环境生物学--第七章.docx

环境生物学--第七章.docx第七章全球变化对生物的影响第一节全球变化及其研究进展一、 全球气候变化二、 全球污染扩散及其效应三、 全球变化研究的重要科学问题第二节温室效应及其对生物的影响一、 温室效应的概念二、 温室效应的机理三、 温室效应的环境效应四、 温室效应对生物的影响第三节臭氧层衰减及其对牛物的影响一、 臭氧层变化的趋势二、 臭氧层变薄与地表紫外辐射增强三、 紫外辐射增强对生物的影响第四节酸雨及其对生物的影响一、 酸雨的概念二、 酸雨对生物的影响笫五节生物对氏期污染适应与进化一、 生物对长期污染适应二、 污染条件下生物的分化与微进化三、 生物对污染适应的代价四、污染条件下生物的分化与进化趋势第七章全球变化对生物的影响地球已经进人“人类全球王国时代”。当今这个星球上,一切过程都是口然过程和人类过程双向互动、不断强化的结果,人类已经成为彩响全球生态环境最重要的“生物”力量。因此,很多科学家都认为,人类活动与太阳、地核一并成为能引发地球系统变化的驱动力一一第三驱动因索。人类活动长期积累的后果最集屮体现在全球变化上。所谓全球变化(globaldmge)就是指在由大气圈、水圈、生物圈和岩石圈组成的地球环境系统发生了异常变化,对人类和生物的生存产生不良影响的环境变迁。全球变化的主要表征是大量人类生存的自然环境要素出现了异常变化,而且这种变化由开始局部的变化发展成为全球性的环境异常。如温室气体的增多使全球气候变暖,森林锐减引起物种多样性丧失、水土流失和土地过度利用导致土地退化和水资源短缺,并月•由于某一要素的变化,导致其他相关要素的变化,进而使全球尺度的环境恶化。第一节全球变化及其研究进展“全球变化”在20世纪70年代提出,首先为社会和人类学家广泛宣传,到80年代自然科学家应用和拓展了这一概念。近20年来一直成为国际科学界广泛关注的科学问题,并发起了一系列超级科学研究计划。全球变化研究,集成了生命科学、地球科学、环境科学的高度综合和融合,成为当前和今后相当长的时间内自然科学屮一个最活跃的前沿领域。中国作为一个发展中国家,社会经济的发展受口然力影响和控制程度较大,而且随着工业化、城市化、人口壇加及其生存和发展的需要,对自然的影响力不断加强,对全球变化的影响以及受全球变化的影响将不断得到强化和发展。如何在反映全球变化效应比较突出的敏感地区集中力量开展研究,提高我国对全球变化的认知水平和预警能力,是生态学、环境生物学发展的重要切人点。全球变化包括两个相互联系、但各自互有侧重的方面:全球气候变化及其效应和全球污染扩散及其效应。一、全球气候变化全球气候变化主要强调人类活动对气候的影响及其效应。在近20多年的研究屮,范围最广、影响最大而引起人们广泛关注的首推温室效应的证据、成因和动态研究,它主要包括全球气候变化与大气成分的变化关系研究,土地利用和土地覆被变化的全球效应研究;全球变化对植物生产能力的影响研究,生物入侵与全球变化关联分析,海洋生态系统与陆地生态系统的互动研究,气候变化的对策研究等。过去10多年来,全球气候变化研究领域取得了重要成果。如全球变化的国家评估,全球温度记录分析,厄尔尼诺等异常气候现象分析,碳汇研究,海洋分析,全球环境变化的信息服务等。在2001年于瑞士日内瓦召开的政府间气候变化专门委员会上,汇总了近期研究的最新研究成果:近期的区域气候变化特别是温度升高已经对生物物理系统产生了影响,人类社会系统受到了近期频繁发生的旱涝影响(如农业和粮食保障),人类社会系统对气候变化极为墩感(尤其是耕地和淡水),其中很多方面比较脆弱(如人群健康、人居环境、工业发展);自然系统在气候变化条件下极其脆弱(如野生生物分布和丰富度),有的将遭受不可恢复的破坏。全球变化的主要因素及其相关因素见图7—1。二、全球污染扩散及其效应该领域主耍强调污染物的扩散及其对生物的毒害效应。该方而的研究远没有全球气候变化研究深入和全面,开展的时间也较晚。过去主要集中在臭氧层变薄及其短渡紫外辐射(UV—B)的生物学效应,直到1993年,出美国Lawrence国家宴验室的SusanAnderson和橡树岭国家实验室的LeeShugart等学者,大力呼吁学术界对全球污染物的扩散及其对牛物氏期影响的关注。1995年联合国环境署在组织全球牛物多样性评估计划屮,首次站在污染全球化对生物圈安全影响的高度,把全球性的环境污染条件下,尤其是在众多痕量化学污染物共同作用卜•生物的适应丽途和未來命运纳入工作框架,井把全球性扩散的污染物对生物多样性丧失的“贡献”问题提升到基础研究的战略前沿。当前,从不同的学科领域、运用各类研究手段研究环境污染的全球生态及生物学效应成为全球变化研究的重要热点之一,全球环境监测系统(GEMS)、国际生态学长期研究计划(ILTER)等重大国际监测研究网络也把污染的进化生物学效应纳入研究范畴,一