气候变化对生物多样性的影响

                 ­——温室效应

摘要 ：气候变化对生物多样性的影响主要是由于:温室效应加剧了全球的气候变暖，从而导致生态环境的变化，进而对生物的多样性产生了负面影响。同时，人类的活动也威胁到生态环境和生物的多样性。我们应该通过调节自身的活动，来延缓而不是加快气候变暖的进程，改善人类与生物的关系，以便赢得更多的时间来应付这种由人类自身活动而带来的挑战。

关键词 ：温室效应    生态环境    生物多样性

The influence of climate change to biological diversity

— — greenhouse effect

Abstract :The influence of climate change to biological diversity major is since: Greenhouse effect has aggravated the climate warming of whole world, so, cause the change of ecological environment , and then have produced negative influence for biological diversity. At the same time, human campaign is also threatened to the diversity of ecological environment and biology. We should pass through the campaign of regulation self , delay instead of the process that accelerates climate warming, improvement is human the relation with biology, in order to win more time to deal with this kind of the challenge that brings by human self campaign.

Key words : The biological diversity of greenhouse effect of ecological environment

温室效应是地球气候正在变暖的自然现象。大家知道，我们人类的呼吸吸入的是氧气，排出的是二氧化碳。二氧化碳能吸收地面的长波辐射，就像一个大棉被盖在半空中，使大气不断变暖，使得地球平均气温越来越高，这就是温室效应

最近几年，一股热浪正在席卷地球，反常气候的出现举不胜举：1982年冬季纽约出现了高达 22 ℃的高温，创出了100多年来该地区冬季气温的记录；1984年冬季莫斯科突然出现冰雪融化的暖冬，而这个地区的春天一般要在5月份才到来；1987年夏季雅典持续出现气温高达46℃的高温天气，致使市民纷纷外逃避暑，整个城市几乎变成一座空城；同年夏天，高温使南斯拉夫科普里城的一辆货车成为一个大烤箱，车中装载的一万多个鸡蛋不煮自熟；在巴黎，1988年的春天以异常快捷的脚步进入这个城市，天寒地冻的巴黎忽然间变得春日融融、百花齐放，当人们正陶醉在这明媚的春光中时，不期而至的洪水又使贯穿全市的塞纳河成为一条肆虐的怪物，将沿岸春光随同人们的喜悦一齐席卷而去；同样，在应该仍是寒冷冬天的上海，高温使得冷饮突然供不应求……。此外，今年6月印度次大陆的酷暑、北美的持续干旱，都已成为人们关注的焦点。本来有规律可循的地球气候，突然变得似乎有些错乱了。人们不禁要问：我们这个地球究竟出了什么事？

事实上，这种异常的气候与地球大气的“温室效应”有很大关系。提起“温室效应”，人们马上会联想到大气中的二氧化碳。毫无疑问，大气中的二氧化碳所形成的“温室效应”，是生命能够在我们这个星球上存在和进化的基本条件。而由于大规模的人类活动所引起的大气二氧化碳浓度增高，也向人类敲响了警钟。若继续不加控制地使用化石燃料和砍伐森林，听任大气中的二氧化碳以现在的速率增长，那么不要很长时间，加剧的温室效应将改变地球气候，随之迫使地球上主要经济区域的分布发生变化，这将对人类的生存环境产生巨大影响。

然而，许多人还不曾知道，在加剧地球温室效应方面，二氧化碳还有一支由许多气体组成的强大同盟军，它们正以极快的速度在大气中积累，并在加剧温室效应的步伐，从而加快了对地球气候的影响。

这支队伍是由甲烷、氟氯烃、氧化亚氮、三氯乙烷、四氯化碳等多种气体组成的。由于它们在大气中的浓度很低，故这类气体又被称为“微量气体”。尽管它们的量是如此微小，但在加剧温室效应方面所起的作用却是不可低估的。现择其要者作一简单介绍：

甲烷（CH₄），被认为是仅次于二氧化碳的具温室效应的气体。但迄今为止，人们对大气中甲烷的来源还了解得不十分清楚。只知道动、植物残骸在稻田、沼泽地内的厌氧发酵是它的一个重要来源，所以甲烷的俗称为“沼气”。此外，许多生物诸如白蚁、牛等在进行食物消化时体内亦会大量产生这个气体。近年来，由于人类对粮食需求量日益增加，水稻种植面积不断扩大，也是大气中甲烷浓度增大的主要原因之一。通常，大气中的甲烷与氢氧自由基发生的反应，是销毁它的主要途径。然而，由于人类大量使用化石燃料，燃烧时放出的一氧化碳能迅速与大气中的氢氧自由基反应，抑制这类自由基销毁甲烷的作用，从而导致大气甲烷浓度增加。测量结果表明，甲烷在大气中增长的速率是相当快的（年增长率为1.7％，而二氧化碳仅为0.4％），值得注意的是，虽然目前大气中甲烷的平均浓度只有1.711PPm，仅为大气中二氧化碳浓度的0.5%，但它产生的温室效应却为二氧化碳的1／3。

氧化亚氮（N₂O）俗称笑气，主要是生物在土壤和海洋中进行脱氮过程时释放出来的。人类在制造和使用含氮化肥以及使用化石燃料过程中，将大量氧化亚氮释入大气层。据测定，1975～1985年间，大气中氧化亚氮的浓度已由291.4PPb*增至301.5PPb，其年增长率为0.3％，但由于它在大气中的寿命长达100年，是二氧化碳寿命的7～10倍，因而在大气中积累的速度比二氧化碳要大得多。所以，尽管它的温室效应作用仅为二氧化碳的1／12，但它的长期作用却不容忽视。

氟氯烃为三氯一氟甲烷（F－11）、二氯二氟甲烷（F－12）、一氯三氟甲烷（F－13）、四氟甲烷（F－14）以及1，1，2-三氟-1，2，2-三氯乙烷（F－113）、1，1，2，2-四氟-1，2-二氯乙烷（F－114）等多种氟氯取代烷烃的总称。这是一类完全由人类用化学方法合成的化合物。由于这类物质的用途极广，而且在大气中又很稳定，故它们在大气中增长的速度极快。以F-11和F-12为例，在1975～1985年间，前者由120PPt增至223PPt，后者则由200PPt增至344PPt，每年的增长率约大于5%。据测定，氟氯烃的其他几个组份的年增长率更高，已超过10％。应该着重指出的是，这种气体具有极高的温室效应作用，尽管它在大气中的浓度只有二氧化碳的百万分之一，但它产生的温室效应却相当于二氧化碳的1／4。

此外，其他具有温室效应的气体如三氯乙烷，四氯化碳等，它们在开放性场所被广泛作为溶剂使用，也具有很高的年增长率（三氯乙烷5～7％，四氯化碳1～3％），尽管它们对温室效应的贡献不及前面几种气体，但由于在大气中增长迅速，其潜在的影响亦值得重视。

从大气中的含量来看，上述气体确实是“微量”的，即使将它们全部加起来，尚不足二氧化碳浓度的1％。正因为如此，人们在考虑温室效应对地球气候及生态环境的影响时，常常将这些微量气体及它们的作用忽略了。然而，最近的许多研究表明，这些气体在升高地球气温方面的贡献，并不是无足轻重的。相反，正是由于它们的参与与协同作用，温室效应使地球气温升高的进程才大大加快。在20世纪70年代地球平均气温增长中，各种气体浓度增长对气温增长的贡献各不相同。在总的0.24 ℃的增温中，二氧化碳增加12PPm，其贡献为0.14 ℃；其他几种微量气体对增温的总贡献达0.1 ℃，占整个增温的41.6％。换句话说，在70年代这些微量气体所产生的温室效应已接近二氧化碳产生的效应。那么，随着这些气体在大气中浓度的迅速增加，温室效应会怎样发展呢？在本世纪70年代以前，在地球增温中起主导作用的确实是二氧化碳。但在70年代以后，其他微量气体的作用就开始赶上并超过了二氧化碳的贡献。到下一个世纪，二氧化碳将逐渐退让到从属地位。由此可见，仅凭二氧化碳的变化趋势来预测地球气温的变化趋势，其结果势必要滞后于地球变暖的实际进程。最近出现的这种气候变化正在提醒人们，人类必须准备比原来预期得更早地接受气候变暖所带来的挑战。

人类活动正在改变地球大气的组成，这已经不是什么新的发现了，而“温室效应”及其可能带来的各种后果也已为人们熟知。时至今日，要阻止地球气候变暖已是不可能的了。目前。人类面临的问题是怎样通过调节自身的活动，来延缓而不是加快这个进程，以便赢得更多的时间来应付这种由人类自身活动而带来的挑战。

 全球气候变暖将严重威胁生物多样性。因为生命体无法承受这种快速相加的巨大变化。

生物多样性（biological diversity，biodiversity）简单说使生命有机体及其赖以存在的生态复合体的多样性和变异性。确切的说使所有生物种类，种内遗传变异和它们的生存环境的总称。人类的生存和发展，归根到底都依赖于自然界各种生命资源的总汇。生物多样性是人类社会赖以生存与发展的基本食物、药物和工业原料的主要未源，其迅速的丧失必然引起人类生存与发展的根本危机。因此，生物多样性的保护是保护生态环境的重要因素之一。

全球气候变暖对生物多样性的影响 ：全球性气候变暖并不是一个新现象。过去的200万年中，地球就经历了10个暖、冷交替的循环。从赤道到两极的动植物都感受到了气候变化的影响。全球变暖的明显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。在暖期，两极的冰帽融化，海平面比现今要高，物种分布向极地延伸，并迁移到高海拔地区。相反，在变新华通讯社过程中，冰帽扩大，海平面下降，物种向着赤道的方向和低海拔地区移动。无疑，许多物种会在这个反复变化的过程中走向灭绝，现存物种即是这些变化过程后生存下来的产物。物种能够适应过去的变化，但它们能否适应由于人类活动而改变的未来气候呢？这是一个悬而未决的问题。但可以肯定的是，由于人为因素造成的全球变暖经纬过去的自然波动要迅速得多，那么这种变化对于生物多样性的影响将是巨大的。
    （1）对温带生物多样性的影响 ：由于气温持续升高，北温带和南温带气候区将向两极扩展。气候的变化必然导致物种迁移。然而依据自然扩散的速度计，许多物种似乎不能以高的迁移速度跟上现今气候的迅速变化。以北美东部落叶阔叶林的物种迁移率来比较即可了然。当最近的更新世的冰期过后，气温回升，树木以每世界10～40千米速度的速度迁移回北美。而依照21世纪气温将升高1.5～4.5℃.的估计，树木将向北迁移5000～10000千米。显然要以自然状态下数十倍的速度进行扩散是不可能的。况且，由于人类活动造成的生境片断人只能使物种迁移率降低。所以，许多分布局限或扩散能力差的物种在迁移过程中无疑会走向灭绝。只有分布范围广泛，容易扩散的种类才能在新的生境中建立自己的群落。
    （2）对热带雨林生物多样性的影响 ： 热带雨林具有最大的物种多样性。虽然全球温度变化对热带的影响比对温带的影响要小得多。但是，气候变暖将导致热带降雨量及降雨时间的变化，此外森林大火、飓风也将会变得频繁。这些因素对物种组成、植物繁殖时间都将产生巨大影响，从而将改变热带雨林的结构组成。
    （3）对沿海湿地和珊瑚礁生物多样性的影响 ：湿地和珊瑚礁是生物多样性丰富的生态系统，然而它们也会受到气候变暖的威胁。温度升高会使高山冰川融化和南极冰层收缩。在未来的50～100年中，海平面将升高0.2.～0.9米，甚至更高。海平面的升高会淹没沿海地区的湿地群落。海平面的变化是如此之快以至于许多生物种类来不及随着海水上升迁移到适当的地域。特别是建筑在湿地地区的居住房、道路、防洪大坝等将成为物种迁移的直接障碍。
    海平面升高对珊瑚礁种类有极大危害。因为珊瑚对海水的光照及水流组合有严格的要求。如果海水按预算的速度升高的话，那么即使生长最快的珊瑚也不能适应这种变化。此外海水温度升高同样会对珊瑚产生极大危害。由此将导致大量的珊瑚沉没以致死亡。
     （4）对鸟类种群的影响 ：首先，气候变暖将直接影响种鸟种群。鸟类学家认为由于气温升高，导致一系列恶劣气候频繁出现，将影响候鸟迁徙时间、迁徙路线、群落分布和组成。此外，气候变化导致各种生态群落结构改变，将间接影响鸟类的种群。

很多野生动植物病原体对温度、降雨量和湿度非常敏感，这些因素的共同作用可能会影响到生物多样性。气候变暖可以增加病原体生长率和存活率、疾病的传染性以及寄主的易受感染性。定向的气候变暖对疾病的最明显的影响与病原体传播的地理范围有关。多世代循环的病原体世代的数量和其他病原体的季节性增长，在气候变化的条件下可能通过2种机制增加--更长的生长季节和病原体生长速度加快。气候变化最有可能影响在陆地动物身上传染的病原体的自由生长的阶段、媒介阶段或带菌者阶段。
　　科学家认为，最近几十年气候变暖导致了带菌者和疾病在纬度上的转移，研究表明：（1）节肢动物带菌者和寄生虫在低于临界温度的时候死亡或无法生长；（2）随着温度的升高，带菌者的繁殖速度、数量增长和咬伤动物的次数也增加了；（3）随着温度的增加，寄生虫的生长速度加快，传染期加长。最近，厄尔尼诺--南方涛动的变化已经明显影响到了海洋和陆地的病原体，包括珊瑚虫病、牡蛎病原体、作物病原体、里夫特裂谷热和人类霍乱。气候变暖以几种不同的方式已经并且将要改变疾病的严重性或流行性。在温带，冬季将会更短、气温将会更温和，这就增加了疾病的传播率。在热带海洋，夏季更加炎热，可能使寄主在热度的压力下更加容易受到影响。危及两栖动物的壶菌、鱼类冷水病和昆虫真菌病原体等几种类型的疾病随着温度的升高，其流行的严重性将会降低。
    另外，温室气体直接影响生物种群变化 ：CO2是重要的温室气体，同时又是植物进行光合作用的原料。随着大气中CO2浓度升高，植物的光合作用强度将上升。但不同植物具不同CO2饱和点。当CO2浓度超过饱和点时，即使再增高CO2浓度，光合强度也不会再增强。一般CO2饱和点较高的植物能够适应大气中CO2浓度的升高而快速生长，CO2饱和点低的植物则不能快速生长，甚至会发生CO2中毒现象，从而导致种群衰退。植物种群的变化必然导致植物食性昆虫种群的变化。而植物种群和昆虫种群中不可能预测的波动可能导致许多稀有物种的灭绝。
    毋庸置疑，温室效应的恶化进程对生物多样性，将构成强大冲击。控制温室效应，减缓全球气候变暖，是世界各国面临的重大课题。控制CO2向大气的排放量 减缓全球气候变暖的根本对策是全球参与控制CO2向大气的排放量。植物的光合作用是地球上规模最大的同化吸收CO2的过程。因为植物的基本生理过程之一是光合作用，因此保护原始森林，大规模植树造林，培植草原，搞好城市绿化是减少大气中CO2的重要手段。全球变暖已经成为不可逆的事实，紧接下来的10年、20年或更长的时间，我们将逐渐地越来越明显地体会到全球变暖的影响。因此我们需要制定长期规划和其他策略，以尽量减少全球变暖对生物多样性和我们人类自己的冲击。

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