导读
在人类繁衍至今的地球上，大多数物种正遭受着气候变化的影响 。微生物支持所有高等营 养生 命形式的存在。为了 了解地球上的人类和其他生命形式（包括那些我们尚未发现的）如何能够抵御人为的气候变化--重要的是纳入对微生物的了解。我们不仅应该了解微生物如何影响气候变化（包括温室气体的生产和消耗），还应该
核心作用以及其在全球范围内的重要性。它提醒人们 ，气候变化的影响将在很大程度上取决于微生物的 响应，而微生物的响应对于实现环境可持续发展的未来至关重要。
论文ID
原名： Scientists’ warning to humanity: microorganisms and climate change
译名： 科学家对人类的警告：微生物与气候变化
期刊： Nature Reviews Microbiology
IF： 34.648
DOI：
发表时间： 2019年
通信作者： Ricardo Cavicchioli
通信作者单位： 新南威尔士大学（The University of New South Wales）
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综述内容
2 海洋生物群
海洋生物占地球表面的70%，从沿海河口，红树林和珊瑚礁到公海（图1）。 温度 上升不仅会影响 生物过程 ，还会降低水的密度，导致分层和环流现象的发生，从而影响生物的扩散以及营养物质的运输。 降水，盐度和风也影响分层 ，混合以及环流。来自空气、河流和河口流动的养分输入同样会对微生物的组成和功能造成影响，而气候变化会影响所有这些物理因素。
海洋环境中除了数量庞大的海洋微生物外，还发挥着重要的生态系统功能。海洋微生物通过碳和氮的固定，使有机物矿化，形成海洋食物网以及全球碳和氮循环的基础。颗粒有机物中碳的沉积以及其固定到海洋沉积物中过程是大气中螯合CO 2 的关键长期机制。因此，通过矿化和海底储藏碳氮的释放之间的平衡决定了气候变化。除了变暖（由于大气中CO 2 浓度的增加，增强了温室效应），海洋环境自工业化前以来酸化了约0.1个pH单位，预计到本世纪末还会进一步减少0.3-0.4个单位。因此有必要了解海洋生物将做出何种响应。 温室气体浓度升高对海洋温度，酸化，分层，混合，温盐环流，养分供应，辐射和极端天气事件的影响会对海洋微生物菌群产生重大环境影响，这些影响包括生产力，海洋食物网，海底碳排放和固定等方面。
2.1 微生物影响气候变化
海洋浮游植物只占全球植物生物量的1%，但却完成了全球一半的光合作用（CO2 的固定以及OO 2 的产生）。与陆生植物相比，海洋浮游植物分布范围更广，受季节变化的影响较小，周转率更快。因此，浮游植物在全球范围内对气候变化反应迅速。太阳辐射、温度和淡水向地表水输入的增加加强了海洋分层，从而减少了营养物质从深水到地表水的输送，降低了初级生产力。相反，CO 2 含量的升高，在营养成分不受限制的情况下，可以增加浮游植物的初级生产力。一些研究表明，在过去的一个世纪里，全球海洋浮游植物的总体密度有所下降，但由于数据获得的有限性、分析方法的差异等多方面原因，这些结论需要进一步考证。也有研究发现全球海洋浮游植物产量增加以及特定区域或特定浮游植物群的变化。全球海水冰面积的下降，导致更高的光渗透率和潜在的更多初级生产；然而，对于可变混合模式、养分供给变化以及极地地区的生产力趋势影响的预测效应相存在矛盾的现象。这强调了收集关于浮游植物生产和微生物群落组成的 长期数据 的必要性。
除了海洋浮游植物对CO 2 固定的贡献外，化学自养古菌和细菌同样可以在深水黑暗条件下以及极地冬季期间在表层进行CO 2 的固定。海底产甲烷菌和甲烷氧化菌是CH 4 的重要生产者和消费者，但它们对这种温室气体大气通量的影响尚不确定。海洋病毒、嗜细菌细菌以及真核食草动物也是微生物食物网的重要组成部分。气候变化对捕食者-被捕食者的相互作用的影响，包括病毒-宿主的相互作用，可以影响全球生物地球化学循环。
气溶胶影响云的形成，从而影响阳光照射和降水，但它们影响气候的程度和方式仍不确定。海洋气溶胶由海盐、非海盐硫酸盐和有机分子的复杂混合物组成，可以作为云凝结的核，影响辐射平衡，从而影响气候。了解海洋浮游植物对气溶胶的贡献方式，可以更好地预测不断变化的海洋环境将如何影响云层和对气候的反馈。此外，大气本身含有大约10 22 个微生物细胞，确定大气微生物生长和形成聚集体的能力对于评估它们对气候的影响具有重要价值。
植物生长的沿海生境对于碳的固定具有十分重要的意义，人类活动，包括人为的气候变化，在过去的50年里使这些栖息地减少了25-50%，海洋捕食者的数量减少了高达90%。基于微生物活动决定了有多少碳被再矿化并释放为CO2 和CHCH 4 ，同时考虑到如此广泛的环境扰动，因此这些扰动对微生物群落的影响同样需要进一步评估。
2.2 气候变化对微生物的影响
气候变化扰乱了物种之间的相互作用，迫使物种适应、迁移或被其他物种取代或灭绝。 海洋变暖、酸化、富营养化和过度使用（例如捕鱼、 旅游 ）共同导致珊瑚礁的衰退，并可能导致生态系统的改变 。一般来说，微生物比宏观生物更容易分散。然而，许多微生物物种存在生物地理差异，扩散、生活方式和环境因素强烈影响群落组成和功能。海洋酸化使海洋微生物的pH条件远远超出其 历史 范围，从而影响到其胞内pH水平。不善于调节体内pH值的物种会受到更大的影响，许多环境和生理因素影响微生物在其本土环境中的反应和整体竞争力。例如， 温度 升高会 增加 真核浮游植物的蛋白质合成 ，同时 降低细胞核糖体浓度 。由于真核浮游植物的生物量为~1 Gt C，核糖体富含磷酸盐，气候变化引起的氮磷比的改变将影响全球海洋的资源分配。海洋变暖被认为有利于较小的浮游生物而不是较大的浮游生物，改变了生物地球化学通量。 海洋温度升高、酸化和营养供应减少预计将增加浮游植物细胞外溶解有机质的释放，微生物食物网络的变化可能导致微生物产量增加，而牺牲更高的营养水平 。温度升高还可以缓解铁对固氮蓝藻的限制，对未来变暖海洋的食物网提供的新氮来源具有潜在的深远影响。需要认真注意如何量化和解释环境微生物对生态系统变化和与气候变化相关的压力的响应。因此，关键问题仍然是关于菌群转移的功能后果，例如碳再矿化与碳固存的变化，以及与养分循环之间的关系。
3 陆生生物
陆地生物量是海洋生物量的100倍，其中陆地植物约占全球一半的净初级生产力。土壤储存了约2万亿吨的有机碳，其数量远高于大气和植被中碳的总和。陆地环境中的微生物总数与海洋环境中的总数相似。土壤微生物调节储藏在土壤中以及释放到大气中的有机碳的数量，并通过提供调节生产力的多种营养元素间接地影响植物和土壤中的碳储存。
植物通过光合作用吸收大气中的CO 2 ，并产生有机质；相反，植物的自养呼吸和微生物的异养呼吸将CO 2 释放回大气中。温度影响这些过程之间的动态平衡，从而影响陆地生物圈捕获、储存人为碳排放的能力（图1）。而气候变暖可能加速碳的排放。森林覆盖陆地面积的30%，占陆地初级生产力的50%，对人为排放的CO 2 的固存率高达25%。永久冻土中的有机物质中碳的积累远超过呼吸所损失的，创造了最大的陆地碳汇。但由于气候变暖预计将使永久冻土减少28-53%，从而使大型碳库可用于微生物呼吸以及温室气体排放。
通过对表层土壤（10cm）和以及深层土壤（100cm）剖面进行对比评估发现，气候变暖会增加碳向大气中的排放。有关不同土壤地点之间碳损失的差异的进一步解释需要更多的预测变量。然而，来自全球对变暖反应的评估的预测表明，气候变暖条件下，陆地碳损失产生了积极的反馈，加速了气候变化的速度，特别是在寒冷和温带地区（这些地区储存全球大部分土壤碳）。
3.1 微生物对气候变化的影响
CO 2 含量的升高，提高了初级生产力，增加了植物凋落物含量，促进了微生物对凋落物的分解从而导致更高的碳排放。温度的影响不仅是微生物反应速率的动力学效应，也是植物输入刺激微生物生长的结果。一些固有的环境因素（如微生物群落组成、枯木密度、氮素可获得性和水分）影响微生物活动，这就需要通过地球系统模型对气候变暖所造成的土壤碳损失进行预测，以纳入对生态系统过程的控制。在这方面，植物养分的可获得性影响森林的净碳平衡，营养贫乏的森林比营养丰富的森林释放更多的碳。植物将约50%的固定的碳释放到土壤中，供微生物生长。分泌物除了被微生物利用作为能源外，还可以破坏矿物-有机体的结合，从微生物呼吸利用的矿物中释放出有机化合物，增加碳排放。这些植物-矿物质相互作用的相关性说明了在评估气候变化的影响时，除了生物相互作用（植物-微生物）之外，生物-非生物相互作用的重要性。
土壤有机质用于微生物降解还是长期储存取决于许多环境因素，包括土壤矿物特征、酸度、氧化还原状态、水的有效性、气候等方面。有机物的性质，特别是基质的复杂性，同样会影响微生物的分解。此外，不同土壤类型中微生物获取有机质的能力具有差异性。如果将可获得性考虑在内，预计大气中CO 2 含量的增加将促进微生物的分解能力，这会使得土壤中有机碳的留存量降低。升高的CO 2 浓度增强了植物和微生物之间对氮的竞争。食草动物会影响土壤中的有机质含量，从而影响微生物的生物量和活性。气候变化可以减少食草动物，导致全球氮和碳循环的总体变化，从而减少陆地碳的固定。有害动物（例如蚯蚓）通过间接影响植物（例如，增加土壤肥力）和土壤微生物来影响温室气体排放。蚯蚓肠道中的厌氧环境含有执行反硝化并产生NO2 的微生物。蚯蚓提高了土壤肥力，它们的存在可以导致温室气体净排放，尽管温度升高和降雨量减少对有害生物摄食和微生物呼吸的综合影响可能会减少排放。
在泥炭地，抗腐烂的枯枝落叶等会抑制微生物分解，同时水饱和度限制了氧的交换，促进了厌氧菌的生长以及CO2 和CHCH 4 的释放。植物凋落物组成和相关微生物过程的变化（例如，减少对氮的固定化和增强的异养呼吸）正在将泥炭地从碳汇转变为碳源。永久冻土的融化使得微生物可以分解先前冻结的碳，释放CO2 和CHCH 4 。永久冻土的融化导致了水饱和土壤的增加，这促进了产甲烷菌和一系列微生物产生CH 4 和CO 2 。据预测，到本世纪末，缺氧环境的碳排放将比好氧环境的排放在更大程度上驱动气候变化。
3.2 气候变化对微生物的影响
气候的改变可以直接（例如季节性和温度）或间接（例如植物组成、植物凋落物和根系分泌物）影响微生物群落的结构和多样性。土壤微生物多样性影响植物多样性，对包括碳循环在内的生态系统功能很重要。短期实验室模拟变暖以及长期（50多年）自然地热变暖最初都促进了土壤微生物的生长和呼吸，导致CO 2 净释放，随着基质的耗尽，导致生物量减少，微生物活性降低。这意味着微生物群落不容易适应高温，由此产生的对反应速率和底物损耗的影响减少了碳的整体损耗。相比之下，一项长达10年的研究发现，土壤群落能够通过改变基质使用的模式以适应升高的温度，从而减少碳的损失。在年平均温度范围超过20 C的森林土壤中也发现了细菌和真菌群落的实质性变化。
微生物生长对温度的响应是复杂多变的。微生物生长效率是衡量微生物如何有效地将有机物转化为生物量的指标，效率较低意味着更多的碳被释放到大气中。一项为期一周的实验室研究发现，温度升高导致微生物周转率增加，但微生物生长效率没有变化，同时该研究预测，气候变暖将促进土壤中的碳积累。一项长达18年的实地研究发现，土壤温度越高，微生物的效率就会降低，在这段时间结束时，不易分解的底物的分解会增加，同时土壤碳的净损失也会增加。
气候变化通过温度、降水、土壤性质和植物输入等几个相互关联的因素直接或间接地影响微生物群落及其功能。由于沙漠中的土壤微生物受到碳的限制，植物增加的碳输入促进了含氮化合物的转化，微生物生物量，多样性，酶活性以及对复杂有机物的利用。虽然这些变化可能会增强呼吸作用和土壤中碳的净损失，但干旱和半干旱地区具有的特点可能意味着它们可以起到碳汇的作用。为了更好地了解地上植物生物量对CO 2 水平和季节性降水的响应，我们仍需增加对微生物群落响应以及功能的了解。
气候变化同样也使湖泊、海水等环境中富营养化的频率、强度和持续时间增加。水华蓝藻能够产生各种神经毒素、肝毒素和皮毒素，危害鸟类和哺乳动物的 健康 。有毒蓝藻目前已造成了包括中国太湖在内的全世界多个地区严重的水质问题。气候变化直接和间接地有利于蓝藻的生长，许多形成水华的蓝藻可以在相对较高的温度下生长。与此同时，湖泊和水库热分层的增加使浮力蓝藻能够向上漂浮并形成密集的表面水华，这使它们能够更好地获得光，更加具有选择性优势。目前实验室和原位实验都证明了有害的蓝藻 Microcystis 属具有适应高CO 2 的能力。因此，气候变化和CO 2 含量的增加预计会影响蓝藻水华的菌株组成。
4 农业
根据世界银行表明（世界银行关于农业用地的数据），近40%的陆地环境专门用于农业。这一比例在未来预计有可能增加，这将导致土壤中碳、氮和磷以及其他养分的循环发生重大变化。此外，这些变化与生物多样性的丧失息息相关。增加对使用植物和动物相关的微生物的了解，以提高农业可持续性发展，减轻气候变化对粮食生产的影响，但这样做需要更好地了解微生物对气候变化的响应。
4.1 微生物对气候变化的影响
甲烷菌在自然和人工厌氧环境中产生甲烷，此外还有与化石燃料相关的人为甲烷的排放（图2）。近年来（2014-2017）大气CH 4 水平显著升高，但其背后的原因尚不清楚。尽管 水稻 仅覆盖了10%的可用耕地，但却养活了全球一半的人口，同样，稻田也贡献了农业20%的CH 4 排放的。据预测，到本世纪末，人为气候变化将使水稻生产产生的CH 4 排放量翻一番。 反刍动物 是人为CH 4 排放的最大单一来源，反刍动物肉类生产所产生的碳排放比植物高蛋白食物生产的碳排放高19-48倍；即使是非反刍动物肉类生产所产生的CH 4 也比植物高蛋白食物生产的碳排放高出3-10倍。 化石燃料 的燃烧和化肥的使用大大增加了环境中可利用氮含量，扰乱了全球生物地球化学过程，威胁到生态系统的可持续发展。农业是温室气体NO2 的最大排放者，NO2 通过微生物氧化和氮的还原而释放。气候变化扰乱了微生物氮转化（分解、矿化、硝化、反硝化和固定）和N 2 O的释放速率。迫切需要了解气候变化和其他人类活动对氮化合物微生物转化的影响。
4.2 气候变化对微生物的影响
升温和干旱强烈地影响着作物的生长。以真菌为基础的土壤食物网在广泛管理的农业（例如牧场）中很常见，而以细菌为基础的食物网通常出现在集约化系统中，但与后者相比，前者更能适应干旱环境。对全球范围内的表层土进行评估发现， 土壤真菌和细菌占据了特定的生态位，并且对降水和土壤pH的响应不同，这表明气候变化将对它们的丰度、多样性和功能产生不同的影响 。预计由于气候变化而增加的干旱会导致全球旱地中细菌和真菌的多样性和丰度的减少，这种减少将进一步降低微生物群落的整体功能，从而限制了它们支持植物生长的能力。
气候变化和富营养化（由于化肥的施用）对微生物竞争力的综合影响存在不可预测的影响。例如，营养丰富通常有利于有害的藻类繁殖，但在相对较深的Zurich湖中观察到了不同的结果。
5 感染性疾病
气候变化影响着海洋和陆地生物群中疾病的发生和传播（图3），这取决于不同的 社会 经济、环境和宿主病原体特有的因素。了解疾病的传播和设计有效的控制策略需要充分了解病原体、及其传播媒介和宿主的生态学，以及扩散和环境因素（表1）。例如，海洋酸化还可能直接导致鱼类等有机体的组织损伤，潜在地导致免疫系统减弱，从而创造细菌入侵的机会。对于农作物来说，当人们考虑对病原体的响应时，包括CO 2 水平、气候变化、植物与病原体的相互作用在内的不同相互作用的因素都是重要的。不同的的微生物能够引起不同的植物疾病，进而影响作物生产，导致饥荒，并威胁粮食安全。病原体的传播和疾病的出现是通过物种的运输和引进来促进的，并受天气对扩散的影响和生长环境条件的影响。
表1 病原体对气候和环境因素的传播响应。
气候变化可以通过改变宿主和寄生虫的适应来增加疾病风险。对于外温动物（如两栖动物），温度可以通过扰乱免疫反应，从而增加感染的易感性。每月和每天不可预测的环境温度波动增加了古巴树蛙对病原菊苣真菌 Batrachochytrium dendrobatidis 的敏感性。温度升高对感染的影响与真菌在纯培养中生长能力下降形成对比，说明在评估气候变化的相关性时，更应该注重于评估宿主-病原体的反应（而不是从分离微生物的生长速率研究中推断）。气候变化预计会增加一些人类病原体对抗生素的耐药率。2013-2015年的数据表明，日最低温度提高10 C，将导致 Escherichia coli ， Klebsiella pneumoniae 以及 Staphylococcus aureus 的抗生素耐药率增加2-4%。潜在的潜在机制包括：高温促进抗药性可遗传因子的水平基因转移，以及提高病原体生长率，促进环境的持久性、携带和传播等。
食源性、气源性、水源性和其他环境病原体可能易受气候变化的影响（表1）。对于媒介传播的疾病，气候变化将影响媒介的分布，从而影响疾病传播的范围，以及媒介传播病原体的效率。许多传染病，包括几种媒介传播疾病和水传播疾病，都受到大规模气候现象（如ENSO）造成的气候变化的强烈影响，这种现象每隔几年就会破坏全球约三分之二地区的正常降雨模式和温度变化。据报道，与ENSO有关的疾病有疟疾、登革热、齐卡病毒病、霍乱、鼠疫、非洲马病和许多其他重要的人类和动物性疾病。
尽管已经在自然和实验室条件下，微生物种群的适应机制已有研究，但与动物（包括人类）和植物相比，微生物物种适应当地环境的研究较少。与植物和动物相关的病毒、细菌和真菌病原体以影响生态系统功能、影响人类 健康 和粮食安全的方式适应非生物和生物因素。病原农业真菌的适应模式很好地说明了微生物活动与人类活动之间的循环反馈。“农业适应”病原体引起流行病的可能性比自然产生的菌株更高，这会对作物生产构成更大的威胁。真菌病原体通过进化以适应更高的温度来增强它们入侵新的栖息地的能力，这使真菌病原体对自然和农业生态系统构成的威胁更加复杂。
6 微生物减缓气候变化
增加对微生物相互作用的了解将有助于设计缓解和控制气候变化及其影响的措施。例如，了解蚊子如何对Wolbachia细菌（节肢动物的一种常见共生体）作出反应，通过将Wolbachia引入埃及伊蚊种群并将其释放到环境中，从而减少了寨卡病毒、登革热和基孔肯雅病毒的传播。在农业方面，了解将NO2 还原为无害N 2 的微生物的生态生理学的进展为减少排放提供了选择。生物炭是广泛和间接减轻气候变化微生物影响的农业解决方案的一个例子。生物炭是通过限制氧条件下生物质的热化学转化而产生的，其可以通过减少微生物矿化和减少根系分泌物对矿物释放有机物的影响，从而促进植物的生长，减少碳的释放，从而改善有机质的存留。
微生物生物技术可以为可持续发展提供解决方案，微生物技术同样为实现联合国17个可持续发展目标中的许多目标提供了实用的解决方案（化学品、材料、能源和补救措施），解决贫困、饥饿、 健康 、清洁水、清洁能源、经济增长、产业创新、可持续发展等问题。毫无疑问，通过提高公众对全球变暖中微生物的主要作用的认识，即通过实现 社会 的微生物学素养，无疑会促进对此类行动的支持。
7 总结
微生物对固碳做出了重大贡献，特别是海洋浮游植物，它们固定的净CO 2 与陆地植物一样多。因此，影响海洋微生物光合作用和随后在深水中储存固定碳的环境变化对全球碳循环具有重要意义。微生物还通过异养呼吸（CO 2 ）、产甲烷（CH 4 ）和反硝化（N 2 O）等作用对温室气体排放做出重大贡献。许多因素影响微生物温室气体捕获与排放的平衡，包括生物群落、当地环境、食物网的相互作用和反应，特别是人为气候变化和其他人类活动。 直接影响微生物的人类活动包括温室气体排放、污染、农业活动以及人口增长，这些活动促进了气候变化、污染、农业活动以及疾病传播 。人类活动改变了碳固定与释放的比率，将加速气候变化的速度。相比之下，微生物也提供了重要的机会，可以通过改善农业、生产生物燃料和修复污染来补救人为问题。
为了理解可控范围内小规模相互作用的微生物多样性和活动如何转化为大系统通量，重要的是将研究结果从个体扩展到群落，再到整个生态系统。为了了解世界各地不同地点的生物地球化学循环和气候变化反馈，我们需要关于推动物质循环的生物（包括人类、植物和微生物）以及调节这些生物活动的环境条件（包括气候、土壤理化特性、地形、海洋温度、光和混合）的定量信息。
现存的生命经过了数十亿年的进化，产生了巨大的生物多样性，而微生物多样性与宏观生命相比实际上是无限的。 由于人类活动的影响，宏观生物的生物多样性正在迅速下降 ，这表明动植物物种的宿主特异性微生物的生物多样性也将减少。然而，与宏观生物相比，人类 对微生物与人为气候变化之间的联系所知甚少 。我们可以认识到微生物对气候变化的影响，以及气候变化对微生物的影响，但我们对生态系统的了解并不全面，因此，在解释人为气候变化对生物系统造成的影响方面仍存在挑战。由于人类的活动，正导致气候变化，这对全球生态系统的正常行驶功能造成影响。在海洋和陆地生物群落中，微生物驱动的温室气体排放的增加，并积极地反馈给气候变化。忽视微生物群落对气候变化的作用、影响和反馈反应可能导致会导致对人类的发展造成威胁。目前迫切需要立即、持续和协调一致的努力，明确将微生物纳入研究、技术开发以及政策和管理决策当中。
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我们的地球正在经历着巨大的气候变化，而这些变化对人类的影响已经开始显现出来。比如去年东南亚国家的海啸和最近袭击美国新奥尔良的飓风。 我们的地球正在经历着巨大的气候变化，而这些变化对人类的影响已经开始显现出来。比如去年东南亚国家的海啸和最近袭击美国新奥尔良的飓风。 实际上，在我们关注气候的变化带给人类灾难的同时，生物世界特别是海洋生物也在经历着气候改变对它们的巨大冲击。 近期，环保组织的一些专家经过在英国近海的观测，发现海水的温度正在持续升高。这显然也是全球气温升高的一种体现。造成的后果包括，英国近海浮游生物种群数量的迅速变化，鳕鱼数量的减少，并且已经开始沿着食物链影响到各类海鸟的数量。洋面海水温度的提高直接干扰和影响了浮游生物和鱼类的繁殖，进而造成以鱼类为食的海鸟的数量的变化，同时给当地渔民的生产产生影响。 研究还发现，沿海岸的风暴发生次数也在增长。这种风暴是由于气压和洋流的变化所形成的。而我们知道，气温和海水温度的不均衡正是气压和洋流变化的成因。这种风暴将可能使沿海地区遭受洪水灾害，破坏沿岸的港口设施。同时海平面的升高破坏了海鸟的筑巢地，使它们的数量进一步减少。 另一组科学家在他们的研究报告中还强调指出，除了温度，海水酸碱度也在发生变化，也就是说我们的海洋正在变“酸”。据他们观测，海水的ph值已经从8.3降低到8.2并且正在继续降低。他们预计，到本世纪末，海水ph值将降到7.6。这将影响到几乎所有的海洋生物，比如珊瑚虫、海胆、各种甲壳类以及鱼类繁殖的成功率。它们到底能否忍受这么“酸”的海水？这真的是一个问题。 有关项目官员Andrew Lee说：我们的海洋已经承受了诸如过度捕捞、深海油气的开采、沿海地区的大规模开发等等带来的巨大压力。而这份研究报告则向我们揭示了气候变化正在加剧这种危机，如果我们不采取行动的话，将来它有可能彻底摧毁我们的海洋生态系统。 气候变化在今后100年中可能减慢大洋温盐循环（thermohaline circulation）系统，也就是依靠海水的温度和含盐密度驱动的全球洋流循环系统，这样的循环过程对于水质以及营养物质流动都至关重要。预计世界主要渔场的四分之三都将受到严重影响。此外，在未来几十年里，海洋表面温度继续升高可能导致高达80%的珊瑚被漂白和死亡。同时，人们越来越担心二氧化碳排放将导致海洋酸性增加，进而影响海洋壳类生物、珊瑚和处在食物链底层的浮游生物的生存。报告指出，人类活动引起的污染导致去氧后的“死水区”增多，2003年这样的死水区大约有150个，目前已增至200个。超过80%的海洋污染来自陆地。东亚和东南亚附近海域遭到污染的风险尤其严重。报告还指出，高达80%的世界主要鱼类物种被捕捞的速度超过或接近它们的繁衍速度，底层拖网捕鱼这种破坏力大、缺乏可持续性的捕鱼方法被广泛使用。科学家发现，污染、过度捕捞、海温上升等因素越来越频繁地与外来入侵物种增多联系在一起，这些入侵物种对当地海洋生物种群构成严重威胁。环境署执行主任施泰纳表示，这份报告揭示了一些破坏力强、长期持续的因素对于海洋生态环境及渔业的影响，其中气候变化的影响尤为突出。这不仅是一个环境问题，同时也是经济发展问题。发展中国家的大量人口依靠渔业为生，还有26亿人从海产品中摄取蛋白质。
温带海洋性气候。
新西兰大部分地区为温带海洋性气候。远北地区在夏季为亚热带气候，而南岛内陆的高山地区冬季气温可低至－10°C，新西兰的大部分国土都临近海岸，所以气候都较为温和。
越往南走，平均气温就会越低。一月与二月是一年中最温暖的月份，而七月则是全年中最寒冷的月份。夏季的平均最高温度约为20-30ºC，冬季温度约为10-15ºC。
温带海洋性气候的特点
温带海洋性气候是一种全年温和潮湿的气候类型，其特征十分明显：冬无严寒，夏无酷暑，全年水分配较为均匀。分布在纬度40～60°之间的大陆西岸。多数临近海洋的大陆地区，都具有海洋性气候特征，西欧沿海地区是大陆上典型的海洋性气候区。
这类气候全年在盛行西风影响下，西岸常有暖流影响，增温增湿，西风从暖洋面吹来，降水颇多。冬季常有温带锋面气旋来袭，因而尽管全年有雨，秋冬降雨量通常略多于春夏。雨以小雨和小阵雨居多，几乎没有雷雨。气旋频繁过境，年降雨量500～700mm，在地形有利地区（如北美洲西北部）多达2500mm以上。
最冷月平均气温在0℃以上，最暖月又低于22℃，年较差远小于同纬度的内陆与东岸地区。属于这一气候的有西北欧、加拿大太平洋沿岸、智利南部、澳大利亚东南部、新西兰等小部分。除亚洲、非洲和南极洲外，其余各大洲均有分布，其中以西欧及不列颠群岛地区最为典型。
大学生是国家科技发展和经济建设的重要人才资源。提高大学生的综合素质，是全面实施科教兴国战略和人才强国战略，确保中国特色社会主义事业兴旺发达、后继有人的需要。目前，我国正处于经济快速增长和社会深刻变革的关键时期，对外开放的不断扩大、社会主义市场经济的深入发展以及科技的日新月异，使各种社会现象相互交汇、各种思想相互激荡。新生的、进步的力量催生、涌动，消极的、腐朽的东西同样会沉渣泛起。在这样错综复杂的背景下，当代大学生表现出与以往迥然不同的特点。我们必须认真分析这些特点及社会影响因素，有的放矢地对大学生进行教育引导，培养大学生成为社会主义现代化建设事业所需的优秀人才。 经过大学教育培养出来的高素质劳动者，在学校的主要任务应该是学好知识打好基础。可是随着大学扩招后，大学毕业生走出校园马上就面临着供大于求的就业压力，竞争十分激烈，走学生就业难成为一个沉重的话题。社会主义高校办学的根本目标就是把学生培养成为有理想、有道德、有文化、有纪律的一代接班人，达到和实现这一目标的途径和方法是教育与实践相结合。 所以，大学生在假期主动参与社会实践，不仅能够提离自身的社会适应能力．提早熟悉市场环境，同时又能服务社会。这是引导大学生走出校门，走向社会，接触社会，了解社会的良好形式，是促使大学生投身改革开放，向人民群众学习的有效途径：是提升思想，修身养性，回报社会的一次机遇。有助于在校大学生更新观念，吸收新思想、接受新知识。 只学不实践，所学等于零。毋庸讳言，现在的社会是竞争型社套，现在的人才市场是双向选择的市场。在校大学生一定要勤奋学习。做到理论与实践相结合，练真才、求实学，多实践、快成材。自立自强，在思想上和行动中，提前适应竞争适应市场，这样才能学以致用，为自己的将来闯出一片新天地来。
[编辑本段]什么是全球变暖全球变暖指的是在一段时间中，地球的大气和海洋温度上升的现象，主要是指人为因素造成的温度上升。原因很可能是由于温室气体排放过多造成。全球气候变暖是一种“自然现象”。由于人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳等多种温室气体，由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。近100多年来，全球平均气温经历了冷－暖－冷－暖两次波动，总的看为上升趋势。进入八十年代后，全球气温明显上升。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。[编辑本段]全球气候变暖的背景全球变暖是指全球气温升高。近100多年来，全球平均气温经历了冷－暖－冷－暖两次波动，总的看为上升趋势。进入八十年代后，全球气温明显上升。1981～1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃。导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO2等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。出现全球变暖趋势的具体原因是，人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳进入了地球的大气层。政府间气候变化问题小组根据气候模型预测，到2100年为止，全球气温估计将上升大约1.4-5.8摄氏度(2.5-10.4华氏度)。根据这一预测，全球气温将出现过去10,000年中从未有过的巨大变化，从而给全球环境带来潜在的重大影响。为了阻止全球变暖趋势，1992年联合国专门制订了《联合国气候变化框架公约》，该公约于同年在巴西城市里约热内卢签署生效。依据该公约，发达国家同意在2000年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其它“温室气体”的排放量降至1990年时的水平。另外，这些每年的二氧化碳合计排放量占到全球二氧化碳总排放量60%的国家还同意将相关技术和信息转让给发展中国家。发达国家转让给发展中国家的这些技术和信息有助于后者积极应对气候变化带来的各种挑战。截止2004年5月，已有189个国家正式批准了上述公约。[编辑本段]全球变暖的历史与预测全球变暖是真实的，而且正在进行！主流科学界一致对全球变暖是越来越清楚了，每天在改变我们的气候都是真实的，他们也正在进行中。在20世纪末年初以来，表面平均温度的地球增加了约1.1f（0.6摄氏度）。在过去的40年中，气温上升约0.5f（0.2-0.3摄氏度）。在过去400-600年，全球变暖，在20世纪是更超过历史上任何一个时间，7分之10的年，在20世纪发生在20世纪90年代，由于其中一个最强劲的下午1998是最热的一年，因为可靠的温度测量开始的。此外，变化，在自然环境支持的事实，即地球正在变暖;山区giaciers也在逐渐消退;在过去四十年里，北极冰厚度已经下跌了大约40％;全球海平面上升了约快三倍超过了过去的100年相比在以前的3000年里有越来越多的研究显示，植物和动物改变其范围和行为回应气候。根据仪器记录，相对于1860年至1900年期间，全球陆地与海洋温度上升了摄氏0.75度。自1979年，陆地温度上升速度比海洋温度快一倍（陆地温度上升了摄氏0.25度，而海洋温度上升了摄氏0.13度）。根据卫星温度探测，对流层的温度每十年上升摄氏0.12度至0.22度。在1850年前的一两千年，虽然曾经出现中世纪温暖时期与小冰河时期，但是大众相信全球温度是相对稳定的。根据美国国家航空航天局戈达德太空研究所的研究报告估计，自1800年代有测量仪器广泛地应用开始，2005年是最温暖的年份，比1998年的记录高了摄氏百分之几度。世界气象组织和英国气候研究单位也有类似的估计，曾经预计2005年是仅次于1998年第二温暖的年份。在人类近代历史才有一些温度记录。这些记录都来自不同的地方，精确度和可靠性都不尽相同。在1860年才有类似全球温度仪器记录，相信当年的记录很少受到城市热岛效应的影响。从最近的千禧年内的多方记录所展示的长远展望，在过去1000年的温度记录中可以看到有关的讨论及其中的差异。最近50年的气候转变的过程是十分清晰，全赖详细的温度记录。到了1979年，人类更开始利用卫星温度测量来量度对流层的温度。在2000年后，各地的高温记录经常被打破。譬如：2003年8月11日，瑞士格罗诺镇录得摄氏41.5度，破139年来的记录。同年，8月10日，英国伦敦的温度达到摄氏38.1，破了1990年的记录。同期，巴黎南部晚上测得最低温度为摄氏25.5度，破了1873年以来的记录。8月7日夜间，德国也打破了百年最高气温记录。在2003年夏天，台北、上海、杭州、武汉、福州都破了当地高温记录，而中国浙江省更快速地屡破高温记录，67个气象站中40个都刷新记录。2004年7月，广州的罕见高温打破了五十三年来的记录。2005年7月，美国有两百个城市都创下历史性高温记录。2006年8月16日，重庆最高气温高达43度。台湾宜兰在2006年7月8日温度高达38.8度，破了1997年的记录。2006年11月11日是香港整个十一月最热的一日，最高气温高达29.2度，比1961年至1990年的平均最高温26.1度还要高。
全球变暖可能造成的影响 全球变暖将给地球和人类带来复杂的潜在的影响，既有正面的，也有负面 的。例如随着温度的升高，副极地地区也许将更适合人类居住；在适当的条件下， 较高的二氧化碳浓度能够促进光合作用，从而使植物具有更高的固碳速率，导致 植物生长的增加，即二氧化碳的增产效应，这是全球变暖的正面影响。但是与正 面影响相比，全球变暖对人类活动的负面影响将更为巨大和深远。今年8月份CCTV报道，由于气候变暖的影响，珠穆朗玛峰的顶峰下降了1.3米。 祁连山冰川缩减危及河西走廊：近年来，祁连山冰川融化比上个世纪70年代减少了大约10亿立方米，冰川局部地区的雪线正以年均2-2.6米的速度上升。专家分析，冰川退缩，雪线上升除自然气候因素外，另一个主要原因是人口膨胀，超载超牧，过度开垦，乱砍滥伐，滥采地下水有关。《中国环境报》2004-9-16 1、海平面上升的影响 过去的百年海平面上升了14．4cm,我国上升了11．5cm。海平面升高的原因，主要是海水热膨胀，当海洋变暖时，海平面则升高。全球升温会引起地球南北两极的冰山融化，这也是造成海平面上升的主要原因之一。海平面上升的直接影响有以下几个方面： (1) 低地被淹： 英国加高堤坝应对气候变暖 全球变暖使海平面升高，暴风雨频率增加，这使英国人不得政治面目 加高防洪堤坝。据英国官方近日公布的统计数据，在过去的20年中，由于泰晤士河的水位随全球变暖而升高，当地政府机构不得不先后88次加高防洪堤坝，以保障伦敦人的生命财产安全。，据悉，人们现在平均每年4次加高其堤坝。据估计，在2030年以前，其加高堤坝的频率会达到每年30次。钟和 中国环境报2004-10-19 (2) 海岸被冲蚀 (3) 地表水和地下水盐分增加，影响城市供水。 （4）地下水位升高。 (5) 旅游业受到危害(海平面上升50米,大连、秦皇岛、青岛、北海、三亚滨海旅游区向后31-366料，沙滩损失24%，北戴河沙滩损失60%。2002年中国国土资源公报报道，沿海旅游业已成为第一大产业，其产值为2503亿元，占海洋产业总产值的34.6%。 （6） 影响沿海和岛国居民的生活(占世界1／3的人口)，使之受到威胁。如果极地冰冠融化，经济发达、人口稠密的沿海地区会被海水吞没，马尔代夫、塞舌尔等低洼岛国将从地面上消失，上海、威尼斯、香港、里约热内卢、东京、曼谷、纽约等海滨大城市以及孟加拉、荷兰、埃及等国也将难逃厄运。 2、对动植物的影响 气候是决定生物群落分布的主要因素，气候变化能改变一个地区不同物种的适应性并能改变生态系统内部不同种群的竟争力。自然界的动植物，尤其是植物群落，可能因无法适应全球变暖的速度而做适应性转移，从而惨遭厄运。以往的气候变化(如冰期)曾使许多物种消失，未来的气候将使一些地区的某些物种消 失，而人些物种则从气候变暖中得到益处，它们的栖息地可能增加，竞争对手和 天敌也可能减少。比如说桔子，过去20世纪70年代，它的最北的边界线是在黄 山一线，宣城市也曾经试种过，但到冬天的一场大雪，树木就冻死了。但现在我 们校园里的桔子树都长得很好。又如，扬子鳄只生活在宣城、泾县和南陵这样狭 小的地带，如果北界线北移，扬子鳄可能会自然绝种。这是从我省的局部地区来 讲。从全国来讲，我国把冬季1月0度等温线作为副热带北界，目前这一界线处 于我国秦岭-淮河一带。研究发现，气温升高会使这一界线北移至黄河以北，徐 州、郑州一带冬季气温将与现在的杭州、武汉相似。 3、对农业的影响 一年中温度和降水的分布是决定种植何种作物的主要因素，温度及由温度引起降水的变化将影响到粮食作物的产量和作物的分布类型。气候的变化曾经导致生物带和生物群落空间(纬度)分布的重大变化。如公元800-1200年北大西洋地区的平均温度比现在高1℃，使玉米在挪威种植成为可能，但到了公元1500-1800年，西欧出现小冰川期，平均气温也只比现在低1-2℃，就造成了挪威一半农场弃耕，冰岛的农业耕种活动则几乎全部停止。除此之外，全球变暖还会使高温、热浪、热带风暴、龙卷风等自然灾害加重。因此，全球气温升高后，世界粮食生产的稳定性和分布状况将会有很大变化。 4、对人类健康的影响 人类健康取决于良好的生态环境，全球变暖将成为下个世纪人类健康的一个 主要因素。极端高温将成为下世纪人类健康困扰变得更加频繁、更加普遍，主要 体现为发病率和死亡率增加，尤其是疟疾、淋巴腺丝虫病、血吸虫病、钩虫病、 霍乱、脑膜炎、黑热病、登革热等传染病将危及热带地区和国家，某些目前主要 发生在热带地区的疾病可能随着气候变暖向中纬度地区传播。
在非洲的的气候是热带草原 热带雨林和热带沙漠气候，都是适合蚊虫存活的气候，一年四季都是有蚊子的，再加上由于气候比较热细菌也比较容易滋生，疟疾也就相应到来甚至是直线上升，但是经过了这么多年的预防与治疗，治愈还是很容易的，但是严重者死亡率也是非常高的，针对疟疾，国内有相应的特效疫苗和杀虫蚊帐，希望出国去非洲的人一定要接受疫苗与带上这种蚊帐确保自身的安全
全球变暖，冰川融化，海平面上升，土地被淹，栖息地减少。。。南北极地区生物食物减少，饥饿。。。病源增加，危害生物健康。。。
气候变暖对陆地生态系统的影响*吴循1,2周青1,2**(1.江南大学工业生物技术教育部重点实验室无锡214122;2.江南大学生物科学系无锡214122)摘要人类活动引起的温室效应导致全球气候变暖,气候变暖对全球生态环境的影响越来越受到人们的关注。作为人类赖以生存的环境主体,陆地生态系统对气候变暖将做出何种响应,更是人们关注的重点。植物物候的变化可以直观地反映某些气候变化,尤其是气候变暖。气候变暖影响植物的生长节律,进而引起植物与环境关系的改变及生态系统物质循环(如水和碳的循环)的改变。不同种类植物对气候变化的差异响应,会使植物间和动植物间的竞争与依赖关系发生深刻的变化,如北半球中高纬度地区植被生长季延长、植物提早开花、昆虫提早出现、鸟类提早产蛋以及冰川退缩、永冻土带融化、江河湖泊结冰推迟而融化提早等。本文主要从陆地生态系统的分布和演替两方面着眼,以植物和动物作为考察对象,系统论述了森林、草原、荒漠、湿地及农田等陆地生态系统在气候变暖背景下产生的变化,并从微观和宏观尺度上提出陆地生态系统变化的生态学机制,最后在技术和政策层面给出若干对策。关键词气候变暖陆地生态系统分布演替机制对策
大多数人写论文，特别是非自己所学专业的论文都是“拿来主义”，您如果能在上交之前读一读，就算对领导和自己负责了。 网上这类论文很多，这是其中的一篇，您审核一下，希望可以用。祝工作顺利！ 温室效应导致全球变暖是人类面临的一个重要而又棘手的热点问题，是在21世纪人类面临的巨大挑战。它直接关系到人类的生存和发展。 1 温室效应导致有全球气候变暖 大气层中CO2、CH4和氮氧化合物等气体，可以让阳光可见光透过，但对地球向宇宙释放的红外线起阻碍作用，并吸收转化为热量，使地球表面湿度升高。这种现象称为温室效应。形成温室效应的气体即为温室气体。温室气体以CO2为主，约占60%左右。温室气体浓度愈高，近地表的温度就愈高。没有温室气体，地球上的温度就会降到很低。亿万年来，地球一直受益于温室效应，因为温室效应创造了一个适宜生物栖息的环境。 然而，人类活动使温室效应日益加剧，以至于影响气候。自工业革命以来，资源与能源大量消耗，特别是煤、石油、天然气等古物然的燃烧所排放的大量CO2含量增加。据测算，目前全球每年向大气排放的CO2约为240亿吨。甲烷等微量气体也随着人类的各种活动而升高。据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）不久前公布的研究结果，目前全球平均温度经1000年前上升了0.3～0.6℃。而在此前一万年间，地球的平均温度变化不超过2℃。联合国机构还预测，由于能源需求不断增加，到2050年，全球CO2排放量将增至700亿吨，全球平均气温将上升1.5～4.5℃. 2 温室效应对生物多样性的影响 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。 2．1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。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。 2．1．1 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。 2．1．2 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。 2．1．3 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。 2．1．4 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。 2．2 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。 3 针对温室效应的对策 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。 3．1 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。为此，在国际上达成共识，即从政治上和技术上控制CO2的排放量。 首先采取法律手段，制定各种旨在限制CO2排放的各种政府和国际的规定，签订各种国际公约。如1992年在巴西召开的联合国发展和环境大会的“气候公约”，要求占全球CO2排放总量80%的发达国家到2000年将其CO2排放量降至1990年的水平。其次采用经济手段，提高易排放CO2能源价格和对超标排放课税等。 技术上，一是节约能源和提高能源利用率。二是开发可再生替代能源，例如大力开发无污染的可再生的太阳能、风能、海洋能、生物能、地热能、氢能等。三是大力发展核能。四是变革能源消耗模式。 3．2 采取措施吸收CO2 其中，搞好绿化是关键，再辅以人工措施。 3．2．1 通过植物吸收CO2 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。 3．2．2 人工吸收CO2 在一些工业过程中，用人工方法吸收CO2。例如日本学者提出在吸收剂中使用沸石对火山发电中排出的CO2做物理式吸收，或者使用胺化学溶剂进行化学吸收。 3．2．3 向海中施铁 美国学者提出向海中施铁，可使海生植物大量繁殖，从而达到大量吸收的CO2的目的。
低碳生活其实并不难 多份研究报告呼吁关键在行动,注意你的衣食住行就可减半碳足迹 人们应该怎么做，才能实现低碳生活方式，并进而推动低碳经济发展？ 联合国环境规划署(UNEP)在今年世界环境日发布的两份报告给出的答案出人意料——实现“消除碳依赖”这一目标也许比想象的要容易:你只需采用气候友好的生活方式，这不会对你的生活方式造成太大改变，更不用做出什么大的牺牲！ 这两份报告中的一份名为《改变生活方式:气候中和联合国指南》(Kickthe Habit:TheUNGuideto Climate Neutrality)，是以低碳生活方式为目标的概略性指南；另一份名为《旅游业如何适应和缓解气候变化》(Climate Change Adaptationand Mitigationinthe Tourism Sec－tor)，是由同UNEP、世界旅游组织合作的专家们共同编写的。 6月10日，中国环境与发展国际合作委员会和世界自然基金会(WWF)共同发布了《中国生态足迹报告》，表明在中国推行低碳生活方式、推进低碳经济发展形势紧迫。报告指出，自20世纪60年代以来，中国的人均生态足迹持续增长了约两倍。中国如果希望减少生态赤字，可以从两个方面入手，即从简单的事情做起和优先解决见效慢的问题。 接踵而至的这几份报告，从不同角度呼应了今年世界环境日主题——“转变传统观念，推行低碳经济”，一方面表明如果人们能够改变传统的高排放生活方式，那么对于低碳经济具有积极的促进作用；另一方面也凸显，在全球变暖日益加剧的背景下，世界各国正努力减少碳足迹，以推进低碳经济发展。 中国人均生态足迹:50年增长两倍 《中国生态足迹报告》是受中国环境与发展国际合作委员会和WWF(中国)的联合委托，由全球生态足迹网络和中国科学院地理科学与资源研究所合作完成的。 报告分析了中国从20世纪70年代早期总体开始出现的生态赤字，指出中国实现可持续发展目标的创新路径，以实现其长期对自然资源的合理利用。 报告分析指出，作为一个国家，中国消耗了全球生物承载力的15％；尽管生物承载力不断增加，中国的需求仍是其自身生态系统可持续供应能力的两倍多。 报告指出，中国的人均生态足迹是1.6全球公顷，也就是说，平均每人需要1.6公顷具有生态生产力的土地，来满足其生活方式的需要。中国的人均生态足迹在147个国家中列第69位，这个数字低于2.2全球公顷的全球平均生态足迹，但仍然反映出中国面临的重要挑战。事实上，中国消耗的资源已经超过了其自身生态系统所能提供资源的两倍以上。 报告的结论显示，中国如果希望减少生态赤字，可以从两个方面入手，即从简单的事情做起和优先解决见效慢的问题。 从简单的事情做起，能够产生快速的、短期的收益，推动社会向着降低生态足迹的方向发展。而要彻底减少中国的生态赤字，需要考虑到现在所做出的很可能会有长期影响的决定。 报告还提出了减轻生态足迹的“CIRCLE ”方式:压缩城市发展(C)、个人行动(I)、减少潜在废弃物量(R)、碳减排战略(C)、土地管理(L)和提高能效(E)。 报告也指出，与世界其他地区相比，亚太区的人均生态足迹相对较低。然而，庞大的人口数量使得本地区的总生态足迹在世界居于首位。 低碳生活方式:小举动带来大变化 生活在发达国家以及一些快速发展的城市里的人们可以马上“消除碳依赖”——实际上，这并不难。 《改变生活方式:气候中和联合国指南》指出，只要采取一些很简单的措施，就可以减少一个人每天一半的温室气体排放量。如果像电力公司、汽车制造商、以及航空设备制造商这样的企业也努力实现绿色经济，那么我们可以削减更多的温室气体排放。 研究表明，如果每个飞机旅客将携带的行李减少到低于20公斤，就可能在全球范围内，每年削减200万吨二氧化碳的排放。 其他在家里或在旅行中可以采用的低碳生活方式包括: ——鼓励航空公司提供免费公交车或铁路奖励里程，而不是免费的飞行里程，以便促进旅客采用更环保的交通工具； ——使用传统的发条闹钟，取代电子闹钟，每人每天可以节省48克的二氧化碳排放； ——选择晾晒衣物，避免使用滚筒式干衣机，每天可以减少2.3公斤的二氧化碳排放； ——用在附近公园中的慢跑取代在跑步机上的45分钟锻炼，这样可以节省近1公斤的温室气体排放。 开始你的“低碳的一天”:将碳足迹减半 《改变生活方式:气候中和联合国指南》中有很多小的“不后悔的选择”，可以帮助减少每天的温室气体排放量。这些方法的使用者可能来自澳大利西亚、欧洲或北美洲——这是历史上造成全球变暖的几个主要地区，采取以上方法有可能将人均排放量从38公斤减至14公斤。 这些建议对人们生活舒适造成的影响很小甚至没有，同时也可能部分地与一些发展中国家、城市、部门和人有关，因为他们的碳足迹正在急剧升高。 造成温室气体排放的一半是我们可以人为控制的，例如我们的驾车方式、航空旅行方式、房屋的能源以及取暖方式。 在余下的个人难以控制的50％中，有大约一半间接来源于为我们的工作提供能源，有10％以上来源于对基础设施和政府部门的维护，剩下的大约20％来自于商品的生产。 《改变生活方式:气候中和联合国指南》提出，应怎样开始“低碳的一天”呢？在你关掉发条时钟后，穿上日晒干燥的衣服，接下来的刷牙和早餐应该怎么做呢？请考虑以下几方面: ——选择非电动牙刷将避免近48克的二氧化碳排放量； ——用烤面包机烤面包，而不是用15分钟的烤箱，这样可以少排放近170克的二氧化碳； ——用节能灯替换60瓦的灯泡，可以将产生的温室气体减少4倍； ——将火车而不是汽车作为日常上下班的工具，仅仅8公里的路程，就可节省1.7公斤的二氧化碳排放； ——在午休和下班后关掉你的电脑和平板显示器，将使这些设备造成的排放减少1/3； ——购买使用节水型淋浴头，不但每分钟会节省10公升的水，而且也将洗3分钟热水澡造成的二氧化碳排放量大幅削减到一半。 如何尽力减少航空旅游排放量 《改变生活方式:气候中和联合国指南》指出，跨大西洋的飞行所造成的碳排放相当于驾驶汽车1年。 对于经常飞行的人士——不论你是成功人士还是普通游客，乘飞机是目前导致全球变暖的主要原因。短距离空中旅行与铁路相比较，每名旅客产生约3倍以上的二氧化碳排放，而作为一个行业整体，则约占全球温室气体排放量的2％~3％。 长途公交车可能是市际旅行的很好选择，因为一些新的超高速铁路服务会造成可观的碳排放。同时，技术创新可以帮助提高运送人员和货物的效率。 《旅游业如何适应和缓解气候变化》报告提出了其他的一些方法，使航空和旅游业可能有助于过渡到低碳经济。 除了削减手提行李、削减飞机上的免税额等措施外，专家们还提出了其他建议: ——鼓励旅游经营者预订直航航线，而不是那些绕路或是中途需要经停的航线； ——鼓励航空公司之间更加紧密的合作，将载客率提高到80％，目前欧盟的平均载客率是65％； ——大幅增加公务舱旅客票价，以真正反映其占据的额外空间，这些空间可以被用来运送更多的旅客，从而使飞机更加环保； ——制定措施减少服役飞机的平均年龄。在瑞典，飞机的平均年龄刚刚超过10年，而在美国，1/3的飞机的平均年龄是25年。先进飞机可以减少每名旅客每公里高达30％的废气排放量。
全球气候变化是由化石燃料燃烧排放大量温室气体而造成的，各种全球变暖背景下的极端气候影响在世界各地频频上演，暴雪、飓风、洪水、干旱……全球气候变暖还引起冰川崩塌消融、海平面上升、粮食减产、物种灭绝……在不可逆转的全球变暖大灾难到来之前，我们唯有节能减排，放弃化石燃料，改用可再生能源、节约能源、提高能效，减排温室气体，同时保护森林，多管齐下，才能有效遏制全球气候变暖趋势。 气候变化的影响范围极广，其中涉及了国防、人体健康、国际金融等领域。 据科学家预测：到2050年，亚洲大部分地区包括中亚、南亚和东亚、东南亚，淡水供应趋于紧张，这种紧张状况在一些大河流域会特别明显；在沿海地区特别是南亚、东亚和东南亚人口密集地区，洪涝风险将显著增加；在全球气候变化大背景下，伴随工业化、城市化和经济快速发展，亚洲地区自然资源和环境压力将进一步增加。此外气候变化对人体健康的影响，有可能表现为由洪涝、干旱引发的腹泻，其发病率和死亡率将明显增加。 就中国而言，气候变暖是导致异常气象灾害频发的主要原因。例如上海：位于长江的入海口，平均海拔仅4米，因此很容易受到海潮的侵袭。按货物吨位计算，上海属于世界上最繁忙的港口。2006年，海平面上升、暴风雨和咸水入侵，曾导致上海附近的农田、房屋和湿地受到破坏。WWF报告预测，到2050年海平面将上升30--50厘米，将导致上海地区大约5.4万平方公里(超过该地区一半面积)被淹。香港、新加坡、吉隆坡、曼谷和胡志明市，这些城市在全球气候变化中同样面临很大风险。 全球气候变化严重影响我国粮食安全。中国是个农业大国，农业生产受自然条件影响很大。到21世纪后半期，小麦、水稻、玉米几种主要农作物的产量将可能下降37%%，如果不采取任何措施，气候变化将严重影响我国长期的粮食安全。
人类早期的活动能力、也就是破坏自然的能力很弱，最多只能引起局部地区小气候的改变，所以几百万年间人与自然还能相安无事。但是工业革命以来情况发生争剧变化。工业化意味着大量燃烧煤和石油，意味着向地球大气排放巨量的废气。其中二氧化碳气体造成大气温室效应，使全球变暖、极冰融化、海平面上升；二氧化硫和氮氧化物可以形成酸雨；氯氟烃气体能破坏高空臭氧层，造成南极臭氧洞和全球臭氧层变薄。此外，工业化排放的污染气体也使人类聚居的城市成了浓度特高的大气污染岛……人类在发展经济、提高生活质量的同时也闯下了弥天大祸。不少灾害看起来似乎是天灾，而实际上却往往是属于人类自己造成的人祸。被破坏的地球大气正在对人类进行可怕的报复，大自然是绝不会因为人类的无知而原谅人类的。 1992年6月，世界各国元首、政府首脑云集巴西里约热内庐，在联合国《气候变化框架公约》上签字。为什么气候变化这样一个普普通通的科学问题，会变得如此令人关注？ 原来，工业革命以来，由于人类大量燃烧化石燃料和毁灭森林，使全球大气中二氧化碳（CO2）含量在百年内增加了25％。如果按目前CO2浓度的增加速度，到2100年大气中CO2含量将增加一倍。据联合国发布的评估报告，那时全球平均气温会比现在上升1.0～3.5℃，这将引起极冰融化、海平面上升15～95厘米，从而淹没大片经济发达的沿海地区，还可能引起其他一系列严重问题。世界各国政府开始重视这种状况及其危害后果，共同商讨削减CO2排放量的问题。 什么叫温室效应 全球的地面平均温度约为15℃。如果没有大气覆盖，根据地球获得的太阳热量和地球向宇宙空间放出的热量相等的原理，可以计算出地球的地面年均温度为－18℃。这33℃的温差就是大气像被子一样保护地球造成的。这就是温室效应。 宇宙中任何物体都辐射电磁波。物体温度越高，辐射的波长越短。太阳表面温度约6000K，它发射的电磁波的波长很短，称为太阳短波辐射（其中包括从紫到红的可见光）。地面在接受太阳短波辐射而增温的同时，也时时刻刻向外辐射电磁波而冷却下来。地球发射的电磁波因温度较低而具有较长的波长，称为地面长波辐射。短波辐射和长波辐射在经过地球大气时的遭遇是不同的：大气对太阳短波辐射来说几乎是透明的，而它却强烈吸收地面长波辐射。大气在吸收地面长波辐射的同时，它自己也向外辐射波长更长的长波辐射（因为大气的温度比地面更低）。其中向下到达地面的部分称为逆辐射。地面接受逆辐射后就会升温，这也可以说是大气对地面起到了保温作用。这就是大气温室效应的原理。 地球大气的这种保温作用，很类似于种植花卉的暖房顶上的玻璃（温室效应也可称为暖房效应或花房效应），因为玻璃也具有透过太阳短波辐射和吸收地面长波辐射的保温功能。 温室效应源自温室气体 我们知道，并不是大气中的每种气体都会强烈吸收地面长波辐射的。地球大气中起温室作用的气体称为温室气体，主要有二氧化碳、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟里昂以及水汽等。它们几乎吸收地面发出的所有波长的长波辐射，只有一个很窄的区段吸收很少，这个区段被称为“盲区”。地球主要通过这个盲区把从太阳获得的热量中的70％又以长波辐射形式返还宇宙空间，从而维持地面温度不变。我们所说的温室效应，主要是指由于人类活动增加了温室气体的数量和品种，使这盲区即能返回宇宙空间的70％的热量的数值下降，使留下的余热增多而使地球变暖的情况。 不过，CO2等温室气体虽然吸收地面长波辐射的能力很强，但它们在大气中的数量却极少。如果把压力为一个大气压、温度为0℃的大气状态称为标准状态，那么把地球整个大气层压缩到这个标准状态，它的厚度是8000米。目前大气中CO2的含量是355ppm即百万分之355（ppm为百万分之一），把它换算到标准状态，就是2.8米厚。在8000米厚的大气中就占这2.8米厚的这一点点。甲烷含量是1.7ppm，相应是1.4厘米厚。臭氧浓度是400ppb（ppb为ppm的千分之一）换算后只有3毫米厚。一氧化二氮是310ppb，2.5毫米。氟里昂有许多种，但大气中含量最多的氟里昂12也只有400ppt（ppt是ppb的千分之一），换算到标准状态只有3微米。由此可见大气中温室气体是极少的。正因为如此，所以人为释放的温室气体如不加限制，很容易引起全球迅速变暖。 早在1938年，英国气象学家卡林达在分析了19世纪末世界各地零星的CO2观测资料后，指出当时CO2浓度已比世纪初上升了6％，并指出从上世纪末到本世纪中叶全球存在变暖倾向，在世界上引起了很大反响。为此，美国斯克里普斯海洋研究所的凯林于1958年在夏威夷的冒纳罗、亚山海拔3400米的地方建立起了观测所，开始了大气中CO2含量的精密观测。夏威夷位于北太平洋中部，几乎未受陆地大气污染的影响，观测结果有相当高的可靠性。 从冒纳罗亚山观测到的1958年4月到1991年6月大气中CO2浓度的变化曲线可以看出1958年时大气中CO2含量不过315ppm左右，而1991年已经达到了355ppm。问题的严重性还在于，人类每年燃烧55亿吨化石燃料（每吨约产生4吨CO2）中，大约只有一米进入了大气，其余一米主要被海洋和陆地植物所吸收。一旦海洋中CO2达到饱和，大气中CO2含量将成倍上升。从图上还可发现CO2含量还有季节变化，冬夏可以相差6ppm。这主要是由于北半球广阔大陆上植被冬枯夏荣的影响，因为植物在夏季大量吸收CO2因而使大气中CO2浓度相对降低。 根据对南极和格陵兰大陆冰盖中密封的气泡中空气的CO2浓度测定，古代大气中CO2含量一直比较稳定，大体是280ppm左右。只是从18世纪中叶，即工业革命前后开始逐步上升。人类用了240年时间，使大气中CO2浓度从280ppm上升到355ppm。 甲烷是仅次于CO2的重要温室气体。它在大气中的浓度虽比CO2少得多，但增长率却大得多。据联合国政府的气候变化委员会（IPCC）1996年发表的第二次气候变化评估报告的资料（简称《报告》），从1750～1990年共240年间CO2增加了30％，而同期甲烷却增加了145％。甲烷也称沼气，是缺氧条件下有机物腐烂时产生的，例如水田、堆肥和畜粪等都会产生沼气。一氧化二氮又称笑气，因为呼入一定浓度的这种气体后会引起面部肌肉痉挛，看上去像在发笑一样。它主要是由于使用化肥、燃烧化石燃料和由生物体所产生的。大气中的臭氧含量，在平流层中虽有减少，但在对流层中是增加的。氟里昂气体是氯、氟和碳的化合物，它在自然界里本不存在，完全是人类制造出来的。由于它的溶点和沸点都比较低，不燃、不爆、无臭、无害、稳定性极好，广泛用来生产制冷剂、发泡剂和清洁剂等。地球大气中浓度最高的氟里昂12和氟里昂11含量虽都极少，但这些年增长率却很高，均达到年增5％。根据1987年国际《蒙特利尔议定书》，它在大气中的浓度将在21世纪初开始逐渐减少。 应当说明，CO2以外的其他温室气体在大气中的浓度虽比CO2小得多，有的要小好几个量级，但它们的温室效应作用却比CO2强得多，它们对大气温室效应的作用，根据IPCC第二次《报告》，都只比CO2低一个量级。这是值得注意的。 温室效应的后果 如前所述，工业革命前大气中CO2含量是280ppm，如按目前增长的速度，到2100年将增加到550ppm，即几乎增加一倍。全世界的许多气象学家都在努力研究，CO2含量增加一倍以后，到2100年全球的平均气温会增高多少？ 目前采用的具体办法是，根据大气运动规律和物理状态变化规律，设计成数值模式进行计算。但由于人们对大气运动变化规律的认识还不够完善，采取的简化设计办法也不同，因而各个模式的计算结果常相差很大。为此80年代美国科学院组织了评估委员会，对这些模式的结果进行研究和综合评诂，最终得出CO2倍增后全球平均气温将上升1.5～4.5℃。这就是对本问题最有权威的组织——联合国IPCC第一次《报告》中采用的数字。 近年来，气候模式的模拟能力有了重大改进，这主要是考虑了大气中气溶胶（空气中悬浮的微小颗粒）的作用。因为在燃烧化石燃料放出CO2的同时也释放了巨量的硫化物等气溶胶。这种气溶胶颗粒会遮挡部分阳光使之无法到达地面，使地面气温降低，起到冷却作用。其数值据IPCC估计可达－0.5瓦／平方米，即相当于CO2增温效应（＋1.56瓦／平方米）的1／3，比甲烷的增温效应（+0.47瓦／平方米）还略大。主要根据这个改进，IPCC1996年公布的第二个《报告》中，把2100年CO2倍增后全球平均气温的升温值从1.5～4.5℃，修改为1.0～3.5℃。评估报告中还指出，由于海洋的巨大热惯性，到2100年这个增温值中大约只有50～90％得以实现。 模式计算结果还说明，全球平均增温1.0～3.5℃并不均匀分布于世界各地。赤道和热带地区不升温或几乎不升温，升温主要集中在高纬度地区，数量可达6～8℃甚至更大。这一来引起另一严重后果，即两极和格陵兰的冰盖会发生融化，引起海平面上升。北半球高纬度大陆的冻土带也会融化或变薄，引起大范围地区沼泽化。还有，海洋变暖后海水体积膨胀也会引起海平面升高。IPCC的第一次评诂报告中预计海平面上升20～140厘米（相应升温1.5～4.5℃），第二次评估报告中修改为15～95厘米（相应升温1.0～3.5℃），最可能值为50厘米。即比第一次评估结果降低了约25％。IPCC的第二次评诂报告还指出，从19世纪末以来的百年间，由于全球平均气温上升了0.3～0.6℃，全球海平面相应也上升了10～25厘米。 全球海平面的上升将直接淹没人口密集、工农业发达的大陆沿海低地地区，后果十分严重。1995年11月在柏林召开的联合国《气候变化框架公约》缔约方第二次会议上，44个小岛国组成了小岛国联盟，为他们的生存权而呼吁。 此外，研究结果还指出，CO2增加不仅使全球变暖，还将造成全球大气环流调整和气候带向极地扩展。包括我国北方在内的中纬度地区降水将减少，加上升温使蒸发加大，气候将趋于干旱化。大气环流的调整，除了中纬度地区干旱化之外，还可能造成世界其他地区气候异常和一些灾害，例如低纬度台风强度将增强，台风源地将向北扩展等。气温升高还会引起或加剧一些传染病流行。以疾为例，过去5年中世界痰疾发病率已翻一两番，现在全世界每年约有5亿人得痰疾，其中200多万人死亡。 但是，温室效应也并非全是坏事。最寒冷的高纬度地区增温最大，农业区将向极地大幅度推进。CO2增加也有利于植物光合作用而直接提高有机物质产量。还有的专家指出，在我国和世界历史上温暖期多是降水较多、干旱区退缩的繁荣时期。 在大气温室效应这个问题上，也有不同意见。有些科学家认为：目前数值模式还不成熟，计算结果过于夸大；百年升高0.3～0.6℃属于正常气候变化，不能证明是大气温室效应所造成。这是少数人的意见。 尽管如此，对于目前大气中CO2浓度和全球温度正迅速增加，以及温室气体增加会造成全球变暖的原理，都是没有争论的事实。我们如果等到问题已发展到了可以明显感知的水平，就往往难以逆转。因此必须引起高度重视，以便采取对策，保护好人类赖以生存的大气环境。 全球对策 大气温室效应造成的全球变暖，对策主要有以下3个方面。 第一方面是减少目前大气中的CO2。最切实可行的办法是广泛植树造林、加强绿化、停止滥伐森林；用太阳光的光合作用大量吸收和固定大气中的CO2。还有利用化学反应来吸收CO2的办法，但在技术上都不成熟，经济上更难大规模实行。 第二方面是适应。这是无论如何必须考虑的问题。例如除了建设海岸防护堤坝等工程技术措施以防止海水入侵外，有计划地逐步改变当地农作物的种类和品种，以适应逐步变化的气候。日本北部因为夏季过凉，过去并不种植物稻，即使种了产量也很低。由于培育出了抗寒抗逆品种，现在即使在最北的北海道也不仅能长水稻，而且产量还很高。这是一个很好的例子。气候变化是一个相对缓慢的过程，只要能及早预测出气候变化趋势，我们是能找到适应对策并顺利实施的。 第三方面是削减CO2的排放量。这是在1992年巴西里约热内卢世界环境与发展大会上，各国领导人共同签署的《气候变化框架公约》的主要目的（框架是指比较原则，有待进一步具体化的意思）。公约要求在2000年发达国家应把CO2排放量降回到1990年水平，并向发展中国家提供资金和转让技术，以帮助发展中国家减少CO2的排放量。近百年来全球大气中CO2浓度的迅速升高，绝大部分是发达国家排放造成的。发展中国家首先是要脱贫、要发展，发达国家有义务这样做。 由于公约是框架性的，并没有约束力。而削减CO2排放量直接影响到发展中国家的经济利益，因此有的发达国家不仅没有减排，还在增排，现在看来，2000年根本不可能降到1990年水平。在1997年12月11日结束的联合国气候变化框架公约缔约方第3次大会（日本京都会议）上发展中国家和发达国家展开了尖锐紧张的斗争。最后，发达国家作出让步，难产的《京都议定书》终于得到通过。议定书规定，所有发达国家应在2010年把6种温室气体（CO2、一氧化二氮、甲烷和3种氯氟烃）的排放量比1990年水平减少5.2%。这虽与发展中国家的要求的到2010年减少15％和到2020年减少20％的目标相差很大，但毕竟这是一份具有约束力的国际减排协议。
全球气候变暖已经是不争的事实，如何应对气候变暖对人类生存环境的挑战，是正在北京召开的气候变化国际科学讨论会的主题之一。世界气象组织秘书长奥巴西教授指出，气候变化让我们又多了一个立即采取紧急行动的理由。 当前最急迫的是我们对于全球变暖还缺少基本的认知，气温升高到底会改变些什么。中国气象局气候变化特别顾问丁一汇说，气候变暖将会带来一些有利的影响，如：温度升高使中纬度的一些地区存在着作物增产的可能；全球木材供应可能会增加；对某些缺水地区的居民来讲，可用水量可能增加；中高纬度地区居民因冬季寒冷的死亡率降低；由于出现暖冬，取暖所需能源减少。但是对国民经济的影响将是以负面影响为主。 ———种植业首当其冲受到冲击。气候变暖使蒸发加大，如果降水量不明显增加，将会使我国农牧交错带南扩。东北与内蒙古相接地区农牧交错带的界限将南移70公里左右，华北北部农牧交错带的界限将南移150公里左右，西北部农牧交错带界线将南移20公里左右，草原的面积将因此增加。但农牧过渡带是潜在的沙漠化地区，沙化威胁巨大。 气候变暖后，土壤有机质中的微生物分解将加快，造成地力下降，需要施用更多的肥料；气候变暖同样对昆虫、杂草有利，这使得农药和除草剂的施用量增大。 ———农业生产成本将大幅增加。到2030年，我国种植业产量在总体上因全球变暖可能会减少5％~10％左右，其中小麦、水稻和玉米三大作物均以减产为主。年平均温度增加1°C，大于10°C积温的持续日数全国平均就延长15天，冬小麦的安全种植北界也将由目前的长城一线北移到沈阳－张家口－包头－乌鲁木齐一线。到2050年，气候变暖将使三熟制的北界北移500公里之多，从长江流域移至黄河流域；而两熟制地区将北移至目前一熟制地区的中部，一熟制地区的面积将减少23.1％。 ———水将变得更少更脏。全球变暖会影响整个水循环过程，可能使蒸发加大，改变区域降水量和降水分布格局，增加降水极端异常事件的发生，导致洪涝、干旱灾害的频次和强度增加，以及使地表径流发生变化。 我国七大流域天然年径流量整体上呈减少趋势。其中，长江及其以南地区年径流量变幅较少；淮河及其以北地区变幅最大，以辽河流域增幅最大，黄河上游次之，松花江最小。全球变暖还使得我国各流域年平均蒸发增大，其中黄河及内陆河地区的蒸发量将可能增大15％左右。 在干旱年份，气候变暖引起的缺水量将大大加剧我国华北、西北等地区的缺水形势，对农业灌溉用水的影响远远大于对工业用水和生活用水的影响，尤其是在降水减少和蒸发增加的地区。预计2010——2030年西部地区缺水量约为200亿立方米，2050年将缺水100亿立方米。全球变暖将使降水变率随着平均降水量的增加而发生变化，蒸发量也会因全球平均温度增加而增大，这可能意味着未来旱涝等灾害的出现频率会增加。 由于蒸发量加大，河水流量趋于减少，河流原有的污染程度可能会加重，特别是在枯水季节。同时，河水温度的上升，也会促进河流里污染物沉积、废弃物分解，进而使水质下降。 ———个人生活质量将会下降。气候变暖对人类健康的直接影响将更加明显，高温使得病毒、细菌、寄生虫、敏感原更活跃，同时它也会损害人的精神、人体免疫力和疾病抵抗力。高温热浪的增加将使与热有关的疾病和死亡增加。全球变暖对人类健康造成的不利影响对贫穷地区的人口将是最大的。 气候变暖对人居环境产生影响，居住在河边和海岸带的居民受气候变暖最普遍、最直接的威胁是洪涝和滑坡。人类居住目前正遭遇包括水和能源短缺、垃圾处理和交通等环境问题，这些问题因高温、多雨而加剧。人口居住密度很高的低海拔海岸区的城市，更是经常处于海岸气候极端事件的威胁之中。在我国，居民收入大部分来源于受气候支配的初级资源产业，气候变暖对我国的不利影响将更严重
全球变暖与城市“热岛” 全球变暖会引起世界各地区降水与干湿状况的变化，进而导致世界各国经济结构的变化。中纬度地区将会因气候变暖使蒸发强烈而变得干旱，现在农业发达的地区将退化成草原；高纬度地区则会因变暖而增加降水，温带作物将可以在此安家。但就全球来看，气候变暖对世界经济的负面影响是主要的，得到好处的仅是局部某些地区。 城市的气温比近郊要高得多，犹如一座温暖的岛屿。我国最大的城市“热岛”北京，比郊区温度高出9.6度，上海与郊区的最大温差也达6.8度。造成城市“热岛”效应的原因在于城市人口集中并不断增多，工业发达，居民生活、工业生产和汽车等交通工具每天要消耗大量的煤、石油、天然气等燃料，释放出大量的人为热。还有一个原因是城市中由混凝土、石料、砖瓦堆砌成的建筑群与柏油、水泥、陶瓷、石料等铺设的路面、人行道、广场，代替了原为植被、作物覆盖的自然地面。它们反射率小，热容量高，大量吸收太阳能。 2、物种迅速灭绝 由于人类活动的影响，尤其是人们乱伐森林、滥垦草原，以及环境污染，造成了野生 动植物栖息地或生长地的丧失和生活环境的恶化，再加上人们滥捕滥猎野生动物，使世界上许多种野生动植物已经灭绝或濒临灭绝。 国际保护自然联盟1996年发表的濒危物种《红色警报名单》显示，世界现存4500种哺乳动物中，面临绝种的已占24%，而现存约9500种鸟类中，有12%即将灭绝。在已知的大约1万种木本植物中，濒临绝种的约占6%，其中1000种左右危在旦夕。每24小时就有150～200种生物物种永远告别地球，据资料表明，目前地球上物种灭绝的速度比形成的速度快100万倍。中国是野生动植物十分丰富的国家，但是，中国生物的多样性正面临严重的威胁。被子植物中，濒危种有1000种，极危种28种；裸子植物濒危种63种，极危种14种，已有1种灭绝；脊椎动物受威胁的有433种。 3、世界水资源严重不足 随着世界人口的急剧增长，用水量不断增加，加上水污染日益严重，使许多本来可以 利用的淡水资源遭到破坏。目前世界上60%的地区面临供水不足，已有20%的人口难以得到清洁水，50%的人口无法得到卫生用水。许多国家用水紧张，近年来美国、日本及东欧许多国家都出现了水资源不足的问题，甚至连淡水资源比较丰富的俄罗斯与加拿大，有些地区也受到缺水的威胁。非洲的一些国家连年干旱，缺水直接威胁着人们的生存。有人预计，水危机将成为21世纪城市里“最容易引起争端的问题”。 4、环境问题的全球性 环境问题不仅是某个国家或某个区域的问题，目前已经发展成全球性的问题了。一个地区发生环境问题，影响的范围往往会大大超过该地区。例如，酸雨随着大气的运动，能影响到很远的地区；国际性河流上游被污染，将使河流全流域遭受影响……环境污染问题日益严重，废气、废水甚至固体废弃物都可以从一国转移到另一国。有些环境问题甚至影响着全人类的生存与发展。例如，亚马孙河流域热带雨林的破坏，会对全球的气候产生影响；大气中CO2浓度的升高和臭氧层的破坏，更是威胁着全人类。 5、我国的资源状况 从自然资源总量讲，我国许多种自然资源的总量都在世界前列，称得上是地大物博的 资源大国。但我国人口众多，各类资源的人均占有量都是很少的。人均资源相对不足，是我国资源方面的基本国情。 我国耕地面积居世界第四位，人均耕地占有量却只相当于世界人均值的1/3；森林面积居世界第六位，人均森林占有量只相当于世界人均值的1/5；我国矿产资源储量总值居世界第三位，人均占有量相当世界人均值的3/5……而且随着我国人口持续增多，各种资源的人均占有量还会继续下降。人均资源相对不足，已成为我国经济发展与人民生活水平提高的制约性因素。我国的资源还存在地区分布不均衡的特点。例如我国水资源南方多、北方少，耕地资源却南方少、北方多，很不利于农业的发展。 6、大气污染 科学家发现，至少有100种大气污染物对环境产生危害，其中对人体健康危害较大的 有二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、氟氢烃等。大气污染物严重危害人的气管、肺等呼吸系统。 造成大气污染的途径主要是工业生产与交通工具排放的废气和尘埃，工业生产排放出的尘埃颗粒物还吸附了许多有毒有害的物质。这些污染物在大气中还会发生各种化学反应，生成更多的污染物，形成二次污染。二氧化硫是大气污染物中最普遍的一种，它在大气中通过反应可形成硫酸烟雾，甚至形成酸雨。氮氧化合物、一氧化碳和碳氢化合物也是大气中常见的污染物，它们在阳光下，发生光化学反应，可形成光化学烟雾。 大气污染物在空气中积累，导致空气质量下降，直接危害人类健康，而且使全球气候变暖，臭氧层遭到破坏；污染物随风飘散，甚至影响农业、林业和畜牧业，美国每年因此损失数亿美元，我国的损失也相当严重。 7、认识沙尘暴 沙尘暴，又称黑风暴，是发生在沙漠地区的一种自然现象。沙漠地区的大量流沙，是沙尘暴的沙源，春季的大风是沙尘暴的凭借力量。 近百年来，由于人类过度垦荒，过度放牧，乱砍滥伐，使地表植被遭到严重破坏，大片土地成为裸地，随着荒漠化的不断加快，沙尘暴的范围也逐渐扩大了，沙尘暴的程度也逐渐加重了。2000年春季，首都北京连续八次遭到沙尘暴的袭击。据科学家计算，在一块草原上，刮走18厘米厚的表土，大约需要2000多年的时间；如把草原开垦成农田，则只需49年；若是裸地，则只需18年。从沙尘暴的起因与发展来看，人为破坏环境，破坏地表植被是沙尘暴最重要的起因。只有保护好植被，防止土地沙漠化，才能真正减少沙尘暴危害。 我国的沙尘暴灾害可以说是俞演愈烈。据专家统计，从1952年到1993年，我国西北地区发生沙尘暴的次数是：50年代5次，60年代8次，70年代13次，80的代14次；1993年发生了一次剧烈的黑风暴事件。之后，每年四五月份，甘肃河西走廊至少要发生一次，而在2000年，连续就是8次。据权威专家分析，在10—20年内，面对人口越来越多，生态环境越来越恶化的现状，如果不采取得力措施，我国沙尘暴的频率、强度和危害程度还有进一步加剧的可能。 8、世界上最严重的一次沙尘暴 1934年5月12日，美国发生了地球上最严重的一次沙尘暴。这次沙尘暴起自美国西部平原。一股强风暴迅速掠过西部广阔的土地，将千顷农田的沃土卷起，并以每小时60—100千米的速度，咆哮着由西向东横扫了整个美国国土。连刮3天的这次沙尘暴，将美国西部的表土层平均刮走了5—13厘米，从而毁掉耕地4500多万亩，造成西部平原的水井、溪流干涸，农作物枯萎，牛羊大批死亡。 在历史上，北美大陆到处森林茂密，水草丰美，野生动植物十分丰富。随着美国的西部大开发，大片森林、草原被毁。美国人几乎砍光了从大西洋畔一直到大平原区的无际的森林，使土地裸露，失去植被保护，种下了祸根。 9、水俣病与痛痛病 1953年，在日本九州熊本县的水俣镇发生了一场奇怪的流行病。首先是出现了大批病猫，这些猫疯了一般，步态蹒跚，身体弯曲，纷纷跳海自杀。不久又出现了一批莫名其妙的病人，病人开始时口齿不清，表情呆滞，后来发展为全身麻木，精神失常，最后狂叫而死。多年之后，科学家们才找到这种怪病的起因：汞中毒。原来在水俣镇有一家合醋酸的工厂，在生产过程中用汞做催化剂，然后把大量的含汞废水排进了水俣湾。汞的毒性很大，在水中微生物作用下，转化成毒性更大的甲基汞，在鱼、贝等体内富集，人吃了这些被甲基汞污染的生物才得了可怕的水俣病。甲基汞会聚集在人脑中，损害脑神经系统，因此猫与人都疯了。 痛痛病也发生在日本。在日本富山县，当地居民同饮一条叫作神通川河的水，并用河水灌溉两岸的庄稼。后来日本三井金属矿业公司在该河上游修建了一座炼锌厂。炼锌厂排放的废水中含有大量的镉，整条河都被炼锌厂的含镉污水污染了，河水、稻米、鱼虾中富集大量的镉，然后又通过食物链，使这些镉进入人体富集下来，使当地的人们得了一种奇怪的骨痛病（又称痛痛病）。镉进入人体，使人体骨胳中的钙大量流失，使病人骨质疏松、骨胳萎缩、关节疼痛。曾有一个患者，打了一个喷嚏，竟使全身多处发生骨折。另一患者最后全身骨折达73处，身长为此缩短了30厘米，病态十分凄惨。痛痛病在当地流行20多年，造成200多人死亡。 10、噪声污染 噪声指人们不需要的声音，不论什么声音，只要令人生厌，对人们的生活形成干扰，就都被称为噪声。工厂里机器的轰鸣，道路上汽车的喇叭声，人群的喧闹等，都是令人头痛的噪声。有时节奏强烈的摇滚音、迪斯科等也会成为噪声，影响到人的生活及健康。 强烈的噪声会引起听觉器官的损伤，如果是长期在机器轰鸣的厂房工作的人员，其听力往往不及一般人。噪声还会严重干扰人的中枢神经，使人神经衰弱、消化不良，甚至恶心、头痛。噪声对于人的正常生活工作也有很大影响，它会使人失眠，没有食欲，产生烦恼等不愉快的情绪。科学家还发现，长期受噪声刺激还会削弱人的免疫系统的功能，使恶性肿瘤的发生率不断提高。 11、可持续发展的概念 世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》报告中，对可持续发展作了明确的定义：可持续发展是这样的发展，它既满足当代人的需求，又不损害后代人满足其需求的能力。 可持续发展是一个综合的概念，其丰富的内涵概括起来有三点：生态持续发展、经济持续发展和社会持续发展。生态、经济、社会的持续发展相互联系、相互制约，共同组成一个复合系统。可持续发展要求人们与自然和谐共处，能够认识到自己对自然、社会和子孙应负的责任。要求人们必须具有很高的道德水准，保护好人类生存和发展所必需的资源和环境基础。
主要介绍全球气候变暖及其影响、原因；应对全球气候变暖的措施
气候是长时间内气象要素和天气现象的平均或统计状态，时间尺度为月、季、年、数年到数百年以上。气候以冷、暖、干、湿这些特征来衡量，通常由某一时期的平均值和离差值表征。气候是地球上某一地区多年时段大气的一般状态，是该时段各种天气过程的综合表现。气象要素(温度、降水、风等)的各种统计量(均值、极值、概率等)是表述气候的基本依据。气候与人类社会有密切关系，许多国家很早就有关于气候现象的记载。中国春秋时代用圭表测日影以确定季节，秦汉时期就有二十四节气、七十二候的完整记载。气候变化对人类与自然系统有重要影响.由于生态系统和人类社会已经适应今天以及最近过去的气候,因此,如果这些变化太快使得生态系统和人类社会不能适应的话,人们将很难应付这些变化.对于许多发展中国家,这可能会对基本的人类生活标准(居住、食物、饮水、健康）产生非常有害的影响。对于所有的国家，极端天气气候事件发生频率的增加将会增大天气灾害的风险。气候变化对中国经济社会的影响有正面的，也有负面的影响，其中一些变化实际上是不可逆转的，因此我们更要关注的是负面影响。据统计，1950年到2000年，特别是1990年以后气象灾害造成的经济损失急剧增加。原因有两个，一方面极端天气事件的增多，另一方面中国总体经济体量增加，因此经济损失绝对值大幅升高。中国大部分地区属于亚热带季风气候气候变化对农业的影响是负面的。预计到2030年，中国三大作物，即稻米、玉米、小麦，除了浇灌冬小麦以外，均以减产为主。气候变化对水资源的影响也很大，全球变暖使水循环的过程速度加快，降水的空间不均匀性增加。气候变化对重大工程也有影响，如长江上游降水量的增加，导致地质灾害的频率会增加，对三峡水库的安全运营会造成一定的影响。另外气候变化也会影响青藏铁路和公路，大大增加铁路和公路运行维护的投资。同全球一样，中国的气候与环境已经发生了巨大的变化。气候变暖远远超出一般意义上的气候问题和环境问题，对中国经济社会发展已经带来十分严峻的威胁，这种威胁仍将持续并不断加剧。科技界应当特别关注气候变化问题，积极采取适应和减缓措施，不断提升气候系统、生态、环境保护的层次和水平，这是全面落实科学发展观，建立社会主义和谐社会的重要内容，是政府、公众和科学家的共同愿望。