浅谈气候变化对生物的潜在影响

1、生态学 浅谈气候变化对生物的潜在影响 摘要：地球上气候不断地发生变化，模拟自然因素影响与实测不一样，考虑人类影响后的模拟与实测的基本一致，表明人类对气候变化的加剧作用很大。气候变化首要表现为温室气体的增加导致的温室效应，全球温室效应导致了一系列的全球问题，全球变暖，全球降水分布变化，海平面上升，对各个生态系统的产生了一定的影响，生物又属于生态系统的，故气候变化直接或间接的影响着生物，如何生存才是生物的主要问题。 学院：化学化工学院 姓名：李新新 学号：09073300001 2011年12月 从太空看地球，地球真的很美，不是吗？地球上每个角落，都无不没有生命的足迹，从数千里的深海底到世界高峰，

2、从赤道到基地，无论环境多么极端，依然能找到生命，生命无所不在，生命自有其法则。探索大自然总是让我们又喜又悲，因为地球有许多生物面临灭绝或者已经灭绝，有些生物的生存让人担忧，失去他们对我们有什么损失，我们拿什么拯救它们呢？但我们也看到了可喜得一面，生命总能找到自己的出入，在自然受人类剧烈影响的今天，有些生物找到了生存的新办法，它们以他们自己的方式教会我们如何与大自然和谐相处。1、 气候变化 世界气象组织（WMO）与联合国环境规划署（UNEP）于1988年建立了政府间气候变化专门委员会（IPCC）。IPCC利用最基本的科学数据来反映气候变化的事实。然而是什么推动了气候变化的加快呢？模拟自然因素影响

3、与实测的偏差很大，考虑了人为的因素后，实测的与模拟的一本上一致，表明了人类对气候变化造成了一定的影响。IPCC第四次报告（2007）证明了人类活动对气候变化的影响是确实存在的。二、气候变化对生物的潜在影响 从长时间的尺度来说，气候变化改变了许多格局，人类也是在气候的改变中应运而生，生物包括人类是随着地球环境的演化而发生、发展的，是地球环境演化的产物，生物与环境组成了地球的生物圈，所以环境是对应特定主体而言的，而对整个生物主体来说，气候莫不与环境具有相同的意义和作用。且看各个因素间如何相互做用与相互影响。可以从几个方面看气候变化对生物的潜在影响。气候变化对不同的生物有不同程度的影响，以及在不同地

4、域影响着生物。可以画一张图来表示气候变化对生物的影响:太阳活动与地球活动（包括生物因素）是造成气候变化的自然因素，人类有其社会属性，排除自然因素后还有人为因素，而且人为因素作用越来愈大。气候变化对自然生态系统已造成并将继续产生明显影响，对生物造成各种影响。1、温室气体含量上升的影响： 据IPCC第四次（2007）综合报告，全球二氧化碳浓度从工业革命前的280ppm(百万分之一)上升到了2005年380ppm；全球CH4浓度从工业革命前的715ppb(十亿分之一)增加到了2005年的1774ppb；全球氮氧化物浓度从工业革命前的270ppb增加到了2005年的319ppb。虽然CH4和N2O含量

5、少，但其温室效应强，对温室效应的贡献也不容忽视。这是一个事实，这些年来二氧化碳含量确实在上升，并且远远超过了过去65万年来自然因素引起的变化范围(180300ppm)。过去10年二氧化碳浓度增长率为1.9ppm/a，而有连续直接测量记录以来的增长率为1.4ppm/a。自1750年以来人类活动以+1.6W/m2(+0.6+2.4W/m2)的净效应驱动气候变暖。 一方面二氧化碳的含量上升有利于植物光合作用的增加，植物的生产力增加。二氧化碳是植物生长的主要原料，植物可以通过光合作用，利用二氧化碳生产有机物质，从而构建植物组织，因而二氧化碳浓度升高能够促进植物的生长。在过去的几十年里，二氧化碳和球变化

6、研究中心（Center for the Study of Carbon Dioxide and Global Change）的研究人员综合了数百项经过同行评议的研究所取得的数千项研究结果，确凿地证明了这个事实。（1）草本植物。在比大气二氧化碳浓度高300ppm的条件下，大约1/3植物能够提高其生产力（Cure and Acock，1986；Mortensen，1987），这种正效应可以发生在C3、C4和CAM的植物中（Poorter，1993）。因此，随着空气中二氧化碳的浓度升高，几乎所有作物的生产力都要增加，因为植物能够有更多的分枝和分蘖，更多的叶片且厚度增加，根系也越来越多，因而能够产生更

7、多的花和果实。总体来讲，在比大气中二氧化碳浓度高300ppm的条件下，CAM作物的收成能提高15%，C3谷物提高49%，C4谷物提高20%，水果和果类提高24%，豆科植物提高44%，根和块茎植物提高48%，蔬菜提高37%（Idso and Idso，2000）。（2）木本植物。关于木本植物对大气二氧化碳浓度升高响应的问题已经开展了大量的研究。Ceulemans和Mousseau（1994）就针对此问题独立开展的95项研究的结果制成了一张表，Poorter（1993）的综述包括了41项其他相关的研究结果，Wullschleger（1995，1997）的两篇综述包含了40项其他研究的有关数据，共计

8、176项，这是草本植物实验数据的1.5倍。这些研究结论表明，作为研究对象的树木在二氧化碳浓度升高的实验中，生物量、森林的初级生产力、种群密度都明显增加。需要指出的是，这176个实验中，木本植物平均的处理时间只有5个月，这很有可能会低估树木和灌木对大气二氧化碳浓度升高的响应，可能不足以证明大气二氧化碳升高的长期效应。但在目前持续时间最长的试验中，在17年中二氧化碳浓度有75%升高的条件下，树木的生产量有70%的增长（Kimball et al.，2007）。（3）水生植物。当前的研究表明，大气二氧化碳浓度的持续升高将可能对大多数淡水水生植物有积极的作用，有刺激淡水藻类生产力增长的潜力，并有助于提

9、高海水大型藻类在一段时期内的生产力。海洋微藻也能很好地正面响应空气中二氧化碳浓度的持续升高。另一方面就是导致全球变暖。2、温度上升的影响 全球大气平均温度和海洋温度均在增加，大范围的冰雪融化和全球海平面升高。在大陆、区域和海盆尺度上，已经观察到了大量的长期气候变化事实。包括北冰洋温度和冰的变化，降水、海洋盐度、风模式和极端气候方面大范围的变化。过去50年变暖趋势是每十年升高0.13(0.100.16)，几乎是过去一百年来的两倍。20012005年与18501899年相比，总的温度升高了0.76(0.570.95)。城市热岛效应存在，但属于局地效应，影响较小，其影响可以忽略不计。1961年以来，

10、观测显示至少3000m深度以上的海水温度也在增加，并且海洋吸收了气候系统新增热量的80以上。变暖导致海水扩张，引起海平面上升。全球海平面1961到2003年每年平均上升1.8mm(1.32.3mm)，而1993到2003年每年平均上升3.1mm(2.43.8mm)。这将会严重影响珊瑚礁、珊瑚岛、礁岛、盐沼以及红树林等海岸带生态系统和海洋生物资源。 温度在一定范围内上升，是有利于植物的光合作用的，但在一定程度上也加快了其呼吸作用，使得冰川融化，海平面上升，对临海的生态系统如湿地造成了很大的影响。温度变化后，有些随温度变化迁徙的候鸟也发生季节性变化。 全球变暖使陆地气候带发生迁移，相对滞后的生物地

11、带迁移容易使物种的种群大小及生态系统的物种组成发生较大变化，导致部分种群的灭绝甚至引发生态系统的退化与消失。地质史上气候波动的周期远比现在生物经历的气温升高时间长，所以生物有适应变化的足够时间，而短期的气温升高会使适应性差的物种由于难耐“高温”而死亡、灭绝。同时，全球变暖导致的海水表面温度升高也引起了生物多样性的减少。 温室效应很大程度改变了许多动物的生存方式，植物生产力的增加，一些以植物为食的动物获得更多的生存机会，群体中个体数目会大大的增加，整个生物链群体数目也就增加了。如温度上升对湿地生态系统的影响，近些年来随着对湿地系统的重视，温度升高对湿地系统温室气体排放影响的研究进展很大，温度升高

12、使得湿地植物生长季节延长,促进湿地生态系统生产力的提高,影响湿地生态系统的稳定性.温度升高可改变湿地系统温室气体CO2、CH4和N2O排放的源汇转换,使温室气体排放增加,并对温度变化形成一种正反馈影响.温度升高使得湿地CO2排放增强,降低湿地土壤碳汇的能力,甚至转变为净碳源.温度升高可增加湿地CH4排放量,夏季温度升高对CH4排放通量没有明显影响.温度升高使湿地土壤硝化和反硝化作用增强,促进N2O的产生与排放,湿地成为N2O的排放的主要地方。3、 全球降水分布的变化： 全球降水分布时间角度看： a全年多雨区：赤道两侧 b全年少雨区：两极地区、沙漠地区、内陆地区 c全年湿润区：南北纬40

13、6;60°大陆西岸 d夏季多雨区：南北纬30°40°大陆东岸 e冬季多雨区：南北纬30°40°大陆西岸 从空间分布看： a与纬度位置的关系：由赤道向两极降水逐渐减少 b与海陆位置的关系：沿海降水多内陆降水少 c与地形的关系：山地地区迎风坡降水多、背风坡降水 全球降水分布的变化总体表现在亚热带地区降水减少，其他地区降水量增加。 地球表面与大气通过降雨来量和蒸发量之间的相互变化来实现水循环平衡的稳定，植物在水循环过程中起着重要的作用，植物从环境中摄取的物质中，数量最大的是水分。降水分布的变化使得植物发生分布，也直接或间接地影响动物迁徙等，进而影响一

14、个生态系统的所有生物。4、 太阳活动： 众所周知，太阳活动的周期是11年。太阳活动经历某一阶段时，地球上所接受的太阳辐射也有所变化，导致地球的气温变化，从而导致上述的一系列变化。太阳辐射中各种射线可以直接对生物造成影响。结语 近年来极端气象事件的强度和怪异程度都呈上升趋势。持续干旱、超强飓风、暴雪以及猛烈的冰雹袭击，都在告诉我们气候形态正变得越来越难以捉摸。生物反过来作用生态系统，直接或间接的影响着环境生物改变环境又得适应环境，这是包括人类在内的，一定的稳态生命才能得以存活，所以人类应该减少自己的作用，让气候在稳定中按其自己的规律变化。开发新能源，发展绿色经济，减少人类活动的负面影响，刻不容缓！参考文献【1】大气二氧化碳浓度升高