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【環境與人】非生物環境之組成與變遷綱要及展望--姜善鑫

環境與人
【環境與人】非生物環境之組成與變遷綱要及展望--姜善鑫

非生物環境是指所有影響地球上生物生存或發展的外在因子(或條件),這些所有的外在因子非常複雜,而且彼此又相互影響。若從宇宙看地球,地球的非生物環境是由大氣圈、岩石圈、和水圈三大部分組成。

地球大氣圈的厚度若以一萬公里為其上限(事實上該處幾乎已無空氣),大約其97%的大氣是集中在最貼近地表面的25公里空間範圍內。在地面上80公里以內的空氣層是均勻大氣,其組成成分相當一致,主要為氮、氧、氬等永久氣體與其他微量氣體。在微量氣體中,水氣和二氧化碳係因時因地而有差異,因此又稱其為變動氣體。變動氣體雖然為量極微,但是其影響卻非常大,是非常重要的溫室效應氣體。地球大氣中的重要溫室效應氣體有水氣、二氧化碳、甲烷、氮氧化物、及人造的氟氯碳化物等。

太陽輻射能是地球最主要的能源。當太陽輻射穿過大氣圈進入地球時,大氣的永久氣體並不會吸收太陽輻射能量,俟地表吸收太陽輻射能量後,再以地球輻射方式放出,這時大氣中的溫室效應氣體即會吸收地球輻射能,並再反射回地球,這種效應稱為地球的“大氣溫室效應”。地球因有大氣溫室效應,所以地球的氣溫不至於下降到地球的黑體溫度。地球的黑體溫度理論上為攝氏零下18度,但地球因為有大氣溫室效應,所以其實際溫度為攝氏15度,兩者之間相差了攝氏33度。地球大氣圈中若溫室效應氣體增加,則溫室效應增強,地球的平均氣溫自然上升,這種現象稱為“地球暖化”。

人類文明進入工業革命後,因為大量使用化石燃料,燃燒化石燃料會釋放出二氧化碳溫室效應氣體,導致地球大氣中的二氧化碳大量增加。此外,人類為了增加糧食生產,又擴大燃燒森林、草地,以便農地耕種。燃燒林地會釋放氮氧化物溫室效應氣體,農地耕種則又釋放出大量甲烷溫室效應氣體。更甚者,人類自己又生產了自然界本來不存在的氟氯碳化物工業原料,該化合物在大氣對流層中相當穩定,它不會受到破壞,而且其生命期又長,並且它吸收地球輻射的能力更勝於二氧化碳千倍,它是超強的大氣溫室效應氣體。當氟氯碳化物上升到大氣平流層時,它吸收太陽紫外輻射產生光解作用,生成氯,再催化臭氧,因此它是破壞地球大氣臭氧層的元兇。目前地球的南北極上空均出現臭氧層稀釋現象,此即是有名的“臭氧洞”。

地球的大氣除了溫室效應外,目前更遭受到嚴重的污染。大氣污染不但影響生物的生長,而且也有害人類的健康。大氣污染又導致酸雨的生成,然後酸雨再進一步危害人類健康並造成生物圈的浩劫。

地球的岩石圈並非是“山河永固”,它也是一直在變化中。其變遷的尺度有大有小,有快有慢。在野外常可看見高山上有海洋生物化石,這即表示以前的海洋現在已變成高山;同樣在海底下也可發現陸地植物化石,這即表示以前的陸地現在已變成海洋。所謂“滄海桑田”“高岸為谷,深谷為陵”等,在地球的歷史中都是常有的現象。地球的板塊漂移其時間尺度超過千萬年,其空間尺度擴及全球;山崩與土石流現象的時間尺度為瞬間發生,其空間尺度則僅為局部小地區。

台灣位於歐亞大陸板塊和菲律賓海板塊的交界處,以前曾在海底,後來在兩板塊的擠壓碰撞下,突出海面,形成今天形貌之島嶼。目前台灣地區地震頻繁,亦是受到板塊擠壓碰撞的影響。台灣又因多雨且降雨強度大,因此而造成的陸地侵蝕和堆積現象,非常顯著,這些作用也在改變陸地表面。

全球暖化現象造成全球海平面快速上升。雖然海平面從一萬年前上一個冰河時代結束以來就已經開始上升,但在19世紀以前,其上升速率非常緩慢。根據調查,在20世紀初期,全球海平面平均每年上升1公釐;到了20世紀末葉,全球海平面大約每年上升1.2至1.5公釐之間;科學家估計,在2050年時,全球海平面預估每年將上升20至30公釐。

全球海平面上升將對人類造成空前巨大影響。通常在砂質海岸地帶,海平面每上升1公分,海岸將因受到侵蝕作用而後退1公尺以上。海岸線的後退會導致許多陸地消失(其實是被海水淹沒掉),尤其是大河口的三角洲及低平的海岸平原地帶最嚴重。這些低平的海岸平原及三角洲通常土地肥沃,是人口稠密和工商業發達地區。海岸後退將使原來居住其地的居民流離失所,若當地政府處理不當,將使這些人民變成洪水難民,因此可能造成社會、經濟、或政治的動盪不安。

地球非生物環境之變遷是不可避免的事。台灣由於地理位置因素,其變遷較世界其他地區更為顯著。做為地球村成員之一,台灣從政府到人民如何通力合作,善盡責任,實是刻不容緩之事。若我們現在仍不重視非生物環境的變遷,則史無前例的環境災害將更為頻繁。若我們現在還不想方設法,謀求解決之道,那麼等到2100年時,我們將會發現那時的台灣與今天的台灣相比,台灣已經經歷了一場巨大的環境變遷浩劫。