气候变化对生物的影响范文

导语：如何才能写好一篇气候变化对生物的影响，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：气候；生态系统；生物多样性

自18世纪60年代的第一次产业革命以来，人类的生产生活发生了翻天覆地的变化。但人们为了更好的生存以及寻求更好的生活环境，不断向大自然争取生存空间、获取生存资源，大气环境已经发生了变迁。人类对大自然的影响不再只是局限于地表，而是扩张至大气，将影响逐渐布及全球，大幅提高了全球暖化的可能性。数据显示，大气中的CO2浓度已由产业革命前的280μmol・mol-1，增加到20世纪 90年代初的350μmol・mol-1，地球表面年均温也随之上升0.6℃。而由于大气的变化，也同样影响到生态系统的平衡与发展，生态系统内各种生物的生活环境遭到破坏，进而对生物多样性的稳定遭到破坏。因此，探讨气候变化对陆地生态系统中生物多样性的影响及其内在机理具有的理论和现实意义，就显得尤为重要。本文着手于气候变化对陆地生态系统中生物多样性的影响等研究成果进行归纳、综述。

1.研究背景与进展

能引起气候变化的因素非常多，比如石油燃料的燃烧、汽车尾气的排放等，其中均含有能污染大气改变气候的物质。迄今为止大家较为熟知的是大气中的二氧化碳，当二氧化碳含量增高时，会引发温室效应，导致各项气候问题的出现。近年来，由于气候变化直接或间接引发的全球、区域环境问题已经引起了国际社会的广泛关注。大量证据表明，由于大气中CO2等温室气体含量的增加，全球的平均温度从1900年开始已经增加了0.8℃。且气候变化越恶劣，物种灭绝的风险就越大。中国幅员辽阔、气候条件较为复杂、生态环境较为脆弱，极易遭受气候变化所引起的不利影响，因此清楚认识气候变化对生物多样性所产生的影响，有利于保护生态环境、保护生物的多样性。

2.气候与陆地生态系统中生物多样性的变化关系

2.1气候变化对森林生态系统中生物多样性的影响

森林生态系统是陆地生态系统的主体，它具有很高的生物生产力和生物量以及丰富的生物多样性，对维持生物圈的稳定，维护全球生态系统的功能平稳发展具有举足轻重的作用。而森林生态系统与气候变化之间也存在着紧密的联系，气候的变化将在某种程度上对森林生态系统产生一定的影响，特别是影响生物多样性的变化。随着气候的变化可以发现，气候不仅影响着森林的分布还影响着森林生态系统中生物多样性的发展。有研究表明，北半球一些森林林线有明显向更高海拔的区域迁移的趋势。另外森林生态系统是众多物种赖以生存和发展的基本环境，当气候变化超过了物种的迁移能力时，这些物种则无法抵御气候变化所带来的恶劣影响，使其生命遭到威胁，甚至出现灭绝的可能性。据预测，气候变化可能导致43%的物种消失，即大概5.6万种地方植物和3700种地方脊椎动物将会灭绝。

2.2气候变化对草原生态系统中生物多样性的影响

草原生态系统是草原地区生物和草原地区非生物环境构成的，典型草原是温带内陆半干旱气候条件下形成的草原类型，其植物主要为旱生和广旱生多年生丛生禾草，中国的典型草原主要分布于北纬35°―55°之间。据调查，每年因春旱严重导致草原植物返青率平均下降10%一20%；乐馗珊凳沟猛寥浪分蒸发量大于降水量，盐随水分蒸发被带到地表，使大量盐分积聚于地表，进一步加剧了草原的退化。且当干旱发生时，草原土壤的蒸发量将远大于降水补给量，植被的生长也会受到严重的限制。

2.3气候变化对湿地生态系统中生物多样性的影响

湿地生态系统属于水域生态系统。主要包括：沼泽、湖泊、河滩、海岸滩涂、盐沼及稻田等。其生物群落由水生和陆生种类组成，物质循环、能量流动和物种迁移与演变活跃，具有较高的生态多样性和物种多样性。气候变暖会使湿地分布面积缩小，大片的芦苇、苔草湿地退化为碱蓬地甚至盐碱光板地。使大量生存在湿地中的物种受到严重的影响，尤其是水生生物，由于水比列的下降使其生存空间受限，同时水中的含盐量增高，影响淡水生物的存活。除了水生生物，气候变化还会引起其他生物群落的变化，甚至有的种群可能会逐渐消失，严重危害湿地中生物的多样性分布。

3.展望

通过上述总结可以看出，气候的变化对陆地生态系统中生物多样性已经产生了很大的影响。陆地生态系统作为人类赖以生存和发展的环境主体，必须得到及时的改善与防护，其中保护生物多样性，维持其稳定发展是基础。对于生物多样性已经遭到破化的生态系统要实施生态保护和修复工程，通过适应性调整，减轻生态系统的脆弱性，降低损失。但对于生物多样性的保护，还需要从根源的环境保护做起，建立应对预案。在未来的几年中，我们仍然将重视气候变化，改善生态环境，保护生物多样性。积极与广大人民群众配合，合力改善现有状况。让大家清晰地认识气候变化背后的严重性，自觉从身边小事做起，保护环境，倡导绿色，旨在建立一个良好的气候环境，创建一个稳定的生态环境。

参考文献：

[1]颜廷武， 尤文忠. 森林生态系统应对气候变化响应研究综述[J]. 环境保护与循环经济， 2010， 30（12）：70-73.

[2]赵慧颖. 气候变化对典型草原区牧草气候生产潜力的影响[J]. 中国农业气象， 2007， 28（3）：281-284.

[3]牛建明. 气候变化对内蒙古草原分布和生产力影响的预测研究[J]. 草地学报， 2001， 9（4）：277-282.

[4]於P， 许红梅， 尹红，等. 气候变化对陆地生态系统和海岸带地区的影响解读[J]. 气候变化研究进展， 2014， 10（3）：179-184.

[5]王春磊， 晁晖， 孙迪. 气候变化对中国草地生态系统的影响[J]. 河北联合大学学报（自然科学版）， 2015（1）： 127-130.

[6]倪健. CO_2增浓和气候变化对陆地生态系统的影响[J]. 大自然探索， 1998（1）：1-6.

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关键词：海洋环境科学；生物多样性；海洋生态系统；气候变化

由于人类活动的范围日益扩大，一定程度上引起了全球气候的变化。例如向大气排放过多的二氧化碳会引起海平面上升、海水酸化。该问题已经成为了全球变化研究的焦点问题，并引起了科学界的广泛关注，本文将立足于气候变化生态因子，深入研究气候变化对海洋生物性产生的影响。

一、温度升高对海洋生物多样性的影响

根据IPCC的报告显示，相比1860年，地球表面的平均温度已经升高了0.6℃左右。到了2100年，地球表面的平均温度要比2000年升高3到4℃左右，同时，随着温度的持续升高，地球上会有百分之二十左右的动植物濒临灭绝。目前全球仍然处于上升时期，如果温度过高，会引起整个地球系统的紊乱，从而引起大批动植物的死亡，因此随着海洋表层温度的上升，对海洋生物也会产生深远的影响。

1.温度上升对海洋生物物种分布的影响

一般来说，影响海洋生物物种分布的因素是水温、海流以及盐度，与陆生生物不同，海洋生物的迁徙非常频繁，随着温度的升高，物种分布会呈现纬度变化，例如当海洋表层温度上升时，英吉利海峡附近的生物数量会发生明显的改变，为了需求物种的延续，海洋生物会离开原本的栖息地，迁徙到更适合生存的地方。因此，自从1860年以来，暖水性生物已经向北移动了3100km左右，因此英吉海峡附近的冷水性生物的比例下降，大量的暖水性生物选择到英吉利海峡来栖息，可以说水温变化会改变海洋生物的栖息范围。

2.温度上升引起物种组成发生变化

温度上升时引起珊瑚礁死亡的主要原因，随着温度的持续上升，大西洋的珊瑚礁出现了大范围的珊瑚白化的现象，而在1860年以前，珊瑚礁白化的出现频率在十年到二十年间出现一次。因此温度上升对热带海域的物种组成造成了巨大的影响，研究表明，如果在海域在短时间内急剧上升，还会引起海洋生物的大批死亡。例如在1980年到1981年之间，大西洋的表层海面突然上升了2度，这不仅造成大量原生生物的迁徙，还使珊瑚礁鱼类的物种数量减少了百分之二十左右，给该海洋的生物组成造成大量影响。除此之外，温度上升还会海洋生物的性别产生一定的影响，研究发现，温度上升会导致还会繁殖后代雌性比例远远高于雄性，这会给族群的繁衍产生不利影响。

根据上述研究表明，自20世纪80年代以来，全球增暖越发明显，而且我国的近海洋表层温度也不断上升，根据国家海洋中心提供的数据显示，我国厦门海域的水温，在1965-1990年间，上升了0.2℃，1960年-2003年间，华南近海海洋的表层温度增长率为0.012-0.019℃/a。

二、CO2浓度上升对海洋生物多样性的影响

随着现代化的进程不断深入，大气中CO2的含量越来越高，相比上世纪九十年代，如今大气中CO2的含量增长了近一倍，CO2浓度升高会引起海水PH值降低，从而影响海洋中的碳酸盐系统的化学平衡，对海洋的生态系统造成不良的影响。CO2浓度上升对海洋生物的多样性的影响，最直接的表现在于海洋钙化生物的钙化速率下降，从而导致贝类生物的骨骼脆弱化，可以说，贝类生物和珊瑚礁受CO2影响尤为剧烈，造成大批贝类生物死亡，降低珊瑚礁的分布范围，因此可以说CO2浓度上升对海洋生物的物种组成和群落结构具有一定的影响。此外，CO2浓度的增加还影响藻类生物的光合作用能力，CO2浓度增加，藻类生物的光合作用能力就会随之下降，而以藻类为食的非钙化鱼类也会受到一定的影响，形成恶性循环。

三、海平面上升对海洋生物多样性的影响

据IPCC报告显示，20世纪时，温度上升导致全球的海平面平均上升10-20cm，预计2100年，全球海平面的将比1990年平均升高9-88cm，在这期间，海平面的上升速率为0.09-0.88cm/a。在我，各海域海平面上升最快的地方为南海，研究认为，海平面上升与海水变暖有着直接的关系，随着CO2排放的增加，海平面的上升速率还在持续的提高，已经威胁到海洋生物的生存。海平面上升对海洋生态系统会产生较大的影响，最直接的表现在于河口、湿地生态系统将会遭到破坏，而大部分生物会向内陆迁徙，这种迁徙带来的最直接的后果是海岸生态系统遭到破坏，受人类的活动影响，海岸附近的生物会消亡或遭受损失，在一定程度上对海洋生物多样性的保持造成了不利的影响。

四、气候变化对海洋生物多样性的影响

1.影响海洋病原生物的传播

研究认为，温度上升，会造成还会变暖，一些细菌和寄生虫的生长速度会加快，传染期延长，从而导致了海洋病原虫的快速传播。此外，温度上升还会增加海洋原生物疾病的传播率，使节肢生物受到一定的影响。据一份调查表明，冬季变短则会加快霍乱、牡蛎病原体的传播速度，导致海洋病原生物的扩展，从而引发海洋物种疾病的爆发，甚至危及到人类的生存空间，造成大量海洋生物的死亡。

2.影响海洋浮游生物的群落结构

气候变化还会对浮游生物的群落结构产生一定的影响，海洋生物的多样性对气候变化存在反馈机制，例如随着冬季暖流的加强，暖水种的浮游生物的种类和组成会有所改变，但也会造成营养类群和功能类群不匹配。

五、结语

综上所述，气候变化对生物多样性的影响是非常明显的，但由于缺乏科学的监测手段，人类对海洋物种的认知还不够全面，相关研究人员需要加强对自然规律的认识，促进基于全球气候变化的海洋生物多样性的研究。

参考文献：

[1]杜建国，WilliamW.L.Cheung，陈彬，周秋麟，杨圣云，GuanqiongYe.气候变化与海洋生物多样性关系研究进展[J].生物多样性，2012，06：745-754.

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新人教版高中生物必修三第六章涉及关于生物多样性的内容，这部分内容的教学难点在于：概念过于抽象，书本表述过于简单，使一线教师在教学中很难将其与社会、科技的发展联系起来，学生也只能死记硬背，学习效果较差。实际上，在高中进行生物多样性概念学习时，完全可以引用书上的内容引申开去，启发学生进行发散性思维，考虑学生已经具备较强的逻辑思维能力，教师可设计相关问题，引导学生搜集材料，分析材料中逻辑的正确性，进行深入思考。

以下介绍一种通过生物多样性的概念，引导学生理论联系实际，进行深入思考的教学过程：

一、生物多样性的分布格局

在介绍清楚生物多样性概念的基础上，强调生物多样性受到气候因素的影响，产生了生物多样性在全球分布模式的不同。从赤道到两极，生物多样性随温度的降低呈现递减趋势。沿海拔高度的上升，气温下降，生物多样性亦呈下降趋势。沿海水深度，光线减弱，温度降低，生物多样性同样下降。由此可见，在水分充足的情况下，生物多样性应该与温度正相关。

媒体关于气候变暖对生物多样性影响的报道，主流媒体认为，人为地大量排放CO2导致全球气候变暖，由此得出物种将在全球气温上升的大背景下加速灭绝，生物多样性将呈迅速下降趋势。

矛盾产生了：生物多样性在全球的分布模式是与温度正相关，为何全球气候变暖反而导致生物多样性下降？

二、分析以上结论的逻辑关系

人类工业活动大量排放二氧化碳空气中二氧化碳浓度持续增加二氧化碳不阻挡太阳辐射中的可见光，吸收红外线，地面热辐射无法逃逸外太空，大气温度逐年增加冰川融化，不能再反射太阳光两极地区的陆地和海洋底部永久冻土层融化，大量比二氧化碳级别更高的温室气体甲烷被释放出来地球加速升温，一发不可收拾过度炎热的气候摧毁岌岌可危的生物圈生物多样性下降，人类生存受到威胁。

三、请学生分析上述逻辑链条的漏洞

引导学生思考以下问题：（1）目前的地球大气温度在地质史上处于什么状态？（2）全球气候是否在持续变暖？（3）气候变暖是二氧化碳引起的吗？（4）生物多样性与气候之间究竟是一种什么关系？

在这个环节，教师需要对有关上述问题的各种不同观点加以了解。

距人类最近的第四纪大冰期于200万年前开始，截至目前，第四纪大冰期中至少有6个冰期，依次上溯分别为：玉木、里斯、民德、贡兹、多瑙、比贝等。目前，人类还远远没有走出第四纪大冰期，甚至极有可能尚未走出玉木冰期，目前不过处于玉木冰期所属的最近一次亚冰期和下一次亚冰期之间的一个气候相对温暖的短暂亚冰期内。

气候变暖的权威数据来自“政府间气候变化专门委员会”（IPCC），2007年，其第一工作组的第四次评估报告称：由于自1750年以来的人类活动影响，全球大气二氧化碳、甲烷和氧化亚氮浓度已明显增加，目前已经远远超出了根据冰芯记录得到的工业化前几千年中的浓度值。全球大气二氧化碳浓度的增加，主要由于化石燃料的使用和土地利用变化，而甲烷和氧化亚氮浓度的变化则主要是由于农业。气候的变暖是毫不含糊的，目前从全球平均气温和海温升高、大范围雪和冰融化以及海平面上升的观测中得到的证据支持了这一观点。在大陆、区域和洋盆尺度上，已观测到气候的多种长期变化，包括北极的温度和冰、大范围的降水量、海水盐度、风场以及包括干旱、强降水、热浪和热带气旋强度在内的极端天气方面的变化。但2009年哥本哈根气候大会召开之前的“气候门”事件（涉嫌操纵气候数据）影响了该报告的可信度。

大气二氧化碳与气温变化的因果关系学术界并未形成定论。究竟是人类大量排放二氧化碳导致气温升高，还是太阳辐射增强导致气温上升，从而加大了海洋、冻土层中二氧化碳和其他温室气体的排放？就此问题学术界一直在争论。英国布里斯托尔大学日前公报说，该校研究人员通过分析历史观测数据发现，自1850年以来，留在大气中的二氧化碳占其总排放量的比例长期稳定，几乎没有什么变化。但从那时到现在，人类排放的二氧化碳量已从每年约20亿吨增长至约350亿吨，这意味着地球吸收了越来越多的二氧化碳。另一种观点认为，气候变暖的主导因素是太阳辐射的增强和气候自身活动性的影响。

生物多样性与气候的关系一直是学术界研究的热点问题，目前主流观点是生物多样性受到温度上升的影响会加快丧失速度。主要的原因有：生态环境的退化与丧失；物种向更高纬度和海拔迁移；生物物候期的变化，这种变化正造成生态紊乱；动物繁殖受影响；病虫害增强。但反对的声音也存在，即生物多样性在气候转暖时可能有所增加。证据主要有地质史上的泥盆纪、侏罗纪、新生代等温暖期都伴随着生物多样性的极大丰富；另外，最新研究表明全球变暖对热带雨林的生物多样性没有影响，二氧化碳浓度的升高以及气候变暖有利于那些生长迅速的树木，升高的二氧化碳浓度是否扮演了一个肥料的角色而提高绿色植物的光合效率，尚是一个未解之谜；较高的温度可能加速产生新物种的进化速度。

四、师生辩证分析、总结

通过对以上问题的思考，学生应该对生物多样性与气候的关系得出自己的结论，形成自己的认识。在生物教学中处理生物多样性与气候变化的相互关系时应持的态度：重视现状，“不能无忧，不必过虑”，而不必过虑的前提是不能无忧。特别是在很多现象尚未得到合理解释，人类对自然所知甚少的情况下，减少温室气体的排放，节约资源，保持环境，保护珍稀濒危动植物资源，保护森林、草地、湿地等自然生态系统等做法，仍为明智之举。为了人类的未来，采取谨慎的态度总是有益无害的。

同时应告知学生，目前人类对自然界，尤其是生态系统中基本问题的认识还非常浅薄，在很多问题未得出明确结论的情况下，面对海量的媒体报道，要学会筛选合理的信息，对任何问题都要关注其正反两方面的观点，从而避免陷入认识误区。

参考文献：

[1]国家气候变化对策协调小组办公室，中国21世纪议程管理中心.全球气候变化：人类面临的挑战.商务印书馆，2004.

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人类对气候变化的适应能力包括遗传和后天两种。遗传表现在各种气候条件下表现形态和生理特征，为先天适应。例如在热带地区，由于气候原因，那里的人们具有皮肤色素深、身材矮小的特征，他们的后代基本继承了这种特征来适应当地的气候;后天适应是指人类生命期限内，在特有的气候条件下继承适应能力形成的。例如，出生在高海拔地区的儿童体重较轻，神经系统发育不健全，但因氧气不足导致呼吸系统更加健全。因此，人类一般适应出生地气候，例如：南方人适应潮湿多雨，北方人适应干旱多风，迁居地改变就会出现水土不服而产生疾病。气候变化对人体部位的反映是非常敏感的，气象因素是通过人体的感觉器官影响到人体部位，各种天气、气候，以及气象的变化，都会引起人体生理反应。

气候变化对人类生存健康带来诸多危险，气候变化的结果之一是气候带的改变，热带的边界会扩大到亚热带，温带会变成亚热带。数据表明，全球平均气温升高1摄氏度，气候带约向极地方向推移100千米，而这种推移不可能是均匀的，某些气候带会因高山、海洋、荒漠的阻隔而间断甚至消失。热带非洲是传染病、寄生虫病的高发地区，也是病毒性疾病最大的发源地。随着温带地区的变暖，将使感染或携带病原体（尤其是病毒）的分布区域扩大，每年的危害期限延长，使这些疾病的扩散成为可能的事实。

气候变化的另一结果是，适宜媒介动物生长繁殖时空范围扩大，从而使细菌和病毒的生长繁殖期扩大。随着全球气候的变化，以及人与动物越来越频繁的接触，病原体（尤其是病毒）将突破其寄生、感染的分布区域，可形成新传染病的病原体。由新病原体引起的新传染病对人类是最具危害性的。气候变化对人类健康最直接的影响是极端高温产生的热效应，它将变得更加频繁、更加广泛。由于高温热浪强度和持续时间的增加，而导致以心脑血管和呼吸系统为主的疾病或死亡率增高。

空气污染与气候变化关系十分密切。在全球变暖的大背景下，由于极端天气的出现，如夏季高温、冬季温暖、干旱等，往往会造成局地空气质量下降。特别是在人口密集的大城市，由于城市热岛环流的存在，导致空气污染物不易排放出去造成严重污染。大气中的污染物进入人体后会引起人体感官和生理机能的不适反应，由此产生病理改变，出现临床体征或存在潜在的遗传效应，由此发生急、慢性中毒或死亡等。例如，近年发生在北京等地的雾霾污染，不仅对人类健康构成威胁，而且成为国家经济和社会发展的瓶颈。伴随着全球气候变化，导致紫外线辐射增加。试验表明，大气中的臭氧每减少1%，到达地表的紫外线辐射量将增加2%，皮肤癌变发生率则增加4%。地面增加的紫外线辐射对人类健康具有十分有害的影响。

气候变化对人类健康影响的评估，目前还存在许多不确定性。

1.由于气候变化通常伴随其它各种环境变化，而气候变化对人体健康影响不是唯一的，还受其它如遗传、自身素质、饮食、生活习惯，以及环境等因素的综合影响，因此在气候变化与健康影响的研究中，关键要从影响健康的诸多因素中分离出气候对人类健康的影响。

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另一方面，气候变化已成为人类所面临的最大挑战之一，它几乎影响到我们社会的所有方面，包括食物供应，并给食物安全带来严重后果。温度上升是气候变化最显著的特征，它直接从生理角度影响作物生长，并因此影响粮食生产的能力。例如受气候变化的影响，南非的主要作物玉米的产量到2030年预计会下降30%。气候变化还会导致土壤微生物的活动增加，这将会导致土壤中的有机物质和氮素损失，加速土壤退化、侵蚀和碱化，减弱农业生态系统抵御自然灾害的能力。由于气候变化引起环境变化还可能会加重植物病害、害虫和杂草生长的蔓延。

对食品和生物燃料的需求的增加，以及由于自然灾害而造成的全球作物产量和储量的减少，已导致全球粮食价格暴涨。气候变化可能会让局势进一步恶化。目前世界上有9.25亿饥饿人口，而由于气候变化，这一数字到2030年可能会再增加6亿。而随着人口总数不断增加，对食品的绝对需求量仍会逐年增加，因此面临的挑战将更加巨大。在气候变化的威胁面前，系统改变才是最重要的。

生态农业按自然原理进行生产，保护并合理利用自然资源，适应当地的环境并提供高度多样化的操作模式。与当前严重依赖于农业化学投入的生产模式相比，生态农业可有效降低温室气体排放量。此外，由于其特性，生态农业更容易适应气候变化以及与之相关的问题，可以帮助确保国家的粮食生产和粮食安全。通过使用更多生态无害的方法可持续发展农业，为农民加强自己的土地使用并增加粮食产量提供了可选途径。2011年3月，联合国食品方面特别报告员Olivier De Schütter了一份报告，呼吁全球转向生态农业，将其作为提高产量和改善农村贫困状况的方法，以迎接未来我们将面临的气候挑战。

本文将介绍生态农业优势和发展现状，并列举一些先进生态农业理念的实例，以期对我国进一步发展生态农业提供思路。

生态农业的优点及发展现状

生态农业最早受关注是在20世纪60年代。1973年，美国土壤学家W Albreche首次提出了“生态农业（Eco—agriculture）”一词。20世纪80年代，世界环境与发展委员会（World Commission on Environment and Development）出版了《我们共同的未来（Our Common Future）》一书，首次认真地、高调地试图将减少贫困与自然资源管理和环境状况相联系。1981年，英国农学家M. Worthington将“生态农业”定义为生态上能自我维持、低输入、经济上有生命力，并且在环境、伦理和审美方面可接受的小型农业。1992年，联合国环境与发展会议在里约热内卢举行。在会议的主协议“21世纪议程（Agenda 21）”中，对可持续发展农业的原则，即最小化对环境和人类健康的危害，达成了协议。

生态农业与自然合作而不是与之对抗，可以大大减少温室气体排放量。而且，与今天的破坏性化学成分和化石能源集约型农业相比，生态农业能更好地适应气候变化影响并从中生存。目前，有很多资源节约型的技术和做法，可以用来改善农田及其周边生态系统的供给和使用，例如综合虫害管理、综合养分管理、保护性耕作、覆盖作物、农地林业、干旱地区集水、农业系统中融入家畜和水产养殖等。增加水的利用效率、固碳以及减少农药使用这些事实，都证明生态农业不仅可以增加产量，也能减少对环境的不利影响，同时为重要的环境问题做出了贡献（如减缓气候变化）。

通过生态农业实践增加作物产量方面的数据很多：在非洲，约1.25万户采用可持续发展农业的埃塞俄比亚家庭均表示，其农作物产量增加了60%；将池塘养鱼集成到低投入农场系统中的2000多个马拉维农民表示，其蔬菜产量从2700千克/公顷增加到了4000千克/公顷，同时每公顷鱼塘能产出1500公斤的鱼，成为家庭的新食物来源。在拉丁美洲，恢复传统的印加梯田导致秘鲁的旱地作物增产150%；水土保持和有机肥料已经使洪都拉斯的作物产量增加了三到四倍。在亚洲，参与式灌溉管理使菲律宾的大米产量增加了20%左右；采用农业生态使得尼泊尔农场的产量增加了175%；采用诸如地膜覆盖、免耕生产、在双挖床进行果树堆肥与种植等生态农业技术，巴基斯坦的芒果和柑橘类水果的产量增加了150-200%。

在生态农业中，通过增加耕地中的生物多样性，植物疾病可以通过不同的物种之间的自然竞争而被有效控制，从而大大减少对农用化学品的需要，进而减少污染。例如将莴苣与黄瓜共同种植、稻田养鸭和稻田养鱼系统都可以有效地控制疾病、害虫和杂草，而农民的收入也会提高。同时，这些方法也有助于减少因使用除草剂和杀虫剂而对自然生态系统造成的人为干预。连续四年的稻田养鸭模式可以控制99%稻田杂草，将水稻根系的稻纹枯病染病率降低56%、稻条纹叶枯病的感染率降低57.7%。

生态农业系统往往还具有一些景观和经济职能，它们在为农民和市场生产食物和其他物品的同时，也会有一系列的公共贡献，如洁净水、有益生物的栖息地、土壤固碳、防洪、地下水补给、景观美化价值和休闲旅游等。稻田养鱼系统显示，它能改善土壤的氧化还原状况，并显著减少甲烷排放量。稻田养鸭系统表明，它能改善小气候领域并减少甲烷排放量。有机化肥的使用还可以减少对含氮化肥的依赖，并减少氮氧化物的排放量。

很明显，生态农业高产，并具有满足食品安全需要的潜力。此外，生态农业方法可以让农民以较低的成本和现成的技术及投入来改善当地的粮食生产，而不会造成环境破坏。

虽然当前目前有很多资源节约的技术和方法正在被使用，但全世界使用这些技术方法的农民总数仍相对较小，因为要采用它们，对农民而言不是一个不花钱的过程，农民要付出代价。例如，农民不可能简单地削减现有的肥料或农药的使用却希望保持同样的产出，从而获得更多的利润；他们也不能在耕作体系中引入一种新的生产要素就希望它成功。另外，最近和当前的政策倾向于促进创新能力较低的专业化、非自适应系统，所以农民要花时间学更多的多元化的做法和措施，以适应生态农业发展的需求。在转变的过渡时期，农民必须做更多的尝试，并承担可能的错误以及获取新知识和信息所产生的成本。

先进生态农业理念案例

经过几十年探索和实施各种形式的生态农业，许多农场记录下了他们的经验。在此列举一些先进生态农业理念的实例，从中我们可以了解自己与他们之前情况的不同，从而创造适合自己的特定地区和社区的生态农业模式。

【物种多样性】未来的经济、社会、生态和恶劣的气候将需要超级强大的农业恢复能力。要实现这一目标，唯一的途径就是常年的粮食作物冗余性和互补性，即用多种作物物种解决每种食物营养细分，并尽可能解决更多的营养细分。在美国密歇根州13英亩的农场上，Ken Asmus的木本作物目录是生态农业的宝库。他种植、传播并销售各种各样的多年生木本粮食植物，并提供非常好的常年蔬菜和固氮细菌。不仅他的农场的物种多样性令人惊叹，每个物种内还都有令人印象深刻的遗传多样性。在他的农场中，采用主食作物种植时补充一系列不同的树木和灌木的方法，这不仅能提供水果、坚果、可食用的叶子、燃料和纤维，而且还能保护土壤，采集雨水，并积累养分。、另外，他纳入了自由授粉多样性，虽然这意味着牺牲了产量最大化，但是能获取产量规律性和复原能力。而要让木本作物育种适应当地环境，并保证在未来古怪的天气条件下为家庭提供食物，这两点正是关键。

【混养】面对安装资源稀缺和气候不稳定，农田生态系统将需要更有效地营养捕获能力，同时需要更强的适应力来应对越来越频繁的中断。只有在地面上和地上都具有遗传学和结构上的高多样性才能达成这一目标。如果我们希望在以后的世纪继续有食物可吃，就需要模仿自然生态系统的冗余性和互补性。作为永续农业创始人Bill Mollison的门生，Geoff Lawton可以说是“地球的园丁”。在他加盟的澳大利亚的农场中，模仿自然的森林生态系统的结构、适应性和功能，在多样性混养中为子孙后代生产粮食、燃料和纤维。

【在土壤中捕获雨水】在美国大多数地区，降雨变得越来越不均衡，经常是长热干旱中夹杂着短暂而强烈的降雨。虽然平均降雨量可能仍算“正常”，但农业和土壤的水分动态都发生了巨大的变化。所以当雨水用这种奇怪的方式出现的话，我们需要让它放缓、分散并渗透。这样，更长的干旱都可以被安然度过，洪水会被最小化，溪流中的基流能被保持，山坡上的泉水会汩汩地起死回生，从而土地兴旺。Mark Shepard是一名工程师，他运用工程师的眼睛和生态敏感性处理在威斯康星州106英亩的农场上的降雨。通过相对较小但精心布置的土方工程，将轮廓洼地、底土翻地和集水池塘相结合，利用天时地利，Shepard能够捕获在农场的土壤中和池塘里的大多数降雨，并让雨水一直保持在它所属的农场，减缓其径流，将其分散出去，并在粮食作物、草、动物和家人需要时让它渗透到土壤中。该方法不仅只适用于大农场，因为水管理策略对0.1英亩的土地也同样重要。

【适应性的一年生作物】在向常年农业的必要过渡期间，具有弹性、适应地方特点的一年生作物是必要的。在某些地方，可能会有挑战性的时期，而那时只有一年生作物有效。例如，如果预期未来干旱变得非常严重，木本作物枯萎，则我们需要求助于短季的一年生作物，因为它们即使在短时间内也能茁壮成长。另外，如果气候灾害、社会动荡、战争或严重的污染事件迫使我们远离常年种植，我们可以使用并运送一年生作物的种子，从而确保食物安全。美国生物学家Carol Deppe发现，在她所在的地方，适应地方特点的作物品种大多已被人们遗忘，而留下的品种因管理不善，导致许多重要品质（口味、营养、存储能力等）逐渐下降。为此，她开始培育对太平洋西北地区弹性食物供应最关键的多种一年生作物，包括南瓜、玉米、豆子、和土豆等。这无疑是当地多年生作物的有力补充。

【农田池塘】低投入的农田池塘能够提供额外的食品安全，即在其他来源变得紧张时，能提供另一种补充的食物来源（植物和动物）。另外，当我们从沉重的工作中脱身回到家庭、社区和生态系统的时候，池塘还可以带来令人耳目一新的家庭和社区乐趣。Gene Logsdon在离家不远的地方有32英亩的农场。在家人的帮助下，他在农场打造了一个小的低投入池塘。这个小池塘不仅带来了高产的粮食，对周围的生态系统和他的家庭也十分重要。池塘已成为农场扩展环境的一部分，在雨水管理和生态系统丰富性方面发挥极其重要的作用。这样的农场只有在自我维持的动物和植物环境下才可能继续扩大，而供电和运作几乎完全依靠太阳。

【可食用和治病的真菌】真菌可以通过其丰富的营养物质和有效的药物特性帮助我们增强人类健康。它们可以通过建立土壤、协助植物生长、过滤水径流和土壤解毒来帮助我们增强土地健康。Paul Stamets是杰出的真菌学家，在华盛顿州的农场，Stamets正试图改变人们对真菌的看法。他用碎木片和原木生产食用菇和药用真菌，这两者正是以植物为基础的食物和药物的重要补充。他也开拓了用真菌来让土地恢复健康的方式，如使用菌丝过滤水并减少水土流失，使用菌根真菌再生森林，使用强真菌酶和超浓缩危险元素为土壤解毒，使用某些真菌威慑害虫侵蚀等。

【养殖发酵物】我们可以与微生物结为盟友，改善食物的存储寿命、营养和味道等。目前使用的用于食品保鲜的能量密集型工业方法不久将不会存在。我们的食物将不再能根据需求，从冷库中直接转到烤箱，然后放到盘中。因此，我们需要能在室温下让食物保存较长时间仍可食用并保持美味的方法。用微生物发酵不仅可以做到这一点，同时还能提高食物营养及更好的肠道健康。Sandor Katz在他的小厨房里养育的微生物，它们的数量比全世界现存的牛、羊、猪和鸡还要多。Katz更像一个美食人类学家，将我们与工业化前的旧世界相连，在那时，大量的吃和喝的食物都是发酵的。发酵食品持续时间更长，口味更丰富，包含更多的营养物质。这种对食物的“控制腐烂”对门外汉来说有点可怕，一旦我们学会信任古人的方式，它的光芒将会展露给我们的味觉（甚至是肠道）。

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关键词：低碳农业；外部性；市场失灵；气候变化

中图分类号：F323.3 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.018

Low-carbon Agriculture Externality and Market Failure

ZHANG Xin-min

(China Center for Industrial Security Research, Beijing Jiaotong University,Beijing 100044, China)

Abstract: Analysis of low-carbon agriculture in the mitigation of climate change, biodiversity conservation and agricultural ecological environment has positive externality, market failure was proposed to restrict the low carbon agricultural development the important factors. To establish a reasonable ecological compensation mechanism was the foundation of sustainable development of low carbon agriculture.

Key words: low carbon agriculture; externality; market failure; climate change

低碳农业是指以减温室气体排放为目标，以减少碳排放、增加碳汇和适应气候变化技术为手段，通过加强基础设施建设、产业结构调整、提高土壤有机质含量、做好病虫害防治、发展农村可再生能源等农业生产和农民生活方式转变，实现高效率、低能耗、低排放、高碳汇的农业。低碳农业是气候变化背景下中国农业可持续发展必然途径。

全球气候变化问题是人类迄今为止面临的规模最大、范围最广、影响最深远的挑战之一，中国是全球气候变化的最大受害者之一，同时，作为一个负责任的人口大国，也对全球治理气候变化承担重要的责任。联合国粮食机构指出，低碳农业既能遏制气候变化，又能增加发展中国家的粮食产量，并呼吁增加低碳农业投资，引导现代农业向低碳农业发展。因此，低碳农业是中国农业经济转型和可持续发展的必由之路。

虽然低碳农业兼顾经济效益、社会效益和环境效益，在应对全球气候变化中具有重要地位和作用，但对于具体的农业生产者来说，其行为选择是理性的，他们更关注经济效益，机会成本增加和收益溢出，导致低碳农业发展动力不足。建立完善的补偿机制是促进低碳农业发展的基础条件。

1 外部性与市场失灵

所谓外部性，是指某一经济主体的活动对于其他经济主体产生的一种未能由市场交易或价格体系反映出来的影响，从而导致资源配置不能达到最大效率，即不能达到帕累托最优。由于这种影响是某一经济主体在谋求利润最大化的过程中产生的，是对局外人产生的影响，并且这种影响又是处于市场交易或价格体系之外，故称之为外部性。

市场失灵是指市场无法有效率地分配商品和劳务的情况。对经济学家而言，这个词汇通常用于市场无效率状况特别重大时，或非市场机构较有效率而且创造财富的能力较私人选择为佳时。另一方面，市场失灵也通常被用于描述市场力量无法满足公共利益的状况。由于正的外部性所造成的市场失灵，通常需要政府介入，通过财政补贴或税收机制来解决。

外部性的存在，使个人成本和个人收益与社会成本和社会收益相背离。作为经济理性人，生产者和消费者在决策时,以自身利益最大化为目标，不会考虑社会成本和社会收益，虽然可做到个体最优，但很难达到社会最优。以有机农业生产为例，由于在生产中严格限制使用化学肥料、农药和生长调节剂等，遵循生态学原理进行农业生产，其单位产品生产成本高于常规农业生产成本，这种成本投入，并不能完全转化为经济产量，也就是说，有机农业生产负担了本应该由社会负担的环境生态投入成本，而由此产生的环境生态效益和社会效益不可能完全由有机农业生产者占有，就出现有机农业生产的经济外部性，结果导致有机农业生产供给不足，社会福利不能达到帕累托最优。

解决外部性和市场失灵问题的典型办法有：一是征税和补贴，对负的外部性进行征税，对正的外部性进行补贴。二是重新界定产权，1960年，科斯在《社会成本问题》中提出的解决外部性问题的方案是:在交易费用为零时，只要权利(产权)初始界定清楚，并允许当事人进行谈判交易，就可以导致资源的有效配置或社会产值最大化的安排。由这个表述可以看出，科斯提出的解决外部性问题的方案包含3个要素:（1）交易费用为零；（2）产权或权利界定清楚；（3）允许产权或权利在当事人之间自由交易。三是企业合并，使经济外部性内部化。

2 低碳农业能够减和适应气候变化

全球气候变暖是人类面临大最大挑战之一，人类活动引起温室气体的大量排放是气候变暖的主要原因，这已成为国际公认的事实。根据《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》（2004），1994年中国温室气体总排放量为36.50亿t二氧化碳当量，其中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮分别占73.05%、19.73%和7.22%，农业活动导致了50%的甲烷排放和92%氧化亚氮的排放。由于二氧化碳的农业排放很低，没有报告，因此，农业生产活动是非二氧化碳温室气体的主要排放源之一。农业温室气体的排放主要包括稻田甲烷排放、农田土壤氧化亚氮的排放、粪便管理系统中的甲烷和氧化亚氮的排放以及动物肠道发酵甲烷的排放。

低碳农业对气候变化影响包括减和适应两个有机组成部分。减是指为了减少对气候系统的人为强迫而进行的人为干预，它包括减少温室气体的排放源和增加碳汇两个方面。适应是指自然或人类系统，为应对实际的、或预期的气候刺激因素、或其影响而做出的趋利避害的调整。

以水稻为例，通过改变稻田的生长环境、生态环境及相关管理措施，可以减少稻田甲烷的排放，如稻-鱼共栖生态系统，能显著降低甲烷排放量，主要原因之一是该系统改善了土壤的氧化还原状况。低碳农业的一个重要特点就是遵循生态学原理，不使用或减少使用化学合成的肥料和农药，注重生态环境管理，稻田水生动物增加，其活动起到搅动土壤，降低氧化还原作用，从而减少了甲烷的排放。又如稻-鸭生态系统是低碳生产通常采用的生态模式之一，该系统利用鸭子好动、勤觅食的生活习性，搅拌土壤，起中耕、除草作用，并增加土壤养分，改善田间小气候，在产生显著的经济效益和社会效益的同时，减少了甲烷的排放。

农田土壤是大气中N2O的重要来源，化学肥料特别是氮肥的过量施用是氧化亚氮排放增加的主要原因。碳酸氢铵和尿素是中国农业的主体肥料，但它们的肥效期短，挥发损失量大，氮素利用率低。有机农业禁止施用化学肥料，通过生物措施和施用有机肥来保持和恢复地力，从根本上解决了N2O排放的来源。

低碳农业生产需要大量的有机肥料，为了解决肥料来源，发展沼气是最为有效的途径。沼气是有机物质在厌氧条件下，经过多种细菌发酵作用形成的一种混合气体。它的主要成分是甲烷，通常占总体积的50%。通过发展沼气可以有效地减少由畜禽粪便等引起的甲烷排放以及燃煤、薪柴等导致的CO2排放，从而为全球温室气体排放做出贡献。

低碳农业在应对气候变化中具有巨大潜力，发展低碳农业是减和适应气候变化的有效途径之一。有机农业遵循自然规律和生态学原理，在减少化学物资和化石能源投入的同时，注重物资和能量的循环，直接和间接减少了温室气体的排放，增加碳汇。有机农业兼顾了经济效益、社会效益和环境效益，是农业可持续发展的成功模式之一，是农业应对气候变化的有效措施之一。

3 低碳农业有利于生物多样性保护

人类为了生存和养活更多的人口，各国农业生产均以追求最高产量和最高利润为目标，农业耕作强度不断增加、种植结构越来越单一、过多使用复合肥及农药除草剂等，导致土壤肥力衰减、土壤侵蚀酸化严重、土壤微生物种类和数量下降，农业遗传多样性丧失，生物多样性减少。

低碳农业通过间作套种来恢复地力和防治病虫害。农田作物的间作套种打破单一的作物结构，作物多样性提高，对昆虫种类、数量的增加和农田生物多样性的提高起积极的作用。而农作物的间作套种有利于杂草和虫害的控制，从而减少农药的使用，对于生物多样性的保护起间接作用。相对于传统农业来说，低碳农业更好地促进了生物多样性的保护。

4 低碳农业有利于农业生态环境保护

低碳农业能改善环境，减少环境污染，提高生态质量，降低自然灾害，减少灾害给农业生产带来的影响。现代农业的低碳生产是中国“天人合一”传统文化在农业生产中的具体体现，它以人类、生物、生态系统和环境的动态相互作用为基础，最大程度地依赖当地可获得资源的数量和质量，追求人类社会和自然的和谐相处，是一种真正的环境友好型生产。

4.1 低碳农业能够改善土壤质量，保持土壤健康活力

农业生产活动对土壤的污染，主要集中于农药、化肥和除草剂的使用，污水灌溉，施用污泥等几个方面。目前，中国每年要施用80～100万t的化学农药，高毒农药占37.4%，其中对土壤造成污染的主要是有机磷、有机氯和含汞、砷等重金属的农药。由于施用方法和农药种类的影响，大约有50%左右的农药会进入土壤。残留在土壤中的一部分农药，最终会通过食物链的作用，进入人体并造成危害。长期过量施用化肥，则会导致土壤板结，土壤有机质含量下降，进而影响土壤中微生物种群的种类和数量。土壤环境健康是农村生态环境健康的基础，土壤污染是农村生态环境恶化的根源之一。因此，保护土壤环境是保护农村生态环境的根本措施之一。

低碳农业生产过程中，通过减少使用化学合成的农药、化肥和除草剂，通过物质内部循环、作物轮作以及生物技术来提高土壤肥力，防止病虫害，控制了土壤污染物的来源。与常规农业相比，长期进行有机生产的土壤，其有机质含量、土壤团粒结构、微生物和有益生物的数量都能得到非常大的改善，土壤活力明显增强。

4.2 减少地下水污染，减轻水体富营养化的危害

天然地下水是洁净的，含氮量极低，远低于国家饮用水纯氮10 mg・L-1的标准。但由于农田化学肥料大量使用而造成的土壤养分特别是氮肥养分流失，已经导致严重的饮用水安全问题。在一定的条件下，土壤―植物系统内过量的氮素会以硝态氮的形式淋失，进入地下水，污染井水、河流和湖泊，造成水体富营养化，严重影响人们的健康和淡水养殖业的发展。

据中国农业科学研究院提供，凡施肥量超过500 kg・hm-2的地区，地下水的硝酸盐含量都超过饮用水标准，硝酸盐污染不仅发生在浅层地下水，而且已经进入深层地下水。研究表明，饮用水和食品中过量硝酸盐会导致高铁蛋白症，同时有致癌危险。中国许多地区地下水和饮用水硝酸盐含量已经超标。例如，对京、津、塘地区69个乡镇的一项调查表明，地下水和饮用水1/2以上硝酸盐含量超标。

低碳农业生产中，减少施用各种化学合成的肥料，通过施用有机肥来恢复地力，大大降低了氮、磷等营养元素在土壤中的积累，从而有效减少这些营养元素进入水体的数量，可以在一定程度上减少地下水的污染和水体的富营养化。

4.3 低碳农业可以改善农村生活环境

常规农业大量施用化学合成的肥料和农药，加剧了农村环境的恶化。养殖业的快速发展，大量的畜禽粪便处理成为一个难题，严重威胁着农村生态环境，影响着人们生活质量的提高；农村每年有大量作物秸秆被焚烧和丢弃，造成严重的环境问题。农村生活环境的恶化成为影响农民身体健康和生活质量的重要因素。低碳农业通过物质循环利用，减少化学肥料的施用，有机肥是最重要的物资投入，将畜禽粪便处理、农业废弃物的综合利用与生产有机肥结合起来，不仅可以解决农村生活环境问题，而且可以解决有机肥的来源问题。因此，低碳农业有利于改善农村生活环境，提高农村居民的生活质量。

综上所述，低碳农业生产具有正的外部性，而这种正的外部性带来福利和效益不可能由有机农业生产者自己独自占有，也就是说，低碳农业生产所产生的社会经济效益和社会环境效益大于其个人所获得的经济效益和环境效益。同时，由于低碳农业生产投入大于常规农业生产投入，而这种成本并不能完全通过高质量的低碳农产品的优质优价来弥补，结果就会造成有机农业生产的供给不足，导致低碳农产品市场的市场失灵现象的发生。

5 建立完善的生态补偿机制，促进低碳农业可持续发展

弥补市场失灵，促进低碳农业的健康可持续发展需要建立有效的农业生态补偿机制。将农业生态补偿机制引入低碳农业发展当中，能够增加农民收入，弥补外部性带来的额外成本，实现外部的环境效益和农民的经济效益均衡一致，适应低碳农业可持续发展的需求。

5.1 政策补偿

政策补偿是实施生态补偿的重要前提，包括中央对地方，上级对下级，工业部门等农业部门的补偿，制定合理的政策，促进补偿机制的建立和完善。确定补偿原则、补偿主体、补偿对象、补偿标准、补偿监管等具体措施。

5.2 资金补偿

资金补偿是生态补偿的最直接有效的手段，涉及面较广。主要包括农业补贴、财政转移支付等手段。建立资金补贴既可以直接发到农民手中，也可以向农民提供替代物质（如生物农业、有机肥料等），从而有效促进低碳农业的健康发展。

5.3 技术补偿

低碳农业不是传统农业的回归，是现代农业转型发展的必然趋势，是技术密集型农业。不断开展低碳农业生产技术的研发、创新，对低碳农业从业者开展智力服务，提供无偿技术咨询和指导，培养培训技术人员和农民，提高农民经营管理水平，增加农民人力资本价值，促进低碳农业发展的内在动力。

参考文献：

[1] 中华人共和国农业部.低碳农业――应对气候变化农业行动[M].北京：中国农业出版社，2009.

[2] 胡鞍钢，管清友.中国应对全球气候变化[M].北京：清华大学出版社，2009.

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[5] 顾加力，孟凡桥.有机农业的环境保护作用[J].世界环境，2008（1）：48-51.

[6] 邢方红，翟满仁.发展生物有机肥的意义[J].磷肥与复肥，2005（7）:78.

[7] 刘玉晓，何学良，李春媛，等.浅谈低碳农业在中国的发展[J].天津农业科学，2010,16（6）：123-124,127.

[8] 刘绍伟，李凤菊.推进传统农业“生态化”转型――农业生态产业链网构建研究[J].天津农业科学，2011,17（3）：81-84.

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[10] 张新民.中国低碳农业发展的现状和前景[J].农业展望，2010（12）：46-49,54.

篇7

关键词 :气候变化;环境规划;“十二五”;适应;减缓

中图分类号 X22 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2010)02-0079-05 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.02.014

全球气候变化的发生机制、影响及应对是当今国际科学研究和社会政治的热点和难点,IPCC 第四次评估报告指出全球气候变化对众多区域自然环境和人类环境的影响正在出现[1 ]。作为与生态环境相互影响日益重要的新型要素,将气候变化纳入到国家环境规划的框 架中显得十分迫切。本文从分析我国实际国情出发,探讨国家“十二五”环境规划应对气候 变化问题的基本战略,以此为依据有针对性的提出应对气候变化的具体规划内容。

1 将应对气候变化纳入国家环境规划体系的必要性和可行性

我国气候条件复杂、海岸线漫长、人口众多、经济发展水平较低,应对气候变化能力向来较 弱,而随着城市发展和人民需求的提高,气候变化影响有进一步扩大的趋势,如2007年全国 平均气温达1951年以来的最高值,冬季取暖和夏季降温耗电耗煤导致大气污染特征变化[2],海平面持续升高使得沿海城市的气候异常事件和灾害损失严重[3]。 将应对气候变化战略和环境保护战略紧 密结合起来已成为当务之急。

作为未来一段时期指导我国环境保护活动的核心文件,在国家“十二五”环境规 划中将应对气候变化战略全面、系统地融入环境规划中,其作用体现为两个方面:一是在全 球气候变化的大环境下,通过在自然生态、人居环境、产业部门等领域采取积极的应对气候 变化的措施,使气候变化对生态环境的负面影响降到最低限度;二是将应对气候变化与环境 保护紧密结合起来,追求两者之间的平衡,控制应对措施对生态环境造成的破坏[4]。

我国环境规划工作经过近三十年的探索,已经初步形成了一套从宏观到微观,从理论到实践 ,从规划编制到实施的体系、程序和方法,国务院《中国应对气候变化国家方案》的 下发将应对气候变化嵌 入到环境规划体系中提供理论、技术和实践应用的支持,形成一套充分考虑应对气候变化的 国家环境规划方案不仅必要而且可行。

2 我国环境规划应对气候变化问题的策略

2.1 适应和减缓:应对气候变化的基本途径

减缓(Mitigation)和适应(Adaptation)是应对气候变化环境影响的两个基本途径[ 5]。减缓是人类对区域环境作用的干预,通过减少温室气体排放源或增加吸收汇减轻气 候变化可能带来的影响;适应是在承认气候 变化不可避免的前提下,人类为应对现实的或预期的气候刺激对生态系统和人居环境的影响 而做 出调整。减缓和适应都是人类社会为应对气候变化所做出的政策响应行为,但二者针对的主 体有所不同,减缓是针对地球气候系统的人类干预行动,而适应则是针对人类社会本身的自 我调整。

减缓和适应行为并不总是协调,本文根据减缓效果和适应效果将应对气候变化的环境规划措 施分为三类:一是双效行为,即规划措施既有利于适应又有利于减缓气候变化,如提高植被 覆盖率在减少碳排放的同时提高了生态承载力;二是偏减缓的单效行为,规划措施有利于减 缓但不利于适应,如增加水电开发可以减少碳能源消耗,但同时增加了相关流域的生态脆弱 性;三是偏适应的单效行为,这类规划措施有利于适应但不利于减缓,如环境风险应急设施 建设加强了灾害适应能力,但建设和运行过程增加了碳排放。

2.2 基本途径的分析判断

由于大多数气候变化应对措施是减缓和适应此消彼长的单效行为,分别将投资的一半用于更 有效率的减缓活动或适应活动可能比投资于减缓和适应协同措施的净效益更好[6] ,因此单效方案对于我国这样的发展中国家更为适宜。国家环境规划应对气候变化的关键是 如何在有限资金的约束下权衡选择何种单效方案,本文依据所收集的文献资料,从行为效益 、实施成本和主体差异三个方面进行分析。

2.2.1 行为效益

国家“十一五”环境保护规划虽然已明确加入应对气候变化的问题,但着重强调的是温室气 体减排,忽略了适应气候变化能力的建设,这同多年来国际对如何减缓温室气体排放关注较 多,而对如何适应气候变化重视不够[7]有关。由于各种气候过程和反馈的时间尺 度大,即使在严格实施减排、温室气体浓度实现稳定的情况下,全球气候变化特征仍会因时 滞效应持续若干个世纪[1],其影响所及的资源供需、生产系统、社会关系和政治 文化四个层次的变化难以避免[8]。虽然这些预期影响存在着大量不确定性,但相 应的适应行为必须及早作出, 并将其实施问题纳入国家经济建设和社会发展长远规 划中[9]。与适应行为相比,国际社会减缓气候变化的收效甚微,且减缓行动的效 果较适应所需时间长得多,近年来诸多研究和建议也表明,对于气候变化十分敏感和脆弱的 中国而言,适应行动更应作为应对气候变化的当务之急[10]。

2.2.2 实施成本

目前国内外没有低排放、高经济增长的发展模式可供采用[11],而工业化过程中人 均能源消费和相应碳排放的拐点出现在国家实现工业化、城市化和现代化 之后,我国在基本实现现代化之前必然需要碳排放空间。更 为重要的是,煤在我国能源结构中占主导地位的状况短期内难以改变,这一背景下温室气体 排放量的大量增长不可避免。

陈文颖等[12,13]应用中国MARKAL-MACRO模型对我国未来碳排放基准方案造成的GD P损失率进行计算 ,显示同样的减排率下,越早开始实施 减排约束,GDP损失率越大,而如果提前10年或20年进行减排准备,则可以在技术储备、资 本等方面逐渐适应减排的需要,从而大大减小减排对经济的影响。如果现 阶段的环境规划中就实施双效方案或以减缓为主的单效方案,则会严重制约我国的社会和经 济发展,可持续发展目标将受到较大阻碍。因此,以近期为准备,中远期开始正式实施减缓 行为对我国应对气候变化问题较为适宜。

2.2.3 适应性排放和国际因素

发达国家和发展中国家在适应能力和未来排放需求上具有较大差异,基础设施不完善是发展 中国家对气候变化相对脆弱的重要原因,绝大多数发展中国家迫切需要加强工程性适应措施 的建设,由此也带来对适应性排放的巨大需求[6],我国南水北调、三峡工程都包 含应对气候变化方面的考虑。这进一步说明采用适应行为的紧迫性和减缓行为的高成本性。

国际因素亦对减缓与适应抉择产生重要影响,其矛盾主要存在于减缓的长期和全球效益与适 应的中短期局部效益之间的平衡问题,减缓的成本主要发生在发达国家,而不利影响的损失 主要由发展中国家来承受[10],美国等退出《京都议定书》也大大增加了减排策略 推 行的难度。对于发展中国家而言,适应策略在近期比较现实,是环境规划应对气候变化的合 理策略。

2.3 基本策略的分析结论

由于减缓和适应之间存在复杂的权衡取舍关系,依据上述分析和国家方案提出的“适应与减 缓并重”的原则,建议未来我国环境规划中应对气候变化的方案为“适应先行,减缓后举, 单双结合,重点突出”。在“十二五”期间,应对气候变化采用以适应为主的“单效”方案 ,在同时融入减缓与适应两类措施的前提下,主要通过加大适应行动的力度,使气候变化对 生态环境的负面影响降到最低限度,减缓不作为主要规划方案,但要纳入中远期规划并逐步 推进取得阶段进展目标(图1)。这既涵盖了适应与减缓的双重途径,不会因偏废一方而造成 近期或远期的应对成本升高,同时亦面向我国当前应对气候变化的主要问题。

3 我国“十二五”环境规划应对气候变化问题的重要领域

3.1 规划层次与领域

按照张兰生等[14]提出的全球变化影响途径,将环境规划应对气候变化的领域划分 为自然承载力、生产系统、社会人居环境三个层面。 根据文献调研结果[1,2,6,11,15],自然承载力层面以自然生态系统、水资源和 灾 害风险防范问题最被关注,生产系统层面的主要问题包括低碳经济和敏感生产部门应对,社 会人居环境层面中,城市化环境效应和海岸带城市预期影响较大(图2)。这七大问题中,适 应行为 需求占绝大多数,低碳经济体现了减缓行为,符合本文提出的“十二五”环境规划应对气候 变化采取偏适应的单效行为的基本策略。

3.2 自然承载力层面

自然生态系统对气候变化的响应直接关系到人类社会的可持续发展,我国西部地区湖泊、冰川、冻土、积雪等多种生态系统呈衰退状态 均与气候变化有关,如 气温上升1.5 ℃则草原旱区相应增长总面积将占国土面积的20%,为荒漠化提供潜在条件 [11],海洋生态系统珊瑚礁、红树林的变化亦敏感。通过环境规划增强自然生态系统 的适应性包括两个方面:一是生态系统和自然界本身的调节与恢复,强化气候变化背景下 的监测评估和有效保护;二是减缓人为影响和干预,通过情景 分析估算气候变化背景下生态系统承载能力 并依此确定流域或区域开发利用的上限。

气候变化对水资源的影响体现为径流量和降水分布变化。近五 十年来我 国六大流域天然年径流量整体上呈减少趋势,其必然导致环境容量的降低,加剧环境污染,引起社会、经济、资源与环境的连锁变化[16,17]。应对气候变 化的环境规划在城市发展中必须考虑未来水资源的承载能力。 同时降水量的变化将直接影响城市用水尾水的水质水量,对水量增多的地区要考虑环境规划 中 污水处理能力和规模设计,对水量减少的地区,则要考虑径流减少导致的水质进一步恶化和 最优治污方式的选择。

应对气候变化不仅需要关注最可能的气候情景,并且要特别注意低概率、高影响事件即灾害 和风险所带来的影响。研究显示,与温度相关的极端天气事件的变化与区域气候变暖关系密 切[18],而水源地污染等相关环境风险会同时增大。气候变化中的环境风险往往不 易事先被识别和判断,很难在规划措施中规避,制定和实施环境规划时 应根据可能发生的气候变化灾害风险充分设计、做好预 留,并建立各种情景模式下的风险预警与应对机制。

3.3 生产系统层面

全球变化同样对经济效率和行业的可持续发展带来日趋严重的影响。美国气象局研究表明, 不同行业对气候因素的敏感程度由高到低依次为农业、航空、建筑、渔业、林业、交通、工 业[6]。如农业生产土壤有机质的微生物分解将加快,造成地力下降,同时作物 生长季节延长,昆虫繁衍加快,农药和化肥的施用量将增大,农业面源污染面临源强增加和 范围扩大的压力。工业部门需要能源的强力支撑和对水资源高度依赖, 化工、冶炼等高耗能和高耗水行业的扩张受资源和容量约束凸显。纳入气候变化因素的环境 规划应当从产业结构调整入手,以循环经济、高效农业为主要规划手段加以应对。

生产系统既作为适应气候变化的重要方面,也是减缓气候变化的最主要途径。依据前文提出 的规划策略,“十二五”环境规划亦应着手减缓应对措施的准备,逐步开展“低碳经济”建 设将成为中国应对气候变化建设生态文明的重要突破口[19],减排的涵义不仅指污 染物排放的减少,还包括温室气体排放的减少[20]。从我国“十二五”环境规划起 ,应把低碳经济列为环境规划节能减排的规划指标之一,以循环经济为主要手段推进能源结 构和产业结构调整,探索符合中国国情的低碳经济发 展模式。值得指出的是,在目前的技术水平下,我国能源消费和二氧化碳排放量还将持续增 长,低碳经济将使中国面临开创新型的、可持续发展模式的挑战,应充分论证、逐步推行。 为在不影响社会经济发展目标的前提下逐步实现低碳经济模式,“十二五”环境规划碳减排 指标可先在发达省市选择性进行,在中远期规划再推广为强制性约束性指标。

3.4 社会人居环境层面

作为高度开放、不完整和脆弱性强的复合 系统,城市在人居生态和社会消费两方面最为集中地承受了气候变化环境效应和问题。热 岛效应是人居生态在气候变化和城市化相结合的最突出表现,其诱发的连锁气象变化(如“ 雨岛效应”、“雾岛效应”、“暗岛效应”等)近年来在我国逐渐突出[21],而应 对气候变化的社会消费随着人民生活的不断提高也日趋增加,中国气候耗能量正由气候灾害 驱动型向温度驱动型过渡,特别是在较发达地区的城市,其中气温为关键性因子,气候变暖将使城市用电压力呈继续增 大的趋势[22,23],并由此带来要素污染结构和污染分布的变化。应对气候变化的 城市环境效应和新发污染问题的关键是加强气候变化对不同区域城市的影响和规划研究,特 别是突出城市排水系统、污水处理设施以及城市能源供应设施脱硫脱氮设施等适应气候变化 环境效应的措施,并在环境规划中予以体现和落实[15]。

沿海是中国人口稠密、经济活动最为活跃的地区,中国沿海地区大多地势低平,建成环境极 易遭受因海平面上升带来的各种生态环境威胁,如沿海生态与环境受损、咸潮上溯加重、海岸侵蚀、土壤盐渍化等。近30年来,以气候异常为主要原因造成的中国沿 海海平面 平均上升速率为2.6 mm/a,并预计未来30年继续上升至2008年升高80-130 mm[3] 。海岸带地区环境规划应当针对不同的人工 建成环境分类设计和实施规划。在宏观决策层面,对重要的沿海地区采用防护的方法,其它 地区根据发展需要选择防护、顺应或后退;在微观技术层面,对采用防护手段的地区按照预 防与治理相结合、陆地与海洋相结合、工程措施与生态措施相结合的原则强化防护对策,如 加强沿海及入海河流堤防工程建设和海防林建设。

4 结 语

把应对气候变化与实施可持续发展战略、加快建设资源节约型、环境友好型社会和创新型国 家结合起来,既是从源头预防、根本解决气候变化环境影响,实现可持续发展的途径,也是 中国作为一个负责任的发展中大国承担国际责任,从环境保护角度为减缓全球气候变化而努 力做出的贡献。采取适应行动是国家“十二五”环境规划应对气候变化最紧迫的任务,减缓 不作为主要规划方案的核心内容,但要纳入中远期规划取得阶段进展目标,从长远角度看, 其与应对气候变化国家方案协调一致。

必须指出,我国环境规划的实施效果很大程度上取决于量化考核指标的系统性和重点实施工 程的可操作性,要保证“十二五”环境规划中应对气候变化方案落实执行,应特别注意科学 规划目标和指标以及重点工程的保障。规划目标按照环境保护突出重点、少而精的原则增列 1～2项可监测统计、能定量考核、易分解落实的鼓励性指标,重点工程紧密围绕三个层次覆 盖七个重要领域,优化预算投资和加强部门监督。

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Discussion on Integrating Climate Change Factors into Environm ental Planning of the National 12th Five Year Development Plan in C hina

YANG Xiao LI Yangfan YIN Rongyao SUN Xiang ZHU Xiaodong

(State Key Laboratory of Pollution Control

and Resources Re use,School of the Environment,Nanjing University,

Nanjing Jiangsu 210093,China)

Abstract Effects on sustainable development of climate change have been going further now adays. National Five Year Development Plan in China should have specific po licies on how to take climate change impacts into account through the environmen tal planning. Based on analysis of behavior benefits, implementation costs, adap tive emission and international factors, a basic strategy called singleeffect

by adaptation was proposed. In the environmental planning of the national 12 th Five Year Development Plan, adaptation and mitigation should both be i ntegrated to respond to climate change, while adaptation behaviors weight more.

篇8

目前，大黄石生态系统面积达48562~72843km2，横跨怀俄明、蒙太拿和爱达荷三州，由2个国家公园、6个国家森林地、3个国家野生动物保护区、3个印第安原著民保护区以及州立土地、城镇和私人土地组成[5]，黄石国家公园是大黄石生态系统的核心。大黄石生态系统是地球上最大的保存完好的温带生态系统之一。热泉特征、野生动物、湖泊、大峡谷以及石化树构成了大黄石的生物多样性和自然财富。其中野生动物包括北美最大的麋鹿群之一，美国最大的放养的野牛群，稀有的灰熊群以及罕见的狼獾和猞猁。生物种类涵盖了67种哺乳动物、322种鸟类、16种鱼类、10种爬行动物和两栖动物、12000种昆虫和1150种原生维管植物[6]。大黄石生态系统内的动物物种丰富度和分布取决于它们之间的相互作用以及它们所在栖息地的环境质量[7]，并且受到了火山地质运动、森林火灾、气候变化以及越来越多的自然和人为的影响。总体来说，大黄石生态系统由气象气候、地质地貌、生物水文和人类土地使用构成，而各要素之间随时间相互依赖、相互影响。如黄石地区独特的间隙泉和温泉受到火山活动的影响；热泉中硫、碳、氮含量对水体底部的微生物(嗜热菌、细菌、古生菌)等产生影响；土壤和水体中的矿物质、大气温度湿度等变化带来植被分布和数量的变化，进而影响着食草动物和狼群的分布和数量。同时，人的因素也不可忽略，人类在大黄石地区的伐木、狩猎、采矿、游憩、居住、工作等活动直接影响了植物和动物廊道；汽车尾气、生活垃圾废水、空调等对大气中温室气体含量的影响，气候变化是引起外来物种入侵的重要因素之一；另外，周期性的森林火灾也对黄石生态系统产生影响，成为维护黄石国家公园生态系统的稳定性及其演化的直接动力之一。

2大黄石生态系统管理的体制适应性

2.1管理机构

大黄石地区的联邦土地在行政区划上由国家公园管理局、野生动物局、土地管理局和国家森林局共同管理，前三者隶属于美国联邦内政部，而国家森林局隶属于美国联邦农业部[7]。1964年，国家公园管理局和国家森林局2个部门通过“理解备忘录(MemorandumofUnderstanding)”达成共识，合作共管大黄石地区，并成立了大黄石协调委员会(GreaterYellowstoneCoordinationCommittee，简称“GYCC”)。之后，美国野生动物局和土地管理局分别于2002年和2012年相继加入GYCC。GYCC作为大黄石地区生态系统管理的协作平台，每年召开一次会议，会上四大政府机构官员与当地利益团体、商业团体、非政府环保组织和科研工作者共同商议区域生态系统管理事务。大黄石地区的生态系统管理的相关组织机构和利益团体及其相互关系如图1所示。大黄石生态系统的分析评估、决策机制、项目实施等事项通过委员会进行统筹协调，各部门力图找到交叉的任务，寻求共同管理大黄石地区资源的机会。其任务是：1)提供公众服务和维持大黄石地区资源方面的领导策略；2)协调国家公园、国家森林、国家野生动物保护区和土地管理行政区规划和监测；3)设置大黄石生态系统为优先考虑对象，并分配资源来实现目标；4)提供联邦、州、地方机构、民间组织和公众之间互动论坛，鼓励在联邦单位和合作伙伴间的协调和共享；5)确定并解决持续出现的新问题，运用相互协作的战略思维；6)减少重复工作，寻求共享信息、资源和数据的机会；7)在法律允许和机构使命的范围内，制定大黄石地区统一的规则、要求、程序和公众信息[8]。在大黄石生态系统委员会的统一合作战略目标下，进一步设立多个专业委员会(简称专委会)实现主要生态系统议题的分项管理，包括水生入侵物种合作社、陆生入侵物种小组、清洁空气合作伙伴、防火安全管理团队、渔业团队、水文团队、白皮松委员会、可持续经营委员会等。专业委员会成员来自与大黄石地区相关的联邦、州立、县机构的管理者和专家。其他还有一些专业组织在GYCC统一协调下参与到大黄石生态系统的管理中，如1983年成立的跨部门的灰熊委员会(InteragencyGrizzlyBearCommittee，简称“IGBC”)，其成员组成包括了联邦政府的国家公园管理局、野生动物局、森林管理局、土地管理局和地质勘探局，州立政府的相关机构以及非政府组织，他们在GYCC的协调下进行灰熊数量的监测和保护[9]。由此可见，目标统一、职能细分的管理形式使大黄石生态系统委员会兼具综合化和专门化的特点。

2.2当前管理内容与形式

2009年，大黄石生态系统委员会的联邦政府机构管理者、美国地质勘查局和来自高校的科学家共同确定了威胁大黄石生态系统的三大外部力量：气候变化、土地使用变化和入侵物种[10]。参与者总结大黄石生态系统所面临的挑战是：“理解大尺度的压力是如何影响生态系统动力及其服务功能的，并在此理解的基础上决定管理景观的最佳途径。”他们确定了研究的需求包括以下几个方面：1)生态系统是如何响应气候变化的？尤其是水系统，高原和林木群落的变化，雪和土壤湿度的改变，以及诸如干旱、洪水、火灾、昆虫骚扰和疾病等干扰过程；2)人类如何影响生态系统？例如如何管理人类聚居才能最小化野生动物生态的影响？放牧、采矿和能源发展这些人类活动是如何改变土地使用和生态系统的？3)是什么促使入侵物种的传播？入侵物种如何影响大黄石生态系统的？气候变化和土地使用的变化如何影响入侵物种以及它们的管理？这3部分的议题可归结为对生态系统中各组成要素之间相互影响的属性、程度、机制和规律的研究，在此科学研究的基础上经设定指标、确立阈值、风险分析等步骤实现生态系统的管理，建立起生态科学研究和管理政策之间的联系。针对气候变化、入侵物种、物种保护、土地使用等问题，各小组通过制定清单普查、监测评估、战略计划、实施计划、管理导则、管理手册等文件落实管理，并定期汇报完成成果和下一步的工作重点。管理内容主要集中在几个方面：1)对生物物种或自然灾害在尺度、范围、结构和功能等属性上进行普查、制作清单，评估其状态并建立监测机制；2)采用适应性管理策略进行生态系统的维持、保护和修复；3)制定物种管理或灾害防治的管理战略(表1)。管理内容细致地考虑了地质、水文、生物资源、气候以及人为要素对于大黄石地区生态系统的作用，旨在生态系统保护、生物资源可持续利用和共享生物资源三者之间达到平衡。既有以生物、环境质量为核心的管理规划，如《大黄石地区灰熊管理指导方针》《大黄石秃鹰管理计划》《大黄石地区空气质量评估》《大黄石地区白皮松策略》等；又有将人类及文化的多样性视为生态系统的一部分而进行的管理规划，如《冬季游客使用管理：多机构的评估》《春秋季大黄石地区游憩评估》等(表1)。

2.3管理途径

大黄石生态系统管理涉及多个部门特别是国家森林局、土地管理局等，如何保证管理目标的顺利实现，法律与制度是重要基础。早在20世纪60年代美国森林局与国家公园局官方就达成了大黄石协调管理共识，围绕野生动物问题、火管理计划以及装备政策等开展对话协调，也制定了合作计划与实施方案，但效果不佳，直到1988年国会进入干预，制定促进协调的法案，加快大黄石协调管理政策的改革，促进国家公园局、森林局等部门捆绑政策的制定，1988年大黄石协调委员会成立区域领导团队，负责机构内部以及区域之间长期目标、计划与管理战略的协调等，这样大黄石生态系统管理才进入实质性运作阶段[6]。

3大黄石生态系统管理的特征和借鉴意义

3.1战略上：跨边界的生态系统管理思路

国家公园边界常常是一个理想的和考虑实际成本以及其他因素后妥协的结果，边界的修订与公园游憩特征和机会、操作和管理上的议题有关，例如可达性、地形测量、自然特征、道路等，同时也受到管理授权的影响，如管理可行性、尺度、配置、所有权、成本和其他因素[9]。黄石国家公园的边界虽然已经包含了地热资源和多种野生动物栖息地，但生态格局的演变和生态过程相互作用的范围远远超过了这个边界，野生动物的迁徙和捕食路径不会局限在此边界内，边界之外的气候、地质、水文变化以及人类的生产生活活动都对国家公园边界内的自然资源产生影响。黄石地区从20世纪60年代开始运用生态系统的思想，从单独的边界内的物种保护、恢复扩展到区域景观的尺度；在管理上打破行政边界的阻隔，以黄石国家公园为核心，针对特定保护目标的需要扩大管理边界。我国风景名胜区、自然保护区等保护地均有明确的边界，但由于公园内部及其周围地区管理目标的不同导致了2个或多行政区域在边界处的管理特别脆弱，城镇化、工业化促进保护地边缘地带土地性质转变使物种栖息地受到威胁，生态系统承受的压力增加[11]；另外，目前国内风景名胜区或自然保护区在进行资源调查分析时对区内资源要素与环境属性描述较多，但从生态系统角度对生物体、环境和人为因素之间相互长期的影响规律和分析明显欠缺。黄石公园这种从区域生态系统角度思考国家公园资源有效管理的思想对于我国目前自然保护区、风景名胜区、森林公园等保护地保护具有借鉴意义，即从区域角度构建保护地生态安全格局，这种格局是基于保护地特定保护目标的需要而建立的。

3.2制度上：跨部门的合作协调机制

大黄石生态系统管理跨部门合作协调主要由大黄石协调委员会(GYCC)来实现。大黄石协调委员会的发展历程可以分为3个阶段：1)1964—1991年建立统一框架阶段；2)1992—2005年内部成员扩大和管理内容细分阶段；3)2006—2012年现状成果评估和完善分项规划阶段。从大黄石协调委员会的形成历程来看，其跨部门的合作协调机制同美国和加拿大共管的五大湖流域生态系统的管理框架非常相似(图2)。框架揭示了实施生态系统管理方法的基本过程，其步骤是针对达成共识的生态系统问题制定战略框架、实施行动计划；其特色在于监测评估反馈和利益相关者间协商的反馈。目前我国学界普遍认同美国国家公园的中央集权垂直管理模式要优于我国保护地分权管理模式的观点[13]。实际上美国国家公园的垂直管理模式并不是单向的管理，同样存在多部门协调如同农业部、森林局、土地局、地方利益相关者等，如何有效协调实施是该制度的关键，大黄石生态系统的跨部门合作协调机制为我国建立国家公园制度与政策提供了参考。针对生态系统问题建立统一的战略框架，建立信息和数据的共享机制和平台，加强协调和反馈，政策与法律赋予大黄石协调委员会的权力，保障发展计划的实施。

3.3决策程序上：基于科学研究的管理决策体系

大黄石生态系统的管理决策以大量的科学评估和监测为依据，通过适应性管理框架把科学知识和管理行动统一起来(图3)，通过科学监测和分析能够证实或潜在地改变管理行动[10]。由于生态系统时空尺度变化的多样性，使得生态系统监测的结果可能是非线性的，具有不确定性，导致生态系统管理措施可能会根据科学研究的进展而不断调整、完善。科学家一方面通过设计监测模型帮助管理者理解管理行动及其成果，使管理者和科学家互动；另一方面，在生态资源评估时，管理者可能要求科学家给出更多信息，使科学家重新设计数据收集计划，建立监测模型，这就要求科学人员与管理者保持合作，对生态系统进行动态的监测和管理，目的是指导科学研究能够更好地服务管理者，从而不断完善基础数据清单和长期监测项目，揭示更有意义的大黄石地区生态系统现象和所受影响。20世纪60年代以前黄石国家公园猎杀灰狼以增加鹿和野牛的数量使灰狼濒临灭绝，引进外来树种培育风景林，导致生态系统功能严重破坏[14]。这是由于规划决策只注重人的观赏体验需要，忽略生态系统的自然运作规律所带来的后果。生态系统管理提供了一个将多学科的理论与方法应用到具体管理实践的框架[15]。国家公园保护与管理是一项技术性很强的工作，黄石国家公园的教训以及今天在生态系统保护上的成功揭示了基于科学研究的管理决策体系的重要性，我国保护地的规划管理应该在动态的科学研究的基础上进行决策，应依靠多学科的力量，进行生物资源的专项分析，从而避免管理中的盲目性。

4结语

篇9

关键字：森林；土壤；有机碳

中图分类号： S285 文献标识码： A

碳循环是生态系统物质循环，能量流动，信息传递等生态过程的基础。大气 CO2 浓度和气温升高将对陆地生态系统的碳储量和循环产生深刻影响，如影响植物光合作用产物积累、运输与分配，改变凋落物产量等，而后者的变化又可以通过影响大气中温室气体浓度来加速或减缓全球气候变化的进程。近年来，CO2等温室气体排放及其与全球气候变化的关系已引起国际社会的广泛关注，人们针对不同的生态系统开展了大量的研究。研究结果表明自1850 年以来，大气CO2浓度升高了近100 umolmol－1， 地球表面温度升高了0. 76℃。全球变暖以及人类生存环境的恶化已被越来越多的人所关注。

近年来，不同的学者就不同地区的土壤碳密度与碳储量、土壤碳库的在不同生态系统的分布特点以及土壤碳过程及其稳定性开展了研究。但是由于森林生态系统的多样性、结构的复杂性以及森林对干扰和变化环境响应的时空动态变化，至今对森林土壤碳库的储量和动态的科学估算，以及土壤关键碳过程及其稳定性维持机制的认识还不是很多。尤其是对土壤碳的管理鲜有报道。由于人们对森林的经营活动不可避免的影响到森林生态系统的碳过程，因此在全球气候变化的背景下，应该将碳管理的理念贯彻于森林生态系统的经营活动中。

1 土壤有机碳库研究概况

19世纪末到20世纪初，人们对土壤有机碳的研究主要集中在土壤有机质中含碳有机物的种类，数量及其与土壤性质与肥力之间的关系等方面。20世纪50年代，Francis Hole在两个森林生态系统和一个草地生态系统中设立DIRT 实验研究土壤碳输入来源和速率。20世纪70~80年代由于森林的大面积采伐与破坏，人们开始关注森林采伐，以及土地利用方式改变所引起的土壤碳流失。20世纪90年代关于土壤有机碳的研究已经就不同尺度的土壤碳库估算，土壤碳库分布特征，土壤碳的影响因素和转化过程与土壤碳库动态及历史演变等方面进行了大量探索。近年来，由于全球气候变化引起的N沉降以及大气CO2浓度升高对不同生态系统土壤碳的影响见于报道。这表明研究者已经开始关注全球气候变化与土壤碳库的关系。森林是全球陆地生态系统的主体，约85%的陆地生物量聚集在森林生态系统中。森林对维持全球碳平衡起着非常重要的作用，但是关于森林生态系统土壤碳循环的研究却依然相对较少。

2 土壤有机碳库在全球碳循环中的作用

2.1 土壤有机碳库的库-源转换

陆地碳循环是全球碳循环中最重要的环节，对大气CO2浓度变化的影响仅次于海洋。据估算世界范围内约有1500 Pg有机碳储存在1 m深度的土壤中，土壤碳储量相当于大气碳库的 3. 3倍和植物碳库的 4. 5倍。全球森林土壤有机碳储量为 402～787 G t，占全球陆地土壤中碳储量的25 %～50 %，森林对维持全球碳平衡起着非常重要的作用 ，成为生态系统碳循环研究的重点和热点。孔玉华等人[11]对科尔沁沙地与辽河平原交界处的森林和草原的过渡带上，不同利用方式下草地土壤碳积累及汇源功能转换特征的研究表明，在不同的土地利用方式及一定的环境条件下，土壤碳在时空上表现出源与库的转换过程。据估计，年土壤呼吸所涉及的碳达68-77Gt，土壤碳库的变化动态将影响大气中CO2的浓度，加剧或减缓温室效应进而影响全球气候变化，同时对生态系统的分布、组成、结构和功能产生深刻影响。由于土壤有机碳对生态过程以及土壤碳库对大气成分与气候变化的反馈作用的重要性，了解土壤有机碳的分布规律及影响因素对了解陆地生态系统碳动态至关重要。对全球气候变化的预测与应对必须基于对土壤有机碳的分布状况以及影响土壤有机碳输入与输出的各种因素的深入研究。

2.2 土壤有机碳的肥力特征

土壤有机碳在很大程度上反映了土壤有机质的含量。土壤有机质是土壤肥力的重要组成，也是土壤质量评价和土地可持续利用管理的重要指标。许多研究表明土壤有机质含量在在一定范围内不同程度上决定着各类土壤的肥力高低，增加土壤有机质，可以使土壤为植物的生长提供更多的养分，改善植物生长的土壤环境，促进植物的生长。肖靓等认为土壤有机质可以作为土壤营养状况的主要判断指标，周国模等则将其作为评价退化生态系统中的恢复效果的指标。土壤中移动快、稳定性差、易氧化和矿化的那部分碳称为活性碳，它对植物养分供应有最直接作用，可以灵敏反映不同经营措施对土壤碳库和潜在生产力的影响，指示土壤有机质的早期变化。

3 森林土壤碳储量以及土壤有机碳库的分布规律

欧美等主要国家在20世纪90年代初完成了国家水平的土壤碳库估计和全球土壤碳库总值估计，Post，Eswaran，Batjes等人基于植被单元或土壤分类单元的全球土壤碳储量研究表明，在1m深度的土壤中土壤有机碳库为15001600 Pg，Batjes认为如果将估算深度延伸至2m全球土壤有机碳库估计量将增加60%。David等人估计美国的森林碳储量为36.7Pg，其中50%储存在森林土壤中。Kurz通过长期的定位研究认为1920~1989年间加拿大的森林每年固定的碳为0.2Gt。Alexeyev对俄罗斯森林生态系统土壤碳储量的估算为74Pg。

20 世纪 90 年代中期以来，中国学者开始关注和研究土壤碳库及其变化问题。不同的学者从各自所掌握的土壤数据资料入手，采用不同的估算方法对中国土壤有机碳储量做了评估。由于各种碳库研究的资料和方法的差异，致使估计值在50~185Pg的较大范围内变动。在第 236 次香山会议上， 与会土壤学家讨论认为中国土壤总有机碳库应在70~90 Pg范围， 提出可以将90 Pg作为中国土壤总有机碳库的默认值。近10a 来，中国学者对本国不同气候带主要森林类型的土壤碳储量进行的研究表明，我国各类森林的土壤碳储量的变化范围在44-264 t /hm2，平均为107.8 t /hm2。从热带至温带森林土壤碳储量总体上呈增加的趋势，不同森林类型之间土壤碳储量 碳含量的差异主要表现在土壤表层。伴随着林龄的增加，森林土壤碳含量和碳储量呈现增加的趋势；随着海拔的增加，不同森林类型的土壤有机碳含量和碳储量也表现为增加的趋势。不同林分类型土壤有机碳存在明显差异例如，对我国南亚热带 4 种主要人工林类型的研究表明：红锥火力楠和米老排3 种阔叶人工林的表层土壤有机碳储量比马尾松人工林高出了11%~ 19%。

4 土壤有机碳化学结构及其稳定性

土壤有机碳是由复杂多变的有机分子单体和化合物组成，土壤有机碳稳定性的差别来自于土壤不同组分间化学结构的差异。土壤中的糖类物质( 氧烷基碳) 多为不稳定易分解的碳组分，而富含脂肪类物质( 烷基碳) 或木质素( 芳香族碳) 的土壤有机碳由于内在的分子特性而表现为相对稳定且不易分解。因此，土壤碳是否能够稳定的固持，最终取决于土壤碳的化学组成和结构。

随着近年来激光分解波谱，固态13C核磁共振波谱，红外光谱和热解质谱测量等土壤原位和非破坏性分析技术和手段等应用，可以在分子水平上更深入地阐明土壤碳固持的状态和过程。采用可见/红外光谱和傅立叶变换红外光谱研究土壤有机质的光谱学特性发现，西双版纳次生林转变为橡胶园后，胡敏酸中羧基和酚基结构比例降低，而脂肪族 芳香族和多聚糖比例增加。利用13C核磁共振波谱分析方法研究土壤有机质的化学结构发现， 与马尾松人工林比较，南亚热带3 种阔叶人工林的土壤表层具有较低的烷基碳，较高的氧烷基碳和较低的烷基碳/氧烷基碳比值，说明了马尾松人工林土壤比3种阔叶人工林土壤碳库具有较高的化学稳定性。

5 气候变化和森林管理对土壤碳储量的影响

土壤有机碳具有不同的更新和周转速率，其碳转移方向与强度在不同时间尺度上决定着大气 CO2 的浓度。因此，研究全球变化影响下森林土壤碳库的动态变化规律，已成为当前土壤碳的源汇效应演化与全球变化关系的重大基础科学问题。国际上正在兴起尝试采用红外地缆等加温设备模拟研究温度升高或降水变化对森林土壤碳储量及碳过程的影响。近年来， 在我国西双版纳热带雨林，哀牢山亚热带森林，东灵山温带森林，河南宝天曼暖温带天然次生林和广西亚热带人工林陆续开展了土壤增温与降水控制的长期定位实验，以期深入揭示区域气候变暖情景下( 包括干旱胁迫) 森林土壤有机质的动态响应及其调控机理。在影响森林土壤碳库变化的诸多要素中，氮元素逐渐引起广泛关注。大气氮沉降的变化直接或间接影响土壤碳的输入输出过程，对森林土壤碳库产生影响。自2003年起，模拟氮沉降对森林生态系统影响的野外控制实验在我国温带，亚热带和热带森林也逐渐开展，研究表明，氮沉降增加显著增加氮饱和森林土壤可浸提有机碳的含量，表明氮沉降增加可能会提高森林土壤有机碳的固持能力，土壤碳氮耦合的研究成果表明氮沉降很有可能是影响森林土壤碳储量的主要因素之一。

森林抚育、恢复、造林、采伐等经营措施可以直接影响森林碳库，并且能够通过改变凋落物数量及其化学性质和土壤有机质的分解影响森林土壤碳库。森林经营方式的转变，即将天然林转变为次生林或人工林后，土壤有机碳储量显著降低，土壤轻组有机碳降低尤为明显。造成森林土壤有机碳降低的主要原因是森林凋落物归还数量及其质量改变，以及水土流失和经营措施对土壤的扰动引起土壤有机质加速分解或流失等。不同采伐措施对土壤碳储量和活性有机碳含量也有影响，一般采伐会减少土壤储存的有机碳，特别是强度采伐迹地增大，雨水冲刷严重，加之土温升高，加速土壤有机碳的释放和流失; 强度择伐短期内可增加土壤活性有机碳含量，而皆伐后造林土壤活性有机碳出现下降趋势。综上分析，维持森林的高生产力带来的碳输入，并且避免由于土壤干扰等造成的碳释放是提高土壤碳储量和土壤持续固碳的有效森林经营措施如何通过合理的森林经营模式，包括造林树种的选择森林抚育和采伐措施等，提高人工林的生态经济和社会效益并且获得最大化的固碳潜力应该引起研究者的重视。

6 土壤呼吸时空变异及其影响因子

目前，森林土壤呼吸主要集中研究时空变异规律，即日、季节动态，及其与日、季节动态相关的温度、水分等环境因子间的关系。土壤呼吸的季节变化主要受非生物因子温度和水分变化的调控，而昼夜变化则可能主要受植物生理活动周期性等生物因素的影响。在我国北亚热带-南暖温带过渡区，土壤呼吸速率手土壤温湿度的交互影响。同海拔高度上土壤呼吸的空间变化与土壤温度呈显著的相关性，证明土壤温度是调控土壤呼吸在海拔高度上变化的主导因子。

国内外研究广泛关注土壤呼吸温度敏感性 ( Q10值) 及其在区域碳循环模拟估计中的重要性，其中土壤呼吸温度敏感性与土壤质量的关系引起广泛讨论。研究表明，Q10值表现出强烈的季节和年变异，影响其变化的主要因子是温度而且受土壤温度测量深度影响较大，而土壤湿度则是其变化的潜在影响因素。Q10值具有明显的空间异质性，其空间分布与降水和土壤有机碳含量及稳定性的空间异质性有关。

关于气候变化引起的温度，大气CO2浓度变化以及氮沉降等对土壤呼吸的影响的研究多采用人工模拟的方式。模拟氮沉降实验表明在不同林分类型中N沉降对土壤呼吸速率和 Q10值的作用效果不同，可能与微生物活性及细根生物量等有关。许多森林土壤模拟增温试验研究发现，增温后土壤呼吸速率显著提高。但是，模拟 CO2浓度升高对森林土壤呼吸作用的影响尚未确定，在红松和长白松林中土壤呼吸速率明显降低，土壤表面 CO2浓度升高导致 CO2扩散受阻可能是土壤呼吸受到抑制的主要原因，而在南亚热带人工林大气 CO2浓度倍增和高氮沉降使土壤呼吸速率显著提高。

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篇10

关键词：石笋；氧同位素；MIS4/5a；Dansgaard/Oeschger（D/O）事件；晚更新世

中图分类号：P532 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）03-0544-05

末次间冰期以来的气候变化由于沉积记录大多保存良好、沉积期后的次生变化小，而且相当多的沉积记录具有高分辨率的特征，适合高分辨率的古气候研究，是古气候研究中的重点[1-3]。特别是末次间冰期以来气候变化很复杂，存在着一系列的百年、千年以及万年尺度重复发生的气候突变事件而成为全球气候变化研究焦点[4]。对该时段内高分辨率气候演化历史的重建及变化机制和表现形式等的研究，有可能为研究近现代气候变化机制、气候突变事件以及预测未来气候变化速率、幅度、持续时间及趋势提供重要的科学依据。

对于MIS4/5a转换时间有学者认为是70～74 kaBP[5]。早期研究发现阿拉伯海钻孔岩芯记录的Toba火山灰层分布于MIS4/5a界限附近[6]，Rampino等[7]认为Toba火山的喷发是导致气候变化的主导因素，并将其喷发时间作为MIS4/5a转型时间。但有研究表明，Toba火山的喷发前后气候并没有显著变化[8]，特别是低纬度地区的气候变化幅度并不大。古生物研究同时显示Toba火山喷发并未对生物的生存环境产生毁灭性的影响[9，10]。因此，Toba火山喷发对末次间冰期到末次冰期气候转换是否起到决定性作用有不同的观点。通过系统回顾60～90 kaBP洞穴石笋、极地冰芯等古气候载体的研究成果，探讨72 kaBP气候突变事件与Toba火山喷发的关系，提出72 kaBP的Toba火山喷发并不是导致72 kaBP气候事件的主导因素；MIS4/5a的转换时间不能以72 kaBP气候事件为界，应以D/O20事件为界；石笋记录在晚更新世变化趋势与太阳辐射曲线基本一致，但D/O18事件在不同地区、不同古气候载体中存在差异性，说明全球气候在长时间尺度下受太阳辐射影响，而在短时间尺度上受控于多种因素，尤其是区域因素的影响。

1 晚更新世气候波动

从格陵兰冰芯记录GISP2和洞穴石笋记录中能够清晰地看到末次间冰期向末次冰期转换的60～90 kaBP时段里气候存在着不同幅度的振荡[11-15]。末次间冰期气侯整体比末次冰期气候温和湿润，但气候很不稳定，发生了一系列全球性或区域性的气候突变事件。在60～90 kaBP时段发生了D/O18～22等事件。其中区域性差异突出的有D/O18事件和72 kaBP左右的气候突变事件。MIS5a作为末次间冰期中最后一个时期（关于末次间冰期的定义存在两种意见，一种是只相当于海洋氧同位素期MIS5e，持续时间约20 ka，另一种是指整个氧同位素5期，持续时间约57 ka，这里采用后者的定义），其向末次冰期变化的研究对未来气候变化趋势的预测有重要意义。目前人类正处于间冰期，下一个冰期何时到来，间冰期向冰期如何转化的问题都引起了人们的关注。

1.1 Toba火山喷发事件及其影响

火山喷发会对地球气候产生重要的影响，其改变气候的方式主要是通过增加空气中CO2的含量、火山喷发过程中产生的硫酸盐气溶胶以及进入平流层的尘埃[16]。火山喷发后产生的大量火山灰物质进入平流层，削弱到达地表的太阳辐射，从而对气候产生强烈的影响。72 kaBP左右的Toba火山喷发是第四纪以来最猛烈的火山喷发[17]，其喷发后产生的火山灰物质总体积超过800 000 m3，覆盖了整个地球表面积的1%[18，19]。Toba火山喷发产生数量如此巨大的火山灰物质是否会引起地球气候从间冰期转变为冰期？不同学者的研究有不同的结论。从图1神农架山宝洞石笋记录[11]、南京葫芦洞记录[15]与格陵兰冰芯记录[13，14]对比可以看出，山宝洞、葫芦洞以及巴西洞穴石笋记录在72 kaBP左右气候发生变化，格陵兰冰芯记录在70 kaBP左右也存在一个大幅度的变化。格陵兰冰芯记录GRIP和GISP2氧同位素剧烈偏轻，山宝洞石笋SB22记录的氧同位素显著偏重，这些指示了北半球气温降低，亚洲季风减弱，降水减少。印尼Toba火山喷发也在72 kaBP左右。因此，Schulz等[20]推测发生于D/O19和D/O20之间的Toba火山喷发是导致氧同位素剧烈波动的主导因子并称其为“Toba事件”。在格陵兰冰芯GRIP和GISP2记录中D/O20暖峰之后氧同位素是处于一个偏轻的过程，而随后72 kaBP左右Toba火山开始喷发，其加剧了氧同位素的变化，使得气候发生更强烈的改变。这指示了氧同位素的变化先于Toba火山的喷发，Toba火山喷发加强了氧同位素的变化程度而非主导氧同位素变化的驱动因子。Zielinski等[17]也认为Toba火山喷发并没有驱动气候进入MIS4冰期时代。

由葫芦洞石笋碳、氧稳定同位素记录[15]可知，73 kaBP左右碳、氧同位素曲线存在着差异。δ18O曲线在72.5 kaBP存在一个气候突变事件，而δ13C曲线的气候突变事件时间更早。由于碳、氧同位素是采自同一石笋样品，因此两者表现出的差异应与定年误差无关。按照MSL石笋记录，在Toba火山喷发前δ13C曲线就开始发生偏轻的变化，且偏轻变化的时间远比δ18O曲线在72.5 kaBP左右变化的时间长。说明了Toba火山喷发可能不是72 kaBP左右的冷事件发生的主导因子，也说明了碳稳定同位素或上覆植被对气候变化更为敏感，对Toba火山喷发前S-SO42-的反应比较剧烈。这些假设还有待进一步研究证明。格陵兰冰芯记录与石笋记录的72 kaBP左右气候变化也存在差异。从图1可以看出，格陵兰冰芯记录在D/O20事件之后氧同位素就开始偏轻随后开始剧烈偏轻，这不同于石笋记录在D/O20事件之后的直接变化，Toba火山喷发若是导致“72 ka气候事件”的主导因子，为什么同一事件会引起变化的不同模式？另外，Toba火山喷发前后多项记录无实质性变化。例如，阿拉伯海的SO90-93KL岩芯记录在Toba火山喷发前后SST均处于稳定下降状态[21]。东海MD97-2151岩芯记录了在Toba火山喷发后SST并未有大幅波动[22]。苏门答腊岛的猩猩数量在Toba火山喷发后不减反增[9，10]。这些变化不大的记录使得人们对Toba火山喷发是否能引起全球性的气候变化产生了疑问。因此，作者认为Toba火山喷发并不是72 kaBP气候突变事件的主导因子。

1.2 MIS4/5a转型时间

对MIS4/5a的转型时间有学者建议是70～74 kaBP[5]，但由于代用指标的差异、定年误差等原因，不同学者对MIS4/5a的转型时间还存在不同的划分。覃嘉铭等[23]通过研究贵州七星洞石笋认为MIS4/5a为78.5 kaBP；在SPECMAP年代标尺中MIS5a结束的时间约为70 kaBP[5]；在格陵兰GRIP冰芯记录中则为75～80 kaBP[5]。早期的研究发现，阿拉伯海钻孔岩芯记录的Toba火山灰层分布于MIS4/5a的界线附近，以Toba火山喷发的时间为MIS4/5a转型时期，是MIS4冰期的起点[7]。而从图1格陵兰冰芯记录GRIP和GISP2曲线的变化趋势可知，冰芯记录的氧同位素早于Toba火山喷发时间（在D/O20事件暖峰之后）开始偏轻，因此传统的将Toba火山喷发作为MIS4/5a的转型时间不准确。由于D/O20事件氧同位素的振幅与MIS5c相当，且D/O20暖峰后气候总体维持在一个长达12 ka左右的相对较冷时段。因此，MIS4/5a的转型时间应以D/O20事件为分界。

1.3 MIS5a间冰阶结构

通过图2、图3可见，不同地区的石笋氧同位素记录在MIS5a阶段都具有相似性，并能很好地与太阳辐射变化进行对应，说明全球气候主要受控于太阳辐射[24]。此外，万象洞等氧同位素曲线与南半球巴西BT洞氧同位素曲线存在反相位关系，说明南、北半球气候存在跷跷板效应（“seesaw”效应）[25，26]。MIS5a阶段的气候也存在差异性。图2中MIS5b向5a转换时，不同的记录转换快慢不同。SB22记录中转换是缓慢进行的，而在万象洞记录、NGRIP冰芯记录[27]和巴西BT洞记录中却是迅速转换。安春雷等[25]认为这可能是由于万象洞的地理位置决定了其对季风变化较山宝洞更加敏感。

2 晚更新世D/O事件

气候变化受到了许多因素的影响。辛普森假说指出由于太阳辐射量的改变引起气候的变化，最终导致冰期、间冰期的出现，米兰科维奇假说指出由于地球轨道参数的变化引起地球冷暖的变化，导致冰期、间冰期的出现，主要的驱动机制有400 ka和100 ka的公转轨道偏心率周期、41 ka地轴倾斜率周期和21 ka岁差周期[28]，但这些地球外部因素并不能完全解释长时间尺度背景下的短时间气候突变事件，其他因子也会影响地球的气候，例如温盐环流、火山活动、人类活动等都会对气候产生深远的影响。在60～90 kaBP的气候变化过程中，D/O17～22事件呈现出明显的千年尺度变化。图1中D/O19、20事件在不同气候代用指标记录中都有很好的对应关系，而D/O18事件在不同地区却不能很好地重现。

D/O18事件在格陵兰冰芯记录GRIP和GISP2中表现得很显著；巴西石笋BT2005在D/O18事件处也有大幅振荡；神农架天鹅洞石笋SW12中D/O18事件峰型显著，强度同MIS3阶段[29]；重庆新崖洞石笋XY2的D/O18事件也表现明显[30]，而在高分辨率的葫芦洞石笋MSL、董哥洞石笋D4、山宝洞石笋SB22中却并不突出。同样都是在亚洲季风区，为什么几个洞穴对同一气候事件的记录却有如此大的区别？图3中60～90 kaBP气候变化的不同地质记录曲线具有很好的相似性，在长时间尺度背景下与65°N太阳辐射线能够很好地吻合，说明太阳辐射是长时间尺度全球气候变化的主导因素，但在短时间尺度内还存在着其他影响气候变化的因素。由于区域性差异导致不同气候代用指标对一些短时间尺度气候变化事件响应存在一定的差异。D/O18事件是由多种驱动因子引起的。山宝洞石笋SB22记录缺少D/O18事件是由于分辨率低导致其没有体现[11]，而葫芦洞、董哥洞石笋记录中D/O18事件不显著说明存在其他影响因素。不同地区石笋对D/O18事件记录的差异性表明，D/O18事件可能受到太阳辐射、温盐环流等多因子综合影响，导致不同地区对D/O18事件的记录不同。

3 结论与展望

通过对比60～90 kaBP石笋、极地冰芯等古气候载体的研究成果得出以下结论：

1）60～90 kaBP是末次间冰期向末次冰期转型的阶段，在长时间尺度上石笋氧同位素记录曲线、格陵兰冰芯氧同位素曲线等都与65°N太阳辐射曲线具有高度的相似性，说明气候变化在长时间尺度受太阳辐射影响，符合米兰科维奇假说。

2）60～90 kaBP时段不同的古气候载体研究成果在短时间尺度上表现出差异性，如D/O18事件在不同记录中存在明显差异，这与古气候载体自身特点和影响气候变化的区域性因素有关。

3）Toba火山喷发并不是引起72 kaBP气候突变事件的主导因子，其对气候变化起到了加强作用。

为了更好地了解60～90 kaBP的气候变化，应加强60～90 kaBP时段气候突变事件的研究，提高古气候记录的分辨率和定年的精度。对Toba火山喷发与72 kaBP气候突变事件的关系，应提高古气候记录的分辨率，为进一步判断两者的关系提供有力证据。为了确定MIS4/5a转型时间，需要获取更多不同地区的气候代用指标，通过对比来达成统一的共识。要确认导致D/O18事件差异的因素，需要比较与之相类似的气候突变事件，加强短时间尺度气候突变因素的研究。

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