生态学：第十一章 生态系统与全球变化
全球变化生态学 教学大纲
全球变化生态学教学大纲
目录
一、导论
1. 全球变化生态学概述
2. 全球变化生态学的研究意义
3. 全球变化生态学的研究方法
二、全球气候变化
1. 气候变化的概念和特点
2. 气候变化的类型和原因
3. 气候变化对生物多样性的影响
三、全球环境变化
1. 环境变化的概述
2. 环境变化的类型和原因
3. 环境变化对生物多样性的影响
四、全球生物多样性保护
1. 生物多样性概述
2. 生物多样性保护的意义和重要性
3. 生物多样性保护的策略和措施
五、全球变化生态学的实践应用
1. 全球变化生态学在环境保护中的应用
2. 全球变化生态学在可持续发展中的应用
3. 全球变化生态学在生态系统管理中的应用
六、全球变化生态学的未来展望
1. 全球变化生态学的未来研究方向
2. 全球变化生态学的未来发展趋势
3. 全球变化生态学的未来挑战与机遇
附录：全球变化生态学相关的参考书籍、期刊杂志及网络资源等。
环境生态学与全球变化
环境生态学与全球变化第一章环境生态学概述环境生态学是一个跨学科的领域，它将生物学、地理学、化学、物理学、土地利用和城市规划等学科有机地结合在一起，以研究生态系统如何响应环境变化，并提供可持续地管理和保护生态系统的解决方案。
环境生态学研究的对象主要是生态系统，包括陆地生态系统、淡水生态系统和海洋生态系统等。
生态系统是由生物群落、环境和生物地球化学循环等因素组成的，在受到外部干扰时，系统内的各种生物和非生物因素都会进行相应的适应和调节，以克服干扰带来的影响。
环境生态学的另一个重要领域是环境污染和治理。
大气污染、水污染和土壤污染等都会严重影响到生态系统的健康和稳定，环境生态学的任务就是研究这些污染物的来源、传播规律和影响，提出相应的治理方案。
第二章全球变化的概念全球变化是指地球系统各方面发生的变化，包括气候变化、生态系统变化、大气化学成分的变化、海平面上升和自然资源的变化等。
这些全球变化的发生对人们的生存环境和经济社会发展会带来重大影响和挑战。
上世纪末期以来，全球变化的速度和规模不断加剧，人类对环境资源的过度利用和污染、能源和交通的快速发展、城市化和工业化的加速等因素，都是导致全球变化的主要原因之一。
第三章环境生态学与全球变化的关系环境生态学和全球变化是密不可分的，环境生态学本身就是为了更好地应对全球环境变化而产生的。
环境生态学的研究目的是研究生态系统在受到外部干扰时的应对机制和适应性，为应对全球变化提供科学依据和技术支持。
环境生态学对应对全球变化的挑战也提出了许多重要的解决方案。
环境污染治理、生态系统恢复和保护、可持续利用自然资源等都是环境生态学应对全球变化的重要手段。
而全球变化也对环境生态学提出了更高的要求。
在面对全球变化挑战的过程中，环境生态学需要更加深入地理解生态系统的本质和机制，提高对污染物的监测和评估能力，开发出更加有效的生态系统修复和保护技术，为全球变化提供更加全面的科学依据和技术支持。
生态学第十一到十二章
常用于边界明显的水生生态系统
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1. 银泉能流分析—— H.T. Odum （1957） （ 1 ）能量在营养级之间流动：数量急剧减少（呼吸 消耗+ 未利用分解） （2）第4营养级能量较少：仅维持少量鱼和龟，其能 量不足以再维持更高的第5营养级
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初级生产量的限制因素
（1）陆地生态系统
1 光：冠层下植被，C4植物 2 水分：降水量与净初级生产量线性正相关。 3 温度：驼背状曲线关系。
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（2）海洋生态系统
R P C 3 .7 K
表明：浮游植物的净初级生产量取决于日辐射量、水中叶绿素含 量、光强随水深衰减的系数
（3）淡水生态系统
C：N = 10：1 待分解的植物组织中，N含量低 C：N = 40-80：1
限制因素：N供应量
最适的C：N = 25-30：1
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理化环境与分解作用的关系
（ 1 ）温度高、湿度大的地带，土壤有机物的分解速率 高；低温、干燥的地带分解速率低，土壤易积累有机 物
举例：有机物含量比较（下图）
（2）水淹沼泽土微生物分解慢——缺氧
稳态
正反馈：系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化，反过来加速 最初发生变化的成分所发生的变化，使生态系统远离平衡状态或稳态。 eg. 湖泊污染，导致鱼的数量因死亡而减少， 由于鱼体腐烂，加重湖泊污染并引起更 多鱼类的死亡.
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负反馈
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生态平衡
生态平衡：生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状态，
各营养级同化率也不是100%，总有一部分排泄出去
各营养级生物要维持自身的活动，消耗一部分热量
so，
能流在通过各营养级时会急剧减少，食物链就不可能太长 生态系统中的营养级一般只有四、五级，很少超过六级
地球系统与全球变化
世界气候研究计划（WCRP）
世界气候研究计划（WCRP）成立于1980年，是由ICSU和世界气象组织（WMO） 共同发起的，同时也得到来自联合国教科文组织的政府间海洋委员会（IOC）的 资助。WCRP的目标是发展有关自然气候系统和气候过程的基础研究，以确定气 候在多大程度上可以预测，以及人类活动对气候影响的程度。WCRP开展针对全 球大气、海洋、地表、海冰和陆地冰等对理解地球自然气候系统有贡献的深入研 究，尤其关注可以为气候及其变率等热点问题提供科学的定量回答的研究，如建 立可以预测全球和区域的气候变率、极端时间发生频率和程度的变化等的研究基 地。目前WCRP的主要研究计划包括：全球能量与水循环试验（GEWEX）、气候 变率及其可预报性（CLIVAR）、气候与冰冻圈（CliC）、平流层过程及其在气候 中的作用（SPARC）、气候系统观测与预测试验计划（COPE）等。
科学方法论：归纳法和演绎法
现代基础学科的发展：数学、物理学、化学 牛顿发表的巨著《自然哲学的数学原理》 社会需求和发展的推动：矿藏、远程贸易、新产品开发 …… 战争的需要 探险活动 现代科学分支的产生：地质学、地理学、气象学、海洋学、植物学、天文学 …… 学科分支间的交叉：海洋地质学、海洋生物学、海洋物理学、海洋化学 …… 技术的对科学发展的支撑和相互促进：观测仪器、实 /试验仪器、通信设备和网络……
全球变化研究的一些国际、国内计划
国际地圈—生物圈计划（IGBP）
国际地圈生物圈计划（IGBP）是在1986年的国际科学联合会理事会第21 届大会上成立的。IGBP成立的目的是通过描述地球上相互作用的物理、 化学和生物学过程，了解地球上正在发生的环境变化，以及这些变化对 人类生活的影响，提出有效的解决方案，管理人类和其他生命所依赖的 复杂的地球系统。
《全球变化与生态系统生态学》课程简介
课程编号：课程名称（中文）：全球变化与生态系统生态学课程名称（英文）：Global Change and Ecosystem Ecology学分数/学时数：2/2开课单位/开课学期：生科院/第六学期课程类别：公共必修课面向专业：生态学课程负责人：彭少麟教授、李鸣光教授课程内容简介（中文）：本门课程是生命和环境科学领域的基础知识内容。
通过本课程的教学与一定的实践训练，使学生熟悉当前生态系统生态学和全球变化生态学的知识、发展趋势、研究方法与手段，为进行相关领域研究提供基础理论与方法。
本课程主要分为2部分，前半部分为生态系统生态学，主要讲述生态系统的概念、原理、结构、功能、类型和管理；后半部分为全球生态学，主要涉及全球变化的概念、形成原因与预测，全球变化对陆地生态系统的可能影响与预测的主要理论与研究方法，陆地生态系统对全球变化的响应与适应对策等。
主要内容：1. 生态系统生态学1.1 生态系统的概念1.2 生态系统的结构、原理1.3 生态系统的功能1.4 生态系统的类型1.5 生态系统的管理2. 全球变化生态学2.1 全球变化的特征2.2 全球变化的驱动力2.3 全球变化与植被－气候关系2.4 全球变化与陆地生态系统2.5 全球变化与水生生态系统2.6 全球变化的生物圈模型2.7 全球变化的适应对策2.8 全球变化的重要事件课程内容简介（英文）：The content of this course is the basis of theory for live science and environment science. After course teaching and course practical, the students know well the knowledge, developing tendency and research means in ecosystem ecology and global ecology. The course divides into two parts. The first is ecosystem ecology. It includes mainly the concept, elements, structure, function 功能、type and management of ecosystem. The second is global change ecology. It deals mostly with the concept and the driving factors of global change, the effect of global change on main ecosystems with varied types, the models and prognostication of global change, the response, feedback and adaptability of ecosystem on global change. The content is as follow:1. Ecosystem Ecology1.1 the concept of ecosystem1.2 the structure and principle of ecosystem1.3 the function of ecosystem1.4 the types of ecosystem1.5 ecosystem management2. Global Change Ecology2.1 the attribute of global change2.2 the driving factors of global change2.3 the relationships between vegetation, climate and global change 2.4 global change and terrestrial ecosystem2.5 global change and aquatic ecosystem2.6 modeling of global change2.7 the adaptability and countermeasure of global change2.8 the significant circumstance of global change课程名称（中文）：遗传学课程名称（英文）： genetics学分数/学时数：2/3开课单位/开课学期：生命科学学院/第六学期课程类别：必修课面向专业：生物科学及相关专业课程负责人：徐培林、吴玉萍课程内容简介（中文）：遗传学是生命科学主线.没有遗传学，生命的现象就无法解释。
全球变化
课程主要内容地球系统、全球气候变化、主要过程和驱动力、人类活动和全球变化、全球变化与生物反应、生物入侵与全球变化、陆地/水生生态系统与全球变化的相互作用、生物地球化学循环、陆地植被的遥感分析、气候变化的适应对策绪论全球变化的概念、生态学的概念、主要生态环境问题“全球变化”是指可能改变地球承载生物能力的全球环境(特别是人类生存环境)变化，涉及到岩石圈、大气圈、水圈和生物圈从狭义上来讲, 全球变化主要是指大气的变化导致全球气候环境的变化。
具体表征是大气臭氧层的损耗、全球气候变暖、酸雨等主要问题“全球变化科学”是20世纪80年代开始的一个新兴科学领域。
其目标是描述和理解人类赖以生存的地球环境系统运转的机制、变化规律以及人类活动对地球环境的影响，从而提高对未来环境变化及其对人类社会发展影响的预测和评估能力。
20世纪后几十年全球变化研究发展的趋势之一是走向全球范围内的国际合作。
选择地球圈层中范围广泛、难度高的科学问题开展多学科的合作研究和各地点的联动，统一测试技术和精度要求。
它的贡献是不仅初步解决了一些多年探索未果的科学问题，而且创造了全世界科学家共同进行深入科学研究的新起点。
全球变化的国际研究计划生物多样性计划、世界气候研究计划、全球变化人文因素计划、国际地圈生物圈计划“生态学”(oikologie)一词是1865年由勒特(Reiter)合并两个希腊字oikos(房屋、住所)和logs(研究) 构成，1866年德国动物学家赫克尔(Ernst Heinrich Haeckel)初次把生态学定义为“研究动物与其有机及无机环境之间相互关系的科学”，特别是动物与其他生物之间的有益和有害关系。
从此，揭开了生态学发展的序幕。
如今，由于生态与人类生存与发展的紧密相关而产生了多个生态学的研究热点，如生物多样性、全球气候变化、受损生态系统的恢复与重建以及可持续发展研究等。
“生态学”是研究生物与其环境(包括非生物环境和生物环境)之间的相互关系的科学。
现代生态学-森林生态系统与全球变化2
耦合过程 ⑤ 森林水资源 ⑥ 森林生态系统的服务
成熟森林生态系统的碳汇问题
成熟森林生态系统从理论上讲是碳中性的，因 此，在全球碳汇的可能去向中都没有考虑。但过去 10多年来，人们在全球陆续发现成熟森林生态系统 仍然在积累碳。这个发现当然具有重要意义。
Spatial distribution of planted forest in China and an example of a 40 ×40 km sample area. (A) Spatial distribution map of PF with mean annual precipitation background. (B) Land cover types; (C) daytime LST; and (D) nighttime LST for the example sample area. PF-planted forest; NF- natural foreste; GRgrasslands; CR-cropland Peng SS and Piao SL et al. PNAS, 2014
10年CO2浓度变化 2.66 ppmv 6.09 ppmv 15.50 ppmv
温 度 、 太 阳
温 室 气 体
活
则
动
为
均
持
为
续
波 动 性 变
性 增 加
化 增温曲线与太阳活动曲线的对比
作为全球变化生态学的任务可以不关注全球变 化的内涵和成因，但必须关注如下两件事：
1 全球变化环境下，生态系统的反应是什么？ -为人类和生物圈生物应对全球变化的生存对策服务
生态学：第十一章 生态系统与全球变化
重大节日
• 世界水日： 3月22日 • 世界气象日：3月23日 • 世界卫生日：4月7日 • 世界地球日：4月22日 • 国际无烟日：5月31日 • 世界环境日：6月5日 • 世界粮食日：10月16日
近400年的气溶胶变化
42万年以来的二氧化碳变化
二氧化碳升高与变暖的关系
• 1177%50,年O以3 3来6%，。CO2增加了31%，CH4 151%，NO
土地利用及其覆盖的变化
全球人口持续增长
第二节 气候变化后果
• 雪被和冰川：北半球的冰雪覆盖量自1960年减 少了大约10％，山脉冰川在20世纪期间明显退 缩，北极的冰雪厚度在过去的40年间已经丧失 了近40%。
以上所述，近百年来中国的气候也在变暖，以西北、华北、东 北变暖最明显，尤其华北地区出现了暖干化趋势。
6．极端气候事件和气候突变事件的历史演变与 未来预测。
7．我国未来气候变化对陆地生态系统和国民经 济影响的模式模拟研究。
8．中国沿海地区海平面变化趋势及其影响的预 测。
9．全球气候变化区域分异特点及其对世界各国 社会经济系统的影响。
10．我国能源结构调整和能源利用效率提高的政 策与技术问题。
11．全球气候变化问题的国内与国际对策研究
第四节 面对气候变化， 人类该如何做？
• 国家和政府协作 政府间气候变化专门委员会（IPCC） 《京都议定书》 • 重大研究计划 世界气候研究计划（WCRP） 国际地圈生物圈计划（IGBP） 全球环境变化的人为因素计划（IHDP） 生物多样性计划（Diversitas）
全球变化：地球生态系统在自然和人为影响下所 导致的全球问题及其相互作用下变化过程。
全球变化生态学：研究全球变化对物种、生态系 统过程和整个地球复杂网络相互作用的科学。
生态系统与全球变化
二、全球变化对土地荒漠化的影响
一般来说，土地荒漠化是指干旱、半干旱或半湿 润的气候条件下，由于人类过度的活动，破坏了 脆弱的生态系统，使土地贫瘠化、盐渍化、沙化、 沙漠化，改变了土壤的物理结构及化学成分，降 低了土壤的养分，使土地的生产力下降生物量锐 减，甚至变成了不毛之地这是土地的退化过程， 土地严重退化可导致荒漠化。
②二氧化碳：大气中的二氧化碳对太阳辐射的可 见光部分几乎是透明的，而对地面射出的长波辐 射的某些波段，尤其是15um附近的波普区却有 很强的吸收能力。这就减少了地面的热量耗散， 使得低层大气和地面升温；但是，二氧化碳又可 以靠植物和海洋来吸收。所以，对今后大气中二 氧化碳增加的趋势尚需进行更多的分析才能得到 更确切的估计。
（一）全球变化生态学的概念
全球变化生态学（global change ecology）： 是研究全球变化如何影响物种、生态系统过程和 整个地球这个复杂网络相互作用的一门科学。
（二）全球变化的概念
全球变化（global change）：20世纪70年代首 次提出；主要是表达人类社会、经济和政治系统 越来越不稳定，特别是国际安全和生活质量逐渐 降低这一特定含义。
2.生态安全问题
（1）食品安全 （2）国土资源安全 （3）环境安全 （4）生物物种安全
第三节 中国的全球变化
一、中国全球变化研究的优势领域 二、中国全球变化研究进展
一、中国全球变化研究的优势领域
（一）青藏高原
（二）黄土高原 （三）岩溶地貌
青藏高原
黄土高原
岩溶地貌
二、中国全球变化研究进展
（一）全球变化对我国水资源影响的研究 （二）全球变化对我国土地资源影响的研究 （三）全球变化带来的利益冲突的研究
全球变化与陆地生态系统GCTE
全球变化与陆地生态系统GCTE地球系统:从系统科学的角度看，人类的生存环境，亦称地球环境，是由大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈和生物圈组成的地球系统，是一个各部分相互作用着的、受到人类活动影响的、处于变化之中的整体。
生物圈:是对地球上所有动物、植物和微生物等生物有机体及其能够活动的空间区域的总称。
生态系统:是指在一定的时间和空间范围内，由生物群落及其环境组成的一个整体，该正台具有一定的大小和结构，各成员借助能量流动、物质循环和信息传递而相互联系、相互依存，并形成具有自组织和自调节功能的复合体。
全球变化:是指由于自然的和人为的因素而造成的全球性的环境变化，主要包括气候变化、大气组成变化(如CO2浓度及其他温室气体的变化)，以及由于人口、经济、技术和社会的压力而引起的土地利用的变化三个方面。
土地利用:是指人类依据土地的特点，根据一定的经济与社会目的，通过采取一系列的生物技术手段对土地进行长期或周期性的经营活动，把土地的自然生态系统变为人工生态系统的过程。
土地覆盖:是指自然营造物和人工建筑物所覆盖的地表诸要素的综合体，包括地表植被、土壤、湖泊、沼泽湿地及各种建筑物(如道路等)，具有特定的时间和空间属性，其形态和状态可在多种时空尺度上变化。
温室气体:是指在10m附近(8-10m)的红外光谱波长上吸收辐射、对地表有一种遮挡作用的气体，他们会导致地球大气增温，如二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)臭氧(O3)、水汽(H2O)等。
温室效应:温室气体对太阳光几乎是透明的，但却能强烈地吸收地球向外发射的红外热辐射;他们在大气中的存在减少了地球表面向外空释放的能量，从而使地球大气地层和表面增暖，这就是所谓的温室气体效应，简称温室效应。
全球变化是指由于自然和人为因素造成的全球性的环境变化，主要包括气候变化、大气组成变化，如CO2浓度及其它温室气体的变化，以及由于人口、经济、技术和社会的压力引起土地利用的变化3个方面。
生态学全球变化及其对生物多样性的影响
生态学全球变化及其对生物多样性的影响引言生态学是一门研究生物与环境之间相互作用的科学，对于人类和其他生物来说，生态系统的稳定和健康至关重要。
随着人类活动的不断增加，大规模的污染和破坏，生态系统的平衡已经被打破，在全球范围内引起了生态危机。
本文将着重讨论生态学全球变化及其对生物多样性的影响。
全球变化和生态系统全球变化是一个复杂的过程，包括全球气候变化、海平面升高、极端天气事件的增加、生物多样性的丧失等多种因素。
这些因素不仅对环境产生影响，也会直接或间接地影响到生物。
而生态系统是指在一定的地理区域内，各类生物与环境之间组成的一个完整的、自然的物质能量循环系统。
全球变化对生态系统产生的影响极大。
由于人类活动的干扰，大量的自然生态系统遭到破坏和消失，造成了生物居住的丧失，甚至对全球的生态平衡产生了影响。
例如，全球气候变化已经导致许多动植物栖息地减少，生物的数量和分布范围也发生了变化。
而一旦有些生物群体消失，生产力、有机物分解、有害生物的控制等诸多生态功能将无法维持，生态系统也将失去平衡。
生物多样性和生态平衡生物多样性指的是地球上所有生物种类的总体的多样性，涉及物种、基因和生态系统三个层次。
保持生物多样性对于保护生态系统的平衡、维持生态系统功能具有重要的意义。
在生态系统中，各种生物相互作用产生的关系、互利互利的生态链和营养链是维持生态平衡的基础。
当生物种类的多样性减少时，这些关系也会受到影响，从而影响整个生态系统的平衡。
例如，在食物链里，消费者数量的减少会导致下一个消费者数量的下降，最终影响到整个系统。
从而对原生物种群的竞争压力加大，甚至导致物种灭绝。
生态学全球变化如何影响生物多样性全球变化对生物多样性的影响主要体现在以下两个方面：1.物种丧失和生物多样性下降地球生物种类的消失速度已经远高于自然消失的速度。
其中，大部分是由人类活动导致的。
例如，伐木、采矿、城市化及土地改变等都会破坏生态系统环境，进而影响生物多样性。
生态系统与全球变化的关系
生态系统与全球变化的关系生态系统指的是由各种生物体和非生物要素（如土地、水、气候气候等）组成的系统。
生命活动不断发生着，例如物质的循环和生物之间的相互关系，使生态系统保持着自然状态和平衡。
然而，随着人类经济社会的快速发展和人口的不断增长，人类已经对生态系统构成了越来越大的影响，导致全球变化的发生。
全球变化是指人类活动与自然环境之间的相互作用导致的全球范围内的气候、海洋、生态、地理等方面的突变。
由于人类的活动不断加剧，全球变化趋势越来越明显。
生态系统与全球变化紧密联系，二者的关系具有深刻的影响。
生态系统对全球变化的影响生态系统是全球变化的一个重要组成部分。
生态系统能够提供生物多样性和原始能源，包括空气和水资源，土壤和气候系统的部分。
除此之外，生态系统也很好地吸收了二氧化碳和其他有害气体，减缓或抵消了气候变化的影响。
生态系统是地球生命的基础，对全球变化发挥着重要的稳定和保护作用。
生态系统能够减轻全球变化对人类所带来的一些不良影响，如地球温度的升高、干旱和自然灾害的发生等。
例如，树木和草地能够吸收二氧化碳和其他有害气体，减少大气中的温室效应。
海洋生态系统可以吸收来自大气的二氧化碳并在海底沉积，减少温室气体的释放。
同时，生态系统还能够在自然灾害发生时为人类提供更多的保护和安全。
例如，沼泽和湿地可以减轻洪涝灾害的影响，森林系统和植物能够减轻干旱条件下的影响。
全球变化对生态系统的影响全球变化对生态系统的影响也越来越明显。
随着全球变暖趋势的持续加剧，气候变化将会影响到地球上几乎所有的生态系统，由此对人类和其他生物造成威胁。
对生态系统的影响主要表现在以下几个方面：1.物种灭绝：全球变化可能破坏生物多样性，从而导致许多物种灭绝。
许多动植物因为无法适应全球变暖对其生存环境的改变而消失。
2.海平面上升：全球变化使得全球温度不断上升，从而导致极地的冰雪融化，海平面不断上升。
这会对沿海地区的生态系统造成威胁。
3.土地退化：全球气候变化会使得气候变得更加干旱，导致土地的破坏和退化，从而威胁到了人类可持续发展的基础。
植物生态学与全球变化
植物生态学与全球变化植物生态学是研究植物在自然环境中与其他生物和非生物因素的相互作用以及其适应和响应的学科。
全球变化是指由人类活动引起的地球气候系统的不断变化，主要包括温室气体排放、气候变暖、降水模式改变等现象。
在全球变化的背景下，植物生态学扮演着重要的角色，本文将介绍植物生态学与全球变化之间的关系。
一、植物适应全球变化全球变化对植物生态系统产生了深远的影响，而植物通过适应来响应全球变化。
适应是指植物在环境变化的压力下，通过基因调控和表型可塑性等机制改变其形态、生理和生态学特征以适应新环境的过程。
植物适应全球变化可以表现为以下几个方面。
1. 萌发和生长期变化：全球变暖导致气温升高，植物的萌发时间和生长期也随之改变。
一些植物物种的芽鳞和叶鞘形态发生变化，以适应早春温暖的气候条件，提早完成生殖生长。
2. 种子形态和萌发特性：全球变化对植物种子形态和萌发特性也产生了影响。
一些植物物种的种子大小、形状和种子外壳的硬度会发生变化，以适应干旱和高温的环境。
3. 植物-有害物质互作：全球变化引起土壤和水体中有害物质的累积，植物通过根系修饰和化学物质分泌来与有害物质进行互作，以减轻其毒害作用。
二、植物生态学对全球变化的响应植物生态学在研究全球变化的过程中起到了重要的作用，并提出了一些对策来应对全球变化问题。
1. 植被恢复和保护：由于全球变化导致了大面积的植被减少和退化，植物生态学通过研究植物物种的适应性和重要性，提出了植被恢复和保护的措施，以保护生态系统的稳定性和功能。
2. 全球变化模拟与预测：植物生态学结合现代技术手段，利用模型和实验数据，进行全球变化的模拟与预测。
通过模拟和预测全球变化的趋势和影响，为人类采取措施应对全球变化提供科学依据。
3. 植物种质资源的保护与利用：植物生态学通过研究植物的遗传多样性和适应性，提出保护和利用植物种质资源的策略，以提高植物的抗逆能力和适应性，在全球变化中保持生态系统的稳定。
生态系统与全球变化共39页
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
生态系统与全球变化
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8பைடு நூலகம்你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
景观生态学与全球环境变化
温室气体的含量与作用
温室气体
–包括CO2、CH4、N2O、CFCs（氟氯化碳）、O3， 只占大气组成的1%；还有H2O（约1%）
–靠吸收地面红外辐射起到增温作用
–没有温室气体，地表温度-18℃；目前温度15℃，温 室气体增温33℃
各种温室气体增温作用的相对大小
– CO2:
60%
– CH4:
15-20%
（3）农业景观中人工湿地的增多也增加了温室气体的 排放源，尤其是水稻田的不断扩张，使大气中甲烷的 来源不断地增加。
（4）农业景观转变为种植园、草地以及农业撂荒地等 景观类型，则可以吸收大气中的CO2，使之以碳素的 形式在景观系统中积聚5
2.4 城市景观的发展
（1）城市的发展不断地侵吞其周边的土地，是当 前耕地资源减少的主要原因之一。
（2）城市的道路和建筑物由于大量地使用混凝土 及玻璃等材料，增加了地表的反射率，造成局部 增温效应，即“热岛效应”。
（3）由于城市景观，大量使用化石燃料等能源的输入 和使用，并释放出大量的CO2等温室气体和其他大气 污染物，对全球气候的变化也有相当大的影响，
（4）城市景观所输出的固体废弃物（如垃圾）也是城 市化的主要问题之一，是大气甲烷的主要来源之一。
农业景观
种植园景观
荒漠景观
休闲地景观
2020/5/10
19
森林景观的破坏如何影响气候变化？
① 森林景观的破坏将导致森林植被中的碳直接释放。 –树木燃烧、用作家具、枯叶分解释放。
② 森林景观的破坏改变了土壤表面的小气候，对土壤 碳库产生巨大的影响。
③ 森林景观的破坏，可能引起洪水的泛滥，导致湿地 景观面积的增加，从而增加甲烷的排放源。
④ 森林景观的破坏还有可能改变全球水循环以及地表 反射率等，从而直接引起气候变化。
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国家环保总局在2003年3月6日公布了 16种外来入侵物种，
分别为紫茎泽兰、薇甘菊、空心莲子 草、豚草、毒麦、互花米草、飞机草、 凤眼莲（水葫芦）、假高粱、蔗扁蛾、 湿地松粉蚧、强大小蠹、美国白蛾、 非洲大蜗牛、福寿螺、牛蛙。
每年损失574亿元。
紫茎泽兰（解放草、破坏） 豚草
薇甘菊 毒麦
空心莲子草 （水花生、喜旱莲子草） 互花米草
飞机草（香泽兰）
凤眼莲（水葫芦）
假高梁（石茅、阿拉伯高粱）
美国白鹅(秋幕毛虫、秋幕蛾)
蔗扁蛾(香蕉蛾)
强大小蠧（红脂大小蠧）
湿地松粉蚧
福寿螺(大瓶螺)
牛蛙（美国青蛙）
非洲大蜗牛
• 美国康奈尔大学公布的数据表明， 美国目前每年要为“生物入侵”损 失1370亿美元。
• 印度、南非这两个国家每年因生物 入侵造成的经济损失分别为1300亿 美元和800亿美元。
重大节日
• 世界水日： 3月22日 • 世界气象日：3月23日 • 世界卫生日：4月7日 • 世界地球日：4月22日 • 国际无烟日：5月31日 • 世界环境日：6月5日 • 世界粮食日：10月16日
近400年的气溶胶变化
42万年以来的二氧化碳变化
二氧化碳升高与变暖的关系
• 1177%50,年O以3 3来6%，。CO2增加了31%，CH4 151%，NO
土地利用及其覆盖的变化
全球人口持续增长
第二节 气候变化后果
• 雪被和冰川：北半球的冰雪覆盖量自1960年减 少了大约10％，山脉冰川在20世纪期间明显退 缩，北极的冰雪厚度在过去的40年间已经丧失 了近40%。
气候变化与国民经济
l 农业生产的不稳定性增加，产量波动 大
l 农业生产布局和结构将出现变动 l 农业生产条件改变，农业成本和投资
大幅度增加
第三节 中国气候变化
（1） 近百年我国气候变化的趋势与全球变化的总趋势基本一 致。近百年来，我国气温上升了0.4－0.5C，略低于全球平均 的0.6C；我国20世纪90年代是近百年来最暖时期之一，但尚 未超过20－40年代最暖时期。
（2） 从地域分布看，我国气候变暖最明显的地区在西北、华 北、东北地区，其中西北变暖的强度高于全国平均值。长江 以南地区变暖趋势不显著。
（3） 从季节分布看，我国冬季增温最明显。1985年以来，我 国已连续出现了16个全国大范围的暖冬，1998年冬季最暖， 2001年次之。
（4） 我国降水以20世纪50年代最多，以后逐渐减少，华北地 区尤为如此。这意味着华北地区出现了暖干化趋势。
第十一章 生态系统与 全球变化
第一节 全球变化生态学概述
一、全球变化（global change）
20世纪70年代，主要表达人类社会、经济和政治 系统越来越不稳定，特别是国际安全和生活质 量逐渐降低这一特定意义；
20世纪80年代，强调全球环境系统及其变化（气 候、土地、海洋、大气及生态系统）；
20世纪90年代，可能改变地球生物承载能力全球 环境变化；
• 生物多样性：生物多样性开始在对全球气 候变化作出反应。
• 疾病：有可能发生与“热”相关的疾病和 死亡。由昆虫和啮齿动物携带的传染性疾 病会被更广泛地传播到以前没有这种疾病 的
• 荒漠化
生态入侵（ecologicalinvasion） ： 由于人类有意或无意地把某种生物带入 适宜于其栖息和繁衍的地区，种群不断 扩大，分布区逐步稳定扩展过程。
• 海平面：气候变化导致全球海平面在过去100 年中平均上升了0.1～0.2米。20世纪，平均每 年上升1～2毫米，预计1999-2100年，上升 0.09～0.88米，比20世纪高2～4倍。
• 灾害：世界大部分地区降雨明显增加，北 半球的中高海拔区每10年增加0.5％～1％， 严重降雨事件发生率增加了2％～4％。
全球变化：地球生态系统在自然和人为影响下所 导致的全球问题及其相互作用下变化过程。
全球变化生态学：研究全球变化对物种、生态系 统过程和整个地球复杂网络相互作用的科学。
二、全球变化的表现
• 温度升高
Hansen et al. 2006. PNAS
• 降水变化
全球降水变化趋势 (% /十年) 1900-1994, • 增加 • 减少, Watson 2001
以上所述，百年来中国的气候也在变暖，以西北、华北、东 北变暖最明显，尤其华北地区出现了暖干化趋势。
6．极端气候事件和气候突变事件的历史演变与 未来预测。
7．我国未来气候变化对陆地生态系统和国民经 济影响的模式模拟研究。
8．中国沿海地区海平面变化趋势及其影响的预 测。
9．全球气候变化区域分异特点及其对世界各国 社会经济系统的影响。
10．我国能源结构调整和能源利用效率提高的政 策与技术问题。
11．全球气候变化问题的国内与国际对策研究
第四节 面对气候变化， 人类该如何做？
• 国家和政府协作 政府间气候变化专门委员会（IPCC） 《京都议定书》 • 重大研究计划 世界气候研究计划（WCRP） 国际地圈生物圈计划（IGBP） 全球环境变化的人为因素计划（IHDP） 生物多样性计划（Diversitas）