浅论地理学与生态学研究在应对全球变化中的作用与应用.docVIP

浅论地理学与生态学研究在应对全球变化中的作用与应用 近代以来，各种全球变化受到人们的关注，例如人们最关心的全球气候变化，以及人口增长、地表覆被变化、水资源短缺、生物多样性减少等等。这些问题也引起地理学家和生态学家的广泛关注和研究，并取得了一系列重大成果。本文就地理学和生态学在全球变化中的作用与应用进行一些探讨，以促进这两门学科在全球变化研究中作出更大的贡献。 关于全球变化 全球变化的内容 随着对全球变化研究的深入，全球变化已不仅仅局限在全球气候变化上，内容已扩展到全球人口增长、大气成分变化、养分生物地球化学循环变化、土地利用和覆盖的改变及生物多样性的丧失等方面。这些变化既相互独立，又相互影响。 1.1.1人口增长 在所有全球变化中，人口增长是最重要的一个方面，因为人类的工农业活动及对自然资源的消耗决定着其它所有的全球环境变化。从1850年到现在的150年里，世界人口由10亿增加到50多亿，而且人均利用能量和资源也以相近的速度增长。 1.1.2大气成分变化 从地球出现的那一天起，大气成分一直处于变化之中。然而，只有近代大气成分的变化才引起我们的关注。在人类工业革命前，大气中的一些温室气体或稀有气体，如CO、CH、NO等一直处于较低水平；从1850年起，由于人类活动的增加、工业化程度的提高和农业的进一步发展，CO，CH,NO的浓度分别增长了26%、100%、8%。现在对化石燃烧产生的CO量比较清楚，但对因森林砍伐造成的CO释放量以及海洋和陆地植物对CO的吸收利用机制还不能确定。且对于CH,NO的来源，我们还了解得很不够。虽然如此，我们可以很肯定地说这些温室气体的增加一定会引起全球气候的变化。 大气成分变化的另一方面是臭氧的变化。二十世纪70年代以来，南极上空平流层的臭氧急剧减少，形成了大家熟知的臭氧洞。大气层的臭氧减少后更多的紫外光辐射到地球上，破坏地球的生态环境，这些变化也会影响到全球气候的变化。 1.1.3 全球气候变化 CO及其它温室气体的增加势必会导致全球气候变化。据预测，自20世纪全球气温将以每百年0.2～ 0. 5℃的速度递增。而陆地表面将比海洋表面增温快。另外，大气成分的变化也使全球降雨模式发生变化。在过去几十年里, 北半球中纬度地区降雨量增大，亚热带地区降雨量却下降；南半球降雨量均增加。 另一重要的全球气候变化是全球云层分布的变化。从上世纪初以来，全球的云层出现增加的现象。印度在近50年内云层增加了7%，欧洲在近80 年内增加了6%，澳大利亚在近80年内增加了7%，北美洲在近90 年内增加了近9%。目前还不能断定全球云层是否因大气成分的改变而增加。也许，气候变化表现并不在平均值的变化上，而在于极端气候条件(如高温、水灾、风暴)的出现频率上。 1.1.4 养分生物地球化学循环变化 过去100多年来，一些养分N，P，S等的生物地球化学循环由于人类的干扰和气候变化产生显著变化。以N为例，全球陆地自然固N量约为100 Tg，海洋固N量为5～20 Tg，而闪电引起的固N量只有10Tg或更少。与此形成鲜明对比的是：工业为制造化肥每年的固N量大于80Tg，大豆等农作物每年固N达30Tg。可见，现在每年人为固N量已达到和自然固N量相当的水平。而且，人类的活动，特别是生物质的燃烧、土地利用和湿地排水等，已加快了一些长期氮库的游离。 1.1.5 土地利用和覆盖的改变 土地覆盖的变化是指某一土地物理或生物特性的改变。土地利用变化是最能影响生态系统的全球变化内容。由于土地利用变化常发生在地球的每个角落，地球上有近一半的非水陆地已受到人类活动的影响。因而土地利用变化一直未被认为是全球现象，土地利用改变是全球变化的重要组成部分。 1.1.6 生物多样性的丧失 从长远来看，生物多样性的丧失将是全球变化的重要组成部分。这是因为随着人口的增长，人类活动的加剧，作为人类生存最重要基础的生物多样性受到了严重的威胁。尤其严重的是，生物多样性的丧失是不可逆转的。 1．2 全球变化研究的新方向 最近几年, 全球变化研究由原来单一的气候变化研究逐渐向其它方面发展, 研究的重点、方向和手段出现了一些变化。 1．2．1　 全球变化与生物多样性 全球变化的后果和生物多样性的丧失是生态学界最关心的两个论题。过去生物多样性的研究集中在物种水平上生物多样性的编目和保护，而现在发展到从基因到景观各种水平上生物多样性的状况。生物多样性可能在生态系统过程中起着重要作用。 1．2．2　研究手段 全球变化研究的另一重要内容就是设置实验，特别是在生态系统水平上设置实验，以探讨生物对全球变化因子的反应和反馈。需要野外实验在景观水平上测量气体流动，应用GIS和模型来预测气候变化和生物反应，更需要在大尺度上研究来分析生物地球化学循环和土地利用变化的反应。困难的是如何建立实验系统预测生物对多