环境退化

环境退化(Environmental degradation)是通过空气,水和土壤等资源的枯竭导致的环境恶化; 破坏生态系统; 栖息地破坏; 野生动物的灭绝; 和污染。 它被定义为对被认为是有害或不合需要的环境的任何改变或干扰。 如I = PAT方程所示,环境影响(I)或退化是由已经非常大和不断增加的人口(P),不断增加的经济增长或人均富裕(A)的组合引起的,以及资源消耗和污染技术(T)。

环境退化是联合国威胁,挑战和变革问题高级别小组正式提醒的十大威胁之一。 联合国国际减灾战略将环境退化定义为“减少环境以满足社会和生态目标及需求的能力”。 环境退化有很多种类。 当自然栖息地遭到破坏或自然资源枯竭时,环境就会退化。 解决这一问题的努力包括环境保护和环境资源管理。

水分降解
环境退化的一个主要组成部分是地球上淡水资源的枯竭。 地球上大约只有2.5%的水是淡水,其余的是咸水。 69%的淡水在位于南极洲和格陵兰岛的冰帽中冷冻,因此2.5%的淡水中只有30%可供消费。 淡水是一种非常重要的资源,因为地球上的生命最终依赖于它。 水将生物圈内的营养物质,矿物质和化学物质输送到各种生命形式,维持植物和动物,并通过运输和沉积物质来塑造地球表面。

目前淡水的三大用途占其消费量的95%; 大约85%用于灌溉农田,高尔夫球场和公园,6%用于家庭用途,如室内沐浴用途和室外花园和草坪用途,4%用于工业用途,如加工,洗涤和在制造中心冷却。 据估计,全球有三分之一的人口已经面临水资源短缺,世界上近五分之一的人口生活在水资源短缺的地区,世界上几乎四分之一的人口生活在一个缺乏水资源的发展中国家。使用可用河流和含水层的水的必要基础设施。 由于未来许多可预见的问题,包括人口增长,城市化进程加快,生活水平提高和气候变化,水资源短缺问题日益严重。

气候变化和温度
气候变化以多种方式影响着地球的供水。 据预测,由于影响气候的大量力量,大气中二氧化碳(CO2)的数量将增加,未来几年全球平均温度将上升,这两者都将影响水资源; 蒸发很大程度上取决于温度和水分的可用性,这最终会影响补充地下水供应的水量。

来自植物的蒸腾可能受到大气中二氧化碳的增加的影响,二氧化碳可以减少水的使用,但也可以通过可能增加的叶面积来提高水的使用。 温度升高可以减少冬季的雪季,并增加融雪的强度,导致其达到峰值径流,影响土壤湿度,洪水和干旱风险,以及取决于地区的储存能力。

冬季气温升高导致积雪减少,导致夏季水资源减少。 这在中纬度和山区依赖冰川径流来补充其河流系统和地下水供应尤为重要,这使得这些地区越来越容易受到水资源短缺的影响。 温度的升高最初将导致夏季冰川融化迅速增加,随后冰川退缩,融化减少,因​​此随着这些冰川的尺寸越来越小,供水量逐渐减少。

由于温度升高,水的热膨胀和海洋冰川融化的增加让海平面上升,这也会影响沿海地区的淡水供应; 随着河口和盐度较高的三角洲进一步向内陆推进,盐水的侵入导致水库和含水层的盐度增加。 由于气候变化可能以多种方式影响水文循环,因此海平面上升也可能因地下水枯竭而引起。 全球温度升高和降水增加的不均匀分布导致水资源过剩和赤字,但全球地下水减少表明海平面上升,即使考虑到融水和热膨胀,也可以为问题提供积极的反馈海平面上升导致淡水供应。

空气温度的升高导致水温升高,这在水降解中也非常显着,因为水将更容易受细菌生长的影响。 水温的升高也会极大地影响生态系统,因为物种对温度的敏感性,以及由于温度升高导致水中溶解氧量减少,从而引起水体自净系统的变化。

气候变化和降水
预计全球气温上升也会与全球降水增加相关,但由于径流量增加,洪水增加,土壤侵蚀速度加快以及土地大规模流动,水质可能会下降,而水资源将会增加营养成分,它也会携带更多的污染物。 虽然大多数关于气候变化的关注都是针对全球变暖和温室效应,但气候变化的一些最严重影响可能来自降水,蒸散,径流和土壤湿度的变化。 人们普遍预计,全球降水量平均会增加,部分地区会有所增加而且有所减少。

气候模型显示,虽然一些地区应该预期降水增加,例如在热带和高纬度地区,但其他地区预计会出现减少,例如在亚热带地区; 这最终会导致水分布的纬度变化。 预计接收更多降水的地区将在冬季获得这种增加,并且在夏季实际上变得更加干燥,从而产生更多的降水分布变化。 当然,整个地球的降水分布非常不均匀,导致各地的水资源可用性不断变化。

降水量的变化会影响洪水和干旱的时间和程度,改变径流过程,并改变地下水补给率。 植被模式和增长率将直接受降水量和分布变化的影响,这将反过来影响农业和自然生态系统。 降雨减少将导致地区缺水,导致地下水位下降,水库和湿地,河流和湖泊空置,并可能增加蒸发和蒸发蒸腾,这取决于伴随的温度上升。 地下水储备将耗尽,剩余的水更有可能因盐水或地表污染物而质量不佳。

人口增长
地球上的人口正在迅速扩大,这与大规模环境的退化密切相关。 人类对需求的渴望正在扰乱环境的自然均衡。 生产行业正在排放烟雾和排放污染水资源的化学品。 排放到大气中的烟雾会产生有害气体,如一氧化碳和二氧化硫。 大气中的高污染层形成最终被大气吸收的层。 有机化合物如氯氟烃(CFC)在臭氧层中产生了不需要的开口,这会产生更高水平的紫外线辐射,从而使全球面临巨大的威胁。

受气候影响的可用淡水也在不断增加的全球人口中受到影响。 据估计,全球近四分之一的人口居住在使用20%以上可再生水供应的地区; 随着人口的增加,用水量将增加,而气候变化导致的河水和地下水减少也会加剧供水。 尽管有些地区可能会看到由于降水增加的不均匀分布导致淡水供应量增加,但预计供水量将会增加。

人口增加意味着从家庭,农业和工业用水中提取的数量增加,其中最大的是农业,被认为是环境变化和水资源恶化的主要非气候驱动因素。 未来50年可能是农业快速扩张的最后阶段,但在此期间更大和更富裕的人口将需要更多的农业。

过去二十年的人口增长,至少在美国,也伴随着农村地区城市地区的增加,将水的需求集中到某些地区,并给淡水供应带来压力。来自工业和人类污染物。 城市化导致过度拥挤和日益不卫生的生活条件,特别是在发展中国家,这反过来又使越来越多的人接触到疾病。 世界上大约79%的人口在发展中国家,这些国家缺乏卫生用水和下水道系统,导致受污染的水引起的疾病和死亡以及携带疾病的昆虫数量增加。

农业
农业依赖于可利用的土壤水分,其直接受到气候动态的影响,降水是该系统的输入,各种过程是输出,如蒸发蒸腾,地表径流,排水和渗透到地下水中。 气候变化,尤其是气候模型预测的降水和蒸散量的变化,将直接影响土壤湿度,地表径流和地下水补给。

在气候模型预测的降水量减少的地区,土壤水分可能会大幅减少。 考虑到这一点,大多数地区的农业已经需要灌溉,这会通过水的物理使用和农业退化导致的水消耗淡水供应。 灌溉会增加通常不会受到影响的地区的盐分和养分含量,并会破坏溪流和河流以防止筑坝和取水。 肥料进入人类和牲畜的废物流,最终进入地下水,而肥料中的氮,磷和其他化学物质可以使土壤和水都酸化。 随着全球人口越来越富裕,某些农业需求可能比其他需求增加更多,肉类是预计到2050年全球粮食需求翻番的一种商品,这直接影响全球淡水供应。 如果温度高且湿度低,奶牛需要饮用水,如果奶牛生产系统广泛,奶牛需要更多,因为寻找食物需要更多的努力。 在加工肉类以及生产牲畜饲料时需要水。 粪便可以污染淡水体,屠宰场根据它们的管理程度,将血液,脂肪,头发和其他身体内容物等废物带到淡水供应中。

从农业向城市和郊区用水的转移引起了对农业可持续性,农村社会经济衰退,粮食安全,进口食品碳足迹增加以及外贸平衡减少的担忧。 应用于更具体和人口稠密地区的淡水枯竭增加了人口中淡水的稀缺性,并使人口在许多方面易受经济,社会和政治冲突的影响; 海平面上升迫使从沿海地区迁移到更远的内陆地区,推动人口更加紧密地突破边界和其他地理格局,农业盈余和水资源短缺导致贸易问题和某些地区的经济。 气候变化是非自愿移民和被迫流离失所的重要原因根据联合国粮食及农业组织的统计,动物农业的全球温室气体排放超过了运输。

水管理
通过加大水资源管理力度,可以解决淡水枯竭的问题。 虽然水管理系统通常是灵活的,但适应新的水文条件可能非常昂贵。 必须采取预防性措施,以避免低效率的高成本和水资源恢复的需要,减少总体需求的创新对于规划水资源可持续性可能很重要。

现在存在的供水系统是基于当前气候的假设,并且是为了适应现有的河流流量和洪水频率而建造的。 水库根据过去的水文记录和历史温度,水供应和作物需水量的灌溉系统运行; 这些可能不是未来的可靠指南。 重新审查工程设计,运营,优化和规划,以及重新评估管理水资源的法律,技术和经济方法对于水资源管理以应对水资源退化非常重要。 另一种方法是水私有化; 尽管具有经济和文化效果,但水的服务质量和整体质量可以更容易地控制和分配。 理性和可持续性是恰当的,并且要求限制过度开发和污染,以及保护方面的努力。

环境退化的影响
人类活动正在造成环境退化,即通过空气,水和土壤等资源的枯竭导致环境恶化; 破坏生态系统; 栖息地破坏; 野生动物的灭绝; 和污染。 它被定义为对被认为是有害或不合需要的环境的任何改变或干扰。 如I = PAT方程所示,环境影响(I)或退化是由已经非常大和不断增加的人口(P),不断增加的经济增长或人均富裕(A)的组合引起的,以及资源消耗和污染技术(T)。

大规模灭绝,退化和生物多样性下降
生物多样性通常指的是地球上生命的多样性和多样性,并且由地球上不同物种的数量来表示。 自引入以来,智人(人类)直接(例如通过狩猎)或间接(例如通过破坏栖息地)杀死整个物种,导致物种以惊人的速度灭绝。 人类是当前大规模灭绝的原因,称为全新世灭绝,使灭绝率达到正常背景速度的100至1000倍。 尽管大多数专家都认为人类已经加速了物种灭绝的速度,但是一些学者假设没有人类,地球的生物多样性将以指数速度增长而不是下降。 全新世的灭绝仍在继续,肉类消费,过度捕捞,海洋酸化和两栖动物危机是几乎普遍的,世界性的生物多样性下降的一些更广泛的例子。 人口过剩(以及持续的人口增长)以及挥霍消费被认为是这种快速下降的主要驱动因素。 来自184个国家的15,364名科学家在2017年发表的一份声明警告说,除其他外,人类释放的这第六次灭绝事件可能会消灭许多目前的生命形式,并使它们在本世纪末濒临灭绝。

堕落是生态社区失去动物。

据估计,在过去40年中,超过50%的野生动物已经丧失。 据估计,到2020年,世界上68%的野生动物将会丧失。 在南美洲,据信有70%的损失。 发表在PNAS上的2018年5月的一项研究发现,自人类文明出现以来,83%的野生哺乳动物,80%的海洋哺乳动物,50%的植物和15%的鱼类已经丢失。 目前,家畜占地球上所有哺乳动物的60%,其次是人类(36%)和野生哺乳动物(4%)。

珊瑚礁死亡
由于人口过剩,珊瑚礁正在世界各地濒临死亡。 特别是珊瑚采矿,污染(有机和非有机),过度捕捞,爆炸捕捞以及运河的挖掘以及进入岛屿和海湾是对这些生态系统的严重威胁。 珊瑚礁还面临着污染,疾病,破坏性捕捞做法和海洋变暖等高危险。 为了找到这些问题的答案,研究人员研究了影响珊瑚礁的各种因素。 因素列表很长,包括海洋作为二氧化碳汇的作用,大气变化,紫外线,海洋酸化,生物病毒,沙尘暴携带剂对远处珊瑚礁的影响,污染物,藻类大量繁殖等。 珊瑚礁远远超出沿海地区。

一般估计显示,世界上约有10%的珊瑚礁已经死亡。 据估计,由于破坏性的与人类有关的活动,世界上大约60%的珊瑚礁处于危险之中。 在东南亚,珊瑚礁的健康威胁尤为严重,80%的珊瑚礁濒临灭绝。

两栖动物种群数量下降

地球暖化
全球变暖是大气二氧化碳浓度增加的结果,这主要是由石油,煤和天然气等化石能源的燃烧引起的,并且在不明的程度上是由于森林的破坏,甲烷,火山活动和水泥生产的增加。 。 由于先进技术的可用性和部署,以及化石燃料勘探,提取,分配,精炼以及发电厂和汽车发动机燃烧以及先进耕作方法的应用,全球碳循环的这种大规模改变才有可能实现。 畜牧业通过生产温室气体和通过破坏雨林等碳汇来促进气候变化。 根据2006年联合国/粮农组织的报告,大气中所有温室气体排放量的18%来自牲畜。 养殖牲畜和饲养它们所需的土地导致数百万英亩的雨林遭到破坏,随着全球肉类需求的增加,对土地的需求也将增加。 自1970年以来砍伐森林的所有热带雨林中有91%现用于牲畜。 大气二氧化碳浓度增加可能对环境造成的负面影响是全球气温上升,水文地质周期改变导致更频繁和严重的干旱,风暴和洪水,以及海平面上升和生态系统破坏。

栖息地破坏
热带雨林受到了大部分关于栖息地破坏的关注。 从全球原有的大约1600万平方公里的热带雨林栖息地,今天仍然不到900万平方公里。 目前的森林砍伐率为每年160,000平方公里,相当于每年原始森林栖息地损失约1%。

土地退化
土地退化是一个过程,在这个过程中,生物物理环境的价值受到作用于土地的人为过程的综合影响。 它被视为对被认为有害或不受欢迎的土地的任何改变或干扰。 自然灾害被排除在外; 然而,人类活动可间接影响洪水和丛林火灾等现象。

由于土地退化对农艺生产力,环境及其对粮食安全的影响,这被认为是21世纪的一个重要课题。 据估计,世界上高达40%的农业用地严重退化。

荒漠化
旱地约占地球陆地面积的40-41%,是超过20亿人的家园。 据估计,约有10-20%的旱地已经退化,受荒漠化影响的总面积在600万至1200万平方公里之间,约有1-6%的旱地居民生活在沙漠化地区,并且十亿人受到进一步荒漠化的威胁。

海洋酸化
增加酸度可能会产生有害后果,例如抑制大鱿鱼的代谢率,抑制蓝贻贝的免疫反应和珊瑚褪色。 然而,它可能使一些物种受益,例如增加海星,Pisaster ochraceus的生长速度,而带壳的浮游生物物种可能在变化的海洋中繁殖。

臭氧耗竭
由于臭氧层吸收来自太阳的UVB紫外线,臭氧层消耗会增加表面UVB水平(其他条件相同),这可能导致损害,包括皮肤癌的增加。 这就是“蒙特利尔议定书”的原因。 尽管平流层臭氧的减少与氟氯化碳和表面紫外线B的增加密切相关,但没有直接的观察证据表明臭氧消耗与皮肤癌的高发病率和人类眼睛损伤有关。 这部分是因为UVA(也与某些形式的皮肤癌有关)不被臭氧吸收,并且因为几乎不可能控制生活方式随时间变化的统计数据。

水分降解
环境退化的一个主要组成部分是地球上淡水资源的枯竭。 地球上大约只有2.5%的水是淡水,其余的是咸水。 69%的淡水在位于南极洲和格陵兰岛的冰帽中冷冻,因此2.5%的淡水中只有30%可供消费。 淡水是一种非常重要的资源,因为地球上的生命最终依赖于它。 水将生物圈内的营养物质,矿物质和化学物质输送到各种生命形式,维持植物和动物,并通过运输和沉积物质来塑造地球表面。

目前淡水的三大用途占其消费量的95%; 大约85%用于灌溉农田,高尔夫球场和公园,6%用于家庭用途,如室内沐浴用途和室外花园和草坪用途,4%用于工业用途,如加工,洗涤和在制造中心冷却。 据估计,全球有三分之一的人口已经面临水资源短缺,世界上近五分之一的人口生活在水资源短缺的地区,世界上几乎四分之一的人口生活在一个缺乏水资源的发展中国家。使用可用河流和含水层的水的必要基础设施。 由于未来许多可预见的问题,包括人口增长,城市化进程加快,生活水平提高和气候变化,水资源短缺问题日益严重。

破坏氮循环
特别值得关注的是N2O,其平均大气寿命为114 – 120年,比作为温室气体的CO2高300倍。 工业过程,汽车和农业施肥产生的氮氧化物和土壤排放的NH3(即作为硝化作用的额外副产品)和牲畜作业被运输到顺风生态系统,影响氮循环和养分损失。 已经确定了NOx和NH3排放的六大影响:

由于铵气溶胶(细颗粒物)导致的大气能见度下降
臭氧浓度升高
臭氧和PM会影响人体健康(例如呼吸系统疾病,癌症)
辐射强迫和全球变暖的增加
臭氧沉积导致农业生产力下降
生态系统酸化和富营养化。

对人体健康的影响
人类对环境的影响,如污染和全球变暖,反过来又会影响人类健康。

污染
不良空气质量可以杀死包括人类在内的许多生物。 臭氧污染会导致呼吸系统疾病,心血管疾病,喉咙发炎,胸痛和充血。 水污染每天造成约14,000人死亡,主要原因是发展中国家未经处理的污水污染了饮用水。 估计有5亿印度人无法获得适当的厕所,2013年印度有超过一千万人患有水源性疾病,1535人死亡,其中大多数是儿童。 近5亿中国人无法获得安全的饮用水。 2010年的一项分析估计,由于空气污染,中国每年有120万人过早死亡。 中国长期面临的高烟雾水平可能对平民身体造成伤害并产生不同疾病世界卫生组织在2007年估计,印度每年造成50万人死于空气污染。 研究估计,美国每年死亡的人数可能超过50,000人。

漏油会导致皮肤过敏和皮疹。 噪音污染会导致听力损失,高血压,压力和睡眠障碍。 汞与儿童的发育缺陷和神经系统症状有关。 老年人主要接触空气污染引起的疾病。 患有心脏病或肺病的人有额外的风险。 儿童和婴儿也面临严重危险。 铅和其他重金属已被证明会引起神经系统问题。 化学和放射性物质可导致癌症和出生缺陷。

2017年10月,柳叶派污染与健康委员会的一项研究发现,全球污染,特别是有毒空气,水,土壤和工作场所,每年造成900万人死亡,这是艾滋病,肺结核和疟疾综合造成的死亡人数的三倍,比战争和其他形式的人类暴力造成的死亡人数高出15倍。 该研究的结论是“污染是人类世时代存在的巨大挑战之一。污染危及地球支持系统的稳定,并威胁着人类社会的持续生存。”