哺乳动物应对全球气候变化的反应

生命科学院2014学年生态专名李玉峰学号20141506004.(密封).(直线).四川师范大学科学硕士(教育硕士)研究生学期课题(论文)专用封面作业(论文)标题：哺乳动物对全球气候变化的反应课程名称：植物生态学课程完成：2014年9月至2014年12月作业(论文)日期：2014年12月林和教师分数：林和教师评论：林和教师签名：年月日哺乳动物对全球气候变化的反应专业：生态学学生：李宇峰指导教师：何磊摘要：全球气候变化带来了污染物排放、气温上升、降雨量变化、海平面上升、洪水灾害、飓风加强、突发灾害频率增加、臭氧层空洞、生物多样性损失、干旱等一系列负面影响，人类活动是全球气候问题的主要原因。由于生活环境的恶化，生物都在为自己和集体的生存适应不断变化的环境。其中，哺乳动物在分布、行为、丰富度、人口大小、物种间关系等方面对全球气候变化有不同程度的反应。尽管如此，急剧的气候变化已经使许多哺乳动物濒临灭绝或灭绝，作为全球气候变化的主要负责人，人类应该更加关注气候变化，减缓或防止气候恶化，自然美丽，给地球生物带来舒适。关键词：全球气候变化、哺乳动物、适应、灭绝、保护哺乳动物对全球气候变化的反应1全球气候变化的影响人类利用大量自然资源，迅速建立完整的工业体系，大大提高全球国民生产总值(GNP)，迅速发展经济，大大提高和满足人类自身的消费水平，迅速提高高新技术水平等。但是人类现在无视自己是地球生态系统的组成部分，通过主导经济科学技术发展的思想方式和战略措施，从众多生态平衡关系中抽离自己，绝对控制和随意剥削地球有限的自然资源，进入与自然全面对立和尖锐对立的时代，超出与自然的调控能力范围，导致全球生态和环境危机！Reference source not found。请参阅。全球环境变化现象日益突出，气候变化也逐渐受到人类的关注，气候变化对我们生活的全球环境产生了很多负面影响。其中包括污染物排放、气温上升、降雨量变化、海平面上升、洪水灾害、飓风加强、突发灾害频率增加、臭氧层空洞、生物多样性损失、干旱等几乎所有负面影响！Reference source not found。请参阅。1.1全球变暖通过很多科学研究，现在很多科学家认为，全球变暖与人类在工业活动中向大气释放的温室气体(例如CO2)有关，由于森林复盖物减少，这些气体含量也没有减少，这些气体通过所谓的“温室效应”可以持续上升地面温度！Reference source not found。请参阅。在过去的100年里，由于人类的各种活动，注入大气的CO2排放速度逐年增加。除了CO2外，大气中增长最快的温室气体还有CH4、N2O、freion。这种温室气体含量的增加会大大改变和破坏大气的能量收支。最粗略的估计是，在其他条件保持不变的情况下，将大气的CO2浓度增加一倍，每平方米土地释放的热量减少4 W，这部分多余的热量可以将表面温度提高1.2 。加上大气中很多其他过程的影响，地面的温度也至少增加了2.5 ，这就是温室气体含量变化引起的变暖效应。随着全球变暖的加剧，北冰洋的环境正在发生快速变化。北冰洋有着地球上最独特的海洋栖息地。极昼和极夜交替，被宽敞的架子包围的深海盆，海水的长清除周期变化，中央海岭平年海冰复盖等。由于极地变暖，北极点附近仍有巨大的无冰海域出现Error！Reference source not found。请参阅。与此同时，由于大气中CO2浓度的增加和海冰融化的影响，北冰洋中心的子指标Error！Reference source not found。chukoch sea架子地区Error！Reference source not found。加拿大北极群岛的北极水流出了Error！Reference source not found。海洋酸化现象都被发现了。全球变暖导致气温升高，冰川融化，海平面上升，飓风增加，降雨量分布不均，洪水和干旱频繁发生等多种变化。1.2臭氧层空洞大气中臭氧(O3)的平均浓度约为300个道森(以测量臭氧浓度的仪器命名)。主要集中在平流层大气，在大气对流层中只有约10%。臭氧也是一种温室气体，但其主要作用是从进入地球大气的太阳辐射能量中吸收过多的有害短波辐射(主要是紫外线辐射)，保护地球上的生物免受过度紫外线辐射的影响。20世纪70年代初，科学家发现地球大气的臭氧总量(从地面到大气顶部，指整个气柱的臭氧含量)每年减少了0.2%左右。臭氧减少还与地理位置和季节有关。在南半球，夏季南极臭氧减少最剧烈，与周围大气相比臭氧含量低的明显区域臭氧洞形成了。在北半球，冬季北极上空的臭氧含量也在减少，并扩大到欧洲上空。我国科学家也发现青藏高原上有大气中臭氧含量低的地区。臭氧层空洞会对生物施加过多的紫外线辐射。因此，植物降低光合作用的强度，人类增加皮肤癌和白内障的流行，臭氧减少1%，皮肤癌暴露在紫外线辐射下的量增加2%，皮肤癌和白内障的流行病增加4%，可能破坏大气本身的免疫系统Error！Reference source not found。请参阅。1.3生物多样性丧失生物多样性是在一定的时间和一定的空间范围内，所有生物(动物、植物、微生物)物种及其遗传变异和生态系统复杂性的统称。展示了生物与其生活环境之间复杂的关系，象征了生物资源的丰富多彩。生物多样性是人类生存的基础，一方面为人类提供基本的生活环境，另一方面为人类生活提供丰富的资源。生物多样性通常分为基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个阶段。气候是影响生物多样性的主要自然因素，气候各要素的变化将引起生物多样性的变化。当前气候变化对生物多样性的影响和脆弱性研究(脆弱性通常是系统对压力暴露有多脆弱，对压力暴露有多敏感，系统的适应性错误！Reference source not found。另外，主要关注物种多样性和生态系统多样性两个方面，对基因多样性和气候变化之间关系的研究还不充分。生物多样性反映了陆地、淡水、海洋各种环境中生物的多样性，气候变化对生物多样性的影响和脆弱性分别是对陆地、淡水、海洋生物多样性的研究8。据观测，由于全球变暖和海平面急剧上升，冰川融化、雪减少，经常发生高温、干旱、热浪、飓风、洪水等极端气候事件，对生物多样性已经产生了巨大影响10。此外，陆地、淡水、海洋生态系统的结构和功能、生物的生活环境变化、物种的现象学、行动、分布和丰富、人口大小和物种间关系、生态系统结构和功能等，导致了11，甚至个别物种的灭绝12。这表明全球变暖将对生物多样性产生更大的影响Error！Reference source not found。请参阅。同时，各种生物也在不断地改变自己，适应全球气候变化引起的生存生活环境的变化。2哺乳动物对全球气候变化的反应生物具有指示气候环境的功能。气候变暖、干湿、地形及地形变化必然反映在生物的分布上。哺乳动物对气候环境的变化非常敏感，因此对气候环境的主要变化做出了很多反应13。2.1分布和丰富度变化气候变化使一些物种分布发生了变化。物种对气候变化的迁移和特殊栖息地的要求与物种自然气候变化适应密切相关。气候的一些变化如果没有人为和自然的障碍，加拿大南部的陆地哺乳动物将大量或整体移动到北方，陆地哺乳动物的加拿大陆地分布将不平衡14。海冰融化，海马被迫大量前往楚科奇海岸。其中，2011年海冰最少的9月海冰的消失导致1万至2万头海象转向阿拉斯加陆地。拥挤使更多的幼崽死亡，成体需要更多的能量来获得食物。北极鱼类和海洋哺乳动物向北移动的迹象将直接影响以海冰为栖息地的海比等物种的生存空间。另一方面，哺乳动物的移动也是为了适应气候变化的假果中没有物种迁移，非洲277个哺乳动物中的10-15%将在2050年左右灭绝，到2080年为止，25-40%的物种将会灭绝，如果物种能够有效迁移，只有约10%-20%将面临灭绝的危险气候变化也改变了一些物种的富裕。例如，由于气候变化，北极熊的出生率为16；在美国的很多地方，耐热脊椎动物的丰富度增加，南部哺乳动物的丰富度减少，而在冷量山17；目前还观察到物种对气候变化的适应性进化，哺乳动物的活动18随着适应气候变化，相关基因的变异正在发生。另外，全新世现有的5307种哺乳动物中，有249种已经灭绝，已灭绝的哺乳动物中，有91.7%生活在岛上，只有8.3%是陆地哺乳动物。其中啮齿动物、双蹄类动物、灵长类动物灭绝的比例明显高于有翼动物或食肉动物18。许多哺乳动物在更新世后期和全新世初期开始灭绝，有些哺乳动物，如披巾犀牛、犀牛、大角鹿、猛犸和猛犸，主要是因为气候变化而灭绝的(e.g. Nogues-Bravo et al. 2008)。由此可见，物种依赖于特定环境19，哺乳动物对全球气候变化的反应不同，哺乳动物对气候变化的耐受性也不同。2.2行为的变化由于全球变暖，北冰洋冰块的复盖范围不断缩小，北冰洋的海象、环海豹、唇胡海豹、环海豹、半海豹、海豹、露脊鲸、露脊鲸、白鲸、白鲸、独角兽、北极熊等产仔、休息、迁移等各种行为都受到了不同程度的影响。过去北极象征性的海洋哺乳动物依靠海冰平台产仔、休息和迁移。北极熊的皮毛颜色与冰环境相匹配，以适应冰雪环境，黑皮肤尽可能吸收阳光的热量。独角鲸、蓝鲸、北极露脊鲸在冰层下活动，可以在广阔的海冰区找到冰裂缝，呼吸。桓文海豹和鼻涕虫在海冰上钻孔呼吸，在冰上休息。海马依靠浮冰在海底进食的间隙休息。现在北冰洋环境恶化，这些依赖海冰平台生活的哺乳动物受到种种威胁，其行为方式也会慢慢适应新环境4。2.3人口规模和物种间关系的变化在过去的一个世纪里，随着全球气候变暖，美国Yosemite国家公园(YNP)海拔60米至3300米的范围进行了研究，结果显示低空人口在高度膨胀，高地人口逐渐减少，这种变化将改变中等和高海拔人口的结构和构成20。还分析说，与冰有关的食物链在部分海域消失，低纬度海洋物种取代等，北冰洋环境的迅速变化对生态系统产生了巨大影响。预计第一次生产力增加，给人类带来更多的捕捞量，并且以海冰作为栖息地及捕食场所的大型哺乳动物的生存受到威胁21。海冰的急剧消失和环境的急剧变化使北冰洋生物有更少的时间适应即将面临的新环境，北冰洋生态系统正在重建新的、未知的系统，需要适应更高、更温和、更少的海冰。海洋生态系统的变化可能包括短期人口变化和长期社区重建(海冰消退)。由于海冰的变化，住在那里的哺乳动物必须考虑在更温暖、没有冰的时间较长的环境下获得足够的食物，与更能适应更高温度的物种竞争22。最近一次气候变化对北极海洋哺乳动物进行了评估，结果北极露脊鲸、北极熊和海马成为最容易受到影响的动物。也有人评价说，亚洲北极哺乳动物在牺牲真正的北极物种时会受益。海冰更早地在架子海域消失意味着底栖群落的产量下降，可能影响捕食海象和灰鲸等底栖生物的动物的生存。海冰的变化也会影响食品构成，富含脂肪的食品种类将被低脂食品取代，现有的北极露脊鲸、独角鲸、环海豹等海洋哺乳动物在短时间内所需的脂肪补充力大部分将减少。对太平洋海马的环境影响和人类压力整合潜在影响评价表明，人口恶化趋势明显。据对北极熊的观测，北极19个子集中的7个子集呈数量减少的趋势。其中，西加农炮森湾和南波伯特海两个子集数量的减少可以看作是气候变化导致海冰减少的结果。海冰季节性可利用程度的变化影响了西加农地尔湾北极熊的生存和南浦港海北北极熊的存活率和繁殖率。如果北极海冰储量继续减少，其他一些子集团也将失去栖息地，面临减少与冰有关的海豹等食物储备的威胁。2008年夏天，中国第三次北冰洋调查期间，北极熊考察北冰洋高层海域的频繁出现反映了北极北极熊活动区因海冰面积减少而大幅压缩的残酷现实23。3讨论和展望随着全球环境变化现象的突出，气候变化也逐渐受到人类的关注，同时也必须注意人类。全球气候的变化可能导致物种的迁移和灭绝，同时也为新物种的出现提供了可能性。生物存活期间灭绝，但新哺乳动物物种形成的过程往往需要数百万年。各哺乳动物的消亡将带来不可估量的损失，但随着人类社会经济的发展，人类的活动加重，气候变化加速，现代哺乳动物的灭绝率也