全球变化课件

1、全球变化一、全球变化概述狭义的全球变化主要是气候变化，包括大气臭氧层的损耗、大气中温室气体的增加和全球变暖。广义的全球变化包括全球气候变化、土地利用和覆盖的变化、养分生物 循环、生物多样性丧失、生物入侵等内容。 迄今为止的全球变化研究是以气候变化 为核心展开的，概括地说，目前的全球变化研究是关于区域及全球气候变化趋势、原因、机制和效应的研究。从历史记录中寻求气候变化的证据，并根据气候系统的运行规律预测未来气候的性质一直是气候学家关注的焦点，也是全球气候变化研究的核心内容之一。 全球变暖是最早引起人们对气候变化的广泛关注。全球变暖是指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升。目前对全球变

2、暖理论解释是所谓的“温室效应”假说。即大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留在地球表面而导致温度上升。最重要的温室气体包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化氮（N2O）和碳氟氯烷（CFC）等。其中二氧化碳的作用约占全部温室气体作用的50%以上。由于温室气体及其他温室气体的升高是由于化石能燃烧、植被破坏和农田扩展所致，因而土地利用和土地覆盖变迁也成为全球变化研究的重要内容 。全球变暖最直接的物理作用是使得极地和高山冰川融化从而引起海平面上升，一些沿海城市和（一）温室气体浓度增加温室气体是指那些对长波辐射有强烈吸收作用的气体。大气中的水蒸气也对温室效应起着重要作用

3、。与工业革命前相比，大气中二氧化碳、甲烷和氧化氮浓度分别增加了大约30%、145%和15%。氟氯烷体积分数则从20世纪50年代初到90年代中期已迅速增加到2.68*10-10.大气中二氧化碳的增加主要源于化石能燃烧。森林砍伐和农业的扩展每年使大约1.6*10 +15g释放到大气中。这些二氧化碳大部分滞留在大气中，部分则被海洋吸收。近年来，许多研究表明陆地植被在吸收二氧化碳方面发挥着重要作用。 （二）全球气温升高根据对全球大约7000个气象台站的气象资料所做的分析，有充分的数据表明：自19世纪后半叶以来，全球地表年平均气温升高了0.30.6摄氏度。19881995年的几年间是1860年以来年平均

4、气温最高的时期。夜间温度的升高较之于白天更为明显。气温的变化具有明显的时空差异。例如，在北半球的中纬度地区冬春季节气温升高幅度最大，而北大西洋地区则有变冷的趋势。根据跨政府气候变化委员会（IPPC）的预测，全球变暖的趋势今后将持续并加剧。（2）环境影响1） 气候转变：全球变暖温室气体浓度的增加会减少红外线辐射放射到太空外，地球的气候因此需要转变来使吸取和释放辐射的份量达至新的平衡。 这转变可包括全球性的地球表面及大气低层变暖，因为这样可以将过剩的辐射排放出外。虽然如此，地球表面温度的少许 上升可能会引发其他的变动，例如：大气层云量及环流的转变。当中某些转变可使地面变暖加剧(正反馈)，某些则可令

5、变暖过程减慢(负反馈)。利用复杂的气候模式，政府间气候变化专门委员会在第三份评估报告估计全球的地面平均气温会在2100年上升1.4至5.8。这预计已考虑到大气 层中悬浮粒子倾于对地球气候降温的效应与及海洋吸收热能的作用 (海洋有较大的热容量)。但是，还有很多未确定的因素会影响 这个推算结果，例如：未来温室气体排放量的预计、对气候转变的各种反馈过程和海洋吸热的幅度等等。 纽约锡拉丘兹大学的科学家在最新一期科学家杂志中指出，早前他们发现一种植物病毒TOMV，由于该病毒在大气中广泛扩散，推断在北极冰层也有其踪迹。于是研究员从格陵兰抽取 4块年龄由 500至14万年的冰块，结果在冰层中发现TOMV病毒

6、。研究员指该病毒表层被坚固的蛋白质包围，因此可在逆境生存。这项新发现令研究员相信，一系列的流行性感冒、小儿麻痹症和天花等疫症病毒可能藏在冰块深处，目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力，当全球气温上升令冰层溶化时，这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活，形成疫症。科学家表示，虽然他们不知道这些病毒的生存希望，或者其再次适应地面环境的机会，但肯定不能抹煞病毒卷土重来的可能性。（3） 经济的影响 全球有超过一半人口居住在沿海100公里的范围以内，其中大部份住在海港 附近的城市区域。所以，海平面的显著上升对沿岸低洼地区及海岛会造成严重的经济损害，例如：加速沿岸沙滩被海水的冲蚀、 地下淡水被上升的海水

7、推向更远的内陆地方。（4）农业的影响实验证明在CO2高浓度的环境下，植物会生长得更快速和高大。但是，全球变暖的结果可会影响大气环流，继 而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解全球变暖对各地区性气候的影响，以致对植物生态所 产生的转变亦未能确定。（5） 海洋生态的影响沿岸沼泽地区消失肯定会令鱼类，尤其是贝壳类的数量减少。河口水质变咸可会减少淡水鱼的品种数目，相反该地区海洋鱼类的 品种也可能相对增多。至于整体海洋生态所受的影响仍未能清楚知道。（6） 水循环的影响全球降雨量可能会增加。但是，地区性降雨量的改变则仍未知道。某些地区可有更多雨量，但有些地区的雨量可能会减少。此外

8、 ，温度的提高会增加水份的蒸发，这对地面上水源的运用带来压力。科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到2050年全球温度将上升24，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括几个著名的国际大城市：纽约，上海，东京和悉尼。（7）解决方案为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电（因为发电烧煤，少开汽车。另一方面保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林，减少使用一次性方便木筷，节约纸张（造纸用木材，不践踏草坪等等行动来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室

9、效应。（四）海平面上升有温室效应导致的全球变暖以惊人的速度融化着两极和高山的冰川，从而使海平面升高。据估计，在过去的100年间全球海平面升高了1025cm。IPPC预测在今后的100年间海平面将继续升高大约50cm。 （五）土地利用和覆盖的变化土地覆盖是指陆地表面生态系统类型及其生物的和地理的特征，如森林、草地、农地等。而土地利用则是指对土地的利用方式。土地利用和土地覆盖往往相互关联，许多情况下很难将二者清楚地区分开来。对全球变化而言，最重要的土地覆盖的变化是森林转化为农田。由于人口增长的巨大压力，使大面积森林被砍伐，林地转化为农田用于生产食物。其中热带森林的砍伐尤为严重。根据世界资源研究所的

10、估计，每年大约有20*104km2热带森林被伐并转化为其他生物量较低的土地覆盖类型。森林被砍伐后大量的有机物质通过燃烧和生物分解释放出二氧化碳，造成大气二氧化碳浓度增加。土地利用和土地覆盖的变化直接改变着陆地生态系统的结构和（六）生态系统及生物多样性的变化生态系统特别是陆地生态系统的变化近年来成为全球变化研究的重要领域。国际生物圈计划（）将全球变化与陆地生态系统（）列为该组织的重点研究项目。特别值得注意的是，生物多样性问题成为全球变化研究的重要内容。生物多样性是衡量生态系统生命力和持续性的重要指标。人类活动范围的扩展和强度的增加已经造成全球范围内生物多样性的不断下降。现在地球上的动物种类消失的

11、速度比过去万年之中的任何时期都要快倍，每天大约有个物种灭绝。世纪以来，全世界已有多种哺乳动物、139种鸟类消失，还有600多种动物和25000种植物正面临绝灭的危险。生物多样性是地球在长期进化过程形成的，他们在生态平衡中扮演了重要作用，他们的丧失将是农业中的主要作物二、减缓全球变化的途径气候变化是全球变化研究的一个主要方面，也是本节介绍的重点。除此之外，全球变化包括全球和区域范围的环境污染、植被破坏、野生动物丧失和生物多样性下降以及土地退化等。引起全球环境变化的根本原因在于全球性人口的增加，因而有人也将人口增长列为全球变化的内容之一。造成环境变化的原因包括人类对大自然的盲目开发和破坏，社会体制

12、、政策、法律的疏漏和失当。因此要减缓全球环境变化必须从多方面，从根本上入手。（一）减缓气候变化全球性的气候变化主要是由于大气中温室气体的增加所致。此外大气颗粒物数量的增加也是一个重要原因。因此，减缓气候变化的关键便在于控制温室气体的排放和颗粒物的形成。其核心是控制化石能的消耗。化石能燃烧是温室气体特别是二氧化碳的主要来源，仅1900年一年便有6*1015g碳由化石能燃烧释放到大气，其中45%来自于工业，29%来自于居民生活和商业，21%来自于交通运输。此外，化石能燃烧还有二氧化硫（）形成重要的大气颗粒物的主要来源。控制化石能额使用数量首先要提高化石能的能效。大量研究表明在今后二三十年内，通过各

13、种节能措施，在无需增加费用的前提下便可使能效提高一至三成，现有的技术条件可能使能效提高五至六成。目前温室气体和大气颗粒的另一重要来源是生物量的燃烧和农业的扩展。在这方面提高土地利用率和生产力或许是最可行的途径。由于生态系统不但可能释放同时也可吸收二氧化碳，因此，有效的管理生态系统，如植树造林，可以使其更有效地发挥固定大气二氧化碳的作用。（二）生态系统管理全球变化的实质在于人与环境关系丧失和谐，导致环境的破坏。恢复人与自然环境的和谐要求：一方面人必须认识到人是整个自然的一部分，人及其社会的持续生存和发展有赖于环境和整个生态系统的健康；另一方面，人类社会必须需求有效的途径，使其适应并管理其环境。这便是在资源管理和环境管理的研究和实践中提取的生态系统管理的概念。生态系统管理强调系统中各部分关系的和谐和整体的持续性。例如，在开发利用森林生态系统中的木材时要充分注意到该系统的其他功能，如涵养水源，保护表土，维系野生动物等。实际上应当把生态系统管理的概念和方法应用到农