时间：2004年1月4日

地点：人民大会堂小礼堂

演讲人：中国科学院院士刘东生

演讲题目：人与自然和谐发展--来自环境演化研究的启示

主持人：中国社会科学院原常务副院长汝信

汝信：各位来宾，同志们、朋友们、同学们，我非常荣幸受命主持下一场讲演!刚才王岐山市长做了关于“北京奥运与中国的和平发展”的精彩讲演，我们在新的世纪里要举办一次绿色的奥运、科技的奥运和人文的奥运，其中绿色的奥运就直接涉及到环境问题，也涉及到人跟自然的关系。所以接下来，我们下一场讲演就请86岁高龄的刘东生院士为我们阐述来自环境演化研究的启示，题目是人与自然的和谐发展!

刘东生院士是我们科学界的老前辈，德高望重，他1942年毕业于西南联大，是国际著名的地质学家、环境学家、高山和极地科学家，是我们中国科学院第30届院士、国际欧亚科学院院士、国际第四纪研究联合会主席、国务院环境保护委员会科学顾问组组长。刘东生院士潜心科研60多年，他的贡献得到了国际学术界的公认，被誉为“中国黄土研究之父”。在古稀之年，刘老探索的足迹仍遍布南极、北极和青藏高原，他获得过国家自然科学一等奖在内的多项奖励。2002年4月，刘东生院士又荣获世界环境科学的最高奖--“泰勒环境成就奖”，今年2月，他又荣获国家最高的科学技术奖。下面，让我们以热烈的掌声欢迎刘东生院士做主题讲演!

刘东生：主席，各位同志，各位同学们，我想首先说一下我的题目是“人与自然和谐发展--来自环境演化研究的启示”，非常感谢中国科学与人文论坛的邀请。我所谈的人与自然和谐发展是一个比较广的，也很重要的课题，但是我所谈的内容仅限于其中一个比较窄的范围，我自己曾希望和试图从地球系统科学中、环境地质学的实证中窥视科学与人文的融合和发展，现在，我就向大家做这样一个汇报，不妥之处，请予以批评指正。

下面我想分四个方面讨论一下我个人对现在环境问题的认识，以及对其未来研究方向的一些看法。一，环境问题是全球经济和社会可持续发展的主要障碍。二，环境问题研究本身就是环境演化的研究，而环境演化在研究未来的时候，更需要认识现在和过去。三，环境问题也导致我们需要综合地把地球作为一个系统来研究，我们已知的对地球系统的研究比我们需要知道的要少得多。所以我们在地球科学里面把现在或者说最近这一个时代看作是环境问题的时代，并将其作为一个单独的、有特殊含义和内容的地质时代来研究，这个新的地质时代就是人类世。四，人类世是人与自然关系研究的新视角，也是从地球环境科学和人文科学中寻求自然科学的走向和实践的新途径。

一 环境问题，是全球经济和社会可持续发展的主要障碍

从近代环境问题来说，Rachel Carson的《寂静的春天》这本书在60年代出版，被称为人类对环境的新的觉醒，因为它是人文科学的一个主要问题，所以它在促进环境和人文科学发展的同时也促进了自然科学的前进。几十年来，环境科学的研究在空间范畴上历经从治理“三废”扩大到保护区域环境，而今到考虑全球性变化的研究。在时间范畴上，从现代物理化学和生物过程的分析，进而到试图对人类和这个星球的未来有所预见，同时也大大地提高了人们对环境演化及其机制的一个重要方面，也就是人的驱动力的现实意义的认识。

举一个环境问题的例子，如大量使用化石燃料等原因引起的温室效应，导致地面温度不断上升。最近政府间气候变化研究小组三千多位科学家共同完成的报告里面说，21世纪的温度将上升1.4-5.8摄氏度，在20世纪已经上升了0.6度，这样的课题是普遍的认识。我顺便说一句，在刚才碰见预备给我们做报告的诺贝尔奖的获得者、斯坦福大学的Spencer教授。我和他首先谈到北京现在这么多汽车的问题，紧接着他就提到大气污染问题、环境问题。看来现在像这样的问题，的确是大家所关心的。

图1 1995-2000年二氧化碳

含量示意图

图2 世界煤炭储量评估图

上图(图1)中大家看到的就是1955年到2000年以来二氧化碳升高的趋势，这是在夏威夷测得的最好结果。这张图本身说明了汽车的增加对于空气中二氧化碳含量增加的作用是很大的，大于其他温室气体。现在中国的能源生产总量为16亿吨标准煤，占全球的11%，是世界第三大生产国，同时能源的消耗为16.8亿吨标准煤，为世界第二大消费国。Spencer教授是经济学家，马上他就说，中国的能源消耗仅次于美国，美国是第一消费国，而中国已经变成第二大消费国了，他很关心这个事情。我们可以看到，图2就是一个煤碳储量的评估图，煤的资源也就还能使用50年到100年，将来还要找新的能源。这种情况说明，当人们沉浸于征服自然的乐趣中时，盲目改造自然的恶果悄然袭来，仅从化石燃料导致的地球表面温度升高我们就可以看出人类和自然界的不和谐。

图3 干旱 图4 海平面上升

图5 生态失衡 图6 荒漠化

大家看上图(图3)，就是水资源的问题。我们知道生产一吨小麦要1000吨水，如果生产一吨玉米要1200吨水，而生产一吨稻米则要2000吨水，西北五省加上内蒙来说，人均水的占有量仅是1781方或者说吨，和全国的平均人均占有量2200吨还差得很多。所以，由于水资源的不足而对农业生产造成的影响是很严重的，再加上自然灾害，就更厉害了。这样的情况又导致了土地的不合理利用，造成荒漠化现象在我们国家有很大的扩展，现在有267.4万平方公里已经荒漠化，占国土面积的27.9%，在西部地区所占比例还更要大。对于荒漠化的治理，过去三年国家共投资了110亿元，取得了一定的效果。

除此之外，从(图4)中我们看到由于温度的上升对海平面造成的影响。据估计，如果气温上升一摄氏度，则海平面要升高十厘米。在这样的一个情况下，我们可以考虑占全球四分之三的大城市以及占40%的人口都集中在离海岸不过60公里以内的地区，海平面的上升当然会对这些有很大的影响。据说，在2000年以后，像有些小的岛国，比如靠近澳大利亚和新西兰的一个叫图瓦卢的国家，它的全部国土都位于海平面上4.5米，有的地方已经被淹没，如果再往上升，可能这个国家就不存在了。这些影响都是温度上升造成的。

至于说生态环境的破坏，比如说森林的砍伐，大家很难估计生态失衡对经济的影响。也有人说，生态环境的价值可以估算，印度一位学者提出来，将一棵50年的大树产生氧气、吸收有毒气体、防止大气污染，增加土壤肥力，涵养水源，以及为鸟类和兽类提供繁殖场所的这六项作用加起来，可以得出来它的生态效益是19.6万美元。在我国神农架保护区，50年以上的树有50万株，按这样来算的话，神农架这个地区就自然资源本身来说，生态效益可以大于一百亿美元，赶上2003年整个上海市的GDP总值。可是现在这个地区仍然还是比较贫困的地区，对于这样的问题，我们更应该注意。

所以我们需要一个新的发展观，十六届三中全会提出的“可持续发展，就是要促进人与自然的和谐，实现经济发展和人口、资源、环境相协调”，这样一个新的科学发展观，也就是人与自然和谐发展。

二 环境演化，研究未来需要认识现在和过去

无论是从哲学家的观点，认为环境是在世界中存在的意义上的环境；还是从科学，尤其是地质科学的观点，认为环境是宇宙中的行星地球上人类生活的环境，都需要认识环境问题的过去、现在和未来，所以环境问题本身的研究就是环境演化的研究。研究现在和未来的环境问题，需要从过去的历史中寻找经验，地球科学在海洋、极地和大陆等方面的新发现，为探索这一问题提供了重要的科学依据。所以环境地质学是把地球的过去看作是它未来的不可分割的一部分，并以此作为指导来进行研究的。

图7 1968-1993：DSDP/ODP井位图

认识地球演化的第一项突破是深海打钻的成功，在几千米水深以下的海底取上来完整的钻孔样品，这些深海沉积记录了地球气候环境变化的历史。图是1968-1993这25年来深海钻探计划在各大洋打钻的井位图。

图8 ODP第148航次钻探船 图9 ODP第148航次井位图

图10 汪品先院士和Ruddiman教授 图11 “地球号”钻探船

在我们中国海区，第一次进行深海科学钻探是深海钻探计划第184航次，是1999年进行的。在上图(图10)中，是同时作为这个项目首席科学家的上海同济大学海洋研究学院的汪品先院士，以及美国弗吉尼亚大学的Ruddiman教授。(图8-9)图上还提到了他们在南沙和西沙进行钻探的井位，那个船就是他们用的钻探船。

上图(图11)中，是最近日本在建造的十万吨以上的深海研究钻探船。大家可以看到，这样的一艘船，不仅可以取到非常难以取得的深海的样品，而且可以做各方面的实验。在这艘船上做一次航行，可以说是相当于上一次研究生院了，在上面做一次航行所能获得的知识是非常多的。现在，日本人已把十万吨的海洋船建成了，而中国现在去南沙的船才几千吨，所以我们对于海洋的研究还有很长的路要走。

图12 深海沉积氧同位素记录 图13 不同时间尺度不同分辨率的气候变化

有关深海沉积的研究结果表明，250万年以来，地球经历了许多次的冰期和间冰期气候变化的旋回，而人类的文明就是在寒冷的冰期和温暖的间冰期中诞生的。我们人类现在处于间冰期里面，大家看是在这个图(图12)的最上面。深海钻探取得第一次突破以后，在气候环境变化历史研究上取得的另一个重大的突破，是获取了极地冰芯里面七十几万年以来大气的样本，这是研究古大气变化的直接证据。

图14 南极 图15 格陵兰岛

图16 西夏邦马峰达索普冰川 图17 中国科学家在达索普冰川钻探

图18 中国科学家取得的冰芯

上面是南极，还有青藏高原和北极、格陵兰的图(图14-16)。这两张图(图17-18)是中国科学家在被称为第三极的青藏高原的西夏邦马峰达索普冰川上海拔7000米的地方进行钻探，研究几十万年来青藏高原环境变化的历史。

图19 科学家在南极的工作 图20 南极冰芯剖面图

图21 冰芯样品气泡 图22 南极东方站冰芯的

CO2和CH4记录和IPCC的推测

对南极冰芯的研究，使我们重建了42万年以来的气候和大气成分演变的历史，就是上边的这个图(图21-22)。并且提供了自从工业革命以来，大气里面二氧化碳和甲烷急剧增高的证据。照片里面黑的部分就是当时的空气。空气被包含在雪里面，当雪被压实变成冰的时候，当时的空气就被压实在冰里面，而钻探取出来的是几十万年以前的冰，里面的气泡也就和当时大气的成分一样。根据这样的成分，诺贝尔奖获得者Paul Crutzen和另外一个教授Stoermer提出这是人类世的依据。大家可以看到，在你们的最左边那个图(图22)，温度和二氧化碳都有急剧的升高，超过了这个图上的其他四次冰期和间冰期的高度，应该说这是受到了人类活动的影响。

正因为它的重要意义，所以从1996年到2003年这8年的时间，科学家们在南极这个地方作了很多的工作，取得了大量的冰芯样品，并于最近南极冰芯的研究上取得了新的进展。

图23 EPICA Dome C 冰芯气候记录与其他古气候记录的对比

a 太阳辐射

b 氘同位素

c 海洋氧同位素

d EDC粉尘

上面这副图(图23)就是对于冰芯进行研究的情况。在南极进行的最新研究被认为是2003年世界十大科学成就之一，从2004年发表的结果来看，南极研究的新结果把时间推到了距现在74万年以前，同时还进行了多项对比，包括与太阳辐射的变化、同位素氘的变化，以及海洋氧同位素变化的对比。最下边的一个是和粉尘的变化所进行的对比，所谓粉尘，就是黄土，对于过去的历史，需要陆地的研究结果来验证冰芯和海洋的研究结果。

图24 黄土高原：延安地区

这是黄土地区，是中国延安地区的黄土高原(图24)。现在和古代的一些沙尘暴在北京，每年4月份就经常会有，这种沙尘暴所带来的粉尘，我们就叫做黄土，历史上叫做余土。黄土是由风力搬运的粉尘沉积于地表上所形成的环境，包括了很多环境的信息。对于这个信息库的解意是认识环境演化的第三个突破。

图25 全球两大粉尘系统传输示意图

地球上两个最大的粉尘也就是黄土的传输系统，一个是从非洲撒哈拉沙漠到美洲和欧洲的传送；另一个是从中亚的戈壁沙漠到我们中国的西北，然后到日本，再过太平洋到达北美，甚至跨过大西洋到欧洲，在阿尔卑斯山上还接到过从中国吹去的粉尘。

图26 甘肃秦安剖面 图27 渭南黄土剖面

下面看一下在我们中国，在离天水不远的甘肃秦安(图26)这个地方，据郭正堂同志研究的结果，发现这里有距现在600-2200万年前的黄土和古土壤层。这个发现使人们看到了全球变化里面干旱和湿润的历史，黄颜色的是黄土，代表着干旱，红颜色是当时形成的土壤层，代表着气候比较湿润。这是几百万年到上千万年的黄土，如果我们看到上千万年的古土壤，下面的这个图(图27)是在陕西渭南的黄土剖面，黄颜色的代表黄土，红颜色的代表古土壤层。

图28 磁化率、粒度和深海氧同位素对比 图29 黄土记录的相关性和复杂性

根据黄土的磁化率、粒度作为古气候的代用指标，可以看到它干旱和湿润的变化规律和刚才看到的深海的同位素这些阶段可以对比，反应了气候变化的规律。如果我们把黄土的记录看得更细的时候，在千年尺度上，黄土的记录显示了全球变化的相关性和复杂性。最右边的这一行是北极格陵兰地区冰芯变化的曲线，中间是在陕西洛川黑幕沟黄土的结果，而在左边是大西洋北部海水冬天的温度，可以看到它们从19万年以来有19个可以互相对比的气温变化结果。在黄土高原发现有高量的粉尘沉积的时候，北太平洋海水的表面温度在冬季的时候就会降低，从这个对比中可以看到这个结果。

图30 深海沉积、冰芯和黄土各具特色，却又具有一致性

所以深海沉积、冰芯和黄土，虽然各具特色，但又具有一致性，这是地质记录所证明的。如这个图所示(图30)，上面是深海，中间是冰芯，下面是黄土，我们可以看到40万年以来，它们的波动是可以对比的、是一致的。黄土比深海沉积和极地冰芯更接近于我们人类，因为我们不可能从几千米水深下边的深海沉积中去发现保存的人类的信息，也不可能从极地的冰芯保存中获取更接近于人类活动的迹象，但是黄土在环境演化和人类活动里面可以给我们很丰富的信息。随着人类社会和自然界演化的不断进步，人类活动有的时候会破坏人与自然之间的和谐。

图31 荒漠化成因

这个图(图31)是中国北方的图，大家可以看到在东北地区，冰期的时候就有很多的沙漠活动。到了距今8-3千年的时候，由于间冰期而形成的土壤固定了以前冰期形成的沙漠。但是人类活动到最近，破坏了这些土壤层。像照片所表示的，上面是有土壤层的地方，但是经过破坏以后，在照片的前面，大家可以看到沙漠已经出现了，所以这是荒漠化的结果。我们可以据此了解荒漠化的成因，也可以给它的治理提供科学的依据。

三 地球系统，我们知道的比我们需要知道的要少得多

上面这几个例子说明过去的研究工作使我们能够全方位、多角度、多元化地了解过去地球系统的演化，然而地球系统非常复杂，我们对它的认识还远远不够。例如刚才我们看过的当今社会广为关注的大气中二氧化碳的温室效应问题，虽然人们已经从冰芯中了解到过去42万年来二氧化碳、甲烷等温室气体的变化规律，但是对二氧化碳和全球变暖之间的关系还不十分清楚。

图32 近1千年来大气CO2浓度变化

图33 近1千年来北半球均温变化

例如，从上面的这两幅图(图32-33)可以看到，在短时间尺度上，二氧化碳浓度变化和全球温度变化是一致的，这是一千年来在各不同地点的大气二氧化碳的浓度曲线和近一千年来在各不同的方面所测得的北半球的温度变化记录，可以比较好地进行一些比较。

图34 各种模型预测 图35 各种模型预测

21世纪CO2浓度变化趋势 21世纪温度变化趋势

但是随着二氧化碳浓度进一步地增加，从2000年一直到2100年，如果进行一些模型的预测，可以看出来(图34-35)，温度是不是会这样增加下去呢？实际上不仅温度会增加，还会有变化。而且我们还可以从过去的研究看出来，有很多更为复杂的情况。

图36 “雷州事件”

过去研究表明，在温暖的时期中，还可能有冷的时间出现，会出现一些快速的温度变动。例如在南方热带海边，我们中国南海，雷州半岛的最南灯楼角这个地方，夏季的温度和过去相似，但是冬季的温度，有的时候要低三、四度。如果冬月？的温度低到10.7度以下的时候，珊瑚就会大量的死亡，研究者把这个死亡事件叫做“雷州事件”，因为这个事情发生在雷州。(图36)我们看到的这个曲线说明什么呢？这个图描述的是(距今？)7000年到7500年之间的结果，和最近的一些结果的比较，我们可以看出两个结果非常相似。

图37 “雷州事件”素描图

这说明在下一个素描图上(图37)可以看到，这个素描图上一层一层排列的很多珊瑚，下边的一层死亡后，形成一个薄实的面，环境好了又继续生长，遇到恶劣的环境又死亡，然后又继续生长。生长，死亡，生长，死亡，一层一层地这样排列。如果将这些珊瑚的年龄进行确定，我们可以发现，最老的是7475年，而最新的是7075年，在这400年中，有九次这样的珊瑚遇到寒冷死亡的事件。说明在全新世温暖的时期有急剧变冷的事件。全新世是指一万年以来的地质时期，一般被公认为是一个温暖时期，但是在这样一个温暖时期，我们发现在亚热带的雷州半岛的海边上还发现了九次造成珊瑚死亡的寒冷的事件。

图38 1961年的罗布泊 图39 2000年的罗布泊

这样的事情不仅发生在海边，而且也发生在内陆。这两张是卫星拍摄的图(图38-39)，是新疆塔里木盆地内，塔克拉玛干大沙漠旁边的罗布泊。左边的图(图38)是1961年的时候由间谍卫星拍摄的，是在被解密后由一个美籍华人科学家送给我的。在这个图中，可以看到罗布泊的中心地区有一个耳朵状的，那是湖的中心部分，在这个地区似乎还有一些水。在1900年当斯文赫定到达罗布泊的时候发现还有水，所以他把罗布泊叫做一个游移的湖。而在1950年我们科学院考察的时候，也还有水，当时还需要用船进去，而到1960年时，水可以说已经很少，也可能在1961年还剩下一点。大家的右边的这个图，可能是去年由卫星照的，从这个图上(图39)看，不仅仅是大耳朵这个地区完全变成了岩壳，甚至连上面开采钾盐的矿场都可以看得出来，而我们是最近才在那里开矿的。这个湖的干枯是发生在20世纪60年代，最近报上登着，在10月16号这一天，英国发行了一个新版的，很著名的《泰晤士地图集》，这个地图集上特别宣称，已经把罗布泊去掉了。他们认为罗布泊已经不是一个湖，而是一个干涸的岩壳。

图40 2003年中科院考察罗布泊路线 图41 罗布泊的鱼：1900

下面这个图(图41)更有意思，也是很著名的图，所以我想给大家看一下。在斯文赫定1900年到罗布泊去的时候，那个时候还可以看到很大的鱼，但是现在当然没有了。这是罗布泊那个图(图40)，上面的那条线是我们今年9月去考察的时候经过的路线。无独有偶，在非洲第四大湖--乍得湖，从60年代到现在的40年中，湖体已经缩小了95%。同样大家看到，过去这个湖中也是像罗布泊一样有很大的鱼，但是现在乍得湖只有一部分还有点水，变成沼泽一类，但是湖体基本上也消灭了，同时在泰晤士地图上消灭了。

图42 1979-2003北极地区冰盖比较

海洋和陆地环境变化的复杂性对人类的急迫性？不仅表现在海洋和陆地，而且还表现在冰盖上。从2003年和1979年北极冰盖的覆盖比较中大家看到， 2003年这个图上(图42)看到冰已经消失的很多了。今天的《参考消息》专门有一个报道，指出北极的冰的消失情况会带来很大威胁。因为北极的冰融化使大量的淡水流入到大洋，会影响海流从而导致气候的变化，可能对大洋里面所谓“温盐效应”的传送带产生影响，发生突变，也就是最近大家所看到的电影《后天》里所出现的那种冰雪风暴气候骤变的天气。这种灾难性的气候会不会出现呢？英国一个刊物说，地球上将有一个新的冰期到来，而这个新的冰期是2004年5月28日，这一天是什么呢？就是《后天》这个电影的首映式。像我们刚才所说的干旱也罢，冰的融化也罢，海面的上升也罢，对于这些环境问题的现象和事实的忧虑，从过去到现在和未来，都集中表现在《后天》这个电影上。

电影里面告诉我们，在过去的二百万年，已经有过二十多次冰期，所占的时间有180万年，所以过去二百万年中实际上有90%的时间地球是在冰期里面。但是像前面的那些例子所表现的，由于人类环境会影响这种冰期和间冰期的自然规律和周期，而海洋里面还有很大的不确定性，我们现在这个已经处于间冰期的地球，很可能即将进入一个所谓超级间冰期的时代，所以也有人称，未来的地球是一个未知的地方，或者说就像《后天》这个电影里面所表现的那样。但是我们也不必害怕，因为对地球科学的研究、对环境演化的研究告诉我们，未来若干年地球的趋势将是继续变暖，至于是否会进入一个新的冰期，作为地质营力的人类负有重大的责任。

图43 15万年以来全球平均气温示意图

大家从图上(图43)可以看到，现在的人类出现在最后的一次冰期里面，就是12万年前左右出现了现在的智人，智人出现以后，经过了一个很普遍的，而且非常严厉的冰期，就是大家所看到的最低的那个曲线的地方，那个时候最大冰期的时候，地球表面有30%为上千米厚的冰所覆盖。而到现在，我们是处在一个间冰期的阶段，是走向一个冰期呢，还是向一个温暖的间冰期发展呢？从这个图上看得很清楚，是走向间冰期，下一个冰期至少还有很长一段时间才会到来。

图44 地球系统内各圈层关系

地球环境是一个非常复杂的系统，各圈层之间的相互作用在时间和空间维度上都是无比精确的，事实告诉我们人类活动已经成为一种重要的地质营力。正如我们看图44可以看到，在中间是人类活动最营力，上面是大气，而在这边是地球，陆地，这边是海水，他们之间的关系，和太阳、和大气以外空间的关系还是很复杂的。这就迫使我们从一个新的视角来考察今天的地球系统，也就是人类世的提出。

四 人类世，人与自然关系研究的新视角

之所以提出人类世这一个名词和概念来，是希望我们国家有更多的人能够对它进行研究，特别是从科学与人文的视角，更加深入的研究人类世。人类世是地质学上的名词，我们把250万年以来到10万年这个时期叫做更新世，10万年以来是更新世的晚期，到了1万年，我们叫做全新世。而现在Paul Crutzen提出来的人类世里，就是从一万年里边，我们现在提出来一个新的地质时期。我们需要研究人类世，是因为我们国家的土地、历史以及人民更有条件为科学做出更大的贡献，解决我们的环境问题，达到科学地发展。

人类世这个概念的提出，可能是地质学上又一次的飞跃。大家知道板块构造的学说提出，是地质学的一次自然科学史的革命，而为解构人类环境问题所提出的人类世，将可能是地质学的一次自然人文科学史的革命。20世纪20年代，俄罗斯的地球化学家V.L.Vernadsky就提出人类应单独成为一个时代。到了40年代，在中国工作过二十几年的法国地质古生物学家De Chardin，他把会思考的人类的思维作为地球的一个圈层，和岩石圈、水圈、生物圈一样，这一个圈层叫做智慧圈，所以他提出来的一个会思考的地球观。在2000年，因研究臭氧层而得到诺贝尔奖的Paul Crutzen提出了人类世--Anthropocene。

图45 工业革命以来人类活动加速增长

图46 人类活动加剧导致的全球变化

Paul Crutzen关于人类世的概念是说，人类世可以说是从18世纪晚期开始的，其特征是南极冰层捕获的大气中，二氧化碳和甲烷的全球性增高。这恰与1784年瓦特发明蒸汽机的时间相当，所以他认为人类世的开始应该是1784年。另外他提出来这个人类世的意义呢？就是我们现在大气里边，二氧化碳这些温室气体所起的影响比较大，比方说像甲烷这类气体可能要几千年才能够消耗尽，像二氧化碳也要几百年，还有其他一些气体。所以他说人类世不仅是从1784年起到现在，而且可能还要延续到今后很多年。并且为什么说人类世始于1784年呢？他说工业革命以来，人类活动的速度加快了，生产力的发展，经济的发展，科学技术的发展，使自然界里就产生了很多的变化。一方面是发展了，同时呢，一些不容乐观的变化也在加剧侵袭着人类赖以生存的地球系统，像二氧化碳、一氧化氮、甲烷的增多，以及环境温度的升高、洪水、干旱、灾害、渔业的开采等等这些方面。这两个图对比起来可以很清楚的看出来，从1784年，特别是从1900年以后，人类的活动带来的正面和负面效应都有很大的、飞速的发展。

现在已经有更多的科学家开始注意到人类世这个问题。今年8月份在欧洲召开的一次科学论坛上，国际地圈与生物圈的首席科学家Will Steffen说到，人类世是一个特殊的纪元，和其他的地质时代不一样，以前其他的地质时代是慢慢变的，变的速率比较小，幅度也比较小。而现在我们应该考虑到环境正在极速地、大幅度地变化，也应该考虑到它将来的发展以及环境变化的一些不稳定性，或者说是变化。

在讨论是不是1784年人类世开始这个问题的时候，有很多科学家也提出自己的看法。像刚才我们提到的，在中国沿海进行深海钻探的一个首席科学家Ruddiman，在2003年就提出人类世。他认为人类世实际开始于几千年以前，是农业出现及随之而来的农业实践中的技术革新的结果。他认为在这个时候，不仅仅是二氧化碳的升高，甲烷的升高也特别快了，这两个温室气体同时的升高，可以说是人类世的开始。从我们中国来看，这个时代就是随着人类生产力的发展和生产力的第一次飞跃--农业革命而开始的，可能早到一万四千年左右，或者说是一万年。这样的一个时代的发生，和他说的一样。

我们可以考虑把人类世作为最新的地质时期，它的特点就是人与自然相互作用的加剧，涉及到可持续发展的各个方面，从刚才举的例子这些方面都可以看出，比如水资源的变化，荒漠化的变化，海平面的变化，生态的变化，生物种群的变化等等。研究人类世不仅需要多种自然科学的交叉融合，甚至要求自然科学和社会科学的通力合作。

加强地球系统研究，实现人与自然的和谐发展，它的交汇点就是地球科学面向社会。今年8月在意大利米兰召开了由117个会员国组成的国际地球科学联合会的地质大会，有许多科学家参加了这次大会。我们中国的科学家提出了一个“行星地球计划”，它的主旨就是地球科学需要面向社会。现在这个计划预备在联合国的支持下把2005-2007年作为全球实行这个计划的宣传和实践时期，同时也作为国际行星地球年，也就是地球科学面向社会年。这项计划被认为是当前所有的科学中，最有雄心、最有远见的国际科学计划。

行星地球计划将致力于人与自然和谐发展的、可持续发展的、新的地质学，也就是人类纪的地质学。主要致力于这八个方面。一，地下水的可持续利用。二地质灾害的缩小和加强预报。三，地球与健康的问题，像医学地质，要建立一个更安全的环境。四，需要建立一个气候档案库，可以把所有气候记录下来。五，对于资源的研究，要加强可持续发展的可持续能力，可持续研究的能力。六，对于城市的研究，未来将出现深入到地下和更为安全的城市，现在大部分的城市发展非常迅速，我们国家当前城市的发展也是非常快的，当然包括大型的城市，也包括小城镇。七，对深部地球的研究，包括很深的地核、地壳部分。八，对海洋的研究。我们中国将协助有117个成员国的国际地质联合会在全球推动这一计划。希望前面开始时候说的那些影响发展的那些环境问题得以解决，这将是我们中国科学家对于中国，也是对于人类做出的应有的贡献。

图47 未来世界的主人

下面也就是我们的希望，这是老蔡同志的小孩儿(图47)，是我们的下一代，也正是我们的希望，可能在他们那个时代会实现行星地球计划以及人类与自然的和谐发展。不过不一定是他们的时代才实现，希望在我们这个时代人与自然的和谐发展就要到来，谢谢大家!

汝信：非常感谢刘东生院士刚才给我们做的内容非常丰富、精彩的报告!刘先生在他的报告中非常深刻、透彻的论述了跟我们每个人相关的环境问题，我想环境问题不仅是跟我们在座的每一个人直接相关，而且是关系到我们国家的发展，关系到整个人类的前途。所以这个是具有十分重大的理论意义和实际意义的问题。

在报告的最后，刘院士也提出来要研究人类世的问题，我想这不仅是为我们各种自然科学提出了一个很重要的任务，而且也为哲学社会科学提出了非常重大的课题。所以我在此再一次感谢刘院士为我们所做的精彩的报告!

中国科学院研究生院的一些同学事先也对刘院士演讲的题目做了专门的研究，有一些问题也想当面跟刘院士请教。

提问：刘老您好，我是来自中国科学院研究生院生物系的学生，我今天心情很激动，因为能有这样的机会跟您交流!刘老一直在我们研究生院任教，也是我们的老师，我先说一声：老师您好!

您60年来一直致力于中国的黄土研究，并且取得了卓越的成绩，而且在您86岁的时候，还在刚刚做完心脏病手术的前提下，去了”死亡之海”罗布泊，进行考察。我们作为年轻的学生，对于您老对科学执着追求的精神是非常的钦佩，而且这种精神也是非常值得我们学习的。

今天我带来一个问题。刚才您讲到很多环境的问题，但是据我了解，目前的科学界对于环境问题有两种截然不同的观点，一种相对来说就是比较悲观，认为环境问题都是人类破坏造成的，甚至是愈演愈烈；但是还有另外一种观点正好相反，认为这是环境自身演变的规律所造成的，相对乐观一点。我不知道您老对这个问题是怎么看的？

刘东生：你说的包含有两个方面，一个是环境自然变化，以及人类对环境影响所造成的变化，这是一个方面。另一个方面，是人类对于环境有什么影响，环境变化受不受人类的影响。我想从当前我们国家来看，一个是环境问题，当然我所说的环境问题可以把它扩大一点，不仅仅是工厂里面的“三废”污染，或者说是我们区域的一些环境变化，而是把它看成为自然环境。比方说沙尘暴这样的问题，它发展的很快，而且也很厉害。但是通过我们这三年来对它的治理可以很明显的看出来沙尘暴的发生不仅次数减少，而且强度也减低了，显然就是人为的干预对于环境的发展是有一定的作用的。所以人类活动虽然对于环境造成不良的影响，但是人类的干预，或者说人类的调整也可以做到人跟环境和谐发展这样的地步。当然这也是一个比较长的路，特别是对自然环境的影响。比如说刚才跟那位外宾谈到的，像温室效应的这个问题，就是需要各国的共同合作才能够使得温室气体降下来，才能够使得全球的升温这类的变化能够解决。所以我觉得环境问题既有自然的因素，也有人为的因素，人固然影响着环境，但是人也可以使它向好的方面发展。

提问：谢谢刘老今天下午给我们一个精彩的报告，我想接着刚才那位同学的问题问，我是国家教育行政学院的学生。从整个报告提供的材料，特别是从地球的演化，我们似乎好像可以得出这么一个结论，从哲学的角度出发，以所谓大尺度或者宇宙尺度来衡量到目前为止人类对于环境的影响，可能还是有限。实际上整个自然，比如说在材料当中提到的，包括对极地冰芯的钻探，海底，以及包括刘老做的黄土高原土壤的研究，实际上得出结论是我们现在处于间冰期的时间，从大的气候演变角度来讲，本身就是一个温度上升的过程。当然现在工业的发展，温室气体的排放确实是一个问题。但是另外一个问题，也有专家认为目前地球能够养活60多亿人类，二氧化碳的增加应该是起到了积极的作用。我想问的就是，目前据刘老评估，人类对于地球的影响，对于环境的影响超过了自然严禁的这么一个尺度没有？从宇宙的角度来讲，我认为人类从大的时间段来看，是一个很短的时间过程。所以我想就这个问题请教刘老。

刘东生：你的问题很好，如果从生物起源来看，这样的一个尺度，对于地球变化来讲，确实我们人类只是很短暂的一刹那。对于整个地球作为一个星球来说，人类对它的影响不是很大的。但如果我们把地球作为人类生活、居住的载体来看的话，和我们生活接近的地球来看的话，人类对它的影响是需要注意的，我就是这样一个看法。所以我们对地球的看法，我个人认为，如果作为整个星球来看，当然人类对它的影响不是非常大的，但是也不能忽视。如果说作为人类居住的家园，我们赖以生活的地球来说的话，现在来看，是到了一个需要我们警惕的时间了，就是这个意思，不知道我说的怎么样，是不是回答了你所想的问题。

提问：现在科学技术越来越发达，这为人类活动的范围不断地扩大提供了条件，用一个通俗的话来讲，人类征服自然、改造自然的能力也在加强。在现代化进程加快，人们生活水准普遍提高的情况下，我们同时也感受到了大自然因为我们破坏环境而报复给我们一些后果。我想问在我们珍惜自然环境，爱护自然环境，实施可持续发展战略这几方面做的不够的背后的深层原因是什么？

刘东生：这也是个很好的问题，刚才那个美国教授也提出这个问题。为什么说我们很重视环境问题，或者说我们这个讲座要把环境问题提出来来进行研究，或者说为什么我们要把人与自然和谐发展进行研究，最主要的，是首先必须动员广大的群众。有人说生态环境的保护不是一个免费的午餐，不是你来了就可以吃，而且我们每个人都享受到了自然环境的恩赐。但是，我们要付款，现在叫买单，就是我们对于自然环境要付出，这和每一个人都关系，所以他们把这个叫做对环境的觉醒，就是指每个人都醒过来了。另外一个，也是比较重要的一个，在不同层次的政策的决定者要能够知道环境发展的问题和环境的问题同样重要。我记得在去年的时候，曾培炎副总理曾经讲过，以前的地质工作指导思想是对李四光那时候讲的，我们现在要有转变，他提了四个转变。其中一个就是我们要从单纯的保证矿产资源向同时保证矿产资源和保证环境的发展来转变，也就是说发展和环境保护要同时注意。当每一个层次的领导者都注意这个问题，每一个老百姓都注意这样的问题，我想环境问题，我们是可以搞得很好。因为我们中国人，应该说从古以来对于环境就是非常重视、爱护的，谢谢大家!

汝信：可能大家还有问题希望请教，但是因为时间的关系，今天报告会只能到此结束了，我们再一次以热烈的掌声对刘东生院士刚才精彩的报告表示热烈的感谢!

刘东生：谢谢大家!谢谢大家!

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