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解决地球系统问题需要新站位
——“两个共同体”理念与地质调查工作发展(上)
发表时间:2018-10-09 来源:中国矿业报 作者:徐勇 吴登定 杨建锋 王尧

资源、环境与生态问题已成为事关人类发展前景的全球性问题。近几十年来,随着人口急剧增长与经济快速发展,世界工业化、城市化进程不断加快,人类活动已成为全球变化的重要驱动力。在经济全球化、区域一体化不断深化的推动下,各国经济发展对相互之间资源、环境与生态的影响不断加大,人类进入了生态全球化时代。面对前所未有的重大而紧迫的全球性环境问题,世界各国在持续努力探索解决之道。党的十八大从新的历史起点出发,做出“大力推进生态文明建设”的战略决策;习近平总书记从新时代基本方略的高度提出要树立“两个共同体”理念——“人类命运共同体”理念与“山水林田湖草生命共同体”理念,为推进全球经济社会发展指明了方向,地质调查工作迎来了新的转型发展。地质调查工作如何适应与服务全球与国内生态文明建设并推动全球与区域问题的解决,亟待深入思考。

地球系统问题的全球性与区域性

20世纪50年代以来,人类活动对地球系统影响的程度和频度发生了急剧变化,人类施加于地球系统的各种压力进入“大加速”时期,地球从全新世跨入了新的地质年代——人类世。人类活动对地球系统的影响已经接近或超过自然因素引发的环境变化,并正在继续加剧,有可能产生不可逆转的后果。在第23届联合国气候大会上,来自世界各国的科学家发出警告:地球系统越来越抵近危险的“临界点”。

11990~2015年不同国家矿产资源人均开采量与消费量变化

1. 全球自然资源开发从线性增长转变为指数增长,发展中国家增长尤为突出

过去的100多年,矿产、水、土地等自然资源开发经历了从线性增长到指数增长的转变。

(1)矿产资源:全球开采总量快速增长,发达国家主导矿产消费,发展中国家开采快速增加

1901年以来,全球矿产开采总量经历了缓慢增长、快速增长、稳定增长与急剧增长的变化。与1901年比较,2015年全球矿产开采总量增长了32.0倍,其中化石能源增长14.6倍,金属矿石增长41倍,非金属矿石增长49.3倍。根据开采量增长情况,矿产资源开发可划分为4个阶段:1945年以前,矿产开采量缓慢增长,年均增长0.59亿吨,人均开采量1.73吨;1946~1973年,矿产开采量快速增长,年均增长6.40亿吨,人均开采量增长到5.78吨,年均增长4.0%;1974~1997年,矿产开采增速减缓,年均增长6.15亿吨,人均开采量增至6.34吨,年均增长0.4%;1998~2015年,矿产开采量急剧增长,年均增长16.05亿吨,人均开采量增至9.01吨,年均增长2%。

近几十年来,全球矿产开采与消费格局发生了重大变化。从开采来看,20世纪90年代中期之前,OECD国家主导全球,开采量占全球的41.8%,之后开采量占全球比例不断降低,到2015年降至23.0%,并且自2007年开始由增长转变为下降趋势;金砖国家开采量快速增长,在1995年超过OECD,占全球比例由1995年的37.9%升至2015年的51.6%。从消费来看,直到2007年,OECD国家消费量呈不断增长趋势,1990~2007年平均占全球总量的52.1%,2007年之后消费量降中趋稳,近年来稳定在295.42亿吨左右,占全球比例降至2015年的36.4%;金砖国家消费量在2000年之后快速增长,年均增长6.3%,在2010年超过OECD国家,到2015年增至360.57亿吨,占全球总量的44.0%;其余国家矿产消费量保持稳定增长趋势,年均增长3.1%。

全球资源治理体系变革滞后于全球矿产开采消费格局的变化。1990~2015年,OECD国家人均矿产消费量大大高于其人均开采量,平均高出42.2%,且这一比例有增大的趋势。这表明,发达国家所开发的矿产根本满足不了其消费需求,通过进口越来越多的原矿石、矿产品与各种制成品来补充。金砖国家、其余国家人均开采量一直大于其消费量,说明发展中国家所开采的矿产在满足本国需求之外,有相当比例以原矿石、矿产品、各种制成品等形式出口。以金砖国家为例,2015年矿产开采量14.6吨/人,消费量11.7吨/人,在满足本国需求的同时,每人平均为其他国家贡献了2.9吨的矿产。目前的全球资源治理体系与发展中国家的贡献不相适应,亟需变革,以促进全球资源优化配置。

(2)水资源:开采总量保持增长态势下呈现出显著的区域分化

全球水资源开采在总量持续增长态势下呈现出显著的区域性差异。1901年~1950年,全球水资源开采量缓慢增长,由6713亿立方米增至12265亿立方米,年均增长1.3%;1951年~1980年,水资源开采量快速增长,年均增长3.2%;1981年以来,水资源开采量增速趋缓,年均增长0.8%。OECD国家水资源开采量在1980年由快速增长转变为稳定波动趋势,近年来稳定在9200亿立方米,占全球总量的23%。金砖国家水资源开采量自20世纪60年代以来保持快速增长的趋势,1960年~2000年年均增长2.4%以上,2000年以后增速有所减缓,到2015年增至17500亿立方米,占全球总量的43.7%。全球水资源开采量增长的主要原因是灌溉农业的快速发展与农业经济的持续增长。中国、印度等新兴经济体农业快速发展,加上持续的工业化和城市化,用水量有较大幅度的增长;欧盟、美国等发达经济体由于越来越多地进口工业制造产品与粮食,同时技术进步促使工业与城市用水下降,用水量自以前的增长转变为稳定或下降。

地下水开采量快速增加,部分发展中国家含水层疏干问题严重。全球地下水开采量自20世纪60年代的3120亿立方米增至2010年的9820亿立方米,增长了3倍多。与水资源类似,地下水开采亦呈现出显著的区域差异。发达国家地下水开采在经历了一段时期的快速增长后已趋于稳定或缓慢下降。例如,美国地下水开采1950年~1980年保持了30年的增长,之后趋于稳定。发展中国家地下水开采自20世纪七八十年代以来处于快速增加的态势。例如,埃及1972年~2000年地下水开采量增长了6倍。地下水开采主要集中在亚洲国家,印度、中国、巴基斯坦、伊朗、孟加拉国等5个国家地下水开采量占全球总量的53.2%。地下水开采量的快速增加导致部分地区地下水位持续下降,引发了严重的生态环境问题,如泉水消失、湿地萎缩、地面沉降、海水入侵等。

(3)土地资源:城市与农业用地持续扩展,生态空间不断萎缩

1901年~2015年,全球土地利用变化的趋势是拓荒草原与森林来扩展农业用地,开发农业用地来扩展城市和基础设施建设用地,森林、草原、湿地等生态空间不断萎缩。农业用地面积扩展趋势趋于减缓。1901年~1955年,全球农业用地面积快速增长,年均增长0.88%,占全球土地面积的比例由20.6%增至33%;1955年~2015年,农业用地面积增速趋缓,年均增长0.23%,约占全球土地面积的38.0%。从区域上看,欧盟、东欧和北美的耕地面积有所下降,而南美、非洲和亚洲的耕地面积呈扩大态势。全球森林面积不断减少。1901年~1960年,森林面积平均以每年减少0.18%的速度逐年缩小,1960年以后森林面积缩小速度减缓,年均减少0.1%。

城市化以前所未有的速度在扩张。遥感图像分析表明,全球城市面积6587.6万公顷,占全球土地面积的0.51%。城市用地占土地面积比例最高的地区是西欧(2.11%),其次是东亚(0.97%)、北美(0.72%)、东南亚(0.63%)。据统计,1950年~2015年人口大于1000万的城市群数量由2个增加到29个,人口500万~1000万的城市群数量由5个增加到45个。联合国粮农组织(FAO)估计,目前城市面积以每年200万公顷的速度扩展,80%的土地来自于农业用地。虽然城市占用土地面积比例很小,但是由于城市集聚了全球一半以上的人口,城市发展对生态环境的影响是巨大而深远的。

全球生态环境恶化趋势加剧,区域分化明显

在不断加快的世界工业化、城市化进程作用下,气候变暖、自然灾害、水土污染等日益成为影响全球发展的重大生态环境问题。

(1)二氧化碳等温室气体浓度不断攀升,全球气候变化加剧

根据观测数据,大气中二氧化碳等温室气体浓度上升呈加剧趋势。1901年~1960年,大气二氧化碳浓度由296ppm增至316ppm,年均增长0.11%;1960年之后,增长速度逐渐加快,1961年~1997年均增长0.36%,1997年~2015年均增长0.55%,2015年大气二氧化碳浓度增至399.57ppm。大气二氧化碳浓度升高的主要原因是化石燃料燃烧和水泥生产排放了大量的二氧化碳。2015年化石燃料燃烧与水泥生产排放了360.2亿吨二氧化碳,是1990年的1.6倍。

发展中国家开采了越来越多的化石能源,来满足发达国家的能源消费需求。在世界经济发展竞争加剧的背景下,很多发展中国家为了获得竞争优势,降低或放松了环境标准要求,推动高耗能、高污染、高碳产业发展;而发达国家对环境标准要求不断提高,以提高本国环境质量和生活舒适度。受此影响,高碳产业可能从环境标准高的发达国家向环境标准宽松的发展中国家转移,从而导致碳排放转移。全球碳计划(GCP)对1990年~2015年二氧化碳排放量估算表明:OECD国家因消费造成的碳排放大于其生产造成的碳排放,且差值越来越大;相反,金砖国家生产造成的碳排放大于其消费造成的碳排放,差值亦越来越大。这说明,发展中国家开发了本国越来越多的化石能源,加工、制造成各种产品出口到发达国家,承担了碳排放量上升与环境污染的代价。

(2)重大突发性地质灾害呈上升趋势,经济损失快速增加

全球重大地质灾害发生频次不断上升。联合国国际减灾战略机构EM-DAT灾害数据库收集了各国发生的重大自然灾害。入库灾害至少满足下列条件之一:造成10人以上死亡;100人以上受到灾害影响;政府宣布应对灾害紧急状态;政府在救灾过程中呼吁国际援助。1940年~2015年,全球发生重大崩塌、滑坡、泥石流地质灾害697次,造成6.5万人死亡,有记录的经济损失约89.4亿美元。上世纪40年代到80年代初重大地质灾害增长较慢,80年代以后发生频率快速增加,从80年代初的年均不足10次增加到近10年的年均18次。虽然发生频次增加,但是因灾死亡人数没有明显增长,单次地质灾害造成的死亡人数总体上是下降的,从1970年~1979年的136人/次下降到近5年的38人/次,说明各国地质灾害防治取得了一定成效。然而,地质灾害造成的经济损失自80年代以来快速增加,从70年代的平均每年0.14亿美元增加到近10年的平均每年1.76亿美元。

不同国家地质灾害发生与防治情况存在显著差异。美国1960年~2009年地质灾害共造成336人死亡,直接经济损失12.4亿美元(按1960年折算)。1970年以后,美国地质灾害造成的死亡人数保持在很低的水平,平均年死亡人数在4人以下;1985年以前直接经济损失呈快速增加趋势,之后直接经济损失则呈减少的趋势。墨西哥1997年以前地质灾害发生在低水平波动,平均每年发生10次左右,平均每年导致近14人死亡;1998年以来,地质灾害显著增加,平均每年发生的地质灾害增加至86次,平均每年导致50人以上死亡。尼泊尔1971年~1992年发生地质灾害频次保持稳定,多在19次上下波动;1993年以后发生频次明显增加并呈周期性波动,平均每年发生120次以上,在高发年可达380次以上。

(3)全球水土污染处于上升态势

已有数据研究表明,全球水土污染呈上升趋势,随着部分工业企业(特别是高污染企业)由发达国家向新兴市场国家转移,新兴市场国家水体和土壤面临着越来越大的污染压力。

地表水和地下水污染日趋严重。据联合国估计,全球每天大约有200万吨工农业和生活废弃物排入地表水体中,全球每年污水产生量高达1500立方千米。在发展中国家,80%的污水未经处理直接排放到河流、湖泊和海洋中。世界卫生组织统计显示,全球有8.84亿人缺乏安全饮用水,全球88%的腹泻与不安全饮用水、缺乏卫生条件有关,大部分分布在发展中国家。在快速城市化和农业种植区,地下水中的氮浓度不断上升,地下水质趋于恶化。在人类活动的作用下,孟加拉国、缅甸、阿富汗、柬埔寨、印度、中国等地区发生了地下水砷污染,影响了3500万~7500万人口的饮水安全。土壤污染问题在发达国家和发展中国家普遍存在。由于长达200年的工业化过程和现代工农业的发展,欧洲土壤污染严重。据欧盟调查,38个欧洲国家发现大约有250万个场地存在污染风险,其中有34.2万个已被确认为污染场地,需要进行修复。由于土壤污染的隐蔽性和复杂性,土壤污染问题在很多国家尚没有引起足够重视。□


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