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5.2 当代资源开发利用进程中的科学技术(2)

时间:2010-12-27 14:04 来源:未知 作者:地理教师 责任编辑:地理教师
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人类利用树冠以上的光、热、水、气、风等资源已不限于农业生产领域。现代航空航天、能源、计算机与新型原材料技术的综合发展,已使人类超越地球的束缚,进入太阳系范围的宇宙空间,气象卫星的应用与发展,开始了从空间研究全球大气的序幕,卫星成为天气预报和科学研究必不可少的工具,大大减少了灾害性天气对人类的损失。人工影响和调控天气已成为现实,如消雹、消雾、人工降雨、测控大气污染等。航天遥感、航空遥感技术系统的发展,揭示了所探测物体的性质和变化规律,将地面观测、勘探系统从地面发展到空间,广泛应用于土地、森林与矿产资源勘测,找水、捕捞、气象、污染监测等生产、科研部门中,尤其是地球自然资源的勘测与调查已逐步在全球展开。同时,人类还成功的登上了月球,实现了对地球外星球的实地调查,载人航天飞机的飞行和人类空间活动站的建立,将大量与开发利用自然资源相关的先驱性科学技术试验由地面转移到太空,进行无重力状态研究试验。

当代的资源开发利用已不是单项自然资源的单一开发利用,而是单一资源或多样资源的多样综合性开发利用,这是科学技术的多学科、多类别、尤其是新兴的边缘科学技术结合与作用的结果,从根本上讲,是由于单一的、初级的资源开发利用形成的产品,已难以满足人类的需求,人类必须不断增加自然资源的品种、数量,实现多种自然资源满足人类某种、某类需求的相互替代或替换,不断增加和提高人类需求的种、量、质保证程度,缓解人类不断面临的资源短缺危机。同时,在保障人类最基本生存的可更新自然资源领域,尤其是生物类资源中,人工的作用程度和科学技术的含量越来越高。从自然界中直接获取的生物资源的品种和数量已变得越来越少,从人类自身生存发展的根本利益出发,为维持整个生态基本平衡,将那些在数量与品种上稀少或濒临灭绝的生物资源列为珍稀动植物资源,在全球建立多种类型和相当数量的自然保护区,以求这些生物资源的存在而有利于人类的生存发展。

在农业生产领域,人类借助科学技术力量,不断提高单位空间内常规用生物资源的产出数量和品质。通过对生物资源的综合性开发,建立抗自然灾害能力强的高产稳产良田,培育优良作物品种,增加肥料和农药的施用量,增加保灌面积等,使作物单产大面积增长,全球八十年代中期与七十年代初期相比较,每公顷年均增加谷物 46.8公斤,棉花 7.94公斤,甘蔗 302公斤、甜蔗 180公斤,集约化经营,主攻单产已成为全球种植业发展的主要方向。大力发展和建立各种类型的速生丰产林业基地,以满足人类对木材资源消耗的需求,全球每年生产原木 30.51亿立方米,每年重新造林面积大致 1450 万公顷。发达国家森林覆盖率大都在 30%以上,有的还超过 50%。由于科学饲养水平和舍饲畜牧业的发展,使肉类、奶类、蛋类总产量增长较快,尤其是养鸡业的迅速发展,使禽肉和鸡蛋的产量大幅度增长。而捕捞养殖业在八十年代中期产量就较七十年代增加 1800多万吨,主要得益于捕捞技术和海上冷冻技术的发展,全球渔类总产量中,近 90%的产量来自海洋。这些成就的取得已不是农业资源本身的开发利用来实现的,而是在科学技术的推动下,包括了非农业自然资源的参与。以种植业为例,要实现大面积优质高产,就需要从耕地改良、品种培育、灌溉保证、施肥合理、机械化与电气化程度高等措施入手,为摆脱大田生产条件下受自然气候和季节的影响,就要发展高度集约化的温室农业、植物工厂、无土栽培等;为保证农产品的质量,减少损失、实现增值,就要加强贮藏与加工业的发展;为提高自动化控制程度,增强调控生产的效率和提高抗自然灾害的能力,就要广泛应用计算机和遥感技术等。这就涉及到生物技术、遗传工程、灌溉技术、有机与无机化工技术、新材料技术、农机技术、加工与贮藏技术等各个门类和学科的综合结合与运作,同时,经过工业化过程的煤炭、石油、天然气、黑色与有色金属,非金属、稀有金属等各种非农业自然资源被大量用于整个现代农业的发展中。在 100亿吨标准煤,一次能源结构中,石油、天然气占 60%以上,煤炭约占 30%(煤炭资源在部分国家和地区如中国、德国等仍占居重要地位)。作为不可更新资源,按现有资源保证程度与开采规模,石油、天然气还能延续 60~100年,煤炭将维持 300~400年。在现有技术经济水平结构中,能够大规模、高比重的利用这类矿物资源当然是较理想的,但作为不可更新资源被利用将改变其原有物理化学性质,就面临一个在未来的资源枯竭的结果。因此,一方面要加强这类能源资源的发现与勘探程度,稳定或提高保证程度,同时,要加强研究与开发新的能源资源,尤其能够作为常规用能源的可更新能源资源,以求改变现有能源生产消费结构;另一方面,要大力发展节能降耗技术,降低现有能源资源的单位消耗水平,提高能源利用效率,并使能源消耗中向自然界排泄的“三废”量尽量降低,以及加强“三废”的综合治理,努力使“三废”转换成“二次资源”。

单一资源的多途径利用与多种资源的共同或相互替代开发利用已达到相当高的水平。最具代表性的是现代有机化学和高分子化学发展所取得的成就,目前已发明的有机化合物已超过 500万种。在有机合成化学方面,其最大特点是作为原料的资源多样化,如在电力工业迅速发展的基础上,以电石 ——乙炔为原料的乙炔化学,成为化学工业的重要成分,由乙炔可合成出乙醛、醋酸、氯乙烯、丙烯晴、丁二烯等化合原料,其后,以乙炔为原料的合成塑料、合成橡胶、合成纤维、合成树脂相继问世,而石油、天然气化工的发展又提高和改变了电石——乙炔的发展路线,并成为现代化学工业的主要组成部分,全球有机化学工业产品 90%以上是以石油、天然气以及煤炭为原料生产的,三大合成材料(橡胶、塑料、纤维)的原料,几乎都来自石油化工与煤化工。三大合成材料的发展,迅速填补和改善了天然原料资源不能满足需求的资源短缺危机,尤其是木材、天然橡胶、天然纤维等资源供给的缺口至少 50%是由三大合成材料填补和替代的。
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