《我们脆弱的星球丛书》共8册，以气候变化的原因和效应为中心，论述人类活动对大气圈、地图、水固、生物圈、自然环境、气候、海洋和两极地区所产生的冲击。丛书的核心理念是：所有人都需要以科学知识作为坚实后盾，改变我们人类的不当行为，解决我们人类给这个脆弱星球带来的各种问题。

《地圈(大地女神的报复)》(作者达娜·德索尼)是该系列中的一册，告诉人们，为了不使我们的生存环境继续恶化，需要动员全社会的力量，采取与环境更加友好的资源利用方式，实现可持续发展。

土地是人类和地球上许多生物赖以生存的场所，它为生命提供生存空间以及各种资源。随着科技的发展，人类改造自然的能力越来越强：把美丽的森林和荒地改造成为农田、牧场和城市；把石油、煤炭和各种矿产挖掘出来，留下一片脏乱不堪的废墟……当森林和荒地被改造完毕，资源被掏空之后，我们将会尝到自己种下的苦果——气候恶化、动植物灭绝、资源耗尽、环境污染……《地圈(大地女神的报复)》告诉人们，为了不使我们的生存环境继续恶化，需要动员全社会的力量，采取与环境更加友好的资源利用方式，实现可持续发展。

《地圈(大地女神的报复)》的作者是达娜·德索尼。

中文版导读

序言

致谢

绪论

第一部分 荒地与森林

 第1章 土地利用与荒地

 第2章 森林

 第3章 森林开发

第二部分 食物生产

 第4章 农业

 第5章 农业现代化的代

 第6章 肉类生产

 第7章 可持续农业

第三部分 矿物资源开采

 第8章 采矿

 第9章 采矿的环境影响

 第10章 矿场关闭之后

第四部分 能源生产

 第11章 不可再生能源

 第12章 可再生能源

第五部分 城市

 第13章 城市化

 第14章 城市化的环境影响

 第15章 可持续社区

第六部分 废物处置

 第16章 固体废物处置

 第17章 核废料处置

结论

延伸阅读

译后记

沉积岩由沉积物(岩石和矿物碎片)被挤压固结或从水中沉淀形成，其中前一过程形成碎屑沉积岩，后一过程形成化学沉积岩。碎屑沉积岩通常由海滩、沙丘或湖泊等环境中的沉积物形成。如果一种沉积物被埋在其他沉积物的下面，则上层的重力将空气和液体从沉积物之间的小缝隙中挤出，直到被压实成一块岩石。有时流体携带溶解性矿物流过沉积物之间时，其中的溶解性矿物会沉降在沉积物颗粒间，使之固结在一起。砂石就是这样一种常见的碎屑沉积岩。

溶解性的矿物从水中沉淀下来，就会形成化学沉积岩。例如，当海岸线附近的海水蒸发时，析出的矿物质就会成为化学沉积岩。有些动物也可以将矿物质沉淀在自己的外壳中，之后形成岩石的一部分。碳酸盐类沉积岩占化学沉积岩中的大部分，而这类沉积岩的主要矿物成分是碳酸钙(方解石)。方解石又称石灰石，石灰岩就是一种以岩石形态存在的方解石。煤是一种有机的沉积岩，由动植物的残骸受热压实形成。

所有因受热、受压或变形(受压不均匀)而引起性状改变(但非熔融)的岩石均称为变质岩。地球内部具有形成变质岩的适宜条件。引发变质作用的常见热源主要有两种：地球深处蕴含的热量和附近岩体的热辐射。引发变质作用的压力来源于两种互相包埋的沉积物或岩石，下面的部分受到上面部分重力的挤压，或岩石移动时产生的变形挤压(如地震)。热流体，如地表下的土壤或岩石中的地下水，或者岩浆，也会造成岩石变质。

接触变质和区域变质是两种主要的变质作用类型。岩石附近存在深成岩体时，将会受到岩体所发散出的热或流体的作用而发生接触变质，成为接触变质岩。大理石就是一种在接触变质的作用下形成的石灰岩。区域变质作用往往发生在大面积的区域内，当岩石处于下地壳和上地幔间时，它们将受高温、高压和巨大应力作用，成为区域变质岩。片岩就是一种典型的区域变质岩，其内部为拉长的盘状矿物结构。

任何一种岩石——岩浆岩、沉积岩或变质岩——都可转化为任意一种其他类型的岩石，或者转化为同种类型的不同形式。所有呈熔融状态的岩石，无论是由于力的作用进入地幔中熔融，还是由于覆盖其上的压力降低使之熔融，都将结晶成为岩浆岩。岩石碎裂后，其碎块沉积在一起便可石化形成沉积岩。所有的岩石在高温、高压和变形的作用下都可以变成变质岩。我们将不同岩石类型之间的相互转化，称为岩石循环。

纵观人类历史，在很长的时间内，人类活动并没有过多地改变土地性质。在人类历史的早期，人类虽居住在荒地上，并对其进行利用，但荒地并未被明显地改变。这里所指的荒地可以是人类未曾，踏足的任何类型的土地，森林、草原、沙漠、苔原、冰层、灌丛……在今天，我们仍然可以找到荒地，但是，其数量已是与日俱减。

我们的祖先以狩猎和采集为生，他们从身边的土地和水体中获取所需。那些通常由家族繁衍形成的群体，从他们所居住的环境中采集食物(如坚果、块茎、种子和绿色植物)、狩猎和捕鱼。他们点燃木材用于取暖、煮食和自我保护。在有些地方，这些群居的小团体随季节迁徙，哪里有茂盛的植物或畜群，便走向哪里。有些人将灌木、树枝烧光，赶走野生动物，建立牧场，饲养供人们娱乐的竞技动物，从而改变了当地的土地环境。一些专家认为，许多现存的草地和大草原就是我们的祖先放火烧过的地方。

农业活动起始于大约10000年前伊朗的扎格罗斯山脉，当然，在同一时期，其他地方也可能有农业活动独立产生。人们通过农耕，自己生产并储存食物，有了相对稳定的食物来源，也就有了固定的社区。可靠的食物来源使社区的人口密度比狩猎采集时代激增了10-20倍。许多天然土地，如森林、灌木丛、湿地、草原等，根据可获得的水量多少，被转化为各种农业用地。例如，亚马孙雨林中的土著居民，便是以小型群居的方式生活(有些部落直到现在仍然如此)，通过打猎获得肉食，收集水果和坚果，捕鱼，种植块根植物。这样的人类活动可以轻而易举地被雨林容纳，而不会对生态系统造成严重的影响。一个生态系统包含了其所处区域内的所有的动植物，以及它们赖以生存的原材料。

掌握驾驭可靠的水资源的技术，促使了人类定居状态的又一次革命性突破。灌溉起源于大约6000年前的古代美索不达米亚，即底格里斯河和幼发拉底河流域。人们通过建造运河，将溪流和水塘里的水引入附近的田地，并且在溪流上筑起堤坝，形成湖泊(或者水库)作为水源。这种技术使得干旱地区或干旱季节的庄稼得到浇灌，大大降低了单纯靠天吃饭的不确定性。同时，灌溉技术使许多作物可以全年种植，从而使食物产量提高了4到5倍。甚至连极端贫瘠的土地，如沙漠，也可通过灌溉来改变其寸草不生的状况。灌溉使食物更加充裕，从而使人口数量进一步上升，同时使更多的自然生态系统转化为农业用地。

粮食生产方式的简化和效率的提高，使得更多的劳动力被解放出来。许多人可以脱离农耕生产，从事经济文化等其他领域的活动，从而促进了人类文明的发展。这些人聚居于城市，于是，用于运输食物、水和其他物资的运输网络便建立了起来。公元1世纪，罗马的工程师设计了巨大的输水管道，可以将水从100千米之外的地方输送到罗马市，这是当时许多创新技术之一。随着城市的扩大，为满足城市居民的需求，周边的天然土地也随之转化为农田，而后许多农田又变成了城市。

包括农业活动在内的一些人类历史早期的经济活动主要依靠人力劳动。但是，18世纪初，机械开始出现，而到了18世纪末19世纪初，机械开始取代人力作为主要的劳动力资源。随之而来的是农作物产量的提高，以及人口的进一步增长，于是便有更多的劳动力被解放出来而去从事其他的工作。各种机器在燃煤蒸汽机的驱动下，为人类生产纺织品、制造工具并且驱动其他机器运转，工业革命就这样应运而生。1850年左右，蒸汽机被用来驱动轮船和火车，极大地促进了运输业的发展。到19世纪末，内燃机和发电机的出现加快了工业化和城市化的脚步。伴随着这些发展，工业革命如火如荼地展开了。

人类文明史上的每一次进步，都会带来人口的增长，以及更多的土地需求。这些进步也会使人们的生活方式发生转变。过去，采猎者寻觅食物时不能携带太多的行李，因此他们拥有的物资很少。而现在，人们在某一个地方定居，发展生产，建设运输系统，已经能够积累越来越多的物资。名目繁多的消费品，需要大量的土地为它们提供原材料、能量以及储存废物的场所。P5-7

地球，是人类赖以生存的唯一家园；土地，是人类繁衍生息的立足之本。在过去漫长的岁月中，人类一代又一代播种希望、收获成果、创造奇迹，几乎是在不受任何限制的情况下，慢慢地发展壮大起来。于是，人类不自觉地认为，人类拥有的非凡创造力和勇往直前的精神，是财富创造的永不枯竭的源泉；自然资源及环境，是财富生成的永不沉陷的基石。人类无视脚下这片有限而娇弱的土地，大肆挥霍着自然赐予我们的一切。终于，人类疾步前行的步伐，给大自然埋下了处处祸根。

位处两河流域的古代巴比伦王国，是世界四大文明古国之一。公元前，这里林木葱郁、沃野千里，“空中花园”更是盛名在外，被誉为世界七大奇迹之一。但在2000年前，漫漫黄沙将巴比伦王国整个淹没，“空中花园”从地球上永远地消失了。恒河与印度河流域亦是人类文明的发祥地之一，4000年前，这里气候湿润、农业发达，然而人类对资源的过度掠夺带来了生态的严重恶化，昔日的广袤沃野变成不毛之地，形成了今日面积达65万平方千米的塔尔大沙漠。中国古代的黄河流域曾经也是林木茂盛、富裕繁荣的地区，商朝时的森林覆盖率达55％以上。而如今，孕育了辉煌灿烂的中华文明的黄土高原却是满目疮痍、荒凉无比，成为中国最贫困的地区之一。

如今，全人类正面临着一场因空前的环境退化所引起的深刻危机——环境危机，而始作俑者就是人类自己！臭氧层的破坏使到达地球表面的太阳紫外线辐射增多，皮肤癌和白内障患者的数量呈几何级数增长。温室效应引起全球气候变暖，海平面升高。酸雨横行导致陆地生态和水域生态平衡遭受严重破坏。淡水的严重枯竭和污染使人类面临日益严重的水荒，全世界每年有数十万计的人由于饮用被污染的水而致病死亡，12亿人缺少安全饮用水，18亿人口的生活环境中缺少生活污水排放与处理装置。地球物种的不断灭绝，正在使地球的生物多样性和全球生态系统受到最为严重的损害。如果照此发展，那么再过几十年时间，在世界上相当多的国家和地区，淡水、海鱼的可靠供应和肥沃的土壤将不复存在。而森林的消失以及土地的荒漠化、水土的不断流失等人为以及自然的灾害，不但给人类社会和世界经济的发展带来空前损失，而且直接威胁到了地球生命的延续。

中国的现状也是空前严峻。中国是世界上野生物种最丰富的国家之一，但是有资料表明：中国的动植物物种已有20％受到严重威胁，高于世界10％的水平；在国际公认的640个濒危野生动物中，中国占有156个。今天的中国人正在逐渐失去接触和了解野生动物的机会。

人类的文明之舟自古就依水而行。水是我们这个蓝色星球上生命的摇篮和象征。然而，曾几何时，当我们行走在华夏大地上，我们已很难找到一条不受污染的河流。一份报告表明，全国500多条主要河流中，有400多条已受到不同程度的污染。

由于过度放牧、乱砍滥伐、陡坡垦耕等不合理开发利用，我国的土地沙漠化问题更是令人触目惊心。近20年来，我国土地沙化面积正平均以每年2460平方千米的速度继续扩展，相当于每年损失一个中等县的区域面积！如果按照《联合国防治荒漠化公约》所确立的定义，我国荒漠化的土地面积高达280多万平方千米，占我国国土面积的近1／3。在华北、东北、西北的“三北”地区，有80％的土地正在发生着不同程度的荒漠化。

……

我们只有一个地球！

爱惜环境就是爱惜人类自己，保护环境就是保护人类自己！

在“我们脆弱的星球”丛书中，作者达娜·德索尼博士根据人类对地球产生重要影响的领域，将地球环境进行了细分，在《大气圈》、《气候》、《水圈》、《海洋》、《生物圈》、《地圈》、《极地》和《人与自然》8个分册中，详述了人类活动对地球产生的影响，并探寻人类可持续发展的途径。丛书展示了地球环境的全面退化，对人类的行为进行了反思，并从科学的角度提示人类对待自然界应持有怎样的态度。

尤其值得一提的是，在这套丛书中，作者不仅仅描述地球受到的破坏和人类环境的恶化状况，她还传递了这样一种思想：科学知识是人类可持续发展的坚固基石。要减轻人类活动对地球的负面影响，我们就必须认识自然界的科学规律；无论是个人还是国家，都需要以科学知识作为后盾来改变人类的不当行为，解决人类给这个脆弱星球带来的各种问题。

让我们立即行动起来，拯救地球，为时不晚！

同济大学环境科学与工程学院

院长、博士生导师

周琪

2011.11

土地是地球上所有生物赖以生存的场所，它为生命提供了生存空间与生命活动所需的资源和能源。然而，随着全球人口激增和社会经济的发展，人们为了满足自身的需要，大量地改变土地的用途，对自然生态系统造成了严重的破坏。本书论述了土地资源的类型以及人们对土地资源利用方式的历史演变，讨论了人类的各种活动，包括食物生产、采矿业、能源生产、城市化和废物处置等对环境的影响，并探讨了环境友好的资源和能源利用方式。通过这些讨论，希望能够帮助人们了解人类活动是如何破坏地圈的，并阐明可持续发展的观点。

本书语言通俗易懂，阅读本书有助于了解目前土地资源利用情况及其对环境的影响，对我国的岩石圈保护与可持续化管理具有借鉴作用。本书面向的读者群广泛，可作为中学生、大学生和教师的课外读物。

本书由同济大学何品晶教授课题组翻译，博士后赵玲、吕凡副研究员和邵立明教授对翻译稿提出了具体的修改意见。上海科技教育出版社的侯慧菊女士对翻译过程给予了指导和帮助，在此谨表谢意。

章骅高涵何品晶

2009年10月于上海