全球变化选修课答案
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全球变化
1、简述全球变化及其科学内涵
全球变化学是研究地球系统整体行为的一门科学。
是以全球气候变暖为主要特征的全球环境变化。
它把地球的各个层圈(如大气圈、水圈、岩石圈和生物圈)作为一个整体,研究地球系统过去、现在和未来的变化规律和控制这些变化的原因和机制,从而建立全球变化预测的科学基础,并为地球系统的管理提供科学依据。
全球变化科学的产生和发展是人类为解决一系列全球性问题的需要,也是科学技术向深度和广度发展的必然结果。
今天,全球环境问题的严重性主要在于人类本身对环境的影响已经接近并超过自然变化的强度和速率,正在并将继续对未来人类的生存环境产生长远的影响。
这些重大全球环境问题已经远远超过了单一学科的范围,迫切要求从整体上来研究地球环境和生命系统的变化,从而提出了地球系统的概念,即由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈组成的一个整体。
同时,观测技术的发展,特别是卫星遥感技术,提供了对整个地球系统行为进行监测的能力;计算机技术的发展为处理大量的地球系统的信息,建立复杂的地球系统的数值模式提供了工具。
全球变化学的理论基础是地球系统科学,它是研究地球系统各组成部分之间的相互作用,以及发生在地球系统内的物理、化学和生物过程之间的相互作用的一门新兴学科。
其学科属性:自然科学与社会科学的结合。
且其研究内容为人与地球系统的相互作用,主要体现在以下几个方面:
(1)、全球大气化学与生物圈的相互作用;
(2)、全球海洋通量研究;
(3)、全球水文循环过程的生物学特征;
(4)、全球变化对陆地生态系统的影响;
(5)、全球变化史的研究。
全球变化科学内涵:(1)、行星尺度;(2)、所有的时间过程;(3)、强调人类的作用。
2、全球变暖的影响主要体现在哪些方面
全球气候变暖是一种“自然现象”。
由于人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳等多种温室气体,由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性,而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性,能强烈吸收地面辐射中的红外线,也就是常说的“温室效应”,导致全球气候变暖。
全球变暖的后果,会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等,既危害自然生态系统的平衡,更威胁人类的食物供应和居住环境。
主要体现在以下几个方面:
(1)、生态
首先,全球气候变暖导致海平面上升,降水重新分布,改变了当前的世界气候格局;其次,全球气候变暖影响和破坏了生物链、食物链,带来更为严重的自然恶果。
另外,有关环境的极端事件增加,比如干旱、洪水等。
(2)、政治
限制二氧化碳的排放量就等于是限制了对能源的消耗,必将对世界各国产生制约性的影响。
应在发展中国家“减排”,还是在发达国家“减排”成为各国讨论的焦点问题。
有关阻止全球气候变暖的科学问题必然引发“南北关系”问题,从而使气候问题成为一个国际性政治问题。
(3)、气候
全球气候变暖使大陆地区,尤其是中高纬度地区降水增加,非洲等一些地区降水减少。
有些地区极端天气气候事件(厄尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等)出现的频率与强度增加。
(4)、海洋
随着全球气温的上升,海洋中蒸发的水蒸气量大幅度提高,加剧了变暖现象。
而海洋总体热容量的减小又可抑制全球气候变暖。
另外,由于海洋向大气层中释放了过量的二氧化碳,因而真正的罪魁祸首是海洋中的浮游生物群落。
(5)、农作物
全球气候变暖对农作物生长的影响有利有弊。
其一,全球气温变化直接影响全球的水循环,使某些地区出现旱灾或洪灾,导致农作物减产,且温度过高也不利于种子生长。
其二,降水量增加尤其在干旱地区会积极促进农作物生长。
全球气候变暖伴随的二氧化碳含量升高也会促进农作物的光合作用,从而提高产量。
其三,温度的增加有利于高纬地区喜湿热的农作物提高产量。
(6)、人体健康
(1)全球气候变暖直接导致部分地区夏天出现超高温,心脏病及引发的各种呼吸系统疾病,每年都会夺去很多人的生命,其中又以新生儿和老人的危险性最大。
(2)全球气候变暖导致臭氧浓度增加,低空中的臭氧是非常危险的污染物,会破坏人的肺部组织,引发哮喘或其他肺病。
(3)全球气候变暖还会造成某些传染性疾病传播。
3、碳循环的基本特点及其规律
碳循环的基本特点:全球性、循环利用
植物通过光合作用,将大气中的二氧化碳固定在有机物中,包括合成多糖、脂肪和蛋白质,而贮存在植物体内。
食草动物吃了以后经消化全盛通过一个一个营养级,
再消化再合成。
在这个过程中,部分碳又通过呼吸作用回到大气中;另一部分成为动物体的组分,动物排泄物和支植物残体中的碳,则由微生物分解为二氧化碳,再回到大气中。
碳循环在生态系统中基本上是伴随着光合作用和能量流动的过程而进行的,其主要特点有:
(1)绿色植物通过光合作用将大气中的CO2和水转化成有机物,构成全球的基础生产。
(2)含碳分子中,二氧化碳、甲烷和一氧化碳是最重要的温室气体。
而二氧化碳是生
物地球化学循环最重要的核心之一。
碳循环的规律:自然界碳循环的基本过程如下:大气中的二氧化碳(CO2)被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动,又以二氧化碳的形式返回大气中。
碳的主要循环形式是从大气中的二氧化碳库中开始,经过生产者的光合作用,把碳固定,生成糖类,然后经过消费者和分解者,在呼吸和残体腐败分解后,再回到大气蓄库中,碳被固定后始终与能量流动密切结合在一起,生态系统的生产力的高低也是以单位面积中碳的含量来衡量。
4、如何对全球变化进行检测与研究
对全球变化进行检测与研究可以从以下三个方面进行:
(1)全球变化的重建,以残存的过去全球变化的产物为依据,反推形成产物的环境状态,进一步推测其成因机制;
(2)全球变化的动态监测,利用各种观测手段,对正在进行的全球变化过程进行实时跟踪观测,从中找出变化的规律;
(3)全球变化的模拟,从全球变化的过程与成因机制出发,根据对全球变化过程的认识,建立数学模式,利用模式从已知的环境过程出发,演绎可能的环境状态及其
产物。
另外过去全球变化研究的存在重要的意义:
第一,重建全球变化历史,了解演变过程、时空、分布形式、变化的区域差异等方面的规律;
第二,通过过去发生过的全球变化现象,探讨和认识全球变化的成因计制;
第三,利用重建的结果验证模式的可靠性或为模式的建立提供参数;
第四,由历史演变规律推测未来环境或为预测未来环境提供历史相似型。
5、如何应对全球变化,有什么建议和想法
研究全球环境现状、各组成部分的相互作用和全球变化规律,有利于提高人类预测未来气候和环境变化的水平和适应能力,合理开发和利用自然资源,实现农、林、牧、幅、渔业生产的合理布局,预防和治理水、土壤和大气污染,制定全球环境问题重大决策,防止地球环境恶化,保护和改善人类的生存环境。
数字地球的形成将极大地促进全球变化的研究。
它可为全球变化研究提供分辨率更高和更快捷的信息获取方法,对于特和适应全球变化都有非常重大的作用。
数字地球这
种多分辨率、三维表达的地球,能使大量的地球空间数据于一体,获取有关地表覆盖、动植物很不状况及其变化、道路、人口等信息。
研究全球变化规律,与要对全球变化进行长期、持续的同步观测,获取资料。
数字地球所具备的信息获取、处理和应用能力,正好为全球变化研究提供高分辨率的地表物质和能量时空变化动态的信息,同时全球变化研究也就成为数字地球应用的宇哥重要方面。
第一、履行各自责任是核心。
共同但有区别的责任原则凝聚了国际社会共识。
坚持这一原则,对确保国际社会应对气候变化在正确轨道上前行至关重要。
发达国家和发展
中国家都应该积极采取行动应对气候变化。
根据《联合国气候变化框架公约》及其
《京都议定书》的要求,积极落实“巴厘路线图“谈判。
并为发展中国家应对气候
变化提供支持。
发展中国家应该根据本国国情,在发达国家资金和技术转让支持下,努力适应气候变化,尽可能减缓温室气体排放。
第二、实现互利共赢是目标。
气候变化没有国界,任何国家都不可能独善其身。
应对这一挑战,需要国际社会同舟共济、齐心协力。
支持发展中国家应对气候变化,即使发
达国家应尽的责任,也符合发达国家长远利益。
我们应树立帮助别人就是帮助自己
的观念,努力实现发达国家和发展中国家双赢,实现各国利益和全人类利益双赢。
第三、促进共同发展是基础。
发展中国家应该统筹协调经济增长、社会发展、环境保护,增强可持续发展能力,摆脱先污染、后治理的老路。
同时,不能要求发展中国家承
担超越发展阶段、应付责任、实际能力的义务。
从上期看,没有各国的共同发展,
特别是没有发展中国家发展,应对气候变化就没有广泛而坚实的基础。
第四、确保资金技术是关键。
发达国家应该承担起责任,向发展中国家提供新的额外的充足的可预期的资金支持。
这是对人类未来的共同投资。
气候友好技术应该更好服务
于全人类共同利益。
应该建立政府主导、企业参与、市场运作的良性互动机制,让
发展中国家用得上气候友好技术。
6、什么是人口,人口增长的影响有哪些
人口是一个内容复杂、综合多种社会关系的社会实体,具有性别和年龄及自然构成,多种社会构成和社会关系、经济构成和经济关系。
人口的出生、死亡、婚配,处于家庭关系、民族关系、经济关系、政治关系及社会关系之中,一切社会活动、社会关系、社会现象和社会问题都同人口发展过程相关。
人口增长的影响体现在以下方面:
1.粮食生产
从1950年到1984年,世界粮食产量的增幅远远超过了人口的增长速度,但此后粮食产量的增长一直落后于人口的增长速度。
根据美国农业部的统计,人均粮食产量下降了7%(每年下降0.5%)。
1984年以来世界粮食产量增长减缓,其原因是缺少新垦土地和减少了灌溉和用肥的投入增长量,所以土地回报率下降。
2.耕地
从本世纪中叶以来,产粮面积??通常作为耕地的代名词??增加了19%,而世界人口却增长了132%。
人口增长使耕地退化、产量减少,乃至挪作他用。
随着人均粮食面积的缩减,越来越多的国家承受着失去粮食自给自足能力的危险。
2.淡水
不断扩延的缺水或许是当代世界最被看轻的资源问题。
但凡是人口还在增长的地区,人均淡水供给量都在减少。
河流干枯和地下水位下降,被视作水资源紧缺的证据,如尼罗河、黄河和科罗拉多河几乎无水人海。
目前,包括主要产粮区的世界各大洲地下水位正在下降,美国南部的大平原、中国华北平原和印度的大部分地区,地下蓄水层正日益枯竭。
4.海洋捕捞
1950年以来:人类对海味的摄入量增长了5倍,使大部分渔业资源的捕捞量已达到或超出其可承受的极限。
海洋生物学家认为全球各海洋水域不能承受大大高于9300万吨的年捕捞量。
5.肉类产品
在一些传统低工资人群中,当人们的收入开始增加时首先使其饮食多样化,这要消费更多的家畜产品。
6.自然保护区
在人口快速增长已超过当地自然资源承载能力的国家,受保护的区域变得特别脆弱。
虽然在工业化国家,保护区与野营、郊游和乡间野餐是同义语,但在亚洲、非洲和拉丁美洲大多数的国家公园、森林和保护区,已为当地人栖居或被用于自然资源。
7.森林
相对于人类历史的大部分时期,全球森林面积减少是随人口的增长而推进的。
但是,20世纪世界森林减少就要占75%左右。
8.生物多样性
在人类现代生活中,物种以100~1000倍的自然速率消失,这是从6500万年前白垩纪末期恐龙绝迹以来,动植物最大量灭绝的时期。
物种灭绝的根本原因是人口密度增大导致了动植物生存自然环境的恶化。
9.气候变化
在过去的半个世纪中,来自矿物燃料燃烧的碳排放增加速度几乎是人口增长速度的两倍,使大气层主要温室气体二氧化碳的浓度比前工业时期提高了30%。
10.能源
在过去的50年里,全球能源需求的增长速度是人口增长速度的两倍。
到2050年,发展中国家因人口的增加和生活的富裕,其能源消耗将会更多。
11.废弃物
因为在未来半个世纪中世界新增人口将达到34亿,所以废料排放对区域和全球环境的影响很可能更为严重,而在近??中期内提供可资利用卫生环境的希望也十分渺茫。
12.就业
1950年以来,世界劳动力人口增长了1倍多??从12亿增至27亿??超过创设就业机会的增长速度。
在未来人口的增长提高了对劳动力的需求(通过经济活动和商品需求),同时必将明显促进劳动力供给。
当人口增长使劳动力供需失衡时,工资超减。
而
工作量不会因剩余劳动力环境迅速改善,因为就业者将被迫延长劳动时间,但各种津贴会减少,而且降低对作业活动的控制能力
13.收入
在人口减少最快的发展中国家和地区,收入增长最快,包括南朝鲜、台湾、中国、印度尼西亚和马来西亚。
大多忽视计划生育的非洲国家,已被大量真正需要受教育和就业的青年人问题所困扰。
14.住房
人口增长超过住房供给的最终结果是部分人的无家可归。
据联合国估计,世界人口至少有1亿??大约相当于墨西哥的人口一一无家可归。
如果把擅自占住者和其它不安全或临时住所者包括在内,其总数量最高达10亿人口。
15.教育
在童龄人口比例不断增大的国家,对教育组织基本的压力将十分沉重。
世界10个人口增长最快的国家大部分在非洲和中东,在未来50年中其童龄人口将平均增长93%。
整个非洲到2040年其学龄人口将增长75%。
16.城市
现代城市正以较快的速度发展:伦敦在过去的130年间居民人口从100万增长到800万,而墨西哥城实现这一跃变只不过用30年。
总之,世界城市人口正以每周l00万的速度增长,城市人口增长,包括城市人口的自然增长、农村人口迁移和村镇扩展为城市或被现有城市的扩展所吸收。