摘要:本文回顾了世界人口增长的历史,由此看到人口增长是无限的,而地球资源和食物的生产是有限的。通过对人口现状和食物短缺这一尖锐矛盾的分析,阐述了人类为了光明的未来,一方面要应用现代科学技术,最大限度地提高粮食生产量,另一方面要对人类自身这个种群的数量进行调节,使之与人类的生活环境和谐相处。
关键词:人口增长,地球资源、食物、生存、科学技术
【分类号】F124.5
地球誕生以后,经过极其漫长的岁月,逐渐分化出了大气圈、水圈、土壤圈和岩石圈。人类出现以后就跟上述自然环境通过物质循环和能量流动,建立了相对稳定的生态体系,但人类在改造自然的同时也破坏了自然界的和谐,并由此尝到了自己种下的苦果。特别是二十世纪以来,由于人口剧增,迫使人们以史无前例的速度及深度发展科学技术,以此来进行地球资源的开发利用,从而导致了粮食人口、环境资源等重大问题的出现。这些问题日益威胁着人类的生存和发展,因此,增产粮食、控制人口、保护环境、合理开发资源等已成为当今世界重大的研究课题。
1、可怕的世界人口增长速率
纵观人类历史,世界人口有过三次较大幅度的增长。第一次是在人类祖先刚从灵长类进化为人的时代;第二次是伴随着新石器和原始农业的发生而出现的。英国生物学家赫胥黎估计,从那时起,人口大约每过1700年增加一倍。到了青铜器时代初期,世界人口约为2500万;到了铁器时代初期,约为7000万;到了纪元初,约为1.5亿。此后,人口的平稳增长便告结束。第三次人口增长从文艺复兴以后,开始出现了爆炸式增长,直到现在还继续,并且增长的速度是有史以来最快的。18世纪的工业革命加速了食物生产和人口增值,世界人口不到200年就增加了一倍,人口从1650年的5亿人膨胀到1800年的8.5亿。到了1900年,世界人口达到16亿。1950年为25亿,1962年为30亿,1970年为35亿。也就是说,在20世纪前70年,尽管经历了两次世界大战,人口总数还是增加到了35亿。根据联合国人口统计局统计:1977年世界人口约为43亿,1999年10月12日,世界人口达到了一个空前的数字——60亿。目前,世界人口正以每年约8000万的速度增长着,增长率约为每年2%,而1650的人口增长率估计只有3‰。联合国秘书处经社事务部人口处发表的世界人口长期预测报告指出,假设全世界每位妇女生两个孩子,世界人口预计将从1995年的57亿增长到2150年的108亿,到2200年,将接近110亿。这简直就是一个扶摇直上的对数生长曲线。[1]
2、人口增长对土地资源的压力
首先,从土地资源的利用来看,在地球上,在320亿英亩的大陆面积中,大约有1/4适于耕种,1/4适于放牧。但严重的是,大约有1/2的土地是难以开发利用的。其中,10%是终年积雪,4%是冻土,20%是沙漠,另有16%是斜度很大的山坡。
由于人类的肆意开发土地、破坏森林植被、草原过度放牧、实行破坏式耕作制度、进行不合理的灌溉等,使土地资源受到严重破坏,土质发生严重退化。据专家观察估计,由于森林、植被遭受破坏造成生态失衡,致使全球每年耕地表土净流失量高达330亿吨,其中印度47亿吨,美国15亿吨,中国33亿吨。如果照此速度流失下去,则不足300年地表土壤将全部丧失掉。特别是近年来生产和经济的飞速发展、城市不断扩大、交通运输网的建设以及地下资源的开采等也是造成土地面积减少的重要因素之一。
3、人口狂增与食物短缺的尖锐矛盾
土地,尤其是可耕地是食物生产的基地,是人类赖以生存的自然资源。没有土地,无从谈起食物的来源,耕地面积的日益减少与世界人口的爆炸式增长形成了极其尖锐的矛盾。地球上每年植物的净生产量总计约为165×1015克,或660×1015大卡。每人每天消费2200大卡,以此计算,一人一年就要消费8×105大卡。每人每天消费2200大卡,以此计算,一人一年就要消费8×105大卡。以1999年世界人口为60亿来计算,总的能量消费就是4.8×1015大卡,这个数字相当于植物生产量的0.73%。表面看来,60亿人口的食物是相当充足的,可是,严重的问题必须引起我们的深思。一方面,以上所说的植物的净生产量要维持地球上所有动物、人和一切异养生物的生存;另一方面,植物生产量并非全部都可消费,而只能利用其中很少的一部分,就如同我们不能把整株小麦吃掉一样。况且人也不能光吃素食,还要从肉食中获得能量,折合成初级生产能则是后者的十倍。为此,某些科学家指出,人类充其量只能利用植物生产量的1%作为食物。这样,地球可养活的人口就只有80亿。然而,以现在人口爆炸式的增长速度,再过数十年如何以有限的垦地资源养活日益增长的世界人口,不能不引起人类深深的忧虑。[2]
世界上粮食的生产与人口分布的密度极不均匀。粮食生产富足的国家,如美国和加拿大,人口密度却很小;而粮食生产少的国家,如印度和非洲国家,人口密度却很大。以1971年为例,发达地区的人口约11亿,占世界人口3%,却享用了粮食生产的一半;而其他不发达地区的人口约27亿,占世界人口的70%,享用了粮食生产的另一半。随着人口的增加,人类对粮食的需求量也日益增加。据美国国际粮食政策研究所推算,现在世界粮食增长赶不上人口增长的速度,照此下去,则全世界每年将短缺约1亿吨粮食、5000万吨蛋白质。据估计,现世世界人口中几乎有1/3处于饥饿状态,他们每天都在死亡线上挣扎。
4、人类为生存所作的种种努力
民以食为天。地球上现有的和即将产生的如此众多的人口,如何解决吃饭问题?面临着急剧增长的人口数目,地球到底有多大的负荷量呢?
人类正面临着严峻的决择。一种可能性是,人类继续无节制地增长,最终将不得不接受自然给予人类的惩罚,那将是强制的而又是灾难性的;另一种可能是,人类依靠理性文明,与环境和谐共存,创造光明的未来。人类为了自己的生存和繁衍,当然要选择后者,并为此作了种种努力:
4.1严格控制人口增长
这是最根本的措施。唯一的途径是设法做到人口的自我控制,降低出生率。目前世界上只有少数国家的出生率下降到替补水平。但即使达到了替补水平,如果在人口的年龄结构中,大部分人处于较小的年龄组,由于进入育龄期的妇女的人口还在增长,人口也还会增长。因此,要真正做到人口的控制,任务是极其艰巨的。尽管如下,人类还是必须要切实有效地控制人口增长,这样才能有效地缓解由于人口增长而引起的粮食短缺、土地匮乏和环境污染等问题。
4.2努力提高食物产量
科学家估计,随着科学的向前发展,今后陆地食物生产量可望提高4倍到8倍。食物生产的前景是广阔的,途径是多种多样的。菌类有惊人的生产能力,它的食物来源十分广泛,而且易于取得,有些植物、动物都可供其食用。用它来生产人造蛋白,可使食品工厂化。作为食物来源,可以说,细菌和真菌是一个还没有开发的“宝库”,对于解决当代的粮食问题,有着极大的潜力。另外,利用现代基因工程技术来改造农作物而获得的转基因食品极大地缓解了食品紧张的矛盾。
60年代中期在发展中国家兴起的“绿色革命”在今天仍具有重大的现实意义和深远的历史意义。它是以采用农作物高产良种为中心的一场新技术革命。其主要内容是大规模地推广矮杆、抗倒伏、产量高、适应性广的小麦和水稻等作物优良品种,并配合灌溉、施肥等技术的改进。这一技术取得了惊人的成就,对缓解粮食不足起到了巨大作用。1990年世界粮食理事会第16次部长会议提出在发展中国家开展新的“绿色革命”,称为第二次“绿色革命”,其发展方向主要有三个方面:(1)在巩固水稻、小麦、玉米育种等第一次“绿色革命”的基础上,加强高梁、木薯、香蕉等作物的研究,并向林业、渔业等领域扩展。(2)在有效利用灌溉地的同时,向旱地、低地、丘陵山地扩展,更多地注意这些低潜力地区。(3)扩大生物技术的研究与应用,开展“基因革命”。花药培养除已实际应用于水稻、小麦等粮食作物外,将在加速新品种选育中发挥更大作用。非豆科作物的生物固氮的突破,将使目前的施肥技术体系发生巨大变革。在这个过程中,常规技术与现代生物技术的有机结合,将为发展食物生产,提高生产力水平,解决人类的饥饿问题发挥不可估量的作用。
另外,利用现代基因工程技术来改造农作物而获得的转基因食品极大地缓解了食物紧张的矛盾,1983年,美国在世界上首次培植转基因作物获得成功。我国一位著名科学家激动地写道:“转基因食品的出现无疑像一道划破天际的曙光,给我们带来无限的希望。”所谓转基因,就是利用生物技术,人为地将某一种或多种生物中的遗传基因,通过电击等特殊手段转移到其他物种中去,用以改造后者的遗传物质,使其基本性状、营养品质、消费品种等方面向人类所需的目标转变。转基因技术的出现,极大的提高了食物的产量,有效地缓解了粮食紧张的局面,但同时也在全世界掀起了轩然大波。转基因食品对人类的健康是否有害,在国与国之间及同一国内都引起激烈争论。例如2002年8月17日,赞比亚政府宣布:尽管赞比亚严重缺粮,但是考虑到转基因粮食可能对人体健康造成的负面影响,赞比亚政府决定不接受美国无偿提供的5.1万吨转基因玉米。我国一位著名学者指出,我们将无法回避转基因食品,因为转基因是解决未来食品需要的重要技术,它是不可逆转的。现在,世界上种植物的国家越来多。据报道,1996年全球有6个国家,1998年为9个国家;2001年为13个国家;2003年为18个国家。我国的《经济导报》在2003年报道,中国转基因作物种植面积已突破210万公顷,成为世界转基因作物种植大国。[3]
科学家除了在陆地上寻求提高食物产量的途径外,还把目光投向了海洋甚至外层空间,把希望寄托在通过拓展生存空间(如移民海洋和移民外层空间)而使人类得以不断繁衍。限于篇幅,这里只简要谈一下人类为摆脱食物的困绕而向蓝色的海洋乃至内陆水域索取其所需要的优质水产品的情况。
人们在用好土地的同时,面向广阔的水域,大力发展集约化养殖、增殖技术与捕捞技术,以挖掘水产资源的巨大潜力。
海洋占整个地球表面积的70%,海洋资源极其丰富。据估计,地球上的生物资源80%在海洋里。海洋生产主要由鱼类、贝类、甲壳类和鲸类等所组成。因为这些生物位于食物链的较远端,所以海洋的潜在生产量比直接收获藻类要小得多。海洋生产量以蛋白质为主,大约可以满足人类蛋白质需要的30%,满足人类总能量需要的3%。因此,可以说,海洋科学的发展使人类看到了新的曙光。
5、结束语
上文我们提到,面对地球今天的实际情况,人类为了生存作了种种努力。一方面应用现代科学技术,最大限度地提高粮食产量;另一方面,人类依靠智慧和文明,依靠对自然和社会发展规律的深刻理解,依靠对未来的预见和发达的科学技术,对人类这个种群的数量进行调节,使之与人类的生活环境和谐相处,则人类的未来是光明而美好的[4]。然而,人类如果不节制自己,任人口继续以现在的速度增长而不加限制,则各种努力都是徒劳的,各种科学技术发明都不能使我们摆脱困境。
主要参考文献:
[1]陳阅增主编.普通生命学——生命科学通论.第1版.北京:高等教育出版社,1997:603—605.
[2]谈家桢著.生命的密码.第1版.湖南:湖南少年儿童出版社,2010:002.
[3]马博华主编.生命探秘.第1版.北京:科学普及出版社,2009:71—82.
[4]陈月强著.生命起源及其进化.第1版.北京:光明日报出版社,2015:230—240.
作者简介
陈月强 1960年10月16日生(56岁),汉族, 男,籍贯:贵州省镇宁县.1982年大学本科毕业,学士,生物高级讲师(五级)。2015年出版了32万字的个人学术专著《生命起源及其进化》(北京:光明日报出版社,2015.5 ISBN 978-7-5112-8472-3);1992年以来陆续撰写了数十篇科研和教研论文在国家级、省级以上刊物发表。其中多篇论文在《生物学通报》、《生物学教学》等国家级核心期刊上发表;1998年获“曾宪梓教育基金会1998年中等师范学校及教师进修学校优秀教师奖”(见《中国教育报》1998年11月18日第3497号等);1997、1998年、1999年连续三年担任贵州省中专系列高级职称评委,分别任学科组副组长、组长职务。