,StahlCon7),一個專利的發電機轉軸設計,以在現有的電力產生系統中減少排放量,在2007年授予發行權利給該聯盟。
清潔能源的投資
2010年綠色能源投資創紀錄的一年。根據彭博新能源財經的報告,在世界各地有近2430億美元投資風力發電場,太陽能發電,電動汽車,以及其他可選擇的技術,從2009年增長了30%,在2004年近5倍的錢投資。2010年,中國有511億美元投資清潔能源項目,是目前世界上最大的數字。南美洲有提供能源資助。
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