生态系统研究生论文

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气候变化对陆地生态系统水循环功能的 影响（主要对中国的影响）姓名：罗深学号：291305116专业:生物化学与分子生物学年级：2009级 一 引言 全球气候变化对人类的生存环境造成了极大地影响。最近几年，海啸，台风，地震等自然灾害，在不断的发生。最近几周中国一些大的城市也遭受了洪涝灾害，而前一段时间，中国的大部分地区正经受了严重的干旱灾害，这种极端的气候对大到人类的生存化境小到人民的生活都造成了极大的影响，而这些影响的由来则正是“气候变化”。气候变化同样对陆地水循环产生了一定程度的影响，在此对气候变化对陆地水循环产生的影响做简单叙述。二 气候变化对陆地生态系统调节陆地水分循环功能的影响（一） 气候变化 气候变化是指气候平均状态随时间的变化，即气候平均状态和离差（距平）两者中的一个或两个一起出现了统计意义上的显著变化。离差值越大，表明气候变化的幅度越大，气候状态越不稳定[1]。气候变化（climate change）主要表现为三方面：全球气候变暖（Global Warming）、酸雨（Acid Deposition）、臭氧层破坏（Ozone Depletion），其中全球气候变暖是人类目前最迫切的问题，关乎到人类的未来！本文所说的气候变化默认为全球气候变暖。过去100年间地球气温虽然有波动出现，但总体上上升了℃。北半球地面平均气温上升幅度约在℃，且随着纬度的升高而加大：北纬0°-30°N纬度约上升°，30°-60°N纬度约上升1℃，60°-90°约上升2℃[2]。气候变化对水循环的影响有直接和间接两种方式．直接影响主要来自大气环流变化引起的降水时空分布、强度和总量的变化、雨带的迁移以及气温、空气湿度、风速的变化等．间接的影响主要来自陆面过程，土地利用、地表反照率、粗糙度及界面水汽交换乃至土壤水热特性的变化．这些下垫面因素的变化是气候变化和人类活动综合影响的结果，同时又对气候系统有着反馈作用．因此气候变化引起了不同时空尺度的降水、土壤水、蒸发、地表水及地下水的变化．水循环陆地分支由降水、出入本区的径流、蒸发及土壤水含量的变化组成。陆地水循环是大气环流的重要组成部分，它既受大气环流的支配，又通过陆—气间的水量能量交换对大气进行反馈。 表 一 全球十大受灾人数最多的灾害（1900-2008） [3]国家 灾害类型 年份 受灾人数印度 旱灾 印度 旱灾 中国 水灾 中国 水灾 印度 旱灾 1972 中国 水灾 ．30 中国 水灾 印度 水灾 中国 水灾 中国 水灾 （二） 全球水循环的变化 陆地上因气温升高和灌溉的范围的扩大等增加了蒸发。特别是北半球中高纬地带的内陆与海洋的普遍曾暖，将导致明显的蒸发量的增加。由此导致的高纬温带地区空中的云量增加，以及该地区的降水量也有多增加。在我国，全球温度变化与我国各地降水变化趋势不仅存在成片的正相关区与负相关区，而且其空间分布特征也相当清晰，在我国西北，内蒙古至东北北部的夏季风边缘地区，即在北方干旱带中轴线以北以西的地区，当全球变暖时降水同步增加，变冷时降水同步减少。而在半干旱带以南以东一夏季风盛行的潮湿区，除了长江中下游干流区和东南沿海等区域外，大部分地区在全球变暖时降水有所减少，全球变冷时降水有所增加[4]。Hardy认为，全球平均年降水量将会增加10%以上，但有季节性和区域性差异[5]。随着全球气温上升，水循环加快，21世纪全球的的降水液将有增加的趋势。（三） 中国水循环的变化1 云南高原上的降水变化 大陆近地面的增暖，产生陆地上升气流的增强，一则造成地球表层区域性大气环流的增高，特别是自海洋向陆地气流活动的增强；二则产生陆地上空水汽凝结高度及降落的变化。中国云南省受地理位置及山地高原地形复杂的影响，云南省也比较复杂，云南高原绝大部分地区成为雨季，具体表现为云多，湿度大，日照时间短而降水集中。 表 二 云南省行政分区多年平均降水量长短系列对比 （据金德山，2004）行政区 雨量站点数 年平均降水量 长短系列偏差/% 1956-1979年 1956-2000年 昆明 44 856．7 曲靖 48 玉溪 32 昭通 36 楚雄 35 红河 47 文山 34 思茅 30 版纳 13 大理 30 保山 23 德宏 20 丽江 27 怒江 10 迪庆 14 临沧 36 通过上表可知云南高原，大部分地区长系列多年平均年降水量明显的减少，但是原来降水比较丰富的西侧山地区，近二十年来降水明显的增多。2 西北干旱地区的对气候变化的响应 中国西北干旱地区深居亚欧大陆的中部，本来是十分典型的温带大陆性气候，气温年变幅与日变幅大，降水稀少，区内高山与盆地，内补水平方向与垂直方向的气候差异也相当明显。该地区对全球变化的响应自然是全球最关注的问题之一。西北干旱区平均气温呈升高趋势，近五十年西北干旱区得气温平均上升率为℃/10a表 三 西北干旱区各年代降水量距平百分率/%年代 全年 春季 夏季 秋季 冬季1956-1960 2．1 由上表可知，西北干旱区年降水量增加趋势明显。春季降水量变化趋势不大，夏季降水量又增加趋势，秋季略有增加趋势而冬季增加趋势明显。西北干旱区除了河西内陆河径流量变化不大外，其他内陆河流都又增加的趋势。气候变化对径流有明显的影响，对于以降水为主要补给源的山区，径流变化主要取决于降水的变化，气温升高的影响其次。对于以冰川积雪融化为径流主要补给源的山区，气温升高将使冰川积雪消融，短期可以使山区径流量增加，但随着冰川变薄后退及小冰川的消失，冰川对年经流的调节作用将减弱。3 长江流域的影响 对温室气体增加导致的全球变暖，长江流域的升温显得滞后而较弱，各个地区有着不同的区域响应。20世纪80年代以来，长江中下游地区升温为℃，长江上游地区降温℃左右，长江流域增温℃值主要出现在长江三角洲地区[6]。随着全球变暖，水循环加快，长江流域的降水也发生了变化。从1951年以来，长江流域年降水在中下游地区呈不显著意义的微上升趋势，上游地区呈现下降趋势[7]。表 四 20世纪后50年长江流域各区各年代平均降水量距平变化特征表/mm年代 1950 1960 1970 1980 1990宜昌以上 汉口以上 大通以上 34．1 对长江流域1950-2000年107各气象站20cm蒸发皿蒸发量进行计算分析，表明长江流域年蒸发在全域上中下游均呈现显著下降的趋势，而且中下游是下游趋势最显著的区域。汛期5-9月蒸发在全流域各个区域也都呈现下降趋势，但在上游不明显。从季节蒸发趋势来看，上游地区蒸发季节变化不大，各季节没有明显的变化趋势，而全流域与中下游变化趋势较一致，夏秋季均呈现下降趋势尤以夏季下降趋势更加明显。长江流域降水充沛，径流丰富。年际变率小，加上长江流域集水面积广阔，因此长江流域径流的年际变化也较小。 三 总结与展望 全球气候变化给人类带来的影响是全方位的，多尺度和多层次的，对灾害频率和强度生态环境等造成了重大影响。例如最近最近几年世界各地频繁发生大的海啸和洪水灾难等，同时中国在这半年来先后在一些省份遭受了旱灾和洪涝灾害，这些事件与全球气候变暖导致的降雨变化有着密切关系。 （一） 为实现对全球气候变化的适应，至少需要在两个关键科学问题上开展工作:要认识多面临的全球环境变化问题。全球环境变化本身是一种自然现象，然而在其身后可能存在人类的驱动作用;要认识到全球环境变化可能造成的后果及规避风险的可能途径。 （二） 面对气候变化带来的影响，我们应采取的应对措施:推行适应气候变化的对策，把气候变化及其影响纳入社会经济发展规划;控制温室气体的排放，减少其在大气中的含量;加强气候变化的监测和研究;加强森林和植被保护，加快流域水土流失治理;重视气候变化问题的宣传，教育这一点尤为重要[8]。参考文献 [1] 国家气候变化对策协调小组办公室：全球气温变化——人类面临的挑战.17页，北京，商务印书馆，2004[2] 郑国光.正确认识并应对全球气候变暖.中国环境观察，2007（1）[3] 胡鞍钢，管清友.中国应对全球气候变化，北京：清华大学出版社，2009:62[4] 张素琴，任振球，李松琴.全球温度变化对我够降水的影响.应用气象学报，1994,5（3）：333-339[5] Hardy J T. Climate Change .England :John Wiley & Sons Ltd, 2003,240[6] 沙万英，邵雪梅，黄玫。20世纪80年代以来中国的气候变暖及其对自然区域界限的影响.中国科学，2002,32（4）：317-326[7] 苏布达，姜彤，施雅风等.1990年长江流域降水趋势分析.湖泊科学，2003,15（增刊）：38-48[9] 杨达源，姜彤.全球变化与区域响应，北京：化学工业出版社，2005:184-185

中国环境污染造成了1875亿元损失 在我国，环境污染问题越来越得到重视。然而，对于环境污染造成的经济损失的估算却仍然是一个新鲜话题。日前，中国社会科学院最新公开发表的一份关于“90年代中期中国环境污染经济损失估算”的报告给予了公众一个参考。根据估算，1995年环境污染和生态破坏对我国造成的经济损失达到了1,875亿元，占当年GNP值的。该报告引起了社会各界的广泛关注。水污染造成的损失是大头 报告认为，他们计算得来的1875亿元经济损失主要由三部分组成，一是大气造成的经济损失，二是水污染造成的经济损失，三是固体废弃物和其它污染造成的经济损失。在这三部分中，水污染造成的经济损失是最为庞大的一个组成部分。 不考虑因地球物理原因形成的水污染造成的损失，仅仅计算人类生产活动中产生和排放的废弃物进入自然界水体所造成的水体污染而带来的经济损失，这数目就达到了亿元，占环境污染造成的全部经济损失值的。 其中，工业污染性缺水是各项损失中最严重的一项。1995年，全国工业污染性缺水就造成直接工业经济损失750亿元，占了水污染造成的损失的一半以上。 另外，报告指出，水污染对人体健康造成的损失（包括南方水网地区和北方农村地区）、水污染对渔业的损失、水污染对农业的损失、水污染对旅游业的损失也是不可忽视的损失组成项目。大气污染损失也不可轻视 除了水污染之外，大气污染对经济造成的损失也不可轻视。报告指出，大气污染已对我国经济建设构成了严重的威胁。总悬浮颗粒物（TSP）、二氧化硫（SO2）等对我国人民的健康损害尤其大，1995年全国因为大气 TSP（和SO2）污染影响导致的人体健康损失估算达到171亿元。 另外，酸雨也是一个“大杀手”。酸雨不仅对农作物和森林损害极大，而且酸雨对于建筑材料也有极其大的腐蚀作用，从而对建筑物造成危害。报告估算，1995年，我国因为酸雨造成的经济损失就高达130亿元。 损失还来自多方面 水污染和大气污染已给我国造成了巨大的经济损失，与此同时，固体废弃物和其它因素的损失也日渐增多。这多方面组成的第三大部分损失已达亿元。 该报告所计算出来的损失1875亿元虽然已是数目庞大，骇人听闻，然而，撰写该报告的专家指出，我国因为环境污染造成的经济损失还远远不止此数目，该数字只是部分可以计算的环境损失。由此看来，我国保护环境的任务还任重道远。

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人类对于理想聚居环境的向往和追求自古有之。在自然经济时代，人类与山水相依，与大自然共生，过着天然纯朴的聚居生活。然而，近代不断推进的工业化进程加快了人类改造自然的步伐。也加速了对自然环境的破坏。当人们应用各种现代科学技术成果(技术、设备、材料等)大规模、大范围地建设现代化聚居环境，为生活带来了方便和舒适的同时，也导致沙漠化等各种日益严重的环境问题。因而，研究人居环境的生态化问题对于人类构建现代生态文明，营造绿色家园，提高生存质量，具有现实的意义。本文试就城市人居环境生态化的相关问题作一探讨。一、城市环境生态化的内涵与任务城市人居环境是由英文HumanSetdements转译而来的一个专业术语。它是指一个由人、建筑及其周围自然环境构成的系统，是人对自然环境进行改造后形成的一种人工环境，包括自然环境、人工环境、社会环境和心理环境。自然环境即城市公民生活周围的自然因素，如光照、温度、湿度、空气、声音、动物、植物、水体、大地、自然景观等。人工环境是人工构成的部分，主要包括由人直接或间接参与创造而产生的建筑、交通、城镇、风景等物体、景观或空间。社会环境是人与人、人与自然之间相互作用的产物，是适应群体生活而产生的人际关系和精神生活，即政治、经济、文化、宗教等等。心理环境是自然、人工及社会环境的综合反映，它更具有多样性、多变性和随居民个体主观感觉而变化的不确定性等复杂属性，是对各种居民群体及个体主观精神、心理感觉产生影响的外部综合性氛围…。城市人居环境应是人、建筑、环境、自然与社会之间处于可持续性的和谐状态的生态化人居环境。它强调和谐共生的生态观，同时融入了可持续发展的理念，是人类生存的理想模式。其应具备以下特点：1．崇尚自然。建立正确的人与自然关系，尊重自然、保护自然，尽量小地对原始自然环境进行变动。2．经济高效。对能源和资源实行充分利用、循环利用，减少各种资源的消耗，体现4R原则，即减少使用(Reduce)、回收(Recover)、重复使用(Reuse)和循环使用(Recycle)。3．乡土特色。体现地方文化和民俗特色，充分利用当地原料、地域气候和地形地貌特点。4．生态安全。居民日常生活安全和环境安全得到充分保证。5．生活方便。便利与先进的内外交通、内外系统关系，公共服务设施的配套和便捷的服务方式。6．环境舒适。阳光充足、空气清新无污染、安静无噪音、宽阔的绿地和活动空间等。7．适应发展。用不断调整变化的动态人居环境系统，来同步适应对总体环境的变化。8．人本关怀。贯穿着以人为本的理念，体现对社会生活的人本关怀。居住区环境的个性美能赋予居民亲切感、认同感、自豪感，为生活增添丰富的色彩和趣味。将不符合生态要求的人居环境建成理想的生态人居环境，这一追求和建设的过程本文称之为“人居环境生态化”过程。“人居环境生态化”的任务是通过对自然环境、人工环境、社会环境和心理环境的生态建设，不断将人居环境改善为符合生态要求的安全、健康、舒适、高质量、高效益和可持续发展的人类住区。二、人居环境生态化应秉持的理念与原则1．树立可持续发展的观念．坚持“生态位”和“发展位”共提升的原则。传统发展观以强调经济增长为主，其虽然给经济带来极大的繁荣，但由于忽视对环境的生态保护，造成了人口剧增、资源匮乏、环境污染、生态恶化、文化趋同、区域差距拉大、贫富严重两极分化等问题，阻碍着人类社会的进一步发展。于是，人们逐渐认识到，无论何时何地，发展经济都只是一种手段，其目的在于不断满足人类日益增长的物质和精神需求。为人的生存和发展提供最佳物质环境和精神家园，才是人类社会追求的不变目标。基于经济增长与生态建设既互相矛盾又互相促进的对立统一关系，一个全新的可持续发展观近年来得到广泛的认同。它要求经济发展和人居环境建设一方面应在实现经济增长的同时，注重经济效益、社会效益和环境效益的统一；另一方面应既满足当代人的需求而又不对满足后人需求的能力构成威胁[2l。因此，在人居环境生态化过程中，要做到不单纯为保护环境而放弃发展，也不为发展而牺牲环境。而将保护环境与快速发展作为一体化目标，谋求二者的高度统一和互动性的良性循环。通过区域“生态位”的优化来支持区域“发展位”的升级，通过区域“发展位”的强化来促进区域“生态位”的优化，做到生态建设与经济发展的良性互动。2．由被动防治转向主动发展．坚持生态保护、环境治理与生态建设、生态创新相结合的原则。面对环境破坏所造成的种种后果，人们最初的反应是保护环境，防止进一步的破坏，继而加强对污染源和危害区域进行综合治理，以期对生态环境的危害减少到最低程度。近年来我国政府也出台了一系列法规政策，希望通过管制、处理和改善，纠正传统工业化和城市化发展过程给自然、人居环境和社会带来的负外部性，使经济和社会发展进入可持续性发展的轨道。但是，防治仅仅是生态化的基础性活动，是初级层次的生态化。生态创新则包括生态经济系统本身的变革，创造新的人工生态系统和经济社会系统生态化，以增加生态系统运转化效率，提高生态系统适应现代经济发展的供给能力及其对现代经济社会发展的支撑能力。生态创新是环境治理的更高级替代形式[3l。实现人居环境的生态化要求我们突破“先污染后治理”，“先破坏后恢复”的传统模式，由被动防治转向主动发展，由初级层次向高级层次的延伸，在环境治理的基础上推动生态建设，以生态创新提高环境治理和生态建设的有效性，实行环境保护、治理与生态建设和生态创新的有机结合。3．系统工程的理论方法与生态学原理相结合．坚持生态文明、生态技术、生态景观、生态社区共同开发。根据系统工程的理论，人居环境是一个大系统，以各种不同视角来分析，该系统由许多子系统有机组合而成。引入生态学的观念，则人居环境是一个复杂的生态系统，符合生态学揭示的所有生态规律。在人居环境生态化这个动态过程中，必须重视生态系统的整体性质、动态代谢功能、物质能量转换等规律，尊重生态学所阐明的各种原则，包括：反作用原则、优势原则、易变性与稳定性的关系原则、保证多方面安全的原则、边缘效应原则、功能上的一体化原则，等等。落实到人居环境生态化的不同层面，我们要坚持生态文明、生态技术、生态景观、生态社区共同开发。培育一种整体、协同、循环、自生的融传统文化与现代科技意识为一体的生态文明，孵化一批经济高效、环境和谐、社会适用的生态产业技术，建造一片天蓝、水清、地绿、景美、生机勃勃的生态景观，建设一个人与自然和谐共生的快乐、健康、高尚的生态社区，使它们得到共同发展，整体优化。三、城市人居环境生态化的主要对策在从事区域的经济和生态规划时，以着眼范畴和重点策略的不同，人居环境可以有乡镇人居环境和城市人居环境之别。由于城市化进程的推进以及城市环境问题的日渐突出，城市人居环境也成为人们重点研究的对象。本文认为，城市人居环境生态化的主要对策如下：1．建设生态社区。零点调查公司曾在全国做了一次市场调查，题目是“你最想拥有什么?”，结果超过7096的被访者首先选择了“健康”[4】。可见社区(communivty)的功能不应停留在解决住的问题，还应为居民创造健康、清洁、舒适、自然的最佳生活环境。建设生态社区已日益受到世界各国的重视，德国、澳大利亚等地做出了许多值得学习借鉴的典型范例，我国一些地方政府也将社区的生态化建设列为自己首当其冲的任职目标。生态社区由绿色空间系统、水资源系统、废弃物处理系统、清洁能源系统、道路交通系统、文化活动系统和环境管理系统所构成，是满足居民方便、舒适、卫生、安全和景观环境优美要求的生态文明社区。建设生态社区应按照生态学原理，应用生态设计方法，将自然因素融入社区环境中，在经济性的基础上构建人、社会与自然完整和谐的系统。创造包括住区环境中的物种多样性、功能多样性和居民活动空间多样性的居住空间环境。2．发展绿色空间。扩大绿色空间不但有益于居民的身心健康，使居民心理上产生舒适愉悦感，提高居民的生活质量，还能改善市容市貌，提升城市的整体形象和区位竞争力、发展力。近年来，我国上海市下大力气发展绿色空间的有益做法已取得了令人信服的效应。因此，要改变人们“寸土寸金”的传统思维方式，避免将所有可资利用的空间都用于建设经济用途的人工环境的短视做法；要认识到发展绿色空间直接有利于吸收外来投资和吸引人才，在一定程度上能有效地改善社会环境。绿色空间包括居住区公共绿地、组团绿地、宅旁绿地、垂直绿化、屋顶绿化、公建庭园、住区外围防护隔离绿地、道路绿化等，它所起的作用不仅是利用其观赏特性进行美化装扮和创造丰富的文化、感情氛围，最为重要的还是它对人居环境的生态服务功能。J发展绿色空间应着重考虑绿化面积及绿化物种。在确定绿地面积时。应从碳平衡和氧平衡的绿色空间生态服务功能角度进行总量设计和规划布局。在规划和开发绿色空间的过程中，应摆脱传统园林绿化观念的局限。强调在生态学原理指导下对绿色空间的功能进行全面强化，为此需遵守如下原则：(1)营造舒适环境的原则；(2)保护和改善环境的原则；(3)选用适生物种的原则；(4)合理的群落组配原则；(5)适当提高生物多样性原则。3．人居环境设计采用生态技术。人居环境生态设计的目的是使生态学的竞争、共生、再生和自生原理得到充分体现，资源得以高效利用，人与自然高度和谐。生态设计是建筑设计、风景园林、环境工程、能源工程等工程设计与生态学结合的综合性环境设计，以满足居民的个体需求和生态保育的要求。在建设生态人居环境中。环境监测、污染治理、资源节约、绿化建设均应尽可能应用先进适宜的生态技术，重点推广信息技术、建筑节能技术、住宅产业化技术、建筑用钢技术、化学建材技术、新型建筑结构与施工技术、水工业技术、垃圾处理技术、地基基础与地下空间技术等。4．发展生态建筑。生态建筑亦称为绿色建筑、可持续建筑，是按照生态平衡原理，使人工建筑环境及其所在的自然生态环境和社会经济环境之间的相互作用、相互协调，从而产生一个相对稳定的互为依存与循环的新型建筑。生态建筑注重提高自然资源的利用率，保护自然植被、原生土壤等，不仅创造了舒适的小环境，也创造一个与自然和谐的大环境。目前德国已建成了400多座生态建筑，均选用清一色的天然建筑材料，并经过反复检验处理，以确保无毒无害。为加速生态住宅的发展，世界上第一所专门培养生态住宅设计与建筑人才的高等学府——生态住宅建筑学院，已在德国的法兰克福建成招生[6]。5．交通系统生态化。加大交通系统建设和管理的力度，发展城市智能交通系统。城市化进程促进了道路交通系统的不断建设发展，为居民出行提供便捷；同时道路交通系统的扩展及汽车的普及又不可避免地导致空气污染，并进而影响居民的健康、舒适。这一矛盾将在相当长时间内困扰着城市的人居环境生态化建设。智能交通系统是在较完善的道路设施基础上，将先进的电子技术、信息技术、传感技术和系统工程技术集成运用于地面交通管理所建立的一种实时、准确、高效、大范围、全方位发挥作用的交通运输管理系统。它是充分发挥现有运输效率，保障交通安全，缓解交通拥挤的有力措施。6．水资源系统生态化。水资源系统包括了生活用水的供给、污水、雨水、景观用水等。【7】水资源生态化的目标是保证水资源的持续、合理和有效的使用。它要求在水资源的开发、利用、治理、配置、节约、保护过程中，坚持开源与节流并重、节流优先、治污为本、科学开源、综合利用的原则。我国城市污水再生工作大多尚处起步阶段。城市污水再生利用率和工程建设规模与我国水资源短缺的严峻形式很不相称8l。7．城市垃圾处理生态化。城市经济的快速发展和城市人口的迅速增加将带来城市垃圾产生量的持续增长，对城市文明和人居环境质量带来巨大的威胁和压力。必须制定有关政策法规，加强对垃圾排放、处理回收利用的管理；必须统筹规划，引进、开发和推广垃圾减量化、无害化和资源化的先进处理技术；同时运用市场机制，实行垃圾排放收费制度，培育垃圾处理产业L9J。8．大力提倡“绿色消费”。绿色消费是指以绿色、自然、和谐、健康为主题的，有益于人类健康、环境和资源保护的一种现代消费模式。它倡导在追求科学、文明、健康、舒适的生活同时，注重节约资源、保护环境、治理污染，从而实现“可持续消费”