冻土退化对生态环境的影响

气候作为人类赖以生存的自然环境的一个重要组成部分，它的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济系统产生影响。气候变化的影响将是全方位的、多尺度的和多层次的，既包括正面影响，同时也包括负面效应。但目前它的负面影响更受关注，因为不利影响可能会危及人类社会未来的生存与发展。研究表明，气候变化会给人类带来难以估量的损失，适应气候变化会花费不小的代价。气候变化对自然生态系统已造成并将继续产生明显影响观测表明，气候变暖对许多地区的自然生态系统已经产生了影响，如海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河（湖）封冻期缩短、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向南、北极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物开花期提前，等等。自然生态系统由于适应能力有限，容易受到严重的、甚至不可恢复的破坏。正面临这种危险的系统包括：冰川、珊瑚礁岛、红树林、热带林、极地和高山生态系统、草原湿地、残余天然草地和海岸带生态系统等。随着气候变化频率和幅度的增加，遭受破坏的自然生态系统在数目上会有所增加，其地理范围也将增加。自然生态系统按其生长环境可分成陆生与水生两大类生态系统。前者又可按其植被类型分成森林、草原、荒漠等生态系统，也可按地形划分高山、盆地、海岸带等生态系统。后者可分成海洋和淡水两类生态系统，其中淡水又分静水（湖泊、池塘、水库、湿地与河口湾）生态系统与流水（江、河、溪流）生态系统。下面选取冰川、湖泊、江河、海岸带、植被（森林、草原）和农业等对气候变化较为敏感的生态系统为例，介绍气候变暖对自然生态系统影响的观测事实和未来可能的演变趋势。自然植被的地理分布与物种组成可能发生明显变化气候是决定生物群落分布的主要因素，生物群落的分布型与年平均气温和年降水量有很好的对应关系。自然植被分布的变化Z能体现气候变化的影响。距今6000年前左右的全新世大暖期的鼎盛阶段，我国植被带明显偏北。现今西北地区的草原与荒漠区，在全新世曾是广阔的温带森林和森林草原，各种草原动物也非常丰富。但随着气温的波动式下降，同时受第四纪冰期气候波动和青藏高原及其周边山地隆升的影响，我国自然环境出现了明显的区域差异，生物多样性也随之发生了显著变化。气候变化对生物多样性的影响，取决于气候变化后物种相互作用的变化，以及物种迁移后与环境之间的适应性平衡。在移动过程中，生态系统并不是作为一个一个单元整体迁移的，它将产生一个新的生态结构系统，生物物种构成及其优势物种都将会变化。这种变化的结果可能会滞后于气候变化几年、几十年，甚至几百年。植被模拟研究显示，气候变化时，某些物种由于不能适应新环境而濒临灭绝的危险，也可能出现新的物种体系。变暖将对我国植被的水平及垂直分布、面积、结构及生产力等产生很大影响。气候变化将改变植被的组成、结构及生物量，使森林分布格局发生变化，生物多样性减少等等。冰川、冻土和积雪可能减少高山生态系统对气候变化非常敏感，冰川将随着气候变化而改变其规模。由于变暖，一些冰川出现了减少和退缩现象。如非洲乞里马扎罗山的冰川面积在1912～2000年间减少了81%。1889年它完全由冰雪围绕，今天只剩下15%由冰雪围绕，且主要由季节性冰雪覆盖。我国乌鲁木齐河源1号冰川，自小冰期后期以来，一直处于后退状态。1962年至1980年，冰川退缩了80米；1980年至1992年，冰川又退缩了60米。据1959年开始观测以来所积累的资料，该冰川的物质平衡亏损20世纪60年代平均为-53毫米/年，20世纪80年代增到-346毫米/年，1990～1991年间更增至-706毫米/年。1959～1986年累积负平衡达6130000立方米，相当于冰川减薄3.25米。在乌鲁木齐河流域，1964年航测地形图上共量算到的冰川面积为48.2平方公里，1992年再次航测冰川面积已减至40.9平方公里，损失了15.1%。据资料推算，我国西北各山系冰川面积自“小冰期”以来减少了24.7％，达7000平方公里左右。随着进一步增暖，山地冰川将继续后退萎缩。根据小冰期以来冰川退缩的规律和未来夏季气温和降水量变化的预测，估计到2050年我国西部冰川面积将减少27.2%，折合冰量约16184km3。其中，海洋性冰川减少Z显著，为52.5%，6925km3；亚极地型冰川次之，为24.4%，6631km3；极地型冰川Z少，为13.8%，2629km3。三类冰川的冰川物质平衡每年亏损值分别高达-1318毫米、-900毫米和-623毫米，冰川平衡线高度将分别上升238米、168米和138米。未来50年西部地区冰川融水总量将处于增加状态，天山北麓与河西走廊Z大融水径流预计出现在21世纪初期，其年增长量为几百万到千万立方米不等；柴达木及青藏高原的内陆河流域冰川融水高峰预计出现在2030～2050年，年增长约20%～30%；塔里木盆地周围高山冰川2050年前径流增加量可达25%左右。随着进一步增暖，冻土面积继续缩小。未来50年，青藏高原多年冻土空间分布格局将发生较大变化，80%～90%的岛状冻土发生退化，季节融化深度增加，形成融化夹层和深埋藏冻土；表层冻土面积减少10%～15%，冻土下界抬升150～250m，亚稳定及稳定冻土温度将升高0.5～0.7℃。随着进一步增暖，高山季节性积雪持续时间将缩短，春季大范围积雪提前消失，积雪量将较大幅度减少，积雪年际变率显著增大。到2050年，冬季气温将升高1℃～2℃，随着降雪量缓慢增加，青藏高原和新疆、内蒙古稳定积雪区积雪深度将分别以2.3%和0.2%的速度缓慢增加。同时，雪深年振幅将显著增大，大雪年和枯雪年的出现更为频繁。到2100年大范围积雪将可能于3月份提前消失，春旱加剧，融雪对河川径流的调节作用将大大减小。气候变化可能是导致湖泊水位下降和面积萎缩的主要因素之一湖泊作为降水和有效降水的历史和现代记录，更能反映气候变化的空间变化和区域特征。以我国青海湖为例，气候变化可能是导致其水位下降和湖面积萎缩的因素之一。青海湖水位在15～19世纪近500年间尽管存在较大的升降波动，但出现明显的直线式下降趋势却是在近百年，特别是20世纪20年代以来，仅在1908～1986年间就下降了约11米，湖面缩小了676平方公里。有实测记录以来，1957～1986年间下降了2～3米，湖面缩小了264平方仅公里。另外，我国西北各大湖泊，除天山西段赛里木湖外，水量平衡均处于入不敷出的负平衡状态，自20世纪50年代以来，湖泊均向萎缩方向发展，有的甚至干涸消亡。20世纪50年代至80年代我国西北主要湖泊面积变化。有关研究表明，在未来气候增暖而河川径流量变化不大的情况下，平原湖泊由于水体蒸发加剧，入湖河流的来水量不可能增长，将会加快萎缩、含盐量增长，并逐渐转化为盐湖，对湖泊水资源的开发利用不利；高山、高原湖泊中，少数依赖冰川融水补给的小湖（如帕米尔高原的一些湖泊），可能先因冰川融水增加而扩大，后因冰川缩小后融水减少而缩小；地处山间盆地以降水、河川径流或降水与冰川融水混合补给的大湖，其变化趋势受人注目，如青海湖长期处于较大的负平衡状况，湖水位呈下降趋势。如未来温度继续升高，湖区水面蒸发和陆面蒸散均会有所增加，若多年平均降水量仅增加10％，仍不足以YZ湖面的继续萎缩，仅趋势减缓，如降水增加20％或，湖泊来水量会增加，湖泊会扩大，水面上升，湖水淡化，有利于湖泊渔业和湖周地区生态与环境的改善。这样的机遇有可能在下世纪某个时间出现。海平面升高将影响海岸带和海洋生态系统1900年以来，变暖引起的海平面上升了10～20厘米。这将会严重影响珊瑚礁、珊瑚岛、礁岛、盐沼以及红树林等海岸带生态系统和海洋生物资源，进而影响海岸带环境和经济。沿海主要验潮站的实测资料显示，我国海平面近50年呈明显上升趋势，上升的平均速率为每年2.6毫米，近几年上升速率加快。据专家预测，我国未来海平面还将继续上升。这将使许多海岸区遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴影响的程度和严重性加大，这将会引起海岸滩涂湿地、红树林和珊湖礁等生态群丧失，海岸侵蚀，海水入侵沿海地下淡水层，沿海土地盐渍化等，从而造成海岸、河口、海湾自然生态环境的失衡，给海岸带生态环境系统带来灾难。同时，也将对社会经济产生严重的影响，因为我国海岸线漫长，沿海低洼地区约占整个海岸线地区的30%。约有70%以上的大城市，一半以上的人口和近60%的国民经济，集中在低高程的东部经济带和沿海地区。一些极端天气气候事件可能增加目前对气候变暖后极端天气气候事件可能出现的变化了解甚少。现有的研究指出，与变暖关系密切的一些极端事件，如厄尔尼诺、干旱、洪水、热浪、雪崩和风暴、沙尘暴、森林火灾等，其发生频率和强度可能会增加。由这些极端事件引起的后果也会加剧。如干旱发生频率和强度的增加，将加重草地土壤侵蚀，因而将增大荒漠化或沙漠化的趋势。综上所述，变暖可能对自然生态系统造成的影响是全方位、多层次的，许多是不利的，甚至是不可逆的。气候变化对国民经济的影响可能以负面为主气候作为一种重要的自然资源，同时作为自然环境的重要组成部分，从二个不同的方面在社会经济系统中发挥作用。气候变化会程度不同的影响到和各地区社会经济的方方面面，如主要农作物及畜牧业的生产、主要江河流域的水资源供需、沿海经济开发区的发展、人类居住环境与人类健康以及能源需求等。人类社会系统对气候变化的敏感性和脆弱性，随其地理位置、时间、社会经济发展水平和环境条件而变化。农业可能是对气候变化反应Z为敏感的部门之一。我国农业生产将面临产量波动增大、布局与结构调整、成本与投资增加等问题农业可能是对气候变化反应Z为敏感的部门之一。气候是农业生产的重要环境，更是不可缺少的主要物质资源之一。气候变化也对种植业、畜牧业和水产业的生产环境、布局和结构产生影响。试验研究表明，气候变化对作物产量的影响取决于诸多因素。这些因素包括：作物品种及培育、土壤性质、病虫害、二氧化碳对植物的直接影响，以及气温、二氧化碳浓度和作物适应能力等因子之间彼此的相互作用。现有关于不同气候变化情景下未来（2020年，2050年和2080年）三大作物（小麦，玉米和水稻）产量变化的研究结果表明，大部分发展ZG家的作物产量将减少，北半球发达国家的产量将增加。由于气候变化影响存在的这种区域差异性，发展ZG家所面临的问题将更为严峻。以亚洲为例，目前亚洲地区谷物进口量随着人口的增加，已从1961年的2000多万吨，增长到1998年的8000多万吨。在未来气候变化情景下，亚洲粮食供应与需求将面临更大的压力。我国是农业大国，气候变化将使我国未来农业生产面临以下三个突出问题：★农业生产的不稳定性增加，产量波动大气候变化对我国作物生产和产量的影响，在一些地区是正效应，在另一些地区是负效应。对产量的影响可能主要来自于极端气候事件频率的变化，而不是平均气候状况的变化。研究表明：气候变暖后，灌溉和雨养春小麦的产量将分别减少17.7%和31.4%。气候变暖后，不考虑水分的影响，早稻、晚稻、单季稻均呈现出不同幅度的减产，其中早稻减产幅度较小（-3.7%），晚稻和单季稻减产幅度较大（-10.5%）。气候变暖后，我国玉米总产量平均减产3%～6%，其中春玉米平均减产2%～7%，夏玉米减产5%～7%；灌溉玉米减产2%～6%，无灌溉玉米减产7%左右。总之，大气中二氧化碳浓度倍增时，温度升高、作物发育速度加快和生育期缩短是作物产量下降的主要原因。据估算，到2030年，我国种植业产量在总体上因变暖可能会减少5%～10%左右，其中小麦、水稻和玉米三大作物均以减产为主。但气候变暖对不同地区和不同种类作物的产量影响不同，我国水稻、小麦以及玉米品种多，品种间差异也很大，因此要有意识地调整农业种植制度、选育抗逆性强的品种和选择适当的生产措施等，使之适应气候变化。如果能够对不利影响及时采取应对措施的话，未来30～50年（2020～2050年）的气候变化还不会对乃至ZG的粮食安全、重要基础设施和自然资源产生重大影响。★农业生产布局和结构将出现变动气候变化对我国农业影响的研究表明，年平均温度增加1°C时，大于10°C积温的持续日数全国平均可延长15天左右，冬小麦的安全种植北界将由目前的长城一线北移到沈阳—张家口—包头—乌鲁木齐一线。气候变暖还将使我国作物种植制度发生较大的变化。据计算，到2050年，气候变暖将使三熟制的北界北移500千米之多，从长江流域移至黄河流域；而两熟制地区将北移至目前一熟制地区的中部，一熟制地区的面积将减少23.1%。气候变暖后，我国主要作物品种的布局也将发生变化。华北目前推广的冬小麦品种(强冬性)，因冬季无法经历足够的寒冷期而不能满足春化作用对低温的要求，将不得不被其它类型的冬小麦品种(如半冬性)所取代。比较耐高温的水稻品种将在南方占主导地位，而且还将逐渐向北方稻区发展。东北地区玉米的早熟品种逐渐被中、晚熟品种取代。气候变暖后，蒸发相应加大，如果降水量不明显增加，将会使我国农牧交错带南扩，东北与内蒙古相接地区农牧交错带的界限将南移70公里左右，华北北部农牧交错带的界限将南移150公里左右，西北部农牧交错带界线将南移20公里左右。农牧过渡带的南移虽然可增加草原的面积，但由于农牧过渡带是潜在的沙漠化地区，新的过渡带地区如不加保护，也有可能变成沙漠化地区。★农业生产条件改变，农业成本和投资大幅度增加气候变暖后，土壤有机质的微生物分解将加快，造成地力下降。在高二氧化碳浓度下，虽然光合作用的增强能够促进根生物量增加，在一定程度上补偿了土壤有机质的减少，但土壤一旦受旱，根生物量的积累和分解都将受到限制。这意味着需要施用的肥料以满足作物的需要，施肥量的增加意味着投入的增加。气候变暖后，农药的施用量将增大。随着气候变暖，作物生长季延长，昆虫在春、夏、秋三季繁衍的代数将增加，而冬温较高也有利于幼虫安全越冬。温度高还为各种杂草的生长提供了优越的条件。因此，气候变暖可能会加剧病虫害的流行和杂草蔓延。另外，气候变暖后各种病虫出现的范围也可能扩大向高纬地区延伸，目前局限在热带的病原和寄生组织将会蔓延到亚热带甚至温带地区。所有这些都意味着，气候变暖后可能不得不增加施用农药和除草剂，而这将增大农业生产成本。气候变暖将导致地表径流、旱涝灾害频率和一些地区的水质等发生变化，特别是水资源供需矛盾将更为突出水资源对变暖的响应问题，是事关人类生存与发展的大问题。变暖会影响整个水循环过程，可能使蒸发加大，可能改变区域降水量和降水分布格局，增加降水极端异常事件的发生，导致洪涝、干旱灾害的频次和强度增加，以及使地表径流发生变化。主要表现在以下方面：★地表径流将发生变化对于变暖后地表径流的变化，现在比较一致的预测是：到2050年，年平均径流变化将表现为高纬和东南亚地区径流增加，中亚、地中海地区、南非、澳大利亚减少的趋势。对我国而言，七大流域天然年径流量整体上呈减少趋势。其中，长江及其以南地区年径流量变幅较少；淮河及其以北地区变幅Z大，以辽河流域增幅Z大，黄河上游次之，松花江Z小。变暖后，我国各流域年平均蒸发将增大，其中黄河及内陆河地区的蒸发量将可能增大15％左右。★水资源的供需状况将出现变化随着径流减少，蒸发增大，变暖将加剧水资源的不稳定性与供需矛盾。尽管由气候变化引起的缺水量小于人口增长及经济发展引起的缺水量，但在干旱年份气候变化引起的缺水量将大大加剧我国华北、西北等地区的缺水形势，并对这些地区的社会经济发展产生严重的影响，变暖对农业灌溉用水的影响远远大于对工业用水和生活用水的影响，尤其是在降水减少和蒸发增加的地区。预计，2010～2030年西部地区缺水量约为200亿立方米，2050年将缺水100亿立方米。而且西部地区由于缺乏供水工程等水利设施，水资源系统对气候变化的脆弱性较大。★旱涝灾害出现的频率等将发生变化变暖可能增强水文循环，使平均降水量趋于增加，但降水变率可能随着平均降水量的增加而发生变化，蒸发量也会因平均温度增加而增大，这可能意味着未来旱涝等灾害的出现频率会增加。★一些地区的水质将出现变化。变暖后，一些地区由于蒸发量加大，河水流量趋于减少，可能会加重河流原有的污染程度，特别是在枯水季节。同时，河水温度的上升，也会促进河流里污染物沉积、废弃物分解，进而使水质下降。当然，年平均流量明显增加的河流，水质可能会有所好转。对气候变化敏感的传染性疾病传播范围可能增加，危害人类健康众所周知，许多通过昆虫、食物和水传播的传染性疾病，如疟疾等，对气候变化非常敏感。变暖后，疟疾和登革热的传播范围将增加，这两种通过昆虫传播的疾病将殃及世界人口的40%～50%。而且，气候变化可通过各种渠道对发病产生影响，危害人类健康，其中包括对人体直接影响，对病毒、细菌、寄生虫、敏感原的影响，对各种传染媒介和宿主的影响，对人的精神、人体免疫力和疾病抵抗力的影响，等等。人们因气候变化而产生不适应的感觉，也会助长某些疾病的蔓延，使病情加重，甚至导致亡。据研究，气温变化与亡率有密切关系，在美国、德国等国的城市，当有热浪袭击时总体亡率呈上升趋势。变暖后，高温热浪将随之增加，这将引起与热有关的疾病和亡增加。变暖对人类健康造成的不利影响对贫穷地区的人口将是Z大的。气候变化将影响人类居住环境大量研究表明，气候变化将从下述三个方面对人居环境产生影响，一是气候变化后，资源生产、商品及服务市场的需求产生了变化，使支持居住的经济条件受到了影响；二是气候变化对能源输送系统、建筑物、城市设施以及工农业、旅游业、建筑业等特定产业的一些直接影响，转而对人居环境产生了影响；三是气候变化后，因极端天气事件增加以及对人体健康的影响，使得居住人口迁移。人类居住尤其是河边和海岸带居民受气候变化Z普遍、Z直接的威胁是洪涝和滑坡。人类居住目前正遭遇包括水和能源短缺、垃圾处理和交通等环境问题，这些问题可能因高温、多雨而加剧。低海拔海岸区的城镇化快速发展，正在迅速地增加那里的人口居住密度，使得人为财富（城市）处于海岸气候极端事件的威胁之中。面临气候变化时，居民收入大部分来源于受气候支配的初级资源产业，如农业、林业和渔业的经济单一居住区，比经济多样化的居住区更脆弱。尽管目前关于气候变化对社会经济系统的影响研究只是初步的结论，但气候变化会对各地区的自然生态系统和社会经济系统产生多方面的影响，将直接影响经济的发展和社会的进步，这一点是确定的。气候变化可能带来许多不利的影响，如：大部分热带、亚热带区和多数中纬度地区普遍存在作物减产的可能；对许多缺水地区的居民来说，水的有效利用降低，特别是亚热带区；同时，受到传染性疾病影响的人口数量增加，热亡人数也将增加；另外，大暴雨事件和海平面升高引起的洪涝，将危及许多低洼和沿海居住区；由于夏季高温而导致用于降温的能源消耗增加。气候变化也可能带来有利的影响，如：温度升高使中纬度的一些地区存在着作物增产的可能；木材供应可能会增加；对某些缺水地区（如南亚部分地区）的居民来讲，可用水量可能增加；中高纬度地区居民因冬季寒冷的亡率降低；由于出现暖冬，取暖所需能源减少。追问：这么多有用吗？回答：有啊追问：那我看的头都大了，还要自己删选了

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