山区生物多样性及其原因与功能

全球1/5人口的安全和福利、近一半人口的供水直接或者间接地依赖于山地生态系统的功能完整性,而植物覆盖度的好坏是影响其功能完整性的关键因素.全球山地的绿色"外衣"是由栖息于不同小生境中的一些特有的植物、动物和微生物组成.由于一座山在一个很小的海拔带内就存在着一系列气候不同的生物带,因此,山区是生物多样性的热点和优先保护的地区.由于植物根系的多样性,在斜坡上的植物起着固定土壤和防止土壤侵蚀的作用.土地利用及大气变化,如CO2增多以及气候变暖等均影响着山区的生物多样性.可持续的流域价值依赖于长期的土壤完整性,而土壤的完整性又依靠丰富的植物覆盖.毫无疑问,产流量和生物多样性体现了山区土地是否可持续利用.考虑到低地居民对山区的依赖性,除娱乐价值外他们应该更多地关注山区的其它方面.     

低纬与高纬地区的山地生物多样性格局

本文从不同的时间尺度、空间尺度以及功能上对山地的生物多样性进行了讨论.尽管物种丰富度通常是自然保护所关注的主要内容,物种的遗传多样性也同样重要.热带安第斯山脉中像Calceolaria和Bartsia等物种的小面积分布同在一些高纬度山区(如斯堪的斯[Scandes]山脉)物种的分布情况形成强烈的反差,在高纬度山地中物种分布较广且很多为环极地的.近年来对高山植物进行分子层面的研究表明,种内的遗传多样性随纬度的升高有增加的趋势,这可能是由于冰川历史上物种分布的反复扩展与收缩所造成的.在热带山区,物种的分布在地理上狭窄得多,而这也常常是相对较晚时期物种发生局地分化的结果.因而从赤道到极地地区,尽管物种丰富度在不断减少,而遗传多样性却呈现出增加的趋势.最后,我们对低纬度山区和高纬度山区(热带安第斯山脉和斯堪的斯山脉)的生态系统多样性所做的对比研究表明,两者景观在树线过渡带、雪盖分布和气候条件等方面有着很大的差异,同时全球变化对两者所造成的影响也千差万别.     

环境地学

土壤是地上生物的载体和介质,又是地下生物的生活场所,同时也是地上生物和地下生物的联系纽带土壤通过对全球变化的贡献来影响生物多样性土壤又是温室气体的源和汇。由于人类活动的影响.土壤生态系统的正常的碳、氮循环过程和速率受到破环,消弱了土壤作为温室气体的汇的功能。土壤通过其内部一系列物理的、化学的和生物的作用及土地利用方式的改变不断地向大气排放温室气体。大气中温室气体的增加,将导致气温升高,全球气候变暖,极地与高山冰川融化,海平面上升,大气与水分循环模式和洋流模式发生变异,进而造成水热分配和生境要素的重新组合,…     

近期气候变暖对全球生物代谢的影响

地理边界、季节物候学、群落交互作用、基因以及物种釆绝方面有据可查的一些变化都被归因于近期的全球变暖.许多此类生物变化是在北半球中高纬度被发现的——这样的纬度特征合乎预期,因为这些地区的变暖速度最快.相比而言,热带地区的此类变化一般被认为不那么显著,因为那里的气候变暖不明显.但是,变暖对生物的影响取     

世界山地:21世纪脆弱的"水塔"

山地作为"天然水塔"在周围低地的生存和发展中扮演者重要的角色.对于世界上的很多干旱和半干早地区更是如此,因为那里的山区来水可以占到径流总量的50%～90%.然而在这些水资源日益紧缺(特别是农业用水紧缺)的地区,利用我们现有的山区水文方面的知识来进行可持续的水资源管理与脆弱性评价仍面临着很大的困难.IPCC报告中指出,如果大气中的CO2增加1倍,那么全球增温幅度最大的地区将会包括从北极和亚北极的低海拔地区到热带亚热带的高山区的广大区域.计划中的GCOS气候站点并未达到这样的高度,尽管这里温度变化较大,拥有许多生态系统敏感而脆弱的高峰.全球范围内,山区居民超过了7亿,其中有6.25亿是在发展中国家.而这6.25亿人中约有一半人,当食物供给没有保障时是非常脆弱的,其后果可能会是向外移民或者对山地生态系统进行过度开发.而这些生态系统的过度开发最终会对自然环境,特别是水资源,产生负面的效应.迫切需要开展一些新的研究项目,建立高山观测站点,以深入了解各种正在发生的自然过程和人文过程及其对相邻低地所产生的影响.     

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.     

全球冰川融速本世纪首十年加快 饮用水源问题恶化

<正>7月14日,在瑞士阿尔卑斯山脉的罗纳冰川,一名女子在保护冰川的隔热材料附近进行冰上攀岩.瑞士罗纳冰川位于瑞士瓦莱州.瑞士壮美的冰川景观吸引着世界各地游客.受全球气候变暖影响,瑞士冰川不断消融.最新研究发现,全世界的冰川已经缩减到120年来的最低水平,而冰川融解的速度更是在21世纪的首个10年快速增加.有专家警告,人类饮用水源不足的问题将不断恶化.国际冰川研究人员发布年度报告称,全世界的冰川目前平均以每年消融50~150cm的速度消失.该研究报告的主     

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.     

环球扫描

企业为应对气候变暖行动当政客们还在为降低全球气候变暖的风险争吵不休时,企业界已在积极应对气候变化。不同行业的公司正在设计产品以帮助全球应对气温升高和海平面上涨,到2030年这将是一个1350亿美元的潜在市场;与此同时,另一些企业则力图把全球气候变暖对其经营的影响降至最低。     

气候变化与水安全

水安全一般指水生态环境安全、供水安全和防洪安全。全球气候变暖将加快全球的水文循环,导致蒸发和降水等要素在强度和空间分布等方面的变化,表现在：水资源量和时空分布的变化;极端灾害性天气发生的量级和频次可能加强,导致一些地区洪水频繁,另外一些地区出现大范围长时问的高温干旱;随着全球气候的变暖,冰川积雪融化,引起海平面上升,对沿海水利工程和社会经济产生不利影响;气候变化带来的次生水生态环境问题。