全球变暖已经对全球许多地区的自然生态系统产生了影响，如海平面升高，冰川退缩，冻土融化，河湖封冻期缩短，中高纬生长季节的延长，动植物向南北两极和中海拔地区延伸，某些动植物减少，一些植物期开花提前等等^[1]。全球变暖不仅为各种异常的现象所证实，而且也为全球气温的不断升高所确认。自1861 年以来,全球平均地表温度一直在上升，20 世纪增加了( 0. 6 ±0. 2) ℃，尤其近10年来全球平均气温升高幅度之大，已创过去110 年间的最高纪录。全球而言，20世纪90年代是最暖的10年，而1998 年是最暖的年份，整个20 世纪可能是过去1000 年增温最大的100 年^[2]。

1  全球变暖成因及温室效应

1. 1　全球变暖的原因

1. 1. 1　自然原因。地球表面温度变化古已有之，形成的主要原因是天文原因，主要包括：太阳活动、地球轨道参数的改变、地外物体的撞击等方面的原因。这方面对太阳活动研究的比较多，主要有太阳的11 年活动周期、22 年的磁周期、80～90 年的世纪周期、170～200 年双周期及更长周期，太阳活动与近代气候的关系主要表现为前两个周期，其中11、22 年周期在树木年轮方面得到了很好的验证。此外，一些科学家正在着力研究“太阳的易变性”对地球气候的影响，“太阳的全亮度”被认为是影响地球温度变化的因素；另据研究最近100 年来的太阳黑子相对数量也呈现一个增强的趋势，与大气CO ₂浓度值和全球变暖的趋势基本吻合。

    在自然因素中还有一个重要因素是火山活动。火山活动喷出的烟尘， 有减弱太阳辐射的作用。上个世纪(20世纪) 前期和后期由于没有大的火山爆发,空气干净、总辐射增加, 引起不同程度的气候增暖。

1. 1. 2　人为原因。人为原因主要是由于人类活动引起温室气体浓度增加, 进而造成气温升高。

1. 1. 2. 1　人为引起温室气体直接增加。由于人类生产、生活燃烧化石燃料(煤、石油、天然气) 及木材(全球约有一半人使用柴薪) 产生大量CO₂ 气体, 这是

全球变暖最主要的人为原因； 由于农业耕作中使用化肥和生物物质的燃烧产生大量的N₂O； 甲烷的人为排放源主要有稻田、煤和天然气的采掘和燃烧以及有机废弃物燃烧，甲烷的自然排放源是沼泽等天然湿地； 氯氟烃完全是人工合成物, CFC- ₁₁ 和CFC- ₁₂ 是最重要的两种气体。据研究表明增一个CFC- ₁₁和CFC- ₁₂分子增温效果分别相当于4500个和7100个CO ₂ 增温效果；温室效应使水汽增多又进一步使气温升高。此外，近年来在大气层的下部一定数量的人造物质聚集起来生成了低空臭氧，并且还在不断生成。

1. 2. 2. 2　人为破坏森林引起温室气体间接增加。森林被誉为地球之肺，森林的光合作用每年吸收CO₂占全球绿色植物吸收CO₂ 总量的42%，所以森林在地球上的减少是导致全球气温升高的又一重要原因^[3]。

1. 2　温室效应

 大气中的某些组分，如CO ₂、水蒸气分子等能让太阳短波辐射通过，但却可以强烈的吸收长波辐射，就象温室中的玻璃一样，使地表大气温度提高，所以称为温室效应。大气中各种气体分子会分别吸收不同能量的光。太阳光以波长300～800nm的紫外光、可见光透过大气被地球表面吸收，地球为了保持热平衡，将吸收的热量又以长波辐射的形式发回大气，相当一部分被CO ₂、H₂O和CH₄等分子吸收，这些长波辐射能量不大，不会使CO ₂、H₂O等多原分子发生光解反应，但使它们处于极不稳定的激发态，随即发生一种光物理过程，将吸收的光子以热或其他长波辐射的形式释放出来，其本身则由激发态回到基态，这种逆辐射现象使得地球表面温度保持在平均15℃，而且变化极小，这是温室效应产生的原因^[4]。

20世纪以来，在全球范围内随着工业化进程加快、人口猛增，大量矿质燃料的燃烧、不合理的土地的土地利用、森林的大面积砍伐…，认为活动产生的温室气体（CO₂、CH₄、N₂O、HFC_S、PFC_S、SF₆）排放量不断增加，打破了原来各种天然温室气体成分的源、汇自然平衡。使大气中的温室气体浓度呈现不断增长的趋势，如CO₂、CH₄和N₂O的大气浓度分别比工业化以前增加了大约26%、148%和8%^[5]。因此，随着温室气体的增多，导致温室效应加剧，全球气候变得越来越暖。

2  全球变暖对生态环境的影响

2. 1 　对生态系统的物种组成和生物多样性的影响

　生物群落的迁移方式不大可能是空间上的简单平移。基本的变化是在物种层次上。不同的物种有其特定的生态位,当环境条件(如温度) 发生持续性变化时,各物种将根据其特征生态位在生长发育和繁殖上进行调节和适应。结果是生态系统内各种群在其大小和作用上发生重组。重组有可能使那些在新环境下竞争力弱的物种遭到淘汰,从而使该生态系统的物种多样性降低。相反,新的环境和新适应亦可能导致新种产生。这些新种可能由于遗传变异产生,亦可能从其他生态系统迁移而来,并由于适应新系统中的环境而繁衍定居下来。就整个生物圈而言,由于环境变化所导致的物种的重组、丧失和增加取决于环境变化的强度\时空分布、各物种的脆弱性和适应性。其中环境变化的速率可能起着至关重要的作用。环境变化的速度超过物种适应和变异的速度,则很可能导致物种的丧失和多样性下降^[6]。

随着全球变暖的推进，许多生态系统面临崩溃。 一项新的研究表明： 将要灭绝的物种比预计的要早，但由于它们赖以生存的生态系统变得难以识别， 所以会处于一个混乱时期。气候变化将会使新的寄主和寄生虫，新的捕食动物和被捕食动物组合到一起。从赤道到两极的动植物都感受到了气候变化的影响。 全球变暖的另一个明显的后果是春天提早到来， 植物开花、卵孵化、青蛙产卵都在提早。 在英国，蝴蝶在春天的出现较20年前平均提前了6天。在欧洲，树木呈现秋色的时间每10年晚0.3到1.6 天； 许多迁徙的鸟类正在改变它们的旅行日程。越来越多的研究显示，动植物为了适应气候的变化，正不断地改变着其活动范围和行为。 许多情况下，这样的变迁正在引起生态混乱， 例如迁徙的鸟类到达欧洲的时间太晚以致其产下的后代错过了毛虫生长旺季^[7]。

自然生态系统由于其适应能力的限制，对气候变化极其脆弱，在此背景下，目前我国正面临威胁的系统,如东南沿海的珊瑚礁岛、红树林,热带雨林，北方的草原湿地及一些天然草地，以及一些高山生态系统等，由于气候变暖引起的水热条件的一系列变化，这些系统的优势种及物种的分布格局都会受到不同程度的影响和改变。气候变暖将会影响到海洋的热量收支状况，必然引起海平面上升，许多海岸区将遭受洪水泛滥、侵蚀，受影响最大的当数沿海湿地，湿地的生物多样性远较陆地生态系统丰富，其为多种无脊椎动物、冷血和热血的脊椎动物提供栖息和繁衍的场所，然而由于气候变暖引起的海平面上升使得咸及微咸的滩地、红树林和其他沼泽在水淹和冲蚀中消失，其他湿地也将会变性或向内陆移动，引起生物群落的变化，从而使得生物多样性降低。

从生态安全的角度讲，生物群落是重要的“基因库”，是构成生态安全的最重要的物质基础，生物物种的丧失或生物多样性的降低对生态安全的破坏将会是致命的、无法挽回的^[2]。

2. 2 　对生态系统结构的影响　

生物群落的变化和物种组成的改变然是生态系统结构上的重大变化,这些变化较容易识别。然而,结构的变化也包括许多微小、相对不易识别的变化。而这些变化从长期看也可能导致重大的生态后果。例如温度升高和湿度下降将可能使荒漠地区生态系统条件更为苛刻,从而使某些物种密度下降。与荒漠为邻的生态过渡区也可能荒漠化。如我国西北地区荒漠化进程的加快,与近年来该地区降雨量的下降和平均年气温的升高有直接的因果关系。西北地区干旱气候带来的直接结果是水资源极端匮乏和脆弱的生态环境。某些森林生态系统,可能由于环境变化而发生林分的变化,如主要建群种和次要建群种的更替^[6]。年均温增加2 ℃,降水增加20 %时，中国大部分地区的水热条件都向好的方向有所转变；但青藏高原将变得干热,有沙漠化的趋势；而年均温增加4 ℃,降水增加20 %将使中国各植被地带变得干热，森林地带干旱程度增加，但仍能满足森林的水分要求，草原地带也将变得干热，西部草原亚区将变为荒漠区，森林和草原面积将大大减少，荒漠地带沙漠化加剧，特别是青藏高原各植被地带的干旱程度均有较大幅度的增加，沙漠化趋势严重^[8]。

2. 3 　对生态系统功能的影响　

微观上,生态系统的生物地球化学研究是了解生态系统功能变化的重要途径。因为它有助于揭示生态系统中化学元素循环的变化,而这此变化直接影响着生态系统的功能特征^[9]。宏观上,生态系统的功能表现在对人类提供食物、纤维、药材和其他产品,涵养水源, 调节气候,以及为病虫害防治提供生态背景等。而所有这些功能均可能由于气候、人类活动和其它环境变化而受到影响^[6]。

如受全球气候的变暖和干旱程度的加剧,青海高寒草地生态系统也发生了明显的变化。据有关气象资料分析,青海省1976 - 1998 年年平均气温线性变率为

0.15 ℃/ 10 年, 高于全球气温的增幅( 0.03～0.06 ℃/ 10 年) ,变化剧烈的青海湖环湖地区平均气温变率高达01459 ℃/ 10 年,气温增幅更高,成为全球增温显著的地区之一。20 世纪80 年代以后,全省牧草生长季的降水量明显减少,特别是7 - 9 月秋季降水量减幅为1183 mm/ 年,同期,青海湖区降水减幅为7128 mm/ 年。青南年降水量虽较稳定,但夏季4 - 6 月以每10 年615 mm 的速度递减。总的趋势是牧草生长季降水量的减少和旱化的加剧,不仅降低了牧草的生长量,且枯草期明显提前到来,缩短了青草期。此外,草原区一些季节性的河流、湖泊、湿地或断流或干涸或缩小。以闻名于世的青海湖为例,1959 年湖水水位为3 196155 m ,1998 年只有3 193116 m ,40 年内水位下降了3139 m ,每年平均下降815 cm^[10]。

3  结论

    随着全球CO₂等温室气体的大量排放，全球变暖的趋势将进一步加剧，从而使得对生态环境的影响持续加剧。因此，必须通过各种努力减缓全球变暖的趋势，降低对生态环境的影响。