环境与人类生态

1環境與人類生態單元五環境的規律性通識教育中心文史科講師林綱偉Feb.21,200525-1自然環境的規律性1.內營力2.外營力3地球內部與外部營力構成地球生態系統的自然環境（無機成員）處於地表的四個圈帶的接觸帶上，自然環境的運作是受到地球內部與外部營力相互作用下的產物。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈4自然環境的自然要素乃是按照自然規律運行，而人類因生存需要從而創造的人文環境則按照人類社會常規運作。二者在地表上，相互影響，甚至互為因果。人類社會（人）與自然環境（地）遂產生多層次的複雜關係，認識此一運作規律是探討人地關係時應有的知識基礎。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈海洋生態與人類社會的關連5自然環境的規律性自然環境的規律性可以表現在緯度、經度、垂直地帶與非地帶性現象上，主要是以來自地球外部的太陽能作為理解的基礎。此外，又受到地球本身內部地幔熱力對流作用的影響。61.內營力地球的內營力是地殼（岩石圈）發展的自然基礎。這些內部力量來自放射性元素蛻變產生的熱能，地幔中的熱力對流，以及地球自轉產生的動能。地殼的水平與垂直運動、褶皺、斷裂、火山噴發、岩漿入侵、地震、海嘯等，都是地球內部力量的表現。特別是地震與海嘯，往往帶來嚴重的環境災害，直接威脅人類生命，並造成財產損失，不可不防。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈72.外營力影響自然環境的外營力，主要表現在太陽能分布上的差異。太陽熱能再轉化為風化作用、流水、波浪、洋流等等，直接影響地殼的外貌。風化作用促成岩石圈表層土壤的化育，便提供了生物繁殖與養育的基質。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈太陽表面8太陽熱能與外營力陸地與海洋（水圈）之間水循環的發展也是太陽熱能促成的，水循環提供了生物不可或缺的水資源。至於流水的侵蝕、搬運與堆積作用，更是塑造地貌發展的動力之一。例如潮溼地區的陡坡上，表層風化物、土壤或鬆散的岩層等若含過量的水，往往促成土石流發生，形成環境災害。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈9行星風系與大氣環流太陽熱能入射角的差異，直接影響地表溫度的高低，緯度愈高，氣溫愈低。溫度的緯度差異和地球自轉結合，因而形成不同的氣壓帶和行星風系（大氣圈），進而促成大洋環流的發展。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈10大氣環流與洋流洋流形勢與大氣環流接近，赤道地區形成赤道洋流（赤道東風帶），緯度30-60之間則有西風漂流（西風帶）。洋流強化了大氣環流對氣候帶和自然帶的影響。熱能集中在低緯地帶，促成海面熱力對流效應，水氣蒸騰盤旋上升，是颱風、颶風形成的動力來源。11此外，太陽光能更是綠色植物行使光合作用的能量來源。植物生長也受到地表氣溫高低與降水多寡的限制，進而影響到動物的生存，以及人類的農業生產作息與人口分布（生物圈）。南極和北極是地表熱量最低的地方，也是人類活動最為稀少的地帶。撒哈拉沙漠乾燥缺水，故罕見人煙。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈12太陽光能影響另外，受太陽光能影響，水深200公尺以內也是海洋生物最為集中的場所。大洋表層到水深200公尺的水溫也具有緯度地帶性的強烈影響。赤道附近，海洋生物資源愈豐富，物種繁多。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈台灣以北東海水溫變化13北極區海域上層水溫約為0℃，大陸冰期長，江河流入的營養物質不多，生物種類較少。南極帶水溫介於0-5℃硅藻、磷蝦數量巨大，為鯨類提供餌料，是鯨類主要產區。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈14•自然環境的各要素之間彼此相互制約，共構地球生態系統的無機環境，提供生物成員維生的物質基礎。人類社會出現地表以後，也給自然環境帶來大幅的轉變。亦即所謂的自然環境並非純粹的自然概念，在一部份的自然環境中，還綜合有人類社會的因素（圖5-1）。簡單歸納如下五個層次的意義。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈照片說明：地球生態就像圖中的蝴蝶園，必須珍惜保護，才會生機盎然！15自然的意義1.未認識的自然。2.人跡未到，但有所認識的自然，包括有所認識的星體。3.人跡所到的自然。4.經過人類勞動加工，面貌改變的自然，如農田、牧場、果園等，也稱為人化自然。5.自然界中所沒有的，人類根據自然規律創造的，如汽車、飛機等，稱為人造自然，或稱為人造物。16自然環境的主體是第三與第四層次然而，由於人類活動的加強，第四層次人化自然的比重增大，自然環境中綜合的社會因素越來越多。人類的生產技術水平是自然環境轉化為自然資源的橋樑，隨著科技發展，人類利用自然資源的範圍和深度也不斷擴大。關渡平原西側農田17過去排除在資源以外的自然環境要素，一旦有了利用和開採的手段，便逐步轉化為可用的自然資源。隨著人口持續的增多，人類對自然資源的利用與開發加強，不僅加重了自然環境的負荷，也使得環境破壞與污染日益惡化，甚者還會危害到自然生態的平衡。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈酷熱40℃迫使人群湧向海灘，里斯本,Jun.19,2003185-2人地關係反思19自然生態系統在正常情況下，其結構和功能是互相協調、相對穩定的。隨著人口的增長和社會生產的發展，人們過度利用自然資源，局部地區遭到嚴重破壞，由於生態失調而承受了自然的報復。人們從發展社會生產中，逐步認識到經濟開發和自然生態系統的關係，覺悟到維護自然生態平衡的重要性。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈20要維護自然生態的平衡，首先需對構成人類社會與自然生態系統中的地理環境因子彼此之間的關連性有所認識。地理環境因子在發展過程中，既受到其他環境因子的影響，也給其他環境因子施予影響，而形成連鎖反應。連鎖反應的形式有三，分別是：（1）循環連鎖反應；（2）前續連鎖反應；（3）後續連鎖反應。分述如下：獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈21（1）循環連鎖反應以黃土高原為例，黃土高原水土流失嚴重，有兩個主要觸發因子，形成循環連鎖反應。客觀前提是黃土的物理性質（黃土土性）和當地的氣候狀況（大陸性氣候）所形成的脆弱的自然環境。主觀原因則是人口壓力。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈22亦即如果黃土高原人口稀少，森林、草地沒有遭到破壞，水土流失便不會像現在這樣嚴重。在偏低的生產力下，人口持續增加，因而擴大耕地（廣種薄收），結果是毀林毀草，進而加劇了環境惡化問題，形成惡性循環。就客觀前提來看，自然環境條件是難以扭轉的；因此必須從主觀原因入手改變。即：一、提高生產力；二、控制人口數量；並強化第二級與第三級產業以吸納過剩的農村勞動力。發展生產力的前提是改善人口素質。可見提高人口素質，增加勞力水平，減輕人口壓力，是黃土高原改變面貌的關鍵。23（2）前續與後續連鎖反應以七○年代的石油危機為例，石油價格波動對自然與社會環境有其前續與後續連鎖反應。油價上升的前續連鎖反應是石油工業的上游部門空前繁榮。石油探勘業一片興旺，到處尋找油源，於是鑽探機和鑽探平台產量增加。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈24油價上升的後續連鎖反應則相當廣泛，主要可歸納四項：1.石油工業下游產業蕭條。油價上升後，由於各行各業節約消費，原油需求減少，運輸量相應減少，不少海運公司因而倒閉。2.許多新建的超級油輪送場拆除，煉油廠和加油站數量銳減。•1982年美國和西歐有82家煉油廠停業。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈法國超級油輪在葉門外海被攻擊爆炸Oct.6,2002252.對消費汽油產品的產業部門有明顯的後續影響。如汽車工業，省油成為暢銷的重要前提。1980年起，日本車產量超越美國居世界首位。汽車重量減輕，零組件體積縮小，鋼材、橡膠、玻璃等原材料消耗和機械加工量減少，導致這二種產業市場容量也減少。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈豐田汽車東京生產線263.其他能源工業競爭力增強。1979年第二次石油危機後，相同能量的煤價只有石油價格的1/3，便使得衰退中的煤礦出現轉機。水力資源豐富的亞馬遜河流域、蘇門答臘、加拿大等加快水力發電建設，這也導致耗電產業，如煉鋁業轉移生產區位。地熱、風力、太陽能、薪材在能源中的地位上升。1983年，巴西用甘蔗生產酒精，供應全國汽車燃料1/4。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈274.促進節能運動與廢品回收業的發展許多國家制定廢品回收法令，全世界廢鋁回收率由1970年的17%上升到1981年的28%。日本和荷蘭有一半廢紙能夠回收。節能運動與廢品回收，無疑地減輕了人類對自然資源的消耗速率，對環境保護產生了正面效益。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈28本世紀以來，全球環境變遷愈加明顯包括氣候變遷，陸地及海洋生物生產力的變化、大氣化學稱份的變化、水資源變化及生態系統的變遷。總之，地球體系中幾乎所有的基本元素，所有人類賴以生存的天然資源－水、大氣、海洋、森林、生物、氣候等，都呈現出令人驚懼的變化。造成這些變遷的原因可能是自然的因素，也可能是人為的。總體來說，全球環境的變化終將影響到地球涵育生命（包括人類及其他生物）的能力。29圖5-2全球環境變遷趨勢（宋國城）30在全球變遷的趨勢中，人地關係的思維可能有下列盲點：1.短視的人地關係（時間尺度）：自然作用的規模與其作用的頻率呈反比。也就是說，規模愈大的事件，發生的機率愈小，反之，規模愈小的事件，則經常發生。例如，規模9.3的九二一集集地震數百年才發生一次，而無感地震卻每天在台灣地區上演。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈九二一大地震震央地景31時間尺度太短的結果人類對自然作用的可靠記錄不過是一百多年的歷史。以如此的時間尺度所推算出來的自然作用規模必然有限。是故，近年來頻頻發生創紀錄的雨量，洪水量，土石流與地震規模。這是因為我們考慮的時間尺度太短的結果。九二一大地震，南投信義鄉322.狹域的人地關係（空間尺度）：人類雖然可以改造地球表面的景觀，但從巨觀的角度來看，人類的作為仍然受自然環境的影響。以高南地區的魚塭分布而言，它們和歷史時期海岸線的吻合程度不免令人吃驚。33高雄市七一一水災範圍（紅色）全新世的沖積扇發育可使人體會神木村擺脫不掉的土石流災害。711高雄市淹水分布與洪水平原相符，顯然都市的建設並未改變基本的水文狀況。岡山地區的淹水宿命，也可能是自然作用的結果。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈（宋國城提供）343.穩態的人地關係（變遷速率）：傳統上我們認為環境是穩定的，人類可以作出明智的抉擇。工業革命以來，全球溫室氣體的增加率是自然增加率的千萬倍，科技的發達使人類改變環境的能力驟增；因此環境變遷的速率遠超過境本身適應的能力，造成全球異常氣象事件的發生頻繁，同時也使人類預測自然作用的模式失真，造成災害事件的發生。土石流，水里鄉上安村35人類作為地球生態系統的生物成員，因生存之需而與周遭自然環境產生互動關係。然而，隨著人類生態系統的運作，文明持續的進步與科技發展，使得人類改變環境的能力提升，環境破壞與污染問題則愈加嚴重惡化，傳統的人地關係業已發生變化，這也使得人類必需正視環境保護與維護生態平衡問題。獩疁晫QuickTime?㎝斑TIFF癩暫浚癪爱悧浚鏆當坷弹稓殰礶癈36從前述環境特性之說明可知，人類社會在環境保護與生態保育問題上，首要關鍵還是在於理解與掌握生態系