没有人能够回答有关酸雨对植物和人的影响的所有问题。然而,迟迟不采取行动来改变这种状况将是危险的。
大约在三亿年以前,在欧洲和北美的许多土地都为森林所覆盖,它们生长在潮湿而松软的沼泽地区。这些树木是今天的森林的祖先。当它们死亡以后,掉进保存它们的含盐的水中,沉积物在一段漫长的时间内受到愈来愈沉重的负担所造成的压力,将它们转变成为煤,它在美国、欧洲和苏联的地质层中储量极为丰富。
广泛地烧用来源于这些古者的森林的煤,威胁着今天的森林的健康,且不提它对人类和环境带来的身体上和经济上的危害。这主要是由煤中含有的硫和氮的化合物造成的,它们在煤燃烧时挥发进入大气层中,并以酸性沉降物形式返回到地球上。人们对能量愈来愈多的需求,意味竞要烧用更多的煤,这样就会产生更多的酸性沉降物,从而更加速森林的枯萎。
酸性沉降物通指酸性的雨、冰雹、雾、气体和干的颗粒状物质。构成酸性沉降物的主要是硫和氮的氧化物,它们同水起反应,形成硫酸和硝酸。酸性沉降物的大气化学现象十分复杂,受到太阳辐射、温度、浮云状物的类型以及大气中的其它污染物质的影响。
酸雨中的硫和氮的化合物也会使土壤酸性化。这会导致土壤中的某些有害元素如铝的析出,这些元素通常结合在土壤颗粒的内部和上面,而不会被植物的根所吸收。但是,当它们进入土壤溶液中并被根所吸收时,就有可能积累到足以成为有毒的物质的浓度。而当土壤酸性化时,植物所需要的其它元素如钙的供应就会减少,这样一来,树林就会遭受营养故障。长期酸化作用的结果还会造成其它方面的不良影响,所有这些都会引起土壤的退化和生产率下降。
尽管空气污染和与此相伴随的酸性沉降物长期以来加剧了森林的破坏,并使湖泊和其它水域酸性化,然而公众对此问题的普遍关注还只不过是近25年来的事情。电视、报纸和新闻杂志描绘出一幅日趋严重的破坏景象。被视为优美而宁静之地的国家公园和森林虽幸免于耕种、采伐、筑路、开发和其它商业性目的造成的冲击,却大批大批地毁于空气污染。在这一大敌尚未被觉察到之前,就已通过渐渐的、不易被人察觉的方式造成了严重的破坏。
空气污染仅仅是今天的森林遭受到的多种压力的一种。其它的压力包括气候的变暖、日趋严重的霉菌和昆虫问题以及愈来愈多的人为砍伐和破坏等。这些压力会引起树木和其它植物的生产率下降,使其不能发芽,或者妨碍对其生命循环和功能来说是必不可少的某些过程的激发。即使是树木生理上的微小变化,也会造成对森林生长的损害。
污染的影响
树木,尤其是针叶树最容易受污染作用的损害。这是由于它们的寿命很长,而且在2至4年中每一单个的叶片都会受到某种可能在大气中存在的外来物质如像硫和氮的氧化物的熏染。树叶中会积累并残留下一些这类物质,在较低的污染程度下,它们的光合作用会:受到抑制。当污染程度更严重时,树叶就会出现不同形式的枯黄和“烧焦”,结果使它们先于正常情况而脱落到地上。
然而,每年的农作物生长到45天至120天就可以成熟,因此有毒物质的积累还没有达到这样的程度。此外,作物的培育者们正在不断地培育出新的、更好的一年生粮食作物品种,它们更适应当地的特定环境条件。
植物对大气中污染物的感应是不胜枚举而且各式各样的。如目前在东欧发现的极高度的污染会使所有的树木致死。如果树木不是立即死亡的话,也会变弱,变得对病害虫敏感而死于继发原因。不仅森林会受影响,而且粮食作物、草原和观赏植物乃至那些生长在高海拔地区和遥远的北方对地球表层起着保护作用的矮小的灌木和其它树木也会受到影响。虽然世界上有些地方受烧煤造成的污染影响较其它地区小,但却找不到一个绝对不受影响的地方。
看来,正如像酸性沉降物对我们的森林的影响那样,它对我们的水域也会产生不良的影响。当水的酸度增高时,鱼的数量也会减少,乃至最终全部死亡,因为某些鱼类赖以为食的微小植物在酸度过高的水中难以为生。这发生在北欧尤其是斯堪的纳维亚的许多湖泊中,而现在又出现在美国北部和加将大。
挪威是酸性沉降物对其森林和水域危害严重的国家。她的许多湖泊的基岩都是花岗石,它的含钙量少,故不能阻止酸的沉积。此外,挪威的土壤属于极易受日益增长的酸化损害的一类。湖泊中不能养鱼这一问题与酸性沉降物密切相关;然而迄今还没有人能够确证它是唯一的祸根。
酸性沉降物对植物的影响
已提出了许多有关酸性沉降物对植物的影响的见解。有的科学家认为,大气中的氮的氧化物对树木实际上起着一种肥料的作用,因此它们的死亡可能是由于氮含量过度所致。另一些科学家则认为,阿巴拉契山脉中的云杉属植物的生物系统的枯萎,很可能是可以预料的周期性的不可避免的正常死亡的组成部分。
还有一些人则相信,树木的枯萎是由于气候变化所引起的。在过去的12,000年中,气温不断变暖。对于酸性沉降物和树木的衰亡有着许许多多的看法,然而却无人能对现存的各种关系作出完整的解释。
有些人认为酸性沉降物实际上有助于提高某些缺硫的农业土壤的生产率。的确如此,某些土壤能够从烧煤的发电厂散发出来的硫得到好处,但也存在一些问题。酸性物质的不规则分布,对受其影响的大部分地区来说,可能是有害的和不期望有的。由于缺乏钙、钾或者来自烟尘的其它养分的补充,这些增加的硫会造成营养供应上的不平衡。对增加的硫的量没有进行控制。而且增加的硫含量却低于良好的植物营养所需要的量。将酸性沉降物视为对农业生产者有利的观点,不过是井蛙之见。
今天,许多森林学家、生物学家和水文学家以及科技界的其他人士,都参与一场与群众性的实地观察分析类似的运动。他们对已经死亡和正在衰灭的树木的残存物进行检验,以便弄清这是否由于空气污染所造成的。如若是,就要弄清楚它的作用方式。这是一项非常必须而且应该扩大和加强的工作,因为目前所作的努力实在是太微乎其微了。
技术革命
在报纸和杂志上有愈来愈多的文章预言我们的森林的末日,并且对正在扩大的托夫勒的“第三次技术革命浪潮”大军表示了如此大的愤怒,乃至已划出了战线,从中可以看出将来有可能发展成为人类历史上最大的一场文化冲突的最初的小争端。一方面,技术革命要求所有的新技术都能预防对环境产生不利的影响,而且要剔除和停止使用那些老的技术。另一方面,正在削弱的在第二次浪潮中建立起来的工业社会的队伍却坚持认为:曾经给我们的国家带来过巨大利益的生产力,将来也会对她起同样有益的作用,不管它对环境会造成什么样的后果。因此,进步和改革的力量是站在第三次浪潮这一边的。
森林是我们的最重要的遗产之一。现在,我们就必须寻找出路,采用那些与我们的生态和经济的其它方面也能和谐共存的手段,以确保森林不受毁坏。在灾难降临以前,现在就必须这样做,否则,纠正措施所需的费用会远远超过社会愿意付出的代价。
虽然人类对空气污染的敏感程度不如植物对空气的敏感程度,但事情却没有就此了结。人体内对正常食物和废物的处理系统;乃至我们的气体交换系统都对我们的身体起着一种净化和再激活的作用。然而,怎样低的和持续的污染临界值,最终会被证明对人类有害并使其衰弱呢?历史学家相信,由供水铅管引起的低度铅污染,可能是造成罗马帝国崩溃的部分原因那么,空气污染是否也会对当今世界造成同样的后果呢?
虽然企业家、政治家和报纸编辑们可能试图采取行动来对付空气污染,然而在办任何事情之前,都需要公众对此有强烈的愿望,而且往往需要来一个大的变革。不论客观事实会是怎样,在当人们尚未觉察到空气污染是有害的、令人不愉快的、使人感到不方便的而且是代价昂贵的因而受到激励以前,空气污染将继续成为一个问题。就疾病、降低作物产量和损害生活质量而言,只有少数人才了解悬浮粒子、气体和残留物的科学测量方法。某些生长在污染严重地区的人,甚至以为这种情况还是正常的呢!我们必须克服那种不愿将世界看成是一个支持生命的生态系统的看法。空气污染是可以控制的,但控制它的法规必须是有真知灼见的,可以实施而且必须执行的。
森林的退化和衰亡所引起的问题是不容易解决的。甚至在危机被确认之后,还需要40至100年的时间才能再生产出丧失掉的树木,而且在此之前还需要一段附加的时间来消除被我们造成的混乱。据美国总会计局所作的测算,工厂需要花多达70亿美元的巨款来添置设备,以控制二氧化硫的散发。这可能还是一种偏低的估算,但从污染给社会造成的损失看,对于解决问题来说这一代价并不算太高。朝此方向前进而作出的决策,对解决污染问题将会是一个有益的步骤。
我们为了了解空气污染问题而作过的研究努力,就这一问题对社会所具有的经济的、政治的和社会的重要性而言,还是微不足道的。尽管如此,我们目前已掌握的大量的环境资料业已清楚表明,酸性沉降物会对森林和其它类型的植物生长产生巨大的不良影响。有人认为,在采取补救措施之前,我们应该等待,直到找出所有的答案为止。这可能要等几十年。但如若我们真的这样做,那么我们就会坐失良机,很少作为了。
[The Futurist,1987年1~2月号]