第九章 景观生态学与全球环境变化.ppt

1、第九章 景观生态学与全球变化,一、全球环境变化,全球变化是指可能改变地球承载生物能力的全球环境变化，包括气候变化、森林减少和退化、荒漠化、水资源减少以及生物多样性丧失等。 狭义的全球变化是指大气中温室气体浓度增加、臭氧层耗损、大气中氧化作用的减弱和全球气候变暖，即我们常说的全球气候变化。,2020/7/11,2,（一）森林锐减,森林是地球上功能最完善、生物生产量最大的陆地生态系统，也是维持生态平衡的主要力量，因此，森林是地球上生物圈的主体，同时森林在维护地球上地圈、大气圈以及水圈的平衡也起着不可磨灭的作用。但是，人类活动的加强，已经正在毁灭我们赖以生存的森林。,2020/7/11,3,（二）荒

2、漠化,土地荒漠化的形成主要是发生在脆弱生态环境下(如戈壁、荒漠等干旱及半干旱地区)，由于人为过度活动(如过度放牧和采伐)或自然灾害(如干旱、虫害等)所造成的原生植被的破坏、衰退甚于丧失，从而引起沙质地表、沙丘等的活化，导致生物多样性减少、生物生产力下降、土地生产潜力衰退以及土地资源丧失的过程。,2020/7/11,4,（三）生物多样性减少,森林的毁灭是物种消失的直接原因，尤其是热带雨林的破坏；与物种丧失几乎是同义词。虽然全球热带雨林仅占陆地面积的7，仅其拥有的物种数量却占全球物种总数的50以上。 此外，生境的破碎化或称景观破碎化也是生物多样性减少的一个原因。,2020/7/11,5,（四）水资

3、源短缺,据统计表明，全球淡水资源大约有4.2*1016m3,占全球水量的3%，其中77.2%是冰盖和冰川，22.4%是地下水和土壤水，0.4%为湖泊、沼泽和河水。 虽然目前的水储量据估计能维持80亿人口的生活，但是水资源的分布极为不均，加上水资源污染和浪费很严重，造成水资源紧缺。,2020/7/11,6,（五）全球气候变化,2020/7/11,7,2004年美国国防部曾给总统布什提供了一份秘密报告:,“世界将因为气候变化造成的环境灾难和资源紧缺引发生存之战”，,“气候变化的影响将远远大于恐怖主义的影响”。,过去140年温度变化,红柱年平均，据器测数据； 黑线10年滑动平均； 黑色区间线95%的

4、置信区间；,20世纪内地球表面平均温度上升了0.6 0.2oC 在北半球，20世纪90年代很可能是有器测记录（1861）以来最热的年代，1998年是有器测记录以来最热的一年； 20世纪内两次增温期最为明显：1910-1945，1976-2000。,过去140年地球表面气温的变化,结 论,IPCC有关气候变化的其他结论,气温和海温 1950-1993年期间，陆地表面的日最低气温以每十年0.2oC的速度递增，超过日最高气温递增速度的两倍。使中高纬度许多地区的无霜期加长； 海平面温度的上升速度是陆地表面平均气温上升速度的一半；,2020/7/11,11,雪被和冰被 卫星资料显示，1960年代末以来，

5、全球雪被面积很可能减小了10%； 地面观测显示，20世纪北半球中高纬度地区湖泊和河流封冻期很可能缩短了半个月； 极地以外的高山冰川在20世纪出现广泛的消退现象；,IPCC有关气候变化的其他结论,海平面上升，海洋热储增加 20世纪全球平均海平面上升了0.1-0.2m； 1950年代以后海洋热储增加。 降水 20世纪北半球中高纬度大陆地区，每十年的降水量很可能增加了0.5-1%。热带地区可能每十年增加了0.2-0.3%。而亚热带地区可能减少了0.3%; 20世纪后半叶，北半球中高纬度地区，强降水天气可能增加了2-4%。,全球气候变暖的原因：温室气体的增加,一般认为，温室气体特别是CO2增高是全球变

6、暖的主因,温室气体的含量与作用,温室气体 包括CO2、CH4、N2O、CFCs（氟氯化碳）、O3，只占大气组成的1%；还有H2O（约1%） 靠吸收地面红外辐射起到增温作用 没有温室气体，地表温度-18；目前温度15，温室气体增温33 各种温室气体增温作用的相对大小 CO2: 60% CH4:15-20% N2O, CFCs, O3: 20%,温室气体的变化：大气CO2浓度增加的纪录,根据美国冒纳罗亚气象台的记录显示： 最近大气中二氧化碳平均浓度达到379ppm，比一年前上升了3ppm，创下历史新高； 而过去10年中大气二氧化碳含量年平均增长幅度为1.8ppm； 50年前，大气二氧化碳含量平均每

7、年仅增1ppm； 有关研究显示，在人类尚未进入工业化时代和大规模使用矿物燃料之前，地球大气中的二氧化碳浓度保持在280ppm左右； 由联合国环境规划署等建立的政府间气候变化专业委员会曾预测说，如果各国不采取行动遏制温室气体排放，大气中二氧化碳浓度到2100年将达到650至970ppm。,科学家们预计冰川融化，到2050年，全球大约1/4以上的山地冰川将消失，到2100年可能达到50%。 北极地区是气候变化的敏感地带，预计到2100年，北极地区的冰将在夏天出现全面融化。,二、景观变化对全球气候变化的影响,2020/7/11,18,景观变化,景观结构变化,景观功能变化,景观中能量变化,水分循环的改

8、变,水分重新分配,全球气候变化,大气中水汽含量变化,景观元素循环的改变,大气中痕量气体浓度变化,(一)景观变化与全球气候变化的关系,2.1 森林景观 （1）森林景观在全球碳平衡中的作用 森林通过光合作用调节大气中CO2浓度。 森林生态系统的碳储量最大，占整个植被碳储量的90%。 森林维护着大量的土壤碳储量。,2020/7/11,19,(二)景观变化在全球气候变化中的作用,（2）森林景观的变化,2020/7/11,20,森林景观,种植园景观,农业景观,草地景观,农、林轮作景观,休闲地景观,荒漠景观,森林景观的破坏将导致森林植被中的碳直接释放。 树木燃烧、用作家具、枯叶分解释放。 森林景观的破坏改

9、变了土壤表面的小气候，对土壤碳库产生巨大的影响。 森林景观的破坏，可能引起洪水的泛滥，导致湿地景观面积的增加，从而增加甲烷的排放源。 森林景观的破坏还有可能改变全球水循环以及地表反射率等，从而直接引起气候变化。,森林景观的破坏如何影响气候变化？,2.2 湿地景观的变化,湿地景观是大气中甲烷（CH4）的主要来源。CH4是大气中重要的温室气体之一，其增温效应远大于CO2，因此，大气中甲烷浓度的少量变化就足以引起全球气候的显著变化。,2020/7/11,23,湿地景观变化主要是人类活动引起的。 一方面，人类为了生产的需要，对自然湿地进行排灌，使湿地景观转变为农业景观，从而造成湿地景观的萎缩； 另一方

10、面，由于森林砍伐，造成洪水泛滥，使流域下游地区的低洼地转变为湿地景观，使湿地面积扩大。,2020/7/11,24,总体来说，全球湿地景观的面积在不断地萎缩。 湿地景观的萎缩，对温室气体排放的影响首先表现在甲烷排放源的减少；其次，出于湿地的温湿条件改变，导致甲烷排放减少，但CO2排放增多。,2.3 农业景观的变化,（1）由森林、草地、湿地等自然景观转变为农业景观将导致原有景观中的碳大量损失，并以CO2、CH4等温室气体的形式排放到大气中，从而增加大气中温室气体的浓度，这是农业景观由自然景观扩展的必然结果。,2020/7/11,26,（2）大量地使用化肥，造成土壤中人工物质的增加，导致土壤微少物的

11、活性加强，加速了土壤碳库的释放； （3）农业景观中人工湿地的增多也增加了温室气体的排放源，尤其是水稻田的不断扩张，使大气中甲烷的来源不断地增加。 （4）农业景观转变为种植园、草地以及农业撂荒地等景观类型，则可以吸收大气中的CO2，使之以碳素的形式在景观系统中积聚，减缓了温室效应。,2.4 城市景观的发展,（1）城市的发展不断地侵吞其周边的土地，是当前耕地资源减少的主要原因之一。 （2）城市的道路和建筑物由于大量地使用混凝土及玻璃等材料，增加了地表的反射率，造成局部增温效应，即“热岛效应”。,2020/7/11,28,（3）由于城市景观，大量使用化石燃料等能源的输入和使用，并释放出大量的CO2等温室气体和其他大气污染物，对全球气候的变化也有相当大的影响， （4）城市景观所输出的固体废弃物（如垃圾）也是城市化的主要问题之一，是大气甲烷的主要来源之一。 （5）城市景观中大量污水的输出也会影响到其周围的景观，造成土壤退化；而且释放大量CH4。,三、景观对全球气候变化的响应,3.1 海平面上升对海岸景观的影响 沿海低地景观的淹没 土地退化 海水倒灌与洪水加剧 风暴加剧