气候变化对生态环境 人类健康的影响.doc

气候变化对生态环境 人类健康的影响(一)气候变化对水资源的影响1气候变化对水资源影响研究的情况。气候变化对水资源影响的问题已引起广泛的关注。 1979年世界气象组织、联合国环境署、国际水文科学协会等国际组织实施的世界气候计划中 专门设立了世界气候计划-水计划，研究水资源系统对气候变率的敏感性问题，以及气候变化和气候变率对水文和水资源的影响。政府间气候变化专业委员会的第一、二、三次评估报告，评述了气候变化对水资源影响的研究结果，包括气候变化对地下水和水质影响的研究，水文、水资源对气候变化和气候变异的敏感性和适应性研究等。我国研究气候变化对水资源影响的工作始于20世纪80年代中后期。1988年气候变化对西 北、华北水资源的影响研究运用大气环流模式、水分热量平衡模型、概念模型、统计模型和古代相似法模拟分析了气候变化对西北、华北地区水资源的可能影响。1994年开展的气候变化国别研究水资源专题中建立了随机大气模型、流域蒸散模型、流域水文模型和水资源综合评价模型，并利用大气环流模式的结果，评估了气候变化对天然径流及年内分配、干旱洪涝、流域水文情势和水资源供需的影响。1996年进行的气候异常对水资源的影响研究，研制了蒸散(发)模式和黄、淮、海地区以及长江中下游地区分布式水文模式。同期实施的淮河流域能量与水分循环试验研究项目，建立了流域径流模式和大尺度水文模式。2气候变化对水资源影响研究的主要结论。目前广泛开展的气候变化对水文、水资源的影响研究，大都以精度较高、综合性较强的区域水量平衡为基础，使用大气环流模式输出结果或假定的气候变化情景，探讨未来水文和水资源的变化情况和趋势。研究结果表明，全球气候变暖后，水资源供给状况会出现很大变化，主要表现在以下方面：(1)江河流量将发生变化。对于江河流量的变化，现在比较一致的预测是：高纬度地区和东南亚，年平均流量将增加；中亚和环地中海地区、南非和澳大利亚，年平均流量将减少。其他地区没有一致的流量预测结果。气候变暖会促使冰川消退和永久雪盖减少加快。预计到21世纪末，1312的山地冰川将消失。中高纬地区以冰雪融水补给为主的河流，流量可能会因此而减少。我国气候变化国别研究水资源专题利用三个全球大气环流模式的研究结果表明、气候变暖后我国七个流域天然年径流量的可能变化有三种结果：一种是全国主要江河年径流量都减少；一种是北方径流量减少，南方径流量增加；一种是北方径流量增加，南方径流量减少。进一步的模拟研究表明，长江及其以南地区气候变化导致的年径流量变幅较小，为-8-8。淮河及其以北地区气候变化导致的年径流量变幅最大，其中淮河减少15，海滦河流域的京津唐地区减少16%；辽河增幅最大，为17；黄河上游增幅次之，为15；松花江增幅最小，12。年径流量的增加和减少都是发生在春、夏、秋季，径流量减幅较大的月份发生在气温升高、降水减少的情景下，径流量减幅可达降水减幅的4倍以上；径流量的增加发生在气温升高、降水增加的情景下，径流量的增幅与降水的增幅基本一致。(2)水资源的供需状况将出现变化。我国科学家使用四个全球大气环流模式给出的结果表明，气候变化产生的缺水量小于人口增长及经济发展引起的缺水量；但中等旱年及特枯水年，气候变化产生的缺水量将大大加剧海滦河流域、京津唐地区、黄河流域及淮河流域的缺水并对社会经济产生严重影响。现有的研究还表明，气候变暖对农业灌溉用水的影响，远远大于对工业用水和生活用水的影响，尤其是在降水趋于减少和或蒸发的增加大于降水增加的地区。(3)旱涝灾害出现的频率等将发生变化。全球气候变暖可能增强全球水文循环，使全球平均降水量趋于增加，但降水变率可能随着平均降水量的增加而发生变化，蒸发量也会因全球平均温度增加而增大，这可能意味着未来旱涝等灾害的出现频率会增加。(4)一些地区的水质将出现变化。气候变暖后，一些地区由于蒸发量加大，河水流量趋于减少，可能会加重河流原有的污染程度，特别是在枯水季节。同时，河水温度的上升，也会促进河流里污染物沉积、废弃物分解，进而使水质下降。当然，年平均流量明显增加的河流，水质可能会有所好转。3气候变化对水资源影响研究的不确定性分析。气候变化对水资源影响研究的不确定性，有多方面原因：(1)未来区域气候变化情景本身的不确定性。目前大气环流模式的分辨率一般在275千米 275千米到500千米825千米之间，它不能直接提供小于模式分辨率区域内的气候要素改变信息。目前小区域内气候要素的变化信息都是用粗分辨率大气环流模式输出结果内插获得的。由于气候要素分布受地形和小尺度天气系统的制约，简单内插并不能获得客观、合理的小区域气候要素值。同时，大气环流模式模拟径流时，只是简单地将径流看做是降水的瞬时反映，没有反映地表径流等形成的时间差异，没有考虑地形、地貌的影响，没有考虑水分的水平运动等因素。(2)缺乏将区域气候预测情景与水资源连结起来的陆面水文过程模型。目前关于未来气候对水资源影响的研究，基本上是给定气候情景下水资源变化的敏感性研究，且多数仅限于研究气候变化对多年平均径流的影响。现有的各类水文模式还不能真实地反映水文物理过程，模式中的一些参数是通过调整、逼近、寻优等方法确定的，采用这种模型来模拟气候变化的影响很难给出比较准确的结果。(3)现有气象资料中的误差带来模式预测结果的不确定性。这些误差包括资料的观测误差、传输误差、站网设置不合理等。(4)未考虑非气候因素的影响。气候变暖后水资源的变化问题，除了要考虑气候变化的直接影响外，还要考虑土地利用、地下水开采等因素，以及调整和适应对策的影响等。但现在很难对未来100年内这些方面可能出现的变化做出预测。这也会导致现在估算的流域水量不准确。(二)气候变化对海岸带的影响1气候变化对海岸带影响研究的情况。全球气候变暖对海岸带的影响尤其是海平面上升问题，早已受到世界各国特别是沿海国家的关注。因为工农业发达、人口密集的地区多集中于海岸带地区，即使海平面上升05米，也会带来严重的以至灾难性的后果。国际上对海平面上升问题高度重视，组织开展了许多研究和研讨。1989年9月，美国马里兰“全球海平面上升国际研讨会”着重研讨海平面上升对发展中国家的影响和应采取的对策。1990年2月，政府间气候变化专业委员会在澳大利亚佩斯召开了国际研讨会，审议通过了全球海平面上升影响的对策方案。1993年8月，在日本筑波召开了政府间气候变化专业委员会东半球海平面上升脆弱性评估和海岸带管理国际研讨会。近十几年来，这方面的研究越来越深入，且更加重视研究导致海平面上升的原因、幅度及其可能带来的影响。20世纪80年代以来，我国较系统地开展了长期海平面变化趋势与影响的研究。“七五”期间，开展了“我国气候与海平面变化及其趋势和影响研究”。“八五”和“九五”期间，相继开展了“气候变化对沿海地区海平面的影响及适应对策研究”，以及“海平面上升对长江三角洲和苏北滨海平原海岸侵蚀的可能影响”、“海平面上升对珠江三角洲经济建设的可能影响”、“气候变化、海平面变化与太湖平原水资源”、“渤海两岸平原海平面上升危害性评估”、“海平面上升对海岸带环境的影响与危害及防治对策”等一系列研究。2气候变化对海岸带影响研究的主要结论。(1)全球气候变暖引起海平面上升。全球气温升高会促使大洋海水热膨胀、陆地冰川消融，从而导致全球海平面上升。模拟研究表明，从1910- 1990年，全球海平面受全球气候变暖的影响平均上升了002006米；对应不同的温室气体和气溶胶排放情景，预计到2100年全球海平面上升幅度为009088米。预计到2030年我国沿岸海平面上升幅度为001O16米，最佳估计值在006014米；预计到2050年上升幅度为006026米，最佳估计值在012023米；预计到2100年上升幅度为O21074米，最佳估计值在047065米。 虽然全球气候变暖引起的海平面上升速率在全球各地几乎相等，但由于海洋周围地面沉降和局部地壳垂直运动不一致等原因，全球各地验潮站资料反映的海平面上升幅度并不相同，存在着明显的区域性差异。根据世界各地的验潮站资料，20世纪全球平均海平面上升了015018米，上升速率为102O毫米年。1992年中国海平面公报指出，根据我国50个验潮站的资料，我国海平面近几十年的上升速率平均为1420毫米年；50个验潮站中，海平面上升的有41个站，海平面下降的有9个站。1998年中国海洋环境年报指出，全国沿海主要验潮站的观测资料显示出海平面呈明显上升趋势，上升的平均速率为26毫米年。(2)海平面上升严重影响海岸带生态系统和生物资源。这当中，首当其冲的是由小岛和珊瑚礁组成的小岛屿国家。O5米或更高的海平面上升，将大大减少这些岛屿的面积，减少50以上可使用的地下水，并对海岸带生态系统产生严重影响。其次是沿海国家地势低洼的地区，如孟加拉国，现约有7的可居住土地位于海拔不足1米的地方，约有25的可居住土地低于海拔3米。对这些地区而言，海平面上升最明显的影响是丧失大批的良田。同时，加剧热带气旋及其伴随的风暴潮、洪水带来的损失。就我国而言，如果海平面上升O5米，在没有任何防潮设施情况下，粗略估算我国东部沿海地区可能约有4万平方千米的低洼冲积平原将被淹没。目前世界湿地和红树沼泽面积约为100万平方千米，其生物量超过任何其他的自然或农业系统。人类所捕获(供消耗)鱼类的23以及许多鸟类和动物，都依靠沿海湿地和沼泽作为其生命周期的一部分。研究结果表明，这些地区能够适应非常缓慢的海平面上升，但难以适应大于20毫米年的快速上升。海平面上升速度过快，湿地就会向内陆延伸，这将使人类进一步丧失良田。海平面上升还将引起海水侵入河口地区和海岸带地区的地下淡水，进而影响耕地的生产力。据估计，目前孟加拉国部分地区海水向内陆的季节性延伸已超过150千米。当海平面继续上升1米时，受到海水入侵影响的面积将增加1倍，这将对淡水的供应产生很大影响。气候-海洋状态的变化，对海洋生态系统和食物链有长期的影响。如鱼群的地理分布既与厄尔尼诺和南方涛动的变化有关，也与气候-海洋状态的持续性及从一种状态转为另一种状态的速率有关。预计全球变暖后，厄尔尼诺事件发生的频率将增加，浮游生物和幼鱼将减少，这将对鱼类、海洋哺乳动物和海鸟等产生不利影响。(3)海平面上升影响海岸带环境。首先，海平面上升将扩大对海岸的侵蚀。在假定仅受单一的海平面上升影响的情况下，长江三角洲地区侵蚀范围扩大，潮滩面积减小，海滩坡度不断加大，淤泥质潮滩可能逐渐演化成砂质海滩。据估计，长江三角洲地区5220多平方千米的潮滩和1250多平方千米的湿地，在海平面上升05米时，将因淹没、潮滩侵蚀以及淤涨岸段等损失潮滩约560多平方千米、湿地近100平方千米；当海平面上升10米时，损失潮滩约1073平方千米，湿地176平方千米。其次，海平面上升将加剧海水入侵。海平面上升必将改变河口的盐水入侵强度，也会使三角洲江河潮水顶托范围上溯。会潮点和海水楔的上移不仅会引起河道泥沙沉积的变化，影响整个河口的生态环境，也会对河流两岸的城乡供水带来新的问题。全球变暖引起的海平面上升，还将加剧沿海城市由于抽取地下水而引起的地面下沉。对于大多数沿海城市来说，解决这个问题并不存在技术方面的困难，但是必须考虑这样做的代价。第三，海平面上升将使洪涝灾害加重。如珠江三角洲地势低平，约有1500平方千米的土地在珠江基面高程04米以下，近一半土地在O9米以下，主要靠堤围防护。近年来，由于上、中游水 土流失，河床淤积已经十分严重，若海平面上升，势必会对洪水起顶托作用，从而加大洪水的威胁。同时，因全球变暖，热带海洋温度升高，西太平洋地区生成台风的概率可能增加。敏感性分析表明，当全球气温升高15时，西北太平洋台风发生频率可能增加2倍左右，在我国登陆的台风将增加176倍。与此相应，风暴潮在沿海地区的发生频率和强度都会有所增加。3气候变化对海岸带影响研究的不确定性分析。气候变化对海岸带影响研究的不确定性主要来自：(1)对未来海平面变化趋势的估计有不确定性。影响未来长期海平面升高各种因子很多，有海水热膨胀、山地冰川、格陵兰冰原、南极冰原融化等，其中海水热膨胀影响最大。如海洋上层100米的海水温度由2526时，将使海水深度增加3厘米；其次是山地冰川融化，如果南极和格陵兰以外的山地冰川全部融化，海平面将会升高3050厘米。然而，热膨胀的准确计算和气候变化对冰川消融影响的模拟都很复杂，取决于很多其他因子。(2)对海平面升高产生影响的估计有不确定性。目前估计未来海平面上升的影响，多是基于目前情况和一些假设条件下完成的。这些情况和条件与未来几十年或100年后可能发生的实际情况之间的差别可能会很大。例如，海平面上升对长江三角洲海岸侵蚀的趋势的估计，就是假定仅受单一的海平面上升影响而未来区域海洋潮波系统、总流场和大气环流不变且无其他重大突变性因素加入的情景下做出的。还有这些影响的评估大都是基于不采取任何防范措施的前提下得到的，但实际情况将并非如此。(三)气候变化对农业的影响1气候变化对农业影响研究的情况。国际科学界在气候变化对农业的影响方面，特别是二氧化碳浓度增加和气候变化对植被生产力、种类构成、植物分界和碳贮存影响开展了许多研究。我国科学家开展的“全球气候变化和我国未来的生存环境”、“全球气候预测、影响和对策研究”、“我国干旱半干旱区15万年以来环境演变动态过程与发展趋势”等研究项目中，都包括有气候变化对农业可能影响的研究，气候变化对农作物生长发育、产量、品质可能影响的研究，以及气候变化对农业地理分布(种植界限、农牧交错带北界等)影响的研究等。2气候变化对农业影响研究的主要结论。(1)大气中化学组成的变化对作物生长有直接影响。大气中二氧化碳浓度的增加可以提高光合作用速率和水分利用效率，有助于作物生长，小麦、水稻、大麦、豆类等C3作物产量将显著增加，玉米、高梁、小米和甘蔗等C4作物助长效果不明显。现有研究指出，在二氧化碳浓度倍增，可使C3作物生长和产量增加lO50，C4作物生长和产量的增加在10以下。二氧化碳浓度增加对植物生长的助长作用(也称“施肥效应”)，受植物呼吸作用、土壤养分和水分供应、固氮作用、植物生长阶段、作物质量等因素变化的制约。这些因素的变化很可能抵消二氧化碳增加的助长作用。(2)温室效应增强会引起农业气候条件变化。全球变暖可使温度带向极地方向推移。目前农业生产潜力受热量限制的地区，作物生长季会有所延长，因而全球变暖可使世界主要粮食带向高纬度地区扩展。年平均温度每增加1，北半球中纬度的作物带将北移l50200千米，垂直上移100200米。然而，作物布局不仅取决于温度条件，也受土壤、水分和社会经济等条件的影响。在低纬度地带，增温改变农时的影响不可忽视，尤其是一年多熟的地区已适应当前气候条件的农田，将需要做重大的调整。(3)作物产量对气候变化的响应。低纬度湿润地区的水稻产量受温度变化的影响显著。在北纬63l内的农田实验表明，结实期温度上升12，会使产量下降1020%；这种影响随纬度的增高而加重。热带半干旱地区，降雨量不足，增温伴随的加速蒸发会使土壤水分状况恶化，而导致作物产量下降。例如印度北部，在雨量不增加的情况下，平均温度哪怕只增加1就会使小麦产量减少10。对世界粮食供给的最严重的威胁是中纬度“谷物带”的变暖及伴随的作物水分亏缺。这些将降低粮食生产潜力。例如，美国所有主要的非灌溉作物将减产，高粱、玉米和水稻减产最严重；加拿大草原地带的平均产量将减少l 030；在澳大利亚，若增温3，且夏雨增加、冬雨减少，则小麦产量可望增加。北美大草原北部、斯堪的纳维亚半岛、俄罗斯的西北部、新西兰南部、阿根廷和智利南部这样的高纬度地区增暖幅度大，目前农业受到的热量限制会减缓，但这些地区面积有限，所增加的产量不足以补偿中纬度地区的减产。气候变化对我国农业影响的研究表明，年平均温度增加1时，10积温的持续日数全国平均可延长l5天左右。年平均温度增加l，全国作物种植区将北移，如冬小麦的安全种植北界将由目前的长城一线北移到沈阳-张家口-包头-乌鲁木齐一线。气候变暖还将使我国作物种植制度发生较大的变化。据计算，到2050年，气候变暖将使大部分目前两熟制地区被不同组合的三熟制取代，三熟制的北界将北移500千米之多，从长江流域移至黄河流域；而两熟制地区将北移至目前一熟制地区的中部，一熟制地区的面积将减少231。气候变暖后，我国主要作物品种的布局也将发生变化。华北目前推广的冬小麦品种(强冬性)，因冬季无法经历足够的寒冷期以满足春化作用对低温的要求，将不得不被其他类型的冬小麦品种(如半冬性)所取代。比较耐高温的水稻品种将在南方占主导地位，而且还将逐渐向北方稻区发展。东北地区玉米的早熟品种逐渐被中、晚熟品种取代。气候变化对我国作物生产和产量的影响，在有些地区是正效应，在另一些地区是负效应。对产量的影响可能主要来自于极端气候事件频率的变化而不是平均气候状况的变化。其次，温度直接影响光合作用速率和呼吸速率这两个决定生长的主要过程，作物生产率取决于这两个过程的结合。较高的温度如果出现在发育阶段，会因加快作物的发育速度，而使作物产量大受影响。气候变暖后，蒸发相应加大，如果降水量不明显增加，则将会使我国农牧交错带南扩，东北与内蒙古相接地区农牧交错带的界限将南移70千米左右，华北北部农牧交错带的界限将南移150千米左右，西北部农牧交错带界线将南移20千米左右。农牧过渡带的南移虽然可增加草原的面积，但由于农牧过渡带是潜在的沙漠化地区，新的过渡带地区如不加保护，也有可能变成沙漠化地区。表1表明，不考虑水分的影响，三种大气环流模式预测的气候情景下，早稻、晚稻、单季稻均呈现出不同幅度的减产。其中早稻减产幅度较小，晚稻和单季稻减产幅度较大。可见如果不考虑水分的影响，那么在未来热量资源较为丰富的情况下，若仍维持目前的品种和生产状况，不但不能充分利用这种丰富的热量资源，而且还会导致不同程度的减产。从空间分布看，单季稻由北向南减产幅度逐渐增加，在华北中北部产量下降最大(约为17)，黄河中下游和西北地区产量下降较少(1015之间)，江淮地区和四川盆地产量下降最少(610之间)；早稻则是长江以南的南方稻区中部产量下降最少(在2以下)，而其周边地区特别是西部地区，产量下降较多(一般在25之间，部分在6以上)；南方稻区长江以南地区的西北部，晚稻产量下降较多(1015之间)，其东南部产量下降较少(710之间)。表2是三种大气环流模式预测的气候情景下，我国小麦产量的变化。由表中可见，气候变暖对春小麦产量的影响大于冬小麦；对灌溉小麦的影响小于雨养小麦，也就是说灌溉能减小气候变化对小麦产量的不利影响。但是对水资源比较缺乏的北方麦区而言，灌溉并不是解决问题的根本途径，适当改变种植方式，选育抗旱、耐高温的品种等也许是更为合理有效的对策。表3给出的是三种大气环流模式预测的气候情景下，玉米产量的可能变化。气候变暖将使春玉米平均减产27，夏玉米减产57；灌溉玉米减产26，无灌溉玉米减产7左右。也就是说，气候变化将使我国玉米总产量平均减产36，灌溉条件下减产的幅度比无灌溉的要小。总体来说，气候变化对我国玉米生产的影响是弊大于利。产量减少的主要原因是生育期缩短和生育期高温的不利影响。总之，大气中二氧化碳浓度倍增时，温度升高、作物发育速度加快和生育期缩短是作物产量下降的主要原因。气候变暖对不同地区和不同种类作物的产量影响不同，我国水稻、小麦以及玉米品种多，品种间差异也很大，因此要有意识地调整农业种植制度、选育抗逆性强的品种和选择 适当的生产措施等，使之适应气候变化。在较暖的气候条件下，土壤有机质的微生物分解将加快，长此下去将造成地力下降。在高二氧化碳浓度下，虽然光合作用的增强能够促进根生物量的增加，在一定程度上可以补偿土壤有机质的减少，但土壤一旦受旱后，根生物量的积累和分解都将受到限制。这意味着需要施用更多的肥料以满足作物的需要。干旱加剧后，植被减少，表土易沙化，使得耕地易受风蚀。遇到大风袭击 时，将产生“沙尘暴”现象；而一旦受到暴雨冲刷，又会造成严重的水蚀。(4)气候变化将改变施肥量。肥效对环境温度的变化十分敏感，尤其是氮肥。温度增高1，能被植物直接吸收利用的速效氮释放量将增加约4，释放期将缩短36天。因此，要想保持原有肥效，每次的施肥量将增加4左右。施肥量的增加不仅使农民增加投入，而且对土壤和环境也不利。施入土壤中的氮素化肥，被植物吸收利用的只有3050，其他通过挥发、分解、淋溶流失，氮肥释放出的氧化二氮是破坏臭氧层的罪魁祸首之一。(5)气候变暖将增大农药的施用量。随着气候变暖，作物生长季延长，昆虫在春、夏、秋三季繁衍的代数将增加，而冬温较高也有利于幼虫安全越冬。高温还为各种杂草的生长提供了优越的条件。因此，气候变暖可能会加剧病虫害的流行和杂草蔓延。气候变暖后，各种病虫出现的范围可能扩大，即向高纬地区延伸。在高温条件下，由于作物的生育期缩短，作物、杂草和病害之间的相互关系会以不同的方式对气候变化做出反应，因而病害感染的方式有可能改变。气候变暖还会改变作物和禽畜病原体的地理分布，目前局限在热带的病原和寄生组织将会蔓延到亚热带甚至温带地区。这意味着这些地区将不得不施用大量的农药和除草剂，而这又将加剧环境污染。3气候变化对农业影响研究的不确定性分析。气候变化对农业影响的研究目前尚存在诸多不确定性。一是因为研究气候变化对未来生态系统影响时所用的气候情景，没有考虑区域差异和时间变化，过于简化和主观；二是所用气候情景是全球平衡模式输出的结果，模式分辨率较粗，本身具有许多不确定性，不同模式之间也存在差异；三是所用农业专业模型多属静态或经验统计模型，缺少动态或过程模型，而且多数研究只是局地的甚至是个别地点的。评价未来气候变化对我国农业影响的研究，目前主要从两方面分别进行。一是研究气候变化影响作物的关键过程，进行作物生长模拟试验，建立作物区域生长动力模式来评价未来气候变化对我国农业的影响；二是对区域气候变化情景下农业(主要是农作物)生产的响应进行研究，分析气候变化影响的可能趋势和地区差异。如果将上述两方面的研究有机地结合起来，建立复杂的相互作用模型，无疑会大大降低气候变化影响研究的不确定性。 (四)气候变化对森林的影响1气候变化对森林影响研究的情况。气候变化对森林生态系统的影响，目前主要是研究不同气候变化情景下，自然状态的森林生态系统的反应和可能变化，包括气候变化对森林的分布、组成、演替、生产力的影响，以及对森林病虫害和森林火灾的影响。只有极少数国家用昂贵的人工模拟气候装置，开展了生理生态的实验研究。我国科学家开展的“全球气候变化和我国未来的生存环境”、“全球气候预测、影响和对策研究”、“我国干旱半干旱区15万年以来环境演变动态过程与发展趋势”等项目中，都包括有气候变化对森林生态系统的影响。“我国未来(2050年)生存环境变化趋势的预测研究”着重于建立区域大气环流模式，进行典型生态系统的观测与实验研究，“我国陆地生态系统对全球变化的反应模式研究”则着重于建立气候-植被关系模式，这两个项目都开始了样带研究。我国东北森林-草原陆地样带，是国际上1993年首批启动的4条陆地样带研究之一。1994年启动的“气候变化国别研究”森林影响专题，利用我国气候植被响应宏观模型等，研究了未来气候变化对我国植被和森林分布、面积和生产力等的影响。另外，我国在现有森林资源、荒漠化、野生动物、湿地资源、森林生态定位监测的基础上，在黄河、长江生态环境林业重点治理区内建立了20个左右的林业生态环境监测站，在天然保护工程建设区内建设了20多个森林生态环境监测站，以构建全国林业生态环境监测网络，科学准确地掌握林业生态工程和森林生态效益。2.气候变化对森林影响研究的主要结论。(1)陆地生态系统是一个重要的碳汇。森林是地球上最大的陆地生态系统，是全球碳循环的重要组成部分。在全球森林植被及土壤中碳储存约11500亿吨，其中约37的储存碳在低纬度森林，14在中纬度森林，49在高纬度森林。全球森林生态系统储存的碳中，23以上在土壤中。根据政府间气候变化专业委员会的“土地利用、土地利用变化和森林特别报告”，1989-1998年期间北半球中纬度陆地生态系统吸收人为排放二氧化碳约2313亿吨年，同期土地利用变化(主要是森林采伐)释放的碳为16 8亿吨年。如果没有陆地生态系统这个碳汇，大气中二氧化碳浓度的累积速度将会更大。陆地生态系统的净碳吸收主要是森林砍伐区的森林再生长(如北美东北部)以及二氧化碳浓度升高促使植物碳储备增加等。实验研究目前仅限于苗木。研究表明，二氧化碳浓度增加，苗木分枝加多，叶面积加大，叶子变厚。当二氧化碳含量从400l06增加到70010-6时，苗木的干重、直径和高度都增加；大于70010-6时，各项指标不再增加，甚至有所下降。对于大多数植物，大气中二氧化碳浓度的增加有利于生长，能提高水分利用效率，但全球增温会使许多地区变得干旱，对植物生长不利。就全球而言，二氧化碳增加的净影响到底是有利，还是有弊，目前尚不能肯定。(2)气候变化将改变森林的组成、结构及生物量。森林群落对气候变化的响应是十分敏感的，气候的微小扰动都可能对群落的结构和演替过程产生巨大影响。全球变暖速率加快，群落的生态位将发生改变，造成群落类型的更替，同时原群落中各树种的生物量水平也大为降低。相反，群落生态位的变化仍可基本保持在适生范围内，这时如外部环境朝有利于群落中部分树种的方向发展，群落优势种和建群种的更替将不是源于外部种的侵入，而是群落内部的自我消长。对森林群落影响最大的气候因素是水分指标。无论是群落类型还是林分结构的变化，降水量的减少都造成群落中原树种生物量的降低。然而，在降水量基本不变的情况下，群落生物量水平将随温度升高而有所提高。大范围的森林砍伐能够导致降水的巨大变化。模拟研究表明，若南美洲南纬30以北的森林被草地取代，降水将减少15。若亚马逊流域的森林被沙漠取代，降水将减少70，类似于非洲萨赫勒半干旱地区。尽管这种模拟试验并不是实际情况，但它说明大范围的森林砍伐可能对局地气候产生重大影响。如果半干旱地区出现大面积的植被减少，可以预计降水也将出现类似的减少趋势。这些变化可能产生广泛的和毁灭性的影响，并将加速沙漠化进程。从上述结论可以看出，我国西北地区队复林草建设的气候环境意义十分明显。森林第一性生产力从东南向西北递减，但气候变化引起森林生产力的变化率从东南向西北递增。对气候变化后森林生产力变化率的地理格局和树种分布状况的综合预测分析指出，我国主要造林树种的净生产力变化是：兴安落叶松净生产力增益最大，约810，红松为68，油松为26，马尾松和杉木为12，云南松为2，川西亚高山针叶林为810。值得指出的是，上述预测仅依据气候与生产力之间简单的线性平衡关系，没有考虑森林植被在气候变化过程中的生理生态、生长等适应与驯化反应，以及在种群、群落和生态系统、景观尺度上森林植被系统的变化过程等。(3)气候变暖有可能使生物多样性减少。气候变暖后，各种植物的种植界限都要发生迁移，但物种的迁移决定于许多因素，包括物种本身的迁移能力、适应能力、可供迁移的适宜地距离、迁移过程中的障碍等。恩氏云杉的种子小，可借风力传播，无障碍时估计100年可迁移l20千米。如果100年内气候变化使物种迁移距离达到每年30千米，像恩氏云杉这样的树种将陷入困境。只有某些用袍子繁殖的植物，可能赶上这样的气候变化速度。如果没有人为的帮助，许多树种将难以适应气候的变化，其中一些物种不能适应温度的变化、另外一些物种不能适应降水量及其分布的变化。(4)气候变化将使森林分布格局发生变化。初步研究结果表明，我国森林目前最易受影响的地区主要在广西、四川、重庆、广东、安徽、浙江、湖北及内蒙古等地。未来气候变化影响下的最易受影响地区主要在西南、华中和华南等地。两者分布大致相似。森林群落优势树种不大可能在几十年内就改变其特性，因此气候变化对森林分布有重要的影响。我国主要造林树种兴安落叶松、红松、油松、马尾松、杉木等以及珍稀濒危树种珙桐、秃杉等，在气候变化后，生长和分布受到影响的情况如下兴安落叶松：兴安落叶松是我国主要用材树种，占针叶林资源的28左右；主要分布在大兴 安岭和小兴安岭山地，北界和西界位于国境线，南界位于北纬43左右，东界位于东经133左右。受 气候变化的影响，2030年适宜分布区的南界将北移约0.12.7个纬度，北界、东界和西界的变化 不大。至2030年，适宜面积约减少9左右。林 区内，小兴安岭中部适宜区将缩小约10，大兴 安岭西北部地区的适宜范围将增加。红松：红松是珍贵的用材树种，在我国主要 生长在长白山、完达山和小兴安岭地区，北界约位于北纬49，南界位于北纬40.9，东起东经134.5，西至东经l24，适宜分布区的海拔为2801100米，最适分布区的海拔为450900米，年生长量最大的海拔高度为700米。红松对温湿状况适应的生态幅度较窄。当温度增加l、2、3时，红松的适宜分布区、最适分布区的上下限以及年生长量最大区的海拔高度，均随温度的升高而增高。在假定降水不变的情况下，以当地实际平均气温为基数，大约气温每增加1，最适分布区下限上升100l 50米，上限上升150200米，南界向北退缩12个纬度，使红松适生面积迅速减小。然而北纬50以北地区在气温增加l2时将变得有利于红松生长，西界略有向西扩张；但当温度升高3时，西界迅速东移至北纬45以南，整个东北适宜红松稳定生长的区域就仅仅局限于长白山的部分山地。总的来看，适宜红松稳定生长区域界限的退缩，与温度升高之间近似呈线性关系，适生面积的减少与温度增高近似呈几何数关系。油松：油松是我国特有的针叶树种，它分布广、适应性强、材质优良并具有良好的水土保持功能。油松的极限分布范围涉及辽宁、内蒙古、河北、山西、陕西、宁夏、甘肃、青海、四川、重庆、湖北、河南、山东、北京、天津等省、自治区、直辖市。变化范围在北纬30.644.1，东经101.4124.8之间，其中心主要集中在陕西、山西和河北境内。气候变化后，整个油松极限分布区将出现不十分明显的北移，较明显的变化是当前气候条件下分布较连续的山区，变成破碎的岛状分布。在东北区油松分布可能消失处的海拔高约为l 80l 260米，西南区为5701000米。可见，气候变化后，低海拔区域的油松所受的影响较大。到2030年适宜油松分布的面积约减少90。杉木：杉木是我国特有的重要用材树种，其 自然分布和人工栽培区域都很广，生长迅速，材 质优良。全国杉木产量约占总商品材的15。生长 区遍布我国亚热带。杉木极限分布范围包括云南、 贵州、广东、广西、福建、四川、重庆、湖北、湖南、江西、浙江、陕西、河南、安徽、江苏、西 藏等省、自治区、直辖市，变化范围在北纬212336，东经9171215。杉木的中心分布范围主要位于南岭山地和雪峰山区，包括福建、湖南、江西、广东、广西、湖北、四川、重庆、贵州等省、自治区、直辖市。预计到2030年杉木的极限分布将有不同程度的变化，西界将明显东移约0223个经度，北界将南移约0109个纬度，南界将北移约01O5个纬度，东界变化不大，适宜杉木生长的面积减少约2。其中，杉木中心分布区将明显收缩，约减少8的面积。马尾松：马尾松是我国南部森林面积最大、分布最广、数量最多的用材树种，在南方各省区的森林蓄积量中马尾松约占一半。其极限分布范围为北纬18.737.1，东经92.2121.2，包括云南、责州、广东、广西、海南、福建、四川、重庆、湖北、湖南、江西、浙江、陕西、河南、安徽、江苏、山东、台湾、西藏等省、自治区、直辖市。中心分布在北纬22.332.2，东经102.7121.2，涉及福建、湖南、江西、广东、广西、湖北、四川、重庆、贵州、安徽、江苏等省、自治区、直辖市。预计到2030年，极限分布范围北界将南移约0316个纬度，南界北移约0234个纬度，西界东移约0711个经度，东界变化不大，其中长江以南地区变化较大。适宜面积约减少9。中心分布区将明显收缩，约减少13。珙桐：珙桐受第四纪冰川影响而濒于绝迹，仅在我国四川、重庆、湖北、贵州、云南等省、自治区、直辖市尚有幸存，为我国特有的珍贵树种。适宜珙桐分布的区域范围为北纬234336，东经991llO3，包括四川、重庆、云南、贵州、西藏、湖北、湖南、甘肃、陕西等省、自治区、直辖市。预计到2030年分布区东界约西移0213个经度，北界仅东段南移0207个纬度，西界北段变化不大，仅个南段东移约O319个经度，南界变化不大。云南境内的珙桐变化较大，其北界约南移0114个纬度；西部将呈星散状分布。气候变化后适宜分布面积约减少20。秃杉：秃杉适宜分布范围为北纬236326，东经9521094，包括四川、重庆、湖北、贵州、云南、西藏等省、自治区、直辖市，呈间断分布。预计到2030年，适宜秃杉分布的面积将有大幅度减少，减少的面积约为当前气候条件下适宜面积的57。3气候变化对森林影响研究的不确定性分析。气候变化对森林生态系统的影响研究和对农业生态系统的研究类似，首先碰到的就是大气环流模式输出结果的可靠性问题。对14个全球大气环流模式的预测结果进行的比较研究表明，它们对云的反馈作用采取了不同的假定，预测的结果会有两个数量级的差别。气候变化对生态系统的影响都是基于气候模式的预测结果做出的，气候预测不准，无疑会直接影响评价结果。气候变化对森林生态系统的影响评价结果的不确定性，还在于生态系统本身也存在较多的不确定性，如不同群落、树种对温度变化的反馈是有很大差异的，目前还难以定量地加以区别。关于二氧化碳浓度升高对森林系统的影响中，温度变暖的影响占多大比重还难以区分。虽然有些机理模型用于进行评价，但因缺乏大量的实验数据，所采用的参数多半是从一些模型中移过来的，或者是从模式中生成的。目前已有的实验数据，研究时间都不长，有的只有一个生长季节，而且限于小苗木，把这些研究结论推广到一般的情况是很不可靠的。因为生态系统本身十分复杂，它的生成、发展与环境的关系至今还未完全被人们所认识，所以完全说清楚到底存在多少不确定因素目前也还很难做到，要随着研究的深入不断地再认识。(五)气候变化对草原的影响1当前气候变化对草原影响研究的情况。全球草原植被碳储存约为全球森林植被的20。气候变化对草原生态系统影响的研究是个薄弱环节，目前研究内容不够广泛，只是就气候变化及干旱对草场退化及植被的变化有些初步研究。我国科学家已经开展的研究工作，如“全球气候变化和我国未来的生存环境”、“青藏高原形成演化、环境变迁与生态系统的研究”、“全球气候预测、影响和对策研究”、“我国干旱半干旱区15万年以来环境演变动态过程与发展趋势”、“建立北方草地主要类型优化生态模式的研究”、“我国生存环境演变和北方干旱趋势预测研究”等研究项目中包括有气候变化对草原影响研究的内容。2气候变化对草原影响研究的主要结论。(1)干旱加重草地土壤侵蚀、潜在荒漠化趋 势增大。气候变暖后，草原区干旱出现的几率大， 持续时间长；草地土壤侵蚀危害严重，土地肥力 降低；草地在干旱气候、荒漠化、盐碱化的作用下，初级生产力下降；草地景观呈现荒漠化趋势。根据1950、1970、1980年的航片资料，近30年内蒙古草原区沙地、流沙面积明显增大，其中流沙面积增加23倍。20世纪50年代草原区内5070的高草群落和密草，到80年代变成低矮而稀疏的植被。另外，内蒙古高原西部荒漠带与草原带的分界线及荒漠草原亚带与典型草原亚带的分界线(北段)近20年均东移大约l00千米左右，移动速度为平均35千米年。(2)气候变化改变区域的植被分布。分析表明，当降水增加10时，如温度升高1，我国天山以北的草原和稀树灌木草原的面积将增加，塔克拉玛干沙漠面积将减少，和田河畔的荒漠河岸胡杨疏林将消失，柴达木盆地的大片戈壁、盐壳及风蚀沙地将有50发展为荒漠植被，青海湖周围的草甸和沼泽北延到祁连山下、西伸到柴达木盆地边缘；如温度升高2、3，上述区域内植被变化的方向与温度升高1时是相同的，即草原和稀树灌木草原、草甸和草本沼泽的面积扩大，荒漠面积缩小，沙漠、戈壁和盐壳的面积基本不再扩大，部分已被荒漠取代。当降水减少10时，无论温度上升程度如何，上述区域内的植被变化方向也都是相似的，即荒漠面积扩大，荒漠化加重，胡杨林地濒于毁灭。由此说明，影响西北地区植被分布的关键因子是降水。当温度升高、降水增加时，西北地区的草原和稀树灌木草原、草甸和草本沼泽的面积将有所扩大，部分沙漠被荒漠植被代替。而当温度升高、降水减少时，西北地区的草原和稀树灌木草原、草甸和沼泽面积缩小，荒漠植被将取而代之，荒漠化严重，农业生产受到威胁。(3)气温升高将使干旱面积扩大、草原面积减少。我国目前旱区(包括干旱、半干旱及半湿润区)面积为3673万平方千米，占国土总面积的383。现有研究指出，干旱区的温度自20世纪70年代起呈上升趋势；降水量在60年代下降，70年代起缓慢上升，但还一直低于平均值。研究表明，如果气温上升15，我国旱区总面积将增加188万平方千米，约占国土总面积的20。这将减少我国草原面积，为荒漠化扩展提供潜在的条件。(4)气候变化对畜牧业产生影响。总的来说，气候变化一般不会有利于各地的畜牧生产。在全球变暖的条件下，某些家畜疾病很可能发展。夏季，暖区的畜牧生产可能受到不利影响；凉区的影响较复杂，草饲家畜的情况较好，但牛奶生产可能会受到不利影响；秋冬季，有利于减少饲料需求，增加对幼小家畜的保护，以及降低能源消耗成本。3气候变化对草原影响研究的不确定性分析。气候变化对草原生态系统的影响研究，百先碰到的是全球气候模型结果的不准确性，这直接制约气候变化对草原生态系统影响研究的准确性；其次，生态系统本身也存在较多的不确定性，如不同群落、草种对温度变化的反馈是有很大差异的，目前还不能定量地一一确定。此外，关于二氧化碳浓度升高引起的变暖对草原系统的影响，到底存在多少不确定因素目前也不很清楚。(六)气候变化对人类健康的影响1当前气候变化对人类健康影响研究的情况。气候变化对人类健康的影响研究始于20世纪80年代末和90年代初，科学文献相当有限，大部分是与气候变率与极端事件(如热浪)相联系的。1995年