生物多样性保护导论03-全球变化和生物多样性
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• 全球温度在过去300年上升超过了0.7℃，因此 气候变化已经发生。20世纪温度增加了 0.5℃。 最严重的变暖发生在 1910—1940年间和1976年 至今。
• 最近1000年内，90年代是最温暖的，5个最温 暖的年度有4个发生在90年代。1998年是1861 年 有 记 录 以 来 全 球 最 温 暖 的 一 年 。 1995 年 是 225年以来炎热天数最多的一年，超过20℃的 天 数 为 26 天 。 而 冷 天 的 数 量 （ 平 均 温 度 低 于 0℃）则从20世纪以前的每年15—20天，减少 到最近几年每年大约10天。
• 婆罗洲山顶上生长的植物竟然代表了澳洲的 特殊类型
• 澳洲南部山上有欧洲的物种
历史上的气候变化对生物区系 的分布有十分重要的作用
• 全世界热带地区的高山上生长着的某些 植物，和南北温带平原的植物是同种或 同一个物种的变种。
历史上的气候变化对生物区系 的分布有十分重要的作用
• 海洋生物也有类似情况 • 新西兰的甲壳动物和英国的非常相似 • 新西兰和欧洲有25种海藻是相同的，但
• 政府间气候变化调查组The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) （1988）
• 2001，其第三次评估报告估计到世纪末， 全球气温将升高 1.4℃ ~5.8℃.
• 获得2007年诺贝尔和平奖
IPCC关于气候变化的陈述
• Most of the observed increase in global average temperatures since the mid-20th century is very likely due to the observed increase in anthropogenic GHG concentrations.
近50年来，我国北方地区最低气温显著升高，暖冬年份连续出现。
问题：为什么气候会变暖？
温室气体Greenhouse Gases
• 温室气体使地球保持温暖 • 如果没有温室气体，地球会比现在低30
度 • 大气的 99%由 78%氮气nitrogen和21%氧
气oxygen组成。它们对气候调节基本没 有直接的作用。
生物多样性保护导论3：
全球变化和生物多样性
全球变化（Global Change）的定义
• 问题一：什么是全球变化？
全球变化（Global Change）的定义
• 全球变化是指改变我们的生物、社会和体制 等环境的各种因素，主要人为因素。这些因 素正在导致物理性或者生物性的改变，例如 气候变化或海平面上升
关于全球气候变化的关键点：
• 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。
• 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％。亚洲和非洲过去几十年 旱灾的频率和严重程度都一直在增加。
• 2001，最近50年来观察到的变暖现象很可能是 由于人类活动造成的"most of the warming observed over the last 50 years is likely to be attributable to human activities".
• 1995，可辨别的人类对气候的影响"discernible human influence on the climate"
历史上的气候变化对生物区系 的分布有十分重要的作用
• 例如第四纪冰川
• 但北半球经受冰期严寒的时候，南半球 实际上是温暖的。南北冰期交替
• 这个过程是目前物种分布格局形成的重 要因素
全球气候变化Global Climate
Change
• 现在的气候变化是指什么？ • 气候变化是指自1900年代以来发现的地
• An increasing risk of species extinction and coral reef damage is projected. Approximately 20-30% of plant and animal species assessed so far are likely to be at increased risk of extinction if increases in global average temperature exceed 1.52.5°C over 1980-1999 levels.
关于全球气候变化的关键点：
• 2007年９月１６日，美国国家冰雪数据研究中 心报告说，北极海冰覆盖面积已经缩减，达到 有记录以来的最低值。2008年３月，美国的卫 星观测显示，北极历史最久、最厚的“老冰” 正不断缩减。这些“终年海冰”曾经覆盖北极 ５０％至６０％的面积，但今年３月的覆盖面 积还不足３０％。一些科学家甚至预测，未来 ５年到１０年内，北极可能出现夏季无冰的极 端情况。
全球气候变化和生物多样性
• 目前已有清楚的迹象表明生物多样性开始在对 全球气候变化作出反应
• 有哪些反应？ • 生物多样性对全球气候变化的反应包括
– 地理分布的改变 – 生理发生改变 – 生活周期发生改变 – 迁徙习性和栖息地发生改变 – 生存能力降低
全球气候变化和生物多样性
• 生物学的改变
– 蛙类提早产卵 – 蝴蝶分布区向北方扩展 – 英国的鸟类卵孵化速度加快 – 东欧的树木提早开花
• 气候变化Climate Change • 海平面上升Sea Level Rise • 栖息地丧失和片断化Habitat Loss and
Fragmentation • 外来入侵种Invasive Alien Species • 陆地水资源变化In-land Water Change
全球气候变化
From IPPC (2007)
中国气候变化
50
40
<-0.5
30
-0.5 -0.3
-0.3 -0.1
-0.1 0.1
0.1 0.3
0.3 0.5
0.5 0.7
20
0.7<
80
90
100
110
120
130
中 国 年 平 均 最 低 气 温 （ TN） 趋 势 （ C/10a） 分 布 图 （ 1951— 1999）
• 这个村庄和其他近四百万非洲人正面临被饿死 的危险，他们可能是全球气候变化的首批牺牲 品之一……
Observed changes in (a) global average surface temperature; (b) global average sea level from tide gauge (blue) and satellite (red) data and (c) Northern Hemisphere snow cover for March-April. All differences are relative to corresponding averages for the period 1961-1990. Smoothed curves represent decadal averaged values while circles show yearly values. The shaded areas are the uncertainty intervals estimated from a comprehensive analysis of known uncertainties (a and b) and from the time series (c).
人类活动产生了过多温室气体
• 问题：什么原因造成温室气体增加？ • 温室气体增加的原因
– 煤、石油和天然气燃烧后产生二氧化碳 – 森林破坏降低了植被的二氧化碳吸收能力
• 温室气体状况
– CO2 浓度现在大约比自然状况高30-35% – 甲烷、一氧化二氮 – 25%的商业性能量消耗来自交通
IPCC关于气候变化的陈述
球上气候的变化。最近我们看到的和预 计今后80年将发生的变化，主要是由于 人类的行为引起而非自然变化。
• 莱索托的Thaba-Tseka村。因为降雨要么过早， 要么过晚，所以莱索托境内崎岖山区的庄稼不 断减产。还有大冰雹和龙卷风。过早出现的霜 冻冻死了大部分在前一段奇怪的天气中幸存的 玉米苗。
• 村里的老人都相信宇宙已经乱套了。他们说： “上帝一定是对我们发怒了，但是我们不知道 为什么。”
• Increasing vulnerability of indigenous communities in the Arctic and small island communities to warming is projected.
From IPPC (2007)
关于全球气候变化的关键点：
• 可能是受社会和经济因素的驱使，例如人口 增长，对食品需求的增加；
• 或者由于新的管理政策导致，例如权力下放 和共同管理等。
• 总之，这些新趋势改变了整个大环境，也增 加了我们管理地球上最珍贵地区的不确定性。
生物物理变化Biophysical Change
• 问题2：有哪些全球性的生物物理变 化？
在它们中间的热带海洋里却没有这些海 藻
• 从大约两百万年前的更新世，到一万年 前左右开始的全新世，地球气候经历了 多次周期性波动，在干冷期（冰川期） 和温湿期（间冰川期）之间交替更迭。 据估计，在过去的260万年中，地球经历 了至少50次的循环更替。每一次更替都 会持续几千年，这给老虎留出了足够多 的时间去适应环境变化。最近的一次大 型寒冷期，即最后一次冰川期大约出现 在2万年前。
From IPPC (2007)
The long-term risks to unique
and threatened systems
• A 1-2°C increase in global mean temperature above 1990 levels poses significant risks to many unique and threatened systems including many biodiversity hotspots.
From IPPCБайду номын сангаас(2007)
The long-term risks to unique
and threatened systems
• Corals are vulnerable to thermal stress and have low adaptive capacity. Increases in sea surface temperature of about 1-3°C are projected to result in more frequent coral bleaching events and widespread mortality.
温室气体Greenhouse Gases
• 问题：温室气体有哪些？ • 在剩下的1%左右的大气中有小部分：
– 二氧化碳Carbon dioxide – 甲烷Methane – 一氧化二氮Nitrous oxide – 臭氧Ozone – 水蒸汽Water vapour – 卤烃Halocarbons
• 一些生物多样性丰富区已经受到影响
– 哥斯达黎加的鸟类 – 坦桑尼亚和印度尼西亚的蚊子 – 加利弗尼亚的蝴蝶 – 不能耐受霜冻的植物上升到新的海拔高度
全球气候变化和生物多样性
• 数以百计的物种——从蝴蝶到鸟类，植 物，蝙蝠，甚至老鼠，都向极地迁移了 300公里。这些惊人的数字只是一个序幕， 它只是上世纪0.6摄氏度这一极小的温度 升高引发的结果
历史上的气候变化对生物区系 的分布有十分重要的作用
• 南美洲最南端的开花植物有四五十种和北美 洲和欧洲的相同，甚至与欧洲更相似
• 美洲赤道地区的高山上，有大群独特的属于 欧洲属的物种
• 非洲的阿比西尼亚山上，生长着几种欧洲特 有的类型和少数好望角植物的代表类型
• 爪哇高山上采集的植物好像是欧洲丘陵上的 植物
• 最近1000年内，90年代是最温暖的，5个最温 暖的年度有4个发生在90年代。1998年是1861 年 有 记 录 以 来 全 球 最 温 暖 的 一 年 。 1995 年 是 225年以来炎热天数最多的一年，超过20℃的 天 数 为 26 天 。 而 冷 天 的 数 量 （ 平 均 温 度 低 于 0℃）则从20世纪以前的每年15—20天，减少 到最近几年每年大约10天。
• 婆罗洲山顶上生长的植物竟然代表了澳洲的 特殊类型
• 澳洲南部山上有欧洲的物种
历史上的气候变化对生物区系 的分布有十分重要的作用
• 全世界热带地区的高山上生长着的某些 植物，和南北温带平原的植物是同种或 同一个物种的变种。
历史上的气候变化对生物区系 的分布有十分重要的作用
• 海洋生物也有类似情况 • 新西兰的甲壳动物和英国的非常相似 • 新西兰和欧洲有25种海藻是相同的，但
• 政府间气候变化调查组The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) （1988）
• 2001，其第三次评估报告估计到世纪末， 全球气温将升高 1.4℃ ~5.8℃.
• 获得2007年诺贝尔和平奖
IPCC关于气候变化的陈述
• Most of the observed increase in global average temperatures since the mid-20th century is very likely due to the observed increase in anthropogenic GHG concentrations.
近50年来，我国北方地区最低气温显著升高，暖冬年份连续出现。
问题：为什么气候会变暖？
温室气体Greenhouse Gases
• 温室气体使地球保持温暖 • 如果没有温室气体，地球会比现在低30
度 • 大气的 99%由 78%氮气nitrogen和21%氧
气oxygen组成。它们对气候调节基本没 有直接的作用。
生物多样性保护导论3：
全球变化和生物多样性
全球变化（Global Change）的定义
• 问题一：什么是全球变化？
全球变化（Global Change）的定义
• 全球变化是指改变我们的生物、社会和体制 等环境的各种因素，主要人为因素。这些因 素正在导致物理性或者生物性的改变，例如 气候变化或海平面上升
关于全球气候变化的关键点：
• 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。
• 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％。亚洲和非洲过去几十年 旱灾的频率和严重程度都一直在增加。
• 2001，最近50年来观察到的变暖现象很可能是 由于人类活动造成的"most of the warming observed over the last 50 years is likely to be attributable to human activities".
• 1995，可辨别的人类对气候的影响"discernible human influence on the climate"
历史上的气候变化对生物区系 的分布有十分重要的作用
• 例如第四纪冰川
• 但北半球经受冰期严寒的时候，南半球 实际上是温暖的。南北冰期交替
• 这个过程是目前物种分布格局形成的重 要因素
全球气候变化Global Climate
Change
• 现在的气候变化是指什么？ • 气候变化是指自1900年代以来发现的地
• An increasing risk of species extinction and coral reef damage is projected. Approximately 20-30% of plant and animal species assessed so far are likely to be at increased risk of extinction if increases in global average temperature exceed 1.52.5°C over 1980-1999 levels.
关于全球气候变化的关键点：
• 2007年９月１６日，美国国家冰雪数据研究中 心报告说，北极海冰覆盖面积已经缩减，达到 有记录以来的最低值。2008年３月，美国的卫 星观测显示，北极历史最久、最厚的“老冰” 正不断缩减。这些“终年海冰”曾经覆盖北极 ５０％至６０％的面积，但今年３月的覆盖面 积还不足３０％。一些科学家甚至预测，未来 ５年到１０年内，北极可能出现夏季无冰的极 端情况。
全球气候变化和生物多样性
• 目前已有清楚的迹象表明生物多样性开始在对 全球气候变化作出反应
• 有哪些反应？ • 生物多样性对全球气候变化的反应包括
– 地理分布的改变 – 生理发生改变 – 生活周期发生改变 – 迁徙习性和栖息地发生改变 – 生存能力降低
全球气候变化和生物多样性
• 生物学的改变
– 蛙类提早产卵 – 蝴蝶分布区向北方扩展 – 英国的鸟类卵孵化速度加快 – 东欧的树木提早开花
• 气候变化Climate Change • 海平面上升Sea Level Rise • 栖息地丧失和片断化Habitat Loss and
Fragmentation • 外来入侵种Invasive Alien Species • 陆地水资源变化In-land Water Change
全球气候变化
From IPPC (2007)
中国气候变化
50
40
<-0.5
30
-0.5 -0.3
-0.3 -0.1
-0.1 0.1
0.1 0.3
0.3 0.5
0.5 0.7
20
0.7<
80
90
100
110
120
130
中 国 年 平 均 最 低 气 温 （ TN） 趋 势 （ C/10a） 分 布 图 （ 1951— 1999）
• 这个村庄和其他近四百万非洲人正面临被饿死 的危险，他们可能是全球气候变化的首批牺牲 品之一……
Observed changes in (a) global average surface temperature; (b) global average sea level from tide gauge (blue) and satellite (red) data and (c) Northern Hemisphere snow cover for March-April. All differences are relative to corresponding averages for the period 1961-1990. Smoothed curves represent decadal averaged values while circles show yearly values. The shaded areas are the uncertainty intervals estimated from a comprehensive analysis of known uncertainties (a and b) and from the time series (c).
人类活动产生了过多温室气体
• 问题：什么原因造成温室气体增加？ • 温室气体增加的原因
– 煤、石油和天然气燃烧后产生二氧化碳 – 森林破坏降低了植被的二氧化碳吸收能力
• 温室气体状况
– CO2 浓度现在大约比自然状况高30-35% – 甲烷、一氧化二氮 – 25%的商业性能量消耗来自交通
IPCC关于气候变化的陈述
球上气候的变化。最近我们看到的和预 计今后80年将发生的变化，主要是由于 人类的行为引起而非自然变化。
• 莱索托的Thaba-Tseka村。因为降雨要么过早， 要么过晚，所以莱索托境内崎岖山区的庄稼不 断减产。还有大冰雹和龙卷风。过早出现的霜 冻冻死了大部分在前一段奇怪的天气中幸存的 玉米苗。
• 村里的老人都相信宇宙已经乱套了。他们说： “上帝一定是对我们发怒了，但是我们不知道 为什么。”
• Increasing vulnerability of indigenous communities in the Arctic and small island communities to warming is projected.
From IPPC (2007)
关于全球气候变化的关键点：
• 可能是受社会和经济因素的驱使，例如人口 增长，对食品需求的增加；
• 或者由于新的管理政策导致，例如权力下放 和共同管理等。
• 总之，这些新趋势改变了整个大环境，也增 加了我们管理地球上最珍贵地区的不确定性。
生物物理变化Biophysical Change
• 问题2：有哪些全球性的生物物理变 化？
在它们中间的热带海洋里却没有这些海 藻
• 从大约两百万年前的更新世，到一万年 前左右开始的全新世，地球气候经历了 多次周期性波动，在干冷期（冰川期） 和温湿期（间冰川期）之间交替更迭。 据估计，在过去的260万年中，地球经历 了至少50次的循环更替。每一次更替都 会持续几千年，这给老虎留出了足够多 的时间去适应环境变化。最近的一次大 型寒冷期，即最后一次冰川期大约出现 在2万年前。
From IPPC (2007)
The long-term risks to unique
and threatened systems
• A 1-2°C increase in global mean temperature above 1990 levels poses significant risks to many unique and threatened systems including many biodiversity hotspots.
From IPPCБайду номын сангаас(2007)
The long-term risks to unique
and threatened systems
• Corals are vulnerable to thermal stress and have low adaptive capacity. Increases in sea surface temperature of about 1-3°C are projected to result in more frequent coral bleaching events and widespread mortality.
温室气体Greenhouse Gases
• 问题：温室气体有哪些？ • 在剩下的1%左右的大气中有小部分：
– 二氧化碳Carbon dioxide – 甲烷Methane – 一氧化二氮Nitrous oxide – 臭氧Ozone – 水蒸汽Water vapour – 卤烃Halocarbons
• 一些生物多样性丰富区已经受到影响
– 哥斯达黎加的鸟类 – 坦桑尼亚和印度尼西亚的蚊子 – 加利弗尼亚的蝴蝶 – 不能耐受霜冻的植物上升到新的海拔高度
全球气候变化和生物多样性
• 数以百计的物种——从蝴蝶到鸟类，植 物，蝙蝠，甚至老鼠，都向极地迁移了 300公里。这些惊人的数字只是一个序幕， 它只是上世纪0.6摄氏度这一极小的温度 升高引发的结果
历史上的气候变化对生物区系 的分布有十分重要的作用
• 南美洲最南端的开花植物有四五十种和北美 洲和欧洲的相同，甚至与欧洲更相似
• 美洲赤道地区的高山上，有大群独特的属于 欧洲属的物种
• 非洲的阿比西尼亚山上，生长着几种欧洲特 有的类型和少数好望角植物的代表类型
• 爪哇高山上采集的植物好像是欧洲丘陵上的 植物