森林生态学讲稿-第十一章 全球气候变化与森林生态系统碳循环

第十一章全球气候变化与森林生态系统碳循环

一、全球生态或环境中的十大问题

1.气候变暖 Global warming

过去100年，大气中二氧化碳浓度增加55PPm，全球气温上升 0.6 ℃。

1860年到1960年的 100 年间，全球来自工业的二氧化碳排放量增长8倍，而从1960年到1995年的35年间却增长了3倍，即从8万亿吨增至24万亿吨。

2.臭氧层破坏 Ozone issue

臭氧层（约20 — 40公里高空）保护地球生物免受太阳紫外线照射。1984年南级上空发现臭氧层空洞，最近北极上空臭氧层也日益稀薄。臭氧层破坏的后果极为有害：改变的光谱组成（有效辐射减少）

（1）对人类健康危害严重，可引发和加剧眼部疾病、皮肤癌、传染疾病；（2）50％以上的陆生植物，如土豆、瓜类、番茄、甜菜等，产量会急剧下降；森林草地衰退，危及生态平衡和生物多样性；（3）对水生生态系统产生影响，使浮游生物受到危害，导致海洋食物链中基础食物数量减少，使生活在浅水里的鱼类和贝类很难生存；（4）使人工高分子或天然高分子材料加速老化，如建筑物、喷涂、包装等物质老化，使其变硬、变脆、缩短使用寿命，并能使接近地面的有害臭氧浓度增加，尤其在人口密集的城市中心，可引起光化学烟雾污染；（5）全球气候变暖，产生“温室效应”，海平面上升。

3.生物多样性减少 Biodiversity loss

（1）物种多样性减少 Species diversity：世界物种总数约 500 ～ 3000 万种（已被陈述 140 万种），近百年兽类减少 150 种。

（2）生态系统多样性减少 Ecosystem diversity：森林、草原、湿地、水生生境遭受破坏。

（3）遗传多样性减少 Genetic diversity。

4. 酸雨蔓延 Acid Rain

硫和氮的氧化物与水蒸汽结合，在高空形成高度腐蚀性的硫酸和硝酸，沉降到地面形成酸雨（ Ph ＜ 5）。目前，全世界已形成三大酸雨区，其中北美和欧洲酸雨区正在治理中，而中国西南、华南酸雨区却尚未治理。酸雨给人类带来直接危害是：（1）农作物减产；

（2）建筑物腐蚀；

（3）树木枯萎；

（4）湖泊酸化；

（5）鱼类死亡。

5.森林锐减 Forest decreasing

6.土地荒漠化 Deserted Land

全球陆地面积为地球表面积30％，其中沙漠及沙漠化土地占29 ％。全球每年有600万公顷土地变成沙漠，相当一个斯里兰卡。经济损失每年约为423亿美元。全球共有干旱、半干湿地50亿公顷，其中三分之二33亿公顷遭到荒漠化威胁。荒漠化的原因是：

（1）过度垦殖；

（2）过度放牧；

（3）毁坏森林；

（4）灌溉不善。

荒漠化的危害是直接的巨大的，它致使全世界每年 600 万公顷农田， 900 万公顷牧区失去生产力。人类文明的摇篮之一的两河流域（即底格里斯河和幼发拉底河流域）由沃土变成了沙漠。

7.大气污染 Air Pollution

大气污染主要因子是悬浮颗粒物、一氧化碳、臭氧、二氧化硫、氮氧化物和铅。大气污染来源是能源使用、车辆徘放和工业生产。大气污染危害为为：

（1）二氧化碳导致气候变暖；

（2）二氧化硫导致酸雨；

（3)危害人类健康。

全世界每年有30 — 70万人因烟尘污染提前死亡，2500 万儿童患慢性喉炎。

8.水体污染 Water pollution

水体污染的来源为工业废水、生活废水和地表径流水(农药化肥)污染。发展中国家约95％的城市污水未经处理而直接排放至江河湖泊，受污染的水体溶解氧水平过低，重金属含量高，大肠杆菌含量高。水体污染直接危及人类身体健康。全球每年水污染导致10亿人患病，全球每年 300万儿童因腹泻死亡，全球2亿人成为血吸虫病患者。

9. 海洋污染 Ocean pollution

人类活动使近海区的氮、磷增加50 ～200％，过量营养物导致沿海藻类大量生长、波罗的海、北海、黑海、东中国海等出现赤潮。海洋污染来源为污水排放，大气污染物沉降、石油泄漏、工业废物、放射性物质。1990 一 1991 年，全球海洋污染物入海量分别为：

（1）石油 354 万吨／年；

（2）船舶的塑料容器 63 .9 万个／天；

（3）渔船的塑料渔网等 15.2 万个／天；

（4）放射性物质 9 万吨／年；

（5）危险化学废物 10 万吨／年；

（6）河流淤泥废物 93 万吨／年。

海洋污染造成危害极大，使赤潮频繁发生（1991年中国 38 起），破坏红树林、珊瑚和海草，使近海鱼虾锐减，渔业损失惨重。

10.固体废物污染 Waste pollution

固体废物包括危险废物和城市垃圾。发达国家九十年代初每10亿美元 GDP 产生5000吨危险废物，每年约产生8000万吨，部分发展中国家每年仅产生几百吨。城市垃圾已然成灾。东京每天生产3000万公斤，纽约1400万公斤，巴黎900万公斤。上述城市垃圾均被处理，而北京每天为1200万公斤，只有部分被处理。固体及危险废物危害是：

（1）污染大气；(流动性-无国界)

（2）污染土壤；(隐蔽性, 滞后性, 不可逆性)

（3）污染水源； (流动性, 持久性)

（4）垃圾传播疾病；

（5）危险废物诱发癌症。

二、全球变化

1概念

全球变化（global change）:全球变化是地球环境中所有的自然和人为因素引起的能够改变地球承载生命能力的变化。主要包括气候变化、大气组成变化，生物多样性的丧失、荒漠化以及由于人口、经济、技术和社会的压力引起土地利用的变化和土地覆盖变化等。

全球气候变化（global climate change）：全球气候变化是全球变化的核心，主要是指由于大气CO

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等温室气体浓度的上升所引起的全球变暖，以及由此引发的降水格局变化、冰川退化、海平面上升等一系列变化。

2温室气体与气候变化

（1）温室效应与温室气体：

温室效应（greenhouse effect)：由于大气对太阳短波辐射吸收很少，易于让大量的太阳辐射透过而到达地面，同时大气又能强烈吸收地面长波辐射，使地面辐射不易逸出大气，大气还以逆辐射返回地面一部分能量，从而减少地面的失热，大气对地面的这种保温作用，称为“大气保温效应”，习惯上称温室效应。

大气中温室气体的增暖效应首先是由法国科学家傅里叶在1927年发现的，他指出大气中温室气体的增暖效应与花房温室玻璃的作用相似，这就是“温室效应”名称的由来。

温室气体（greenhouse gas) ：是指大气中那些对太阳光几乎是透明的，但却强烈

吸收地表辐射的红外热辐射、对地表有遮挡作用的气体。主要温室气体：(1)水汽(H

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O)：

(2)二氧化碳(CO

2)：(3)甲烷(CH

4

)：(4)氧化亚氮(N

2

O):(5)氟里昂类物质(CFCs):