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.     

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     

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.     

多素食——全球变暖解决有道全球气候稳定期已近临界危险正步步逼近地球

冰层急剧融化!气候变迁过快! 我们居住的星球在急速变暖,美国宇航局2007年12月卫星资料显示,北极冰层的厚度比以前减少了23%.航海资料则显示北极冰层比1950年减少了50%.气候学家齐瓦利博士预测:北极冰层将在2012年夏天融冰季节结束前完全融化.     

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.     

多素食——全球变暖解决有道

我们居住的星球在急速变暖,美国宇航局2007年12月卫星资料显示,北极冰层的厚度比以前减少了23%。航海资料则显示北极冰层比1950年减少了50%。气候学家齐瓦利博士预测：北极冰层将在2012年夏天融冰季节结束前完全融化。东英格兰大学教授提姆兰登表示：最大的威胁是北极海冰层与格陵兰冰原达到融化的临界点，另外还有至少5项生态变化的临界点也将接踵而至，这些情况可能会使人们大为震惊。     

近期和长远时段内北极生态系统功能受到的影响

长期以来,就营养物质和碳循环而言,北极生态系统降低了初级生产力；能量,水和温室气体交换的水平已引起了局部和区域性的小幅度降温.大气CO2中的碳沉积在广袤而寒冷的有机土壤中,冰雪覆盖的低矮植被产生高的反射率,都影响了局部气候.然而,北极生态系统功能的许多方面都对气候变化及其产生的生物多样性影响敏感.当前的北极气候导致了低的有机物质分解速率,因此,尽管有机物和元素输入量较低,但北极生态系统还是趋向于积累有机物和元素,土壤中氮和磷等可利用元素结果成为促进碳固定以及生物量和有机物进一步积累的关键性限制因素.气候变暖可能增加特别是土壤中的碳和元素的周转,起初可能导致元素的丢失,但最后会慢慢的恢复.在北极生态系统中,单个物种和物种多样性已经明显地影响了元素的输入和滞留,另一方面,从长远来看,尽管CO2和紫外线增加对植物组织化学、分解和氮固定的影响可能变得重要,但对整个生态系统来说,影响可能很小.碳循环的示踪气体主要形式是CO2和CH4,大多数碳以CO2的形式损失,这些CO2是由植物和土壤生物产生.来自潮湿苔原生态系统以CH4形式释放的碳大约是CO2形式的5％,而且在没有任何其他变化的情况下,对变暖作出响应.冬天过程和植物类型也影响CH4释放和能量在生物圈和大气之间的交换,因为反射率从冬末到夏天存在很大的变化,在冬末,雪反射了入射的大部分光线,在夏天,生态系统吸收了入射的大部分光线,所以在所有的陆地生态系统中,北极生态系统在能量交换方面表现出巨大的季节性变化.植被深刻地影响北极生态系统水和能量交换.在冰雪覆盖期间,反射率从苔原、森林苔原、落叶林、常绿林依次降低.灌木和树增加了雪的深度,反过来又使冬天的土壤温度增加,因此,由气候变化而引起的未来植被方面的变化很可能深远地改变区域的气候.     

从纷争到有序:对未来无冰北极的理性思考——读《海洋法视角下的北极法律问题研究》

在很多人的心目中,北极是一处遥远的冰封之地,更无法想象,它与中国、与我们的生活有怎样密切的关联.然而,不经意间,伴随着全球变暖,北极已实实在在成为全世界关注的焦点.北极对于全球的气候变化有着重大的影响,在不久的将来即将开通的北极航道将成为人类最主要的航道,北极所蕴含的巨大资源一朝得以开发,至少会延缓人类数十年甚或上百年能源枯竭的危机.正因为北极所蕴含巨大潜在权益,所以近年来各国对刊极事务所投入的精力和资本日益增加,争夺日趋激烈.     

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.     

正在消融的极地之冰

对于近些年来的全球气候不断变暖,科学家们最关心的一个问题就是,两极大陆的冰山会不会大规模解体、融化。为此,包括美国在内的许多科技大国都在利用卫星对两极地表的变化过程进行跟踪观测。日前美国国家冰雪数据研究中心的数据显示,北极最厚、最老和最坚固的海冰正在融化;     

冰藻在北冰洋生态系统中的重要性及其对全球变暖的响应

在全球变暖的背景下,北极正在经历剧烈的环境变化,如海冰消融、海水淡化、海平面上升、海流变化以及紫外线辐射增强等。北极是对全球气候变化最敏感的地区之一,其特殊的地理位置和极地放大效应使北冰洋生态系统极为脆弱。冰藻作为初级生产者,是北冰洋生态系统的重要组成成分,在全球生物地球化学循环和能量流动过程中发挥着重要的作用,对环境变化的响应十分敏感,是一种良好的环境指示生物,研究其对全球变暖的响应具有重要意义。本文从冰藻对北冰洋的生物量、生产力、沉积有机碳的埋藏以及渔业资源等方面的作用,分析了冰藻对北冰洋生态系统的重要性,结合冰藻的群落结构、时空分布等方面的变化,论述了冰藻对全球变暖的响应。     

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.     

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     

北极地区旅游资源开发的法律困境与解决路径

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...     

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.     

国内外环境科技信息

联合国最新报告称全球变暖已影响世界许多地区联合国政府间气侯变化委员会(IPCC)一份最新报告称,全球变暖的影响是实在的,世界许多地区的物理和生物系统已受到影响,今后还会出现更糟的情况.由427人撰写的这份报告是IPCC 3份评价报告的第2份,它是在一月份报告基础上写成的.目前气侯变化产生影响的实例有不断缩小的冰川、河流湖泊冰冻期推迟和解冻期提前,以及许多地区降水增加、干旱加剧.报告说这些变化不大可能是偶然发生的.报告说,今后100年,气侯变化可能使热带和亚热带谷物减产、在干旱地区水资源减少而传染性疾病将增加.此外,上百万居…     

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     

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。     

世界自然基金会启动 促进京都议定书生效

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 ,气候变暖对那些具有生物多样性和生态独特性区域的影响 ,而这些区域被誉为自然界“皇冠上的宝石”。该报告调查了 1 1 3个陆地区域 ,发现从热带地区到南北极地 ,很多地区都面临着气候变化带来的危害 ,尤其是下列地区影响尤为明显 :加拿大的北极冻土带 ,阿根廷、玻利维亚和智利三国间干燥的安第斯中部山间高原 ;乌拉尔山、蒙古和俄罗斯间的多伦干旱草原 ,印度东北部的特拉都艾大草原 ,澳大利亚以及南非的芬玻斯…     

气候变暖铁证如山

2000年8月上旬，海洋地理学家麦卡锡博士乘破冰船前往北极考察，结果吃惊地发现通常在夏季冰层厚达3米的北极极点覆冰已融化成海水。“北级目前的情况与6年前已完全不同，那时破冰船必须破开2-3米厚的冰层才能到达北极极点。而这次沿途则是冰层稀薄，到极点时破冰船也无冰可破”，麦卡锡说。海洋学家普遍认为，北极极点出现海水的现象据推测曾在5000万年前发生过。换言之，北极极点的覆冰融化成海水是5000万年以来从未有过的现象。不仅如此，在北极极点还可以看到海鸥在天空中飞翔，鸟类学家认为这在北极也是前所未有的。不少科学家认为，麦卡锡的发现是证明全球气候变暖的有力证据。此前有卫星图片和研究显示，北极极点的冰层逐年变薄，其厚度在过去50年中减少了40%以上。