今天我們來討論一下,我們應該如何保護地球環境。
第一:從「斧斤以時入山林」說起
「環境保護」在人類文明史上是一個由來已久的話題,並不是二戰以後才出現的。人類自從使用了石器以後,就開始破壞環境了,因為我們走向了文化進化的快車道,繞過了生物進化的慢車道。人類本來是吃不到牛肉、豬肉的,我們根本不是這些哺乳動物的對手,有了石器以後,我們就慢慢進入到食物鏈的頂端,突破了生物圈本身的自然規範。因此,人類在採集狩獵社會、農業社會的時候,就在破壞環境。
尼安德特人在進行狩獵活動
孟子說:「不違農時,谷不可勝食也;數罟不入洿池,魚鱉不可勝食也;斧斤以時入山林,材木不可勝用也。」春秋戰國時代的人們,就已經注意到破壞生態環境所帶來的惡果了,所以,孟子說密網不入池塘,就有吃不完的魚和鱉,定時砍伐樹木,木材取用不盡。英國國王愛德華一世為了保護倫敦的大氣環境,在1272年頒布法令,禁止燃燒煤。
然而,無論是「斧斤以時入山林」,還是禁止燃燒煤炭,我們會發現一個共同點,這些環境保護的措施實質是限制消費。實際上限制消費,是無法從根本上解決環境問題的。我們以氣候變暖為例來說明這個問題。
我們在日常生活中,經常說要低碳出行,比如能步行,就不坐車。那麼問題來了,步行能減少多少碳排放呢?我們並沒有仔細算過這筆帳。步行是需要消耗人體的生物能的,我們人體的能量來自於食物,我們步行了一公裡,感覺到自己餓了、渴了,就會吃一個漢堡,喝一瓶可樂。但是,我們從來沒有想到漢堡和可樂當中其實是蘊含了碳排放量的。
現代農業,糧食生產過程就蘊含了碳排放
首先,漢堡當中的麵粉、牛肉從農場運輸到生產地,就用了交通工具,生產運輸食物的過程就蘊含了一些碳排放量。其次,牛是要放屁和打嗝的,反芻動物放屁和打嗝釋放的氣體主要是甲烷和二氧化碳,這和反芻動物的消化系統有關,正常情況下,動物是不能直接消化草的,但是反芻動物有四至五個胃室,反芻動物的瘤胃中生活著大量的微生物,這些微生物能夠將動物無法消化的糖類分解,這個過程其實就是發酵,食物在發酵的過程中會產生甲烷,通過打嗝的方式釋放出來。反芻動物打嗝、放屁會產生甲烷,它們的糞便中也會釋放甲烷,地球上的溫室氣體,不僅有二氧化碳,而且還有甲烷、水蒸氣、一氧化二氮等等。最後,同等距離之下,汽車製造的溫室氣體有時候會比步行更少,因為汽車的效率更高,汽車可以同時運載很多人,而步行只是一個人在行走,距離越遠,汽車的效率更高。
反芻動物的胃
現在,全世界大概有15億頭馴化的牛,這個數量肯定是超過了牛這種動物本來應該有的數量,因此,無可否認,飼養牛確實會增加溫室氣體的排放,既然牛羊等反芻類動物會導致全球氣候變暖,那麼,我們人類是不是應該放棄食用牛肉呢?在亞洲國家也許可以做得到,但是,在歐美國家是行不通的,因為西方人的肉食主要就是以牛肉為主。這就說,為了保護環境,限制消費並不是一個好辦法。
牛
不僅牛、羊放屁會製造溫室氣體,人類放屁,其實也會釋放二氧化碳,只不過相對於牛、羊而言,人類的屁中二氧化碳的含量比較少而已。人類每天通過放屁的形式排出大約1000毫升左右的氣體,這些氣體中的物質有二氧化碳、硫化氫和糞臭素等等,二氧化碳含量的高低與食物的成分有關,一般來說,食用了澱粉含量比較高的食物之後,二氧化碳的數量會增多。
第二:把汽車改成馬車會怎麼樣?
以內燃機為發動機的汽車,現在已經被視為環境汙染的頭號殺手了,可是,在19世紀末20世紀初的時候,馬車則被視為環境汙染的罪魁禍首。歐美國家的城市化運動在第二次工業革命以後,已經開始了,20世紀初的美國紐約大約有300多萬人口,這座城市的主要交通工具就是馬車,紐約市還養了20萬匹馬。使用馬車出現的交通堵塞現象,遠比使用汽車嚴重,因為馬是一個生物,不容易受到控制,難以駕馭,長時間、超負荷使用馬車,馬容易暴斃,出現「人仰馬翻」的慘劇,馬一旦倒地,短時間內是無法將馬搬走的。
1867年,紐約的馬車
馬車造成的交通事故,也遠遠超過了汽車,20世紀初的紐約,每17000人就有1人死於馬車事故。馬車的噪音也比汽車的噪音大,汽車是呼嘯而過,而馬的鐵蹄上都按了鐵,聲音很大,跑起來還有節奏感,當時的市民最受不了這種噪音,紐約市的一些地方,甚至禁止馬車通行。20萬匹馬,需要吃草,它們是反芻類動物,在打嗝和放屁的過程中,製造了大量的二氧化碳和甲烷,馬車其實並不是低碳出行,只是說當時的馬車數量比現在的汽車數量要少而已,但是,話又說回來,20萬匹馬的通行效率,其實是遠遠低於20萬臺車的,假如今天的交通工具,全部換成馬車的話,一座城市養上百萬匹馬恐怕也難以滿足人們出行的需要。
馬不僅製造甲烷和二氧化碳,引發溫室效應,而且還會汙染環境,一匹馬一天大約排放10公斤的馬糞,20萬匹馬,一天就要排放200萬公斤的馬糞,當時的紐約市每天要處理200萬公斤馬糞,在最開始的時候,紐約市周邊的農民還來買馬糞,但是,隨著時間的推移,農田裡的馬糞需求也飽和了,而城市的馬匹數量卻在不斷增長,於是,這些馬糞就不得不堆積在城市周邊的空地上,馬糞一堆積,就吸引了大量的蒼蠅和微生物,到了下雨的時候,這些馬糞經過雨水的衝刷,又流入到下水道,整個城市變得臭氣燻天。如何解決馬糞的問題呢?限制馬車的數量,顯然是不能從根本上解決問題的。後來,隨著內燃機汽車和電車的普及,馬糞問題自然而然就解決了,而且誰也沒有因此而受到損失。
1847年的紐約
當時與馬車數量過多相類似的環境問題,就是鯨魚的過量捕殺。鯨魚的體型有大有小,最小的鯨魚體長不到2米,而最大的鯨魚長達34米。最大的鯨魚也是地球上現存的最大的動物,體型巨大的鯨魚,在地球上是沒有任何天敵的,它們位於食物鏈的頂端,唯一的「天敵」就是人類。人類從19世紀開始,就大規模捕殺海洋裡的鯨魚,捕殺鯨魚的目的主要是為了獲得鯨油和鯨鬚,鯨油可以做機械的潤滑油,也可以用來照明,還可以製造肥皂、皮革和各種化妝品,在塑料尚未發明的年代裡,鯨鬚可以製作成襯衫的領撐,當時女性穿著的緊身內衣也是鯨鬚製作的。
藍鯨
19世紀20世紀,人類大肆捕殺海洋裡的鯨魚,1835年至1872年,全球總共有30萬隻鯨被捕殺,1904至1975年則有70多萬隻長鬚鯨遭到捕殺,這種捕殺的速度,顯然是遠遠超過了鯨魚的繁殖速度,如果人類不再保護鯨魚,鯨魚很有可能從地球上消失。然而,在很長一段時期以內,是無法限制人們的捕鯨活動的。後來,石油開採技術進步了,石油越來越便宜,而隨著鯨魚數量的稀少,鯨油則變得越來越昂貴,於是,在工業領域,石油取代了鯨油。人類的塑料製作技術提高以後,就擁有了彈性和韌性都非常好的塑料,於是紡織業再也不使用鯨鬚了。所以,是石油和塑料拯救了鯨魚。石油和塑料的普及,並沒有給誰造成損失,人類才放棄了對鯨魚的濫捕濫殺。
第三:全球氣候變暖可能的最終解決方案
聯繫到歷史上的馬車和鯨魚,我們會發現,未來解決全球氣候變暖,是能源的更新換代問題,而不是限制消費的問題。
地球自身就有碳排放,碳元素在生物圈、巖石圈、土壤圈、水圈和大氣圈中的循環,稱之為「碳循環」,植物通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳,將碳元素固定為碳水化合物(葡萄糖、澱粉),動物以植物為食,獲得了這部分碳元素,動物死亡以後,屍體會腐爛,碳元素重新回到大自然。植物、動物、微生物在呼吸的過程中,都會釋放二氧化碳。地球上絕大多數的碳排放,其實是生物製造的。人類使用煤炭和石油,則增加了額外的碳排放。
植物也會吸收二氧化碳
植物死亡以後,壓在地層裡,會形成煤炭,動物的屍體被壓在地層裡,則形成了石油。當然,在自然狀態下,地層裡的石油和煤炭,經過地質運動,會露出地表,如果遇到森林大火,這部分碳元素會慢慢回到大氣層。更多的碳元素,則被固定在了地層中,這些能量本質上來說,還是來源於太陽能的。人類進入到工業社會,將儲存在地層中的能量,全部釋放了出來,這就增加了碳排放,理論上來說,二氧化碳的增加,其實並沒有什麼問題,因為二氧化碳多了,反而有利於植物更好地進行光合作用,可是,增加的速度非常快,就超過了地球環境本身的承受能力了。
現在能夠替代化石燃料的能源,有一大堆,比如太陽能、風能、氫能等等,但是,總體而言,還是化石燃料的效率最高、成本最低,人們不願意建造太陽能發電廠來取代所有的火力發電廠,也不太願意購買電動車來取代原先的汽油車。然而,石油、天然氣、煤炭都是不可再生的資源,最終會有枯竭的那一天,當資源越來越少時,這些能源的成本就會慢慢提高,而新能源的技術提升以後,成本就會降低,一升一降,新能源就會取代傳統能源,正如當年的汽車取代馬車,塑料取代鯨鬚一樣。但是,這並不意味著新能源完全沒有環境破壞和環境汙染的問題。例如,現在的太陽能電池板,在發電過程中不會造成任何的環境汙染和環境破壞的問題,但是,在製作的過程中,會產生碳排放,太陽能電池板在生產過程中還會產生大量的有毒廢水,在回收的過程中,如何保存的不妥當,則會汙染環境。但是,總體而言,同樣生產一度電,太陽能電池板生產過程中的碳排放量,是遠遠小於煤炭和天然氣的。有毒的廢水,也可以被控制起來,太陽能電池板回收妥當,也不會產生環境汙染。風力發電會干擾鳥類的生活,導致大量的鳥類因碰撞而傷亡,這也是破壞環境,比較可行的方案,就是把風力發電機建造在鳥類稀少的地方。
太陽能發電
假如有一天,全球氣候變暖真的不可控了,那麼,人類有沒有辦法解決呢?其實是有辦法的,那就是向地球的平流層釋放大量的二氧化硫。
1816年的夏天,北半球出現了罕見的「無夏之年」,北半球的5月,一般是夏季到來的日子,但是,這一年的5月,美國東北部出現了罕見的霜凍,6月,美國的東北部甚至出現了風雪天氣。我國安徽的東流、江西的彭澤等地,在夏天甚至出現了罕見的降雪天氣。我國的雲南省西北部的劍川也出現了「七月雨雪」的現象,說明當時的地球出現了一次短暫的降溫過程。
1816年為什麼會出現「無夏之年」呢?因為在1815年的4月,印度尼西亞發生了坦博拉火山大爆發,火山爆發指數為7級,火山爆發指數最高級為8級,7級火山和8級火山的威力都非常大,足以影響全球氣候,坦博拉火山大爆發時,有大量的火山灰進入到大氣層,在大氣層停留了很長一段時間,從而遮住了太陽光。與此同時,還有大量的二氧化硫被帶入到平流層,二氧化硫在平流層長時間停留,並不會馬上變成酸雨落到地面,這部分二氧化硫能夠起到降溫的作用。
人類的工廠排放的二氧化硫
受到火山噴發的啟發,美國人其實早就提出了向平流層播撒二氧化硫,給地球降溫的做法,人類只需利用現在排放的二氧化硫中的一部分就可以了,這並不會給地球增加額外的環境汙染。但是,這個工程,在現在,肯定是沒有人願意做的,這看起來有點不可思議,甚至會引起環保主義者的反對,不過,真正到了地球非降溫不可的地步,這種做法也許會解燃眉之急。
坦博拉火山的火山口
對於全球變暖的問題,採取視而不見的態度,是不可取的,雖然在漫長的地質年代裡,全球氣候變暖並不是什麼新鮮事兒,歷史上的溫暖期比現在還要溫暖,但是,人為因素推動的氣候變暖,其變化速度太快了,人類文明可能會承受不起。對於全球氣候變暖,過分擔心,甚至認為要立刻停止碳排放,犧牲人類文明的發展,也是不可取的,這就是說,我們要慢慢減少碳排放量,不要讓地球環境變化的太劇烈,以致於人類沒有時間採取應對措施。
因此,環境保護,不僅僅是一個環保意識的問題,更是一個經濟問題和技術問題。如果我們把環保視為一種情緒,想出一些幼稚的辦法,那麼就大錯特錯了。