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气候变化对流域生态安全

发布时间:2021-06-10 18:30:50

1、课题"全球气候变化对我国生态环境的影响"的逻辑关系是什么?

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2、气候变化对生态系统所带来的影响?具体一点

这个命题很大!
(1),气候变化的特征:气温升高、降雨减少、辐射降低、风速减少
(2),从组成生态系统的主要介质上来说,有森林生态系统、草地生态系统、农业生态系统、城市生态系统等等
气候变化的每一项表现对于不同生态系统的作用机制不一样;
可以从生态系统的功能方面论述 a 物质循环 b能量流动 c 信息传递
所以这个具体来说的话,涉及到了生态学、气象学、土壤学、地质学、农学、林学、水文学、城市生态等等多学科的知识,这个命题很大!

3、气候变化对自然灾害有什么影响?

人类影响气候,气候也影响人类。短时间的气候变化,特别极端的异常气候现象,如干旱、洪涝、冻害、冰雹、沙暴等,往往造成严重的自然灾害,足以给人类社会造成毁灭性的打击。比如,1943~1954年孟加拉地区的暴雨灾害,引起了20世纪最大的饥荒,饿死人口达300万~400万。1968~1973年非洲干旱是非洲人民的一次大灾难,使得乍得、尼日尔、埃塞俄比亚的牲口损失70%~90%,仅在埃塞俄比亚的沃洛省就饿死20万人。当然,这种打击往往是短暂的、局部的,虽然不至于影响生态系统,但是对人类造成的灾害却十分大。

长期的气候变化,即使变化比较缓慢,也会使生态系统发生本质性的改变,使生产布局和生产方式完全改变,从而影响人类社会的经济生活。

例如,在公元前3000~前1000年的温暖时期,竹类在黄河流域直到东部沿海都有广泛分布;安阳殷墟发现,水牛和野猪等热带亚热带动物;甲骨文记载打猎时获得一象,表明殷墟的化石象是土产的。河南原称豫州,就是一个人牵着大象的标志。商、周时代,梅子是北方人民重要的日常食品。《诗经》说:“若作和羹,尔唯盐梅。”可见当时梅子是和盐一样重要的食品,是做菜不可缺少的作料。《诗经》说:“终南何月,有条有梅。”终南山在西安之南,宋代以来就无梅了。陕西、山西等地人民只好用醋代替梅。

秦汉时期气候也比较温暖,《史记》记载当时经济作物的地理分布是:“桔之在江陵,桑之在齐鲁,竹之在渭川,漆之在陈夏。”可知当时亚热带植物的地界比现在更加偏北。

由于气候变化直接影响农作物的地理分布,必然会影响以农产品为原料的工业布局。例如,在先秦到西汉以前,我国丝织业布局是北丝南麻,丝织业绝大部分在黄河中下游和冀中平原,当时最大的丝纺业中心在河北定县,其他较小的中心也都在河北、河南和山东一带;长江流域及南方各地则主要生产麻织物;西汉时期,蜀中仅以产麻布著名。虽然在东汉到魏晋以后,中原地区战乱频繁,经济下降剧烈,南方各地社会生活则相对安定,丝织业有所发展,可是北丝南麻的布局一直维持到隋唐时代。从气候变迁情况看,至隋唐时代,虽然气候也有变化,但是平均气温仍暖于现代,可见,丝绸之路出现在北方是有原因的。

北丝南麻布局的改变发生在宋代。由于气候变冷,气温已低于现代,北方不利于桑蚕生产生殖,再加上唐末五代时北方战乱,南方经济发展,南方丝织业规模逐渐超过北方。北宋时镇江,三台已形成为全国丝织业中心。南宋时,南京常州、镇江、苏州都拥有巨大的丝织业生产能力。丝织业重心南移,正好相当于我国气候由温暖到寒冷的时期,这个历史经验是值得研究的。

气候变迁对农业耕作也有影响,孟子、荀子都说,他们那个时候,齐、鲁(河北、山东一带)农业种植可以一年两熟。在这些地方直到建国初期,还只习惯于两年三熟。唐朝的生长季也比现在长,《蛮书》(约成书于862年)说,曲靖以南,滇池以西,一年收获两季作物,9月收稻,4月小麦或大麦。而现代由于生长季缩短,不得不种豌豆和蚕豆,以代替小麦和大麦。

这种历史经验仍有现实意义。例如,如果气候变暖,就可以考虑双季稻向高纬度、向高海拔扩展;若气候变冷,就得采取措施,缩短水稻的生长时间。

4、为什么说气候变化影响水安全

有研究表明,全球气候变化将增大我国洪涝和干旱灾害发生的风险,将继续对我国自然生态系统和经济社会系统产生负面影响,对水资源供需、森林和草地生态系统、沿海地区等的影响更为显著。那么,我国的水安全将受到怎样的挑战?

水利专家指出,全球气候变暖会使大气水循环的速度加快,从而更容易产生一些气候极端事件,例如暴雨、干旱、台风等,同时极端天气事件的频率和强度都有可能增大。 此外,还指出,气候变化对水安全的影响有四个方面:

首先是供水安全,就是有没有足够的水给人们用。过去的30年来,由于人类活动和气候变化的共同影响,我国北方的河流如海河、黄河流域径流量大大减少,对人类活动的影响甚大。

第二是洪水安全,气候变化使洪水发生的概率增大。气温增高,大气保持水汽的能力加强,遇到冷空气就容易产生强降雨,一些局地性的暴雨有可能增多加强。还有全球变暖导致海平面上升,将使得沿海地区的防洪形势进一步严峻。

第三是水环境和水生态安全。气温升高之后,对水体生物的生活环境会产生影响,水体生物的分布会发生变化;水体容易产生蓝藻、富营养化等问题,再加上降雨减少,径流减少,对水的稀释能力变小,自净能力减弱。

第四是水工程安全。一是全球变暖使得洪水的强度和频率发生变化。二是气温的升高,影响工程材料的耐久性。 (来源于2011年2月1日《中国气象报》 作者:吴晓芳)

5、全球气候变化对城市生态系统的影响有哪些?

全球变暖与城市“热岛”
全球变暖会引起世界各地区降水与干湿状况的变化,进而导致世界各国经济结构的变化。中纬度地区将会因气候变暖使蒸发强烈而变得干旱,现在农业发达的地区将退化成草原;高纬度地区则会因变暖而增加降水,温带作物将可以在此安家。但就全球来看,气候变暖对世界经济的负面影响是主要的,得到好处的仅是局部某些地区。
城市的气温比近郊要高得多,犹如一座温暖的岛屿。我国最大的城市“热岛”北京,比郊区温度高出9.6度,上海与郊区的最大温差也达6.8度。造成城市“热岛”效应的原因在于城市人口集中并不断增多,工业发达,居民生活、工业生产和汽车等交通工具每天要消耗大量的煤、石油、天然气等燃料,释放出大量的人为热。还有一个原因是城市中由混凝土、石料、砖瓦堆砌成的建筑群与柏油、水泥、陶瓷、石料等铺设的路面、人行道、广场,代替了原为植被、作物覆盖的自然地面。它们反射率小,热容量高,大量吸收太阳能。
2、物种迅速灭绝
由于人类活动的影响,尤其是人们乱伐森林、滥垦草原,以及环境污染,造成了野生
动植物栖息地或生长地的丧失和生活环境的恶化,再加上人们滥捕滥猎野生动物,使世界上许多种野生动植物已经灭绝或濒临灭绝。
国际保护自然联盟1996年发表的濒危物种《红色警报名单》显示,世界现存4500种哺乳动物中,面临绝种的已占24%,而现存约9500种鸟类中,有12%即将灭绝。在已知的大约1万种木本植物中,濒临绝种的约占6%,其中1000种左右危在旦夕。每24小时就有150~200种生物物种永远告别地球,据资料表明,目前地球上物种灭绝的速度比形成的速度快100万倍。中国是野生动植物十分丰富的国家,但是,中国生物的多样性正面临严重的威胁。被子植物中,濒危种有1000种,极危种28种;裸子植物濒危种63种,极危种14种,已有1种灭绝;脊椎动物受威胁的有433种。
3、世界水资源严重不足
随着世界人口的急剧增长,用水量不断增加,加上水污染日益严重,使许多本来可以
利用的淡水资源遭到破坏。目前世界上60%的地区面临供水不足,已有20%的人口难以得到清洁水,50%的人口无法得到卫生用水。许多国家用水紧张,近年来美国、日本及东欧许多国家都出现了水资源不足的问题,甚至连淡水资源比较丰富的俄罗斯与加拿大,有些地区也受到缺水的威胁。非洲的一些国家连年干旱,缺水直接威胁着人们的生存。有人预计,水危机将成为21世纪城市里“最容易引起争端的问题”。
4、环境问题的全球性
环境问题不仅是某个国家或某个区域的问题,目前已经发展成全球性的问题了。一个地区发生环境问题,影响的范围往往会大大超过该地区。例如,酸雨随着大气的运动,能影响到很远的地区;国际性河流上游被污染,将使河流全流域遭受影响……环境污染问题日益严重,废气、废水甚至固体废弃物都可以从一国转移到另一国。有些环境问题甚至影响着全人类的生存与发展。例如,亚马孙河流域热带雨林的破坏,会对全球的气候产生影响;大气中CO2浓度的升高和臭氧层的破坏,更是威胁着全人类。
5、我国的资源状况
从自然资源总量讲,我国许多种自然资源的总量都在世界前列,称得上是地大物博的
资源大国。但我国人口众多,各类资源的人均占有量都是很少的。人均资源相对不足,是我国资源方面的基本国情。
我国耕地面积居世界第四位,人均耕地占有量却只相当于世界人均值的1/3;森林面积居世界第六位,人均森林占有量只相当于世界人均值的1/5;我国矿产资源储量总值居世界第三位,人均占有量相当世界人均值的3/5……而且随着我国人口持续增多,各种资源的人均占有量还会继续下降。人均资源相对不足,已成为我国经济发展与人民生活水平提高的制约性因素。我国的资源还存在地区分布不均衡的特点。例如我国水资源南方多、北方少,耕地资源却南方少、北方多,很不利于农业的发展。
6、大气污染
科学家发现,至少有100种大气污染物对环境产生危害,其中对人体健康危害较大的
有二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、氟氢烃等。大气污染物严重危害人的气管、肺等呼吸系统。
造成大气污染的途径主要是工业生产与交通工具排放的废气和尘埃,工业生产排放出的尘埃颗粒物还吸附了许多有毒有害的物质。这些污染物在大气中还会发生各种化学反应,生成更多的污染物,形成二次污染。二氧化硫是大气污染物中最普遍的一种,它在大气中通过反应可形成硫酸烟雾,甚至形成酸雨。氮氧化合物、一氧化碳和碳氢化合物也是大气中常见的污染物,它们在阳光下,发生光化学反应,可形成光化学烟雾。
大气污染物在空气中积累,导致空气质量下降,直接危害人类健康,而且使全球气候变暖,臭氧层遭到破坏;污染物随风飘散,甚至影响农业、林业和畜牧业,美国每年因此损失数亿美元,我国的损失也相当严重。
7、认识沙尘暴
沙尘暴,又称黑风暴,是发生在沙漠地区的一种自然现象。沙漠地区的大量流沙,是沙尘暴的沙源,春季的大风是沙尘暴的凭借力量。
近百年来,由于人类过度垦荒,过度放牧,乱砍滥伐,使地表植被遭到严重破坏,大片土地成为裸地,随着荒漠化的不断加快,沙尘暴的范围也逐渐扩大了,沙尘暴的程度也逐渐加重了。2000年春季,首都北京连续八次遭到沙尘暴的袭击。据科学家计算,在一块草原上,刮走18厘米厚的表土,大约需要2000多年的时间;如把草原开垦成农田,则只需49年;若是裸地,则只需18年。从沙尘暴的起因与发展来看,人为破坏环境,破坏地表植被是沙尘暴最重要的起因。只有保护好植被,防止土地沙漠化,才能真正减少沙尘暴危害。
我国的沙尘暴灾害可以说是俞演愈烈。据专家统计,从1952年到1993年,我国西北地区发生沙尘暴的次数是:50年代5次,60年代8次,70年代13次,80的代14次;1993年发生了一次剧烈的黑风暴事件。之后,每年四五月份,甘肃河西走廊至少要发生一次,而在2000年,连续就是8次。据权威专家分析,在10—20年内,面对人口越来越多,生态环境越来越恶化的现状,如果不采取得力措施,我国沙尘暴的频率、强度和危害程度还有进一步加剧的可能。
8、世界上最严重的一次沙尘暴
1934年5月12日,美国发生了地球上最严重的一次沙尘暴。这次沙尘暴起自美国西部平原。一股强风暴迅速掠过西部广阔的土地,将千顷农田的沃土卷起,并以每小时60—100千米的速度,咆哮着由西向东横扫了整个美国国土。连刮3天的这次沙尘暴,将美国西部的表土层平均刮走了5—13厘米,从而毁掉耕地4500多万亩,造成西部平原的水井、溪流干涸,农作物枯萎,牛羊大批死亡。
在历史上,北美大陆到处森林茂密,水草丰美,野生动植物十分丰富。随着美国的西部大开发,大片森林、草原被毁。美国人几乎砍光了从大西洋畔一直到大平原区的无际的森林,使土地裸露,失去植被保护,种下了祸根。
9、水俣病与痛痛病
1953年,在日本九州熊本县的水俣镇发生了一场奇怪的流行病。首先是出现了大批病猫,这些猫疯了一般,步态蹒跚,身体弯曲,纷纷跳海自杀。不久又出现了一批莫名其妙的病人,病人开始时口齿不清,表情呆滞,后来发展为全身麻木,精神失常,最后狂叫而死。多年之后,科学家们才找到这种怪病的起因:汞中毒。原来在水俣镇有一家合醋酸的工厂,在生产过程中用汞做催化剂,然后把大量的含汞废水排进了水俣湾。汞的毒性很大,在水中微生物作用下,转化成毒性更大的甲基汞,在鱼、贝等体内富集,人吃了这些被甲基汞污染的生物才得了可怕的水俣病。甲基汞会聚集在人脑中,损害脑神经系统,因此猫与人都疯了。
痛痛病也发生在日本。在日本富山县,当地居民同饮一条叫作神通川河的水,并用河水灌溉两岸的庄稼。后来日本三井金属矿业公司在该河上游修建了一座炼锌厂。炼锌厂排放的废水中含有大量的镉,整条河都被炼锌厂的含镉污水污染了,河水、稻米、鱼虾中富集大量的镉,然后又通过食物链,使这些镉进入人体富集下来,使当地的人们得了一种奇怪的骨痛病(又称痛痛病)。镉进入人体,使人体骨胳中的钙大量流失,使病人骨质疏松、骨胳萎缩、关节疼痛。曾有一个患者,打了一个喷嚏,竟使全身多处发生骨折。另一患者最后全身骨折达73处,身长为此缩短了30厘米,病态十分凄惨。痛痛病在当地流行20多年,造成200多人死亡。
10、噪声污染
噪声指人们不需要的声音,不论什么声音,只要令人生厌,对人们的生活形成干扰,就都被称为噪声。工厂里机器的轰鸣,道路上汽车的喇叭声,人群的喧闹等,都是令人头痛的噪声。有时节奏强烈的摇滚音、迪斯科等也会成为噪声,影响到人的生活及健康。
强烈的噪声会引起听觉器官的损伤,如果是长期在机器轰鸣的厂房工作的人员,其听力往往不及一般人。噪声还会严重干扰人的中枢神经,使人神经衰弱、消化不良,甚至恶心、头痛。噪声对于人的正常生活工作也有很大影响,它会使人失眠,没有食欲,产生烦恼等不愉快的情绪。科学家还发现,长期受噪声刺激还会削弱人的免疫系统的功能,使恶性肿瘤的发生率不断提高。
11、可持续发展的概念
世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》报告中,对可持续发展作了明确的定义:可持续发展是这样的发展,它既满足当代人的需求,又不损害后代人满足其需求的能力。
可持续发展是一个综合的概念,其丰富的内涵概括起来有三点:生态持续发展、经济持续发展和社会持续发展。生态、经济、社会的持续发展相互联系、相互制约,共同组成一个复合系统。可持续发展要求人们与自然和谐共处,能够认识到自己对自然、社会和子孙应负的责任。要求人们必须具有很高的道德水准,保护好人类生存和发展所必需的资源和环境基础。

6、气候变化对黄土高原典型流域径流量的影响研究

根据窟野河流域近50年的气象、水文资料,分析降水、气温、蒸发、径流时空分布及变化特点与趋势变化的显著性,选取转折点,将转折点以前资料输入水文模型,开展了流域水文模拟研究,评估了气候变化和人类活动对径流变化的影响,分析了河川径流量对气候变化的响应。主要内容包括以下方面:

1)结合窟野河流域气候变化特点和下垫面状况,分析气候因素和下垫面条件对产流的影响。窟野河流域下垫面物质由黄土、风砂土和基岩组成,主要为基岩、黄土。基岩出露区其下渗率、地面透水性及其蓄水能力较低,易产流,地表径流充沛;黄土孔隙率较高,下渗率较大,地下径流丰富。采用滑动平均法、肯德尔秩次和斯波曼秩次相关检验法,分析窟野河降水、气温、蒸发及径流的变化趋势及其显著性。分析表明:降水总体呈现减少趋势,但趋势性不显著。气温总体呈现上升趋势,趋势性较显著。径流基本上呈现稳定的递减趋势,趋势显著。

2)对干旱和半干旱地区的水文模拟一直是水文学家面临的挑战。而处于半干旱地区黄河中游的窟野河流域水文情势复杂多变。本节借鉴了一些学者在干旱半干旱流域水文模拟的应用经验,选取概念性集总式流域水文模型(水量平衡模型)和基于物理机制的分布式流域水文模型(可变下渗容量模型-VIC模型)对窟野河流域降雨-径流模拟作了系统的比较,并参考水文预报规范,以Nash-Sutcliffe效率系数和相对误差确定评价指标和标准。结果显示Nash-Sutcliffe效率系数都大于60%,相对误差也控制在10%。利用窟野河流域1983年之前的水文、气象资料,对所选用模型模拟结果进行比较,两个模型均能较好地模拟流域的月流量过程,相比分布式VIC模型,月水量平衡模型结构简洁,涉及参数少。从模型的模拟程度、可操作性和对资料的要求着手考虑,择优选用集总式月水量平衡模型开展气候变化对水文水资源的影响研究。

3)针对窟野河的气候变化特点,探讨流域未来气候变化趋势以及对水资源的影响。分析得出,窟野河未来气温的总体变化趋势与全国、全球有类似之处,呈现持续的变暖趋势。造成气候变暖的原因不仅仅是温室效应,人类活动是其中一个重要的因素,相对于气温平稳持续的变化,降水差异较大,分布不均,不同年代之间降水变化也存在一定的差异。

4)基于数理统计方法,建立气温与蒸发能力之间的关系,进而分析气温变化对蒸发能力的影响,结果表明气温升高1℃和2℃的情况下,流域的蒸发能力也随之增加;且在地域分布上,低纬度地区的变化略小于高纬度地区的变化。

5)统计1951~2006年逐月数据,绘制流域1983年前后两个不同时段的降水径流关系,结果表明流域年降水量与年径流量关系点群较散乱,两个阶段的年降水量和径流量相关系数远低于降水与径流的相关系数;同样降水条件下,后期径流量总体比前期径流量偏小;前期的降水径流相关系数高于后期的降水径流相关系数,说明人类活动不仅改变了降水径流的相关关系,同时也降低了二者的相关性,使流域水文循环系统更为复杂。并采用定量分割法分析气候变化和人类活动对流域径流的影响,得出气候变化和人类活动对河川径流量减少的贡献率分别为37%和63%,人类活动是流域径流量减少的主要原因。

6)评估未来气候变化对径流量影响。综合全球气候模型中考虑的A1、A2、B1和B2四种情景,采用目前多数国家认同发展的气候情景,A1B排放情景下美国NCAR模式、德国MPI模式和在中国应用较好的PRECIS模式的气候输出结果,预估不同模式对气温、降水存在一定差异,未来气温可能升高1.1~2.4℃。未来降水预估存在差异,NCAR模式预估降水可能增加;PRECIS预估2020年前后降水偏多,2030年前后降水可能减少。未来2010年前后(2006~2015年)和2020年前后(2016~2025年),河川径流量可能偏高约1.4%~4.7%和1%~40%,2030年前后(2026~2035年)和2040年前后(2036~2045年)径流量可能偏少2.5%~17%和4%~12%,但在2050年前后,窟野河流域水量又可能转丰。假定降水变化和气温升高形成多种组合分析河川径流对气候变化的敏感性。可知降水不变,气温升高或降低1℃,径流量将减少3.8%或增加4.1%;而气温不变,降水增减10%,径流量将相应增加17.0%或减少15.7%;在气温升高2℃阈值,降水增加或减少10%,河川径流量将增加8.7%或减少21.8%。

从评估结果看,未来50年,窟野河流域水资源可能偏多,可改善流域生态环境。尽管更长时期的水资源预估存在不确定性,但全球变暖将可能造成的水资源短缺也需引起流域管理部门的重视。

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