1.1节
自给自足的地球

地球的年龄大约在40~46亿年之间。经过亿万年漫长的发展，逐渐形成了相对稳定的状态并最终孕育出生命。从最初生命的诞生，到出现复杂的高等生命形态，这期间经过了千万年进化的旅程。

人类的出现是地球历史上很新又很短的一段。如果把地球的历史简化为1天的24小时，那么，人类是在这24小时的最后3分钟才进场的。

在人类出现之前，地球就已经具备了完整而复杂的生态系统，以其客观的运行规律支持着物质上的自给自足。在这个生态系统中，能量流动和物质循环通过各种方式支持着生命之流的延续。

在这样的自然界中，会不会出现“垃圾”呢？很显然，答案是否定的。

现在，让我们回到人类文明开始之前，看一看没有“垃圾”的世界是什么样的。

1.1.1 地球环境的组成

地球如同一艘满载各种美丽生命的宇航船，它为太阳所牵引，行驶在无尽星辰的宇宙之海。太阳为地球的生命之网输送着能量。除此以外，所有的物质都要由这艘船上的生态系统自给自足。

地球这艘小小的宇航船是幸运的，也是孤独的。宇宙中不会有补给船开过来，给它输送空气、水、土壤、植物或动物。地球上的物质都要依靠循环的方式，在生命之网中进行流动。如果某个循环过程被打乱或受到影响，那么很多生物都会受到影响。

地球不仅仅是一块漂浮在宇宙中的石头，而且是由生于其中的所有生物（动物、植物、微生物）及非生物的环境（阳光、空气、水、土壤等）共同组成的。在一定的空间范围内，生物与环境形成的统一整体，叫做生态系统。

在生态系统中，植物是生产者，能够通过光合作用制造有机物，这些有机物支持植物自身的生长，也让动物有了食物来源。

动物不会光合作用，但可以通过直接或间接地以植物为食，来获得有机物，因此动物被叫做消费者。

一个水果放久了会慢慢腐烂，腐烂的过程其实是一些我们肉眼看不到的微生物在起作用，如细菌和真菌等。它们把储存在植物和动物体内的有机物重新分解成无机物，返回到空气、土壤等环境中。这些无机物又为新的植物生长提供了支持。因此，这些微生物又常常被称为生态系统中的分解者。

地球能够维持物质上的自给自足，就是由生态系统中的生产者、消费者、分解者和影响这些生物生存的非生物环境间的关系决定的。

正是依靠着循环的作用，地球上的物质在总量基本不变的情况下，能够不断转换，成为不同的生命和非生命环境的组成部分。

背景资料

太 阳 船

太阳是地球的能量之源。除直接辐射外，太阳还为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

正因为地球这艘满载各种美丽生命的宇航船是为太阳所牵引的，所以我们才称其为行驶在无尽星辰的宇宙之海中的“太阳船”。

1.1.2 生态系统内的物质可以循环利用

你认为，在大自然的生态系统中，落叶是“垃圾”吗？动物捕食过程中掉落的碎屑是“垃圾”吗？为什么在大自然中在没有人去清扫处理的情况下，这些东西会逐渐消失不见呢？

一棵树活着的时候，通过呼吸及其他代谢活动与周围的环境进行物质交换。这棵树生命结束的时候，组成它身体的物质并不会消失，而是被不断地分解到环境中，继续成为其他生物的一部分。地球上的各种资源，如水、空气、碳元素等，都是以如此的方式循环往复，为不同的生命形式所使用。在这些过程中，几乎不会有所谓“垃圾”留存下来，大自然会将它们物尽其用。

但是人类的出现，在很大程度改变了地球上物质循环的方式。“垃圾”之所以出现，就是某些循环过程被影响的结果。我们将在下一节进入对于人类“垃圾”产生的讨论，追溯某些循环断裂的原因。

思 考

·在生态系统概念里，人类是生产者、消费者还是分解者？

·人类的行为对于其他扮演生产者、消费者和分解者的生物有过影响吗？

·人类产生的“垃圾”，和生态系统中新陈代谢的产物有哪些共同点和不同点？

·在大自然的生态系统中不存在“垃圾”，那么后来“垃圾”又是如何出现的呢？

1.1.3 扩展知识

我们通过下面的图示，以碳的循环利用为例来理解生态系统的物质循环过程。

大自然有着自己的运行法则，在这个系统中，其各个组成成分都有自己的特定功能。物质可以实现循环利用、自给自足，并维持物质含量的稳定性，这依赖于生产者、消费者和分解者的呼吸作用。