气候变化与紫外线B辐射对北极苔原和极地荒漠生态系统的影响重要发现和扩展总结

引言 北极已成为对当前气候波动和预计的全球变暖增强的影响进行评估的重要地区.原因有以下几个方面:①在过去几十年中北极经历了大幅度的变暖过程(温度平均升高3℃,而在许多地区温度升高了4～5℃);②气候预测表明气候呈现持续变暖趋势,在2080年之前年平均气温升高4～5℃;③近期的气候变暖正在影响北极的环境和经济,这些影响还会加大,并对生活方式、文化及生态系统造成影响;④北极的变化可能会影响到地球上的其它地区.     

近期全球变暖:使用过于短期温度观测记录造成的人为假象?

引言 虽然在过去几十年里,人们非常关注温室效应强度,但却很少研究它所涉及的变化过程的真实性.在气候变暖预测的基础上制定规划已是很普遍的事情.对未来的这种假定式预测被在许多场合下所重复,而且在近期"北极变暖的影响"[1]报告的许多陈述中都有所反映.因为预测北极地区的变化将最强烈和最为显著,并且大气中CO2浓度的升高可能导致不良的环境影响[2],所以北极变暖已成为一个重要的问题.     

基本原理,概念及评估办法

引言 人们普遍认为,全球气候变暖在北极将进一步放大,由于平流层臭氧修复的可能延误,紫外线B(UV-B)辐射可能继续增加,北极环境及其居民可能特别易受这类环境变化的影响.上述共识促进了对气候变化影响的国际评估工作.北极气候影响评估(ACIA)是一项为时4年的研究,结果出版了一篇重要的科研报告[1]并产生了其他的成果.在本文以及本期Ambio专刊下面的文章中,我们提供了报告中针对北极陆地生态系统(从树线群落交错带到极地荒漠)的部分研究成果.     

不确定性及建议

在北极气候影响评估(ACIA)中,一项气候及紫外线B辐射变化对北极陆地生态系统影响的评估着重强调了预期中的变暖的深远意义,尤其是变暖在未来生态系统功能、生物多样性,以及对气候的反馈方面的深远意义.然而,尽管在有些地理区域和有些学科,我们目前对气候和紫外线B辐射驱动下生态过程及生态变化的了解已算充分,但在其他区域及学科,这种了解是微弱的.即使随着北极地区研究成果的积累和新技术的引用,近来我们的预测能力已空前提高,我们目前的了解程度也还受到各种各样的不确定性的限制.这项评估是在每一种都含有不确定性的一系列方式方法,以及常常远非完整的数据集的基础上完成的.不确定性从各种方法和概念框架而来,从不可预测的意外事件、从对模型的缺乏验证、从未来温室气体排放及气候变化的一些特别情景的应用而不是预测而来.此项评估中,以减少不确定性为目的的建议比比皆是,而且涉及所有学科.然而,一再出现的主题是在北极这样人烟稀少的偏远地区,环境变化及其影响的实验、观察及监测活动达到足够的空间广度和时间长度是极其重要的.     

英美科学家预测北极冰层将消失

据英国报刊报导，英美科学家预测，由于地球气候变暖，北极的冰层特都融化消失，冰层将受下面海水变暖的威胁。美国华盛顿大学的内德·阿卡顿教授的研究小组调查结果认为，北极的冰层大范围变暖，过去5年水温上升1度。英国气象厅预测北极气候变暖比地球上任何地方早，下世纪温度将上升6－8度，因而不论冬季还是夏季冰都会融化。英美科学家预测北极冰层将消失     

全球变暖为何有的地区温度还下降？

某个区域的变冷与全球变暖并不矛盾。温室气体浓度增加对气候的强迫是全球性的,但其他的因素如自然因子、局地反馈及大气和海洋环流的区域变化能够在某些区域增强这种影响,同时在另外的区域减弱这种影响。例如,加拿大的北极区西部和西伯利亚显著增暖,尽管北极东部在过去50年略有增温,     

国际

有毒废液污染引发科特迪瓦政坛地震；世行报告称气候变暖已对发展中国家造成影响；北极冰层的冬季融化速度加快；欧盟公布欧洲非工业污染源清册；南太平洋国家将签署协议共同保证鲸和海豚。     

北极地区旅游资源开发的法律困境与解决路径

正一、问题的提出近年来,北极旅游逐渐成为一种新兴的活动。然而,目前并没有专门的国际法律文件界定北极的法律地位,相关法律秩序不成体系,更缺少针对旅游资源开发的法律规制。严峻的法律困境若不尽快解决,势必会阻碍北极旅游资源开发活动的进展。受全球气候变暖的影响,北极地区冰川融化速度加快、海冰减少、可达性提高,旅游领域的经济价值逐渐凸显,为人们开发利用提供了可能。近年来,多国设立了独特的北极旅游路线,     

ENN精粹

正北极地区植被的增加或将抵消全球变暖ENN环境新闻网新闻2016年5月19日气候变化给贫瘠的北极生态系统创造了更多的灌木植被。瑞典隆德大学的一项研究表明:微生物,比如细菌和真菌,会触发分解死去的灌木的营养部分,但同时,这种分解的总量却在逐渐的减少,这将有可能对全球气候变暖起到抑制的效果。地球上大量的碳和氮都存储在北极的永久冻土中,气候变化使得这些土壤温度逐年上升。瑞典隆德大学的     

世界自然基金会启动“促进京都议定书生效”

据WWF东京2月7日讯,世界自然基金会(日本)的一份最新报告表明:全球气候变暖威胁着许多地球上最宝贵的生态区域。该报告首次特别提出了未来数十年内,气候     

在物种水平上生物对气候和紫外线B辐射预期变化的响应

控制实验表明,不同物种对每个环境因子变化变量产生的响应也存在着差异.植物往往对营养元素的变化反应最为强烈,尤其是氮素的增加.夏季增温实验表明,木本植物对温度的升高表现出了积极的响应,而地衣、苔藓类植物的丰富度却因增温而降低.物种对增温的响应主要受水分有效性和雪覆盖程度控制.在气候保持湿润的情况下,伴随着夏季温度的升高,许多无脊椎动物种群的数量都有所增加.实验表明,CO2浓度和紫外线B(UV-B)辐射的增加对植物和动物影响较小,但是,一些微生物和真菌却对紫外线B辐射的增加非常敏感,甚至可能会因此产生一些诱导突变而引起流行传染病的爆发.苔原土壤的加温、CO2浓度的升高以及矿物质营养的改善一般都会增加微生物的活动.在温带气候中,藻类往往比蓝藻细菌更占优势.冬季结冰-解冻过程的增加会导致冻壳的形成,从而会大大降低许多陆生动物的冬季存活率,改变这些动物群体的动态过程.厚的积雪会使驯鹿等植食性动物很难采食到雪下的草类植物,同时也不利于其逃避食肉动物的追捕.而无雪期的提前到来则可能会加速植物的生长.物种对气候变化的响应最初可能出现在亚种这一水平上一个具有很高遗传/群系多样性的北极植物或动物物种,演化历史已经使其具有一种适应不同环境条件的能力,这将使它们能够很快适应未来的环境变化.本土知识(IK)、航空照片和卫星图像表明一些物种的分布已经发生了变化北极植被更加趋向灌木化,而且生长也更加旺盛；北极驯鹿的分布范围最近也发生了变化；一些原来在树线以南区域活动的害虫和鸟类也在北极被发现.与此相对应,大多数在北极地区进行繁殖鸟类的数量却都在下降.根据一些模型的预测,随着气候的变暖,苔原带鸟类的数量将会大幅度地下降.据物种-气候响应模型预测,由于受到气候变暖的影响,北极地区现有物种在未来的潜在分布范围都将大大缩小和向北退缩,而一些无脊椎动物和微生物则很可能会迅速向北扩展到北极地区.     

北极陆地生态系统、气候及紫外线辐射的历史演变

在末次盛冰期,地球上很多大陆都被大量的冰层所覆盖,一些浅海域的海床露出水面将先前分离的大陆连接起来.尽管存在一些适宜于动植物生长而未被冰层覆盖的地区,但其年平均气温仍比更新世时期低10～13℃.在盏冰期的几千年时间内冰川开始消融,其显著特征是气候在大约18000～11400年以前出现了一系列的波动.气候在更新世度过一个温暖期后,开始了一个缓慢的全面变冷的过程,这导致了一系列为期几百年至几千年的气候波动,例如发生在大约13世纪晚期至19世纪早期的"小冰期".在最近150000年的气候变化过程中,北极的各种生态系统和生物组成在近10000年接近其最低分布范围.大冰期结束时的全球大范围急剧升温导致了许多物种的消失,这使北极地区的生物多样性大大降低.因此,北极生态系统以及大型脊椎动物等北极生物的生存正在受到威胁,尤其是目前以及将来的全球变暖都会进一步给它们带来重大灾难.已有的证据表明,就像更新世早期的情形那样,北极地区的树线很有可能会进一步向北发展,并迅速进入到苔原地区,从而减小苔原带,这就会进一步增加北极地区物种灭绝的可能性.一些物种将很有可能向北扩大它们的领地,并取代该地区原有的物种.在更新世早期,由于北极地区的海平面相对较低,当树线入侵到现在的海岸地区时,苔原带至少能够在北极圈的一部分低地区域生存,而从目前来看,未来的海平面极有可能上升,这将会对北极苔原带和其它无树生态系统的分布施加进一步的限制.很显然,全球现在的气候状况对北极生态系统带来的负面影响超出更新世的任何时期,很有可能是巨大的,尤其是当各种环境变化(例如紫外线B的增加,大气中氮化合物的沉积,重金属和酸污染,放射性污染物,生物栖息地破碎化)共同作用于北极生态系统时的影响也是前所未有之际.     

气候变暖对中国夏热冬冷地区居住建筑采暖降温年耗电量的影响

20世纪80年代中期以来的气候变暖,尤其是90年代中期以来的气候显著变暖带给社会经济发展的利与弊,一直以来受到广泛关注。气候变暖对于建筑耗能,尤其是对采暖和降温总耗能的影响很值得研究。论文以主要使用电能进行空间调节的中国夏热冬冷地区为对象,以《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JCJ134-2001》中所规定的采暖、降温耗电量限值为依据,研究了气候变暖对该区居住建筑单位面积采暖年耗电量、降温年耗电量及采暖降温年耗电总量的影响。结果表明,1986年以来的气候变暖,尤其是1996年以来的气候显著变暖,理论上使夏热冬冷地区居住建筑单位面积采暖年耗电量降低;同时增加了相当一部分地区居住建筑单位面积降温年耗电量;除个别地区外,气候变暖理论上使中国夏热冬冷地区居住建筑单位面积采暖降温耗电总量普遍下降。     

IPCC第一工作组评估报告分析及建议

2021年8月6日,政府间气候变化专门委员会(IPCC)第一工作组第六次评估报告(AR6)发布,针对气候系统变化科学领域最新研究进展和成果进行了全面、系统的评估. AR6以更强有力的证据进一步确定了近百年全球气候变暖的客观事实,人类活动对气候变暖影响的信号更为清晰. 本文总结了历次IPCC评估报告,并从气候现状、未来可能的气候状态、风险评估和区域适应气候变化信息以及减缓未来气候变化4个方面对AR6进行系统梳理. 结果表明:人类活动产生的温室气体对大气、海洋、冰冻圈和生物圈的影响前所未有,引发了全球许多地区的极端天气和气候极端事件. 未来若温室气体排放没有显著减少,到2100年全球地表温度将至少升高2.1 ℃;如若人类影响得到有效改善,在最低排放情景(SSP1-1.9)中,2055年将变为负碳,到21世纪末气温开始再次下降. 减少CH₄等其他污染物可以为全球气候治理争取时间,并改善空气质量. 建议中国应对气候变化应加强基础科学研究,聚焦模式开发和应用及与各工作组之间的衔接,加快短寿命气候强迫(SLCFs)与温室气体协同控制研究,强化应对气候变化政策措施的科技支撑等.      

全球气候变暖威胁北极熊

北极熊乃是昔日的“北极霸主”,如今却处境告危：溺水身亡、同类相残、与人类争食……这一系列离奇事件的根源都是由于全球气候变暖。     

加强节能减排 发展低碳经济

我国作为世界上第一大煤炭消费国和二氧化碳排放国,又是受气候变化影响最大的国家之一,在应对全球气候变化方面责无旁贷。在中国发展低碳排放经济和低碳城市的理念应运而生。全球气候变暖日益引起全国社会的普遍关注。2007全联合国政府间气候变化委员会(IPCC)发表了第4份全球气候评估的报告结果,指出了气候变暖是事实,人的活动是造成这种情况的最大的因素。     

贫困地区:生存抑或环保?

<正>我国贫困地区,不仅面临着经济发展与环境保护的矛盾,还面临着生存、脱贫与环境保护的矛盾。而这些地区的生态环境,仍有进一步恶化的趋势。除去因全球变暖等造成的大环境气候因素,区域农户生计与生态环境之间的互动成为影响环境状态的主     

20世纪气候变化情况下的斯匹次卑尔根群岛景观:南角地

利用多种方法对欧洲北极地区典型中等尺度景观对气候变化的响应进行概述.首先是进行野外调查和观测.由于南角地的大部分地区由冰川覆盖,且随着20世纪气候的变暖,该区冰川发生急剧的退缩,因此冰川在南角地地区的景观中发挥着重要的作用.冰川退缩对景观的影响非常强烈,这反映在区域的第四纪沉积地貌、水体、动物、植被和土壤等.20世纪最重要的景观变化表现在:冰川平衡线海拔高度升高了100～200m;冰川表面的大规模退缩和冰储量的急剧减少;入海冰川的退缩引起的陆地面积显著的减少;海岸线的变长尤其海岸冰崖的增多;陆地水网的发育和冰川退缩区内植被演替的开始.小冰期以来,南角地地区并未发生均衡抬升.     

北极出现心形湖

据英国《每日邮报》报道，随着气候变暖，覆盖在北极地区的冰层慢慢融化，冰川在缩小过程中留下的冰块，在地面上开凿出一个心形洼地。这个心形洼地的面积大约是120英尺×90英尺，里面充满了雨水和冰雪融水。     

环境变化背景下北极生物的多样性、分布及其适应性

生物个体是对气候变化和紫外线B(UV－B)辐射变化产生反应的基础,而且这种反应会在各种时间尺度上发生.北极地区的动物、植物以及微生物种类的多样性从表面上看是低的,而且从北方针叶林到极地荒漠逐渐减少,但其原始物种却很丰富.与这种物种多样性随纬向梯度减少的趋势相反,一些空间分布范围很广的单一优势物种的优势度则呈增长趋势.全球气候变暖可能会减少该地区的物种多样性,并限制到这些物种的分布范围,尤其是在该地区生物分布的北部边缘,一些极地特有的动物和植物种类会面临着灭绝的危险.最有可能侵入苔原地带的物种是那些目前生存在极地外缘的北方地区生物.许多植物都具有自身的特征使它们能够在以下环境中生存短暂的无冰雪覆盖的生长季节,低的太阳高度角,永久冻结地带及低的土壤温度,贫乏的养分获取条件以及极少的物理扰动.以上这些特征有些可能会限制当地物种对气候变暖的反应,但其最主要的因素是这些物种与那些潜在的入侵物种相比缺乏竞争能力.北极地区陆生动物拥有许多适应特性,这使它们能够适应北极地区剧烈的温度变化.许多动物通过冬眠或迁移来逃避极地地区的恶劣天气和资源短缺.北极地区动物生存的生物环境则相对简单几乎没有天敌、竞争者、疾病、寄生生物,但同时食物资源也很短缺.极地陆生动物可能对由气候变化带来的温暖而干旱的夏季非常不适应,这种变化将会影响到动物的迁移路线、途中栖息地,并会改变冬季积雪的状况和冻融的循环过程.气候变化还会改变动物繁殖和发育的季节,并会引来新的竞争者、捕食者、寄生生物以及疾病等.极地微生物也能很好地适应该地区的气候一些微生物甚至在-39℃的低温下还能进行代谢活动.蓝藻细菌和藻类生物有着很广泛的适应策略,这能够使它们避免(至少可以减少)紫外线的伤害.微生物能够忍受许多环境条件,而且其生长周期很短,这些特点将使它们能很快适应新的生存环境.与此形成对比的是,极地植物和动物很可能通过改变其分布范围而不是积极的生物进化来适应环境的变暖.