人类对元素循环的破坏作用

蒋高明

人类活动创造出新的物理化学条件，使地球化学循环具有新的特点。据20世纪80年代初的资料，人工合成的化合物迄今已达 500万种，每年的生产量也在6000万吨以上。人类活动释放到环境中的化学物质的数量，相当于火山活动和岩石风化过程释放的 10～100倍。所有这些物质都进入地球化学循环，从而改变着原有的元素迁移平衡，加速化学循环，形成新的地球化学过程。

翻耕土地也使土壤中容纳的一部分CO₂释放出来，腐殖质氧化产生的CO₂更多。燃烧煤炭和石油等燃料也能产生CO₂，特别是工业化以后，以这种方式产生的CO₂量逐渐增大，甚至超过来自其他途径的CO₂量。大气中的CO₂一方面因植物的减少而降低了消耗，另一方面又因上述燃料使用量的增加而增多了补充，所以浓度有增加的趋势。

20世纪发展起来的氮肥工业，以越来越大的规模将空气中的氮固定为氨和硝酸盐。现在全球范围的固氮速度可能已超过反硝化作用释放氮的速度。

人类最关心的环境污染都是人类破坏元素自然循环发生的。人类技术过程每年提炼数亿吨纯金属，如铁、铝、锡、铅、锌等；人类生产和生活的废弃物排放也不断增加，仅美国一个国家每年排放废弃物约 19440吨，其中各种化学物质达60万种以上。人类活动造成的离子流失量每年约12～18亿吨。

为了生存与发展，人类不断用人为的农业生态系统代替自然生态系统，用人为的物质循环渠道代替自然的物质循环渠道。例如在农田中，一年生作物的单种栽培代替了自然植被，消灭了大量肉食动物，只保留少数役用和肉用植食动物。人工灌溉系统减轻了缺水地区和缺水季节的供水问题，稻秆喂饲家畜和粪肥施田形成了局部循环，但不恰当的耕作方法却造成水土流失。特别是工业化以后，大量生产矿质肥料和人造氮肥，极大地改变了自然界原有的元素循环。