气候变化——人类面临的机遇和挑战 根据联合国环境规划署(UN EP) 和世界气象组织共同组建的政府间气候变化委员会( IPCC) ,组织全世界几百名著名科学家的科学评估报告指出“过去100 年中全球气候总的趋势是变暖的, 全球地面气温上升了013 oC到016 oC, 如果人类不有效的控制温室气体的排放, 全球气候将持续变暖,在未来40 年至50 年内全球平均温度如每10 年上升012 oC, 到本世纪末全球气温将相应上升1 oC到4 oC, 而二十世纪气候变化的频率和幅度大大超过过去5 000 年中的变化。”这种高频率、高变幅的气候变化具有相当的破坏性, 将威胁着全球安全, 人类生存, 社会经济和生态系统的平衡。1 气候变暖对全球气候的影响气候变暖趋势将造成地球上南北地区温差减小, 经向大气环流减弱, 海水温度上升增强, 全球降水地理分布发生根本变化, 气候带出现南北位移, 总的趋势是低纬度降水稍有增加, 洪涝、海潮灾害频繁和强度增强。中纬度年平均降水减少,干旱、风沙灾害持续。气候带在近几十年内向两极方向移动的趋势加剧, 动植物带滞后气候带的移动。对某些物种和生态系统的响应是突然的, 可能导致生态系统失衡或退化。据相关资料分析预测, 按照目前气候变化的趋势到本世纪中期, 全球森林的覆盖面积由58%将减少到49% , 沙漠由21% 将扩大到24% , 苔原由3% 减少到零, 自然生态系统发生改变。气候变化速率和变化幅度直接影响全球生物的多样性和动植物物种的发展衍化规律, 干旱、洪涝、高温、寒潮和暴风雨雪等自然灾害频发, 使全球大气环境、生态系统变得更加复杂化。2 全球气候变暖对农业的影响气候变暖对农业的影响是直接的也是最严重的, 气候变化带来的干旱、洪涝、病虫害对农业的影响最严重, 干旱和半干旱地区最容易受气候变化的危害。气候变暖引发农作物病虫害和高空臭氧量的变化, 低纬度区域农业脆弱区产生强烈的影响, 高中纬度作物生长季节延长, 产量有可能提高。在应对气候变化中进行农业技术革新和农作物布局的调整。3 气候变化对水资源的影响水资源是农业的命脉, 也是人类生存的源泉。气候变化对水资源也有重大影响, 根据气候变暖趋势, 今后几十年现有的山地冰川中的三分之一或一半以上将可能消失。冰川缩小会影响河流流量的季节性分配, 并会对区域性水资源产生重大影响。按气候变化规律, 全球气温平均升高1~ 2oC, 降水量将会减少10%。4 气候变化对海洋环境的影响气候变暖引起海水热膨胀, 海洋温度上升, 南北极冰川和冰盖逐渐融化, 加速海平面上升, 改变海洋环境和海洋生态系统, 并引起港湾和湿地生物物理特性变化, 并危及海洋生物及人类海洋资源的利用。目前, 全球人口的一半居住在沿海地区, 如果到本世纪末全球平均气温增温3~ 5oC, 海平面将上升约1m , 则洪水将会淹没大片耕地、城镇及工业设施, 污染人类生存环境以及改变海岸线, 将使某些岛国人类无法居住, 数以千万计的居民要迁移, 使贫困地区成千上万的人民流离失所。5 气候变化对人类健康的影响气候变暖对人类生存、健康环境产生不利影响, 气候变暖可造成气象灾害频发, 高温热浪将造成各种传染疾病不断暴发、流行。若全球增温持续可造成平流层中臭氧层的耗减而出现紫外—B 辐射的增加和增强, 将可能提高皮肤癌、白内障和雪盲的发病率, 并影响人类的免疫抑制系统等。6 气候变化对我国农业的主要影响研究结果表明, 今后几十年我国大陆地面气温将可能在不断波动的情况下趋于增高, 气候变暖趋势加剧。南方增温幅度略小, 北方增温幅度较大, 影响我国副热带高压北界由秦岭、淮河一带扩展到黄河以北。造成东北和青藏高原的多年冻土的大部分和祁连山、天山的冰川都逐渐趋于消失。气候变化更重要的是影响我国农业生产的不稳定性增加, 并带来农业生产布局和结构的变动,将引起农业生产条件的改变及农业成本和投资将大幅度增加。在全球气候变暖背景下, 我国北方干旱趋势持续加剧, 南方暴雨、洪涝灾害频繁。沿海地区海平面上升将会影响从辽宁至海南的沿海地区, 而北方地区干旱水资源短缺, 到本世纪中期京津唐地区和西北地区缺水量约为2115 亿m 3至14 亿m 3。7 气候变化带来发展机遇人们已经认识气候变暖的危害及气候变化的成因和规律, 气候变化不会引起自然环境的过度破坏和变化, 更不会导致人类生存的末日。因全球气候变暖危机出现在科学技术发达的现代, 世界各国积极采取对策, 减缓全球气候变暖的趋势和强度。特别是联合国《气候变化公约》及各国政府机构组织研究气候变化问题的科技协作和签订关于保护大气环境, 抑制二氧化碳等温室气体的排放量的国际协议。全球气候和气候变化问题将会引发社会发展, 经济发展, 科学技术发展, 并对社会改革起到一定的推动作用。人类活动会引起气候的显著变化, 气候变化又影响自然环境和生态系统的变化, 这些变化对自然生态和人工影响下的生态系统演变及复原力和社会经济发展以及人类的健康都会产生重大的影响。气候变化危机还未对人类生存产生重大影响时, 努力掌握气候变化规律, 增强应对气候变化的行为和能力, 并积极开展保护大气环境、生态环境, 开发利用可再生能源和清洁能源项目, 为加快社会经济和科学技术发展, 提高应对气候变化的能力, 提出了更高要求和发展机遇。
地理论文——全球气候变暖对我们有什么危害 我们的地球,从以前有着新鲜的空气到现在被严重的污染,严重使全球变暖,受到了严重的危害,我们要从现在开始行动,保护我们的地球。不能让地球再次变暖。 科学造成气候变暖的主要原因是人类生产活动所排放大量的一些气体如二氧化碳、甲烷、氯氟烃等具有吸收红外线辐射的功能,这些气体被称为“温室气体”。它们在大气中大量存在,如同一个罩子,把地面上散发的热量阻挡。就像“暖房”一样,造成地表温度的上升家把这种现象称为“温室效应”。有一种说法:认为温室效应是造成全球气候变暖的主要原因。现在已经有很多国家受到了地球变暖的威胁了,炎热使冰川消融。世界上几乎所有的冰川都在融化,其中很多融化得特别快。坦桑尼亚的乞力扎罗山,过去白雪皑皑,冰川覆盖,久负盛名,现在积雪融化,冰河退缩严重。美国蒙大拿州冰川国家公园博尔德冰川是美国30年代的一个著名的旅游景点,现在冰雪所剩无几。科学家认为,公园里所有的冰川将可能在5年内完全消亡。哥本哈根现在是受到全球变暖最为严重的地方,很多房屋被冰川融化所淹没。哥本哈根气候变化会议前夕宣布量化减排目标,显示了中国继续加大力度、减少经济发展中二氧化碳排放量的坚定决心。美国灾难大片《后天》是一部描写“温室效应带来的气候变化引发地球的空前灾难,全球一天之内出现急剧降温的极端天气,冰层和白雪覆盖了整个地球表面,冰期时代骤然而至……”尽管《后天》只是一部虚构的灾难电影,但其探讨的问题却极具现实意义。全球气候变暖是人们经常听到的一句话,可是近日来,欧洲、美洲、亚洲多个国家陆续出现暴雪、暴雨等极端天气,北京更是遭遇了60年同期最大暴雪,气温屡创新低。而去年哥本哈根会议不是一直说全球气候变暖吗?为什么气候会异常寒冷呢?气候变化这一话题随着极端天气的不断出现持续成为世界关注的焦点控制全球气候变暖主要有以下几种措施押节能、高效的经济,即大大减少能源使用强度;清洁能源,包括协同治理污染和气候变化;循环经济,即使能源利用最大化;生态经济或生态文明,如利用植树造林固碳以增加碳汇;低碳经济,即改变生产模式和生活模式。此外,发展核能、水电、可再生能源、生物能源等也是行之有效的方法。 所以我们现在要好好保护我们的地球,不要再让地球受到污染,从我们身边做起,一点一滴做起,让地球的冰川不在融化,让我们的生活一点一点的变好。
可以写气候变暖的原因(根据物理化学知识来讨论)我们人类应该采取的措施……
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,也就是常说的“温室效应”,导致全球气候变暖。近100多年来,全球平均气温经历了冷-暖-冷-暖两次波动,总的看为上升趋势。进入八十年代后,全球气温明显上升。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。 什么是全球气候变暖 全球变暖是指全球气温升高。近100多年来,全球平均气温经历了冷-暖-冷-暖两次波动,总的看为上升趋势。进入八十年代后,全球气温明显上升。 1981~1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃。导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料(如煤、石油等),排放出大量的CO2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,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。 出现全球变暖趋势的具体原因是,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进入了地球的大气层。政府间气候变化问题小组根据气候模型预测,到2100年为止,全球气温估计将上升大约1.4-5.8摄氏度(2.5-10.4华氏度)。根据这一预测,全球气温将出现过去10,000年中从未有过的巨大变化,从而给全球环境带来潜在的重大影响。 为了阻止全球变暖趋势,1992年联合国专门制订了《联合国气候变化框架公约》,该公约于同年在巴西城市里约热内卢签署生效。依据该公约,发达国家同意在2000年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其它“温室气体”的排放量降至1990年时的水平。另外,这些每年的二氧化碳合计排放量占到全球二氧化碳总排放量60%的国家还同意将相关技术和信息转让给发展中国家。发达国家转让给发展中国家的这些技术和信息有助于后者积极应对气候变化带来的各种挑战。截止2004年5月,已有189个国家正式批准了上述公约。 全球变暖的历史与预测 根据仪器记录,相对于1860年至1900年期间,全球陆地与海洋温度上升了摄氏0.75度。自1979年,陆地温度上升速度比海洋温度快一倍(陆地温度上升了摄氏0.25度,而海洋温度上升了摄氏0.13度)。根据卫星温度探测,对流层的温度每十年上升摄氏0.12度至0.22度。在1850年前的一两千年,虽然曾经出现中世纪温暖时期与小冰河时期,但是大众相信全球温度是相对稳定的。 根据美国国家航空航天局戈达德太空研究所的研究报告估计,自1800年代有测量仪器广泛地应用开始,2005年是最温暖的年份,比1998年的记录高了摄氏百分之几度。 世界气象组织和英国气候研究单位也有类似的估计,曾经预计2005年是仅次于1998年第二温暖的年份。 在人类近代历史才有一些温度记录。这些记录都来自不同的地方,精确度和可靠性都不尽相同。在1860年才有类似全球温度仪器记录,相信当年的记录很少受到城市热岛效应的影响。从最近的千禧年内的多方记录所展示的长远展望,在过去1000年的温度记录中可以看到有关的讨论及其中的差异。最近50年的气候转变的过程是十分清晰,全赖详细的温度记录。到了1979年,人类更开始利用卫星温度测量来量度对流层的温度。 在2000年后,各地的高温记录经常被打破。譬如:2003年8月11日,瑞士格罗诺镇录得摄氏41.5度,破139年来的记录。同年,8月10日,英国伦敦的温度达到摄氏38.1,破了1990年的记录。同期,巴黎南部晚上测得最低温度为摄氏25.5度,破了1873年以来的记录。8月7日夜间,德国也打破了百年最高气温记录。在2003年夏天,台北、上海、杭州、武汉、福州都破了当地高温记录,而中国浙江省更快速地屡破高温记录,67个气象站中40个都刷新记录。2004年7月,广州的罕见高温打破了五十三年来的记录。2005年7月,美国有两百个城市都创下历史性高温记录。2006年8月16日,重庆最高气温高达43度。台湾宜兰在2006年7月8日温度高达38.8度,破了1997年的记录。2006年11月11日是香港整个十一月最热的一日,最高气温高达29.2度,比1961年至1990年的平均最高温26.1度还要高。 美国科学家发现史前农业活动曾使世界避免进入新冰川期 据新华社电美国科学家研究发现,古代农业活动曾使世界避免进入新冰川期。这说明,人类活动引起全球气候变暖可能持续了数千年。 研究人员说,砍倒大树并开垦第一片田地的史前农民使大气中甲烷和CO 2等温室气 体含量发生了很大变化,全球气温因此逐渐回升。 美国弗吉尼亚大学教授拉迪曼说:“要不是早期农业带来的温室气体,目前地球气温很可能还是冰川时期的气温。”拉迪曼承认,研究结果非常容易引起争议。 美国国家大气研究中心17日说,科学家通过两项最新研究预测,即使现在全世界温室气体的排放量稳定在2000年的水平,本世纪全球变暖和海平面上升的趋势已经不可逆转。 国家大气研究中心的科学家在18日出版的《科学》杂志上连续发表两篇论文,从不同角度预测了全球气候变化的趋势。他们的成果将由联合国下属的政府间气候变化专家委员会评估,收录到2007年公布的下一份全球气候变化报告中。 在第一篇论文中,国家大气研究中心的魏格雷提出了一个较简单的数学模型来理解全球气候变化。他认为,由于海洋存在“热惯性”,对温室气体等外界影响的反应有所滞后,本世纪全球变暖的趋势只不过是以前排放温室气体的后果。 据魏格雷预测,到2400年,已存在于大气中的温室气体成分,将至少使全球平均气温升高1摄氏度;不断新排放的温室气体,又将导致全球平均气温额外升高2至6摄氏度。这两个因素还会分别引起海平面每世纪上升10厘米和25厘米。 他在论文中说,要遏制气候变暖的趋势,现在就必须将全球温室气体排放控制在极其低的水平,即使这样海平面上升的趋势恐怕也难以避免,每世纪10厘米的上升速度可能是最乐观的预测。 由杰拉尔德·梅尔等人发表的第二篇论文则预测,由于“热惯性”的存在,即使本世纪中人类不向大气排放任何温室气体,到2100年全球平均气温也将至少升高0.5摄氏度,海平面将上升11厘米以上,其中海平面上升的速度比科学家早先的预测值高了一倍多。梅尔对此解释说,这是因为以前的预测没有考虑到冰川融化等的影响。 梅尔的研究小组用两套数学模型,借助超级计算机模拟了全球温室气体排放量分别为低、中、高时的气候和海平面变化情况。 全球变暖的条件 地球气候变暖和人类大量排放温室气体导致温室效应有关。但日本和丹麦科研人员近日指出,温室气体增加并非导致气候变暖的惟一原因,太阳活动变化在其中也起到了推动作用。 据《日本经济新闻》报道,日本横滨国立大学环境信息研究院的伊藤公纪教授制作了一张图表。从图上看,过去200年间地球平均气温和太阳磁场强度的变化曲线基本吻合。伊藤公纪由此推断,太阳活动对气候变暖也有影响,仅用温室气体增加解释气候变暖可能不够全面。 太阳活动对地球气温的影响已被专家们关注了很长时间。一般来说,太阳黑子多的时候,太阳活动剧烈。比如史料曾记载,公元17世纪时太阳黑子很少出现,当时的地球气候也相对寒冷。但地面获得的探测信息也显示,太阳活动强弱变化引起的太阳辐射能量变化幅度仅为0.1%,如此微小的变化似乎不足以对气候造成太大影响。 然而,最近国际空间科学界出现了一种假说,认为太阳活动的变化会改变地球上空的云量,“放大”太阳对地球的影响,从而左右气候变化。提出这种假说的丹麦科学家推测,射向地球的宇宙射线可较稳定地使部分大气离子化,使云容易生成,从而吸收太阳的大量辐射,降低地球温度。但是,太阳活动高峰时释放出的高速带电粒子流,能干扰宇宙射线射向地球,使云不易形成,进而导致地球温度升高。目前,丹麦科研人员正在研究与云形成有关的各种因素,以论证上述假说。 也有日本专家提出,虽然太阳辐射能量的变化幅度只有0.1%,但他们发现这种能量变化能使地球大气对于太阳紫外线的吸收量变化幅度达到百分之几,这种吸收量的增加会使大气臭氧层温度升高。日本气象研究所第二研究部负责人小寺邦彦表示,臭氧层温度的变化会波及对流层,从而对寒流和季风造成影响,但目前尚不清楚上述机制能对地球气候变暖产生多大影响。为了继续研究这个课题,小寺邦彦等人组成的国际研究小组已于去年开始工作。 全球持续变暖 中国气象局国家气候中心副主任罗勇表示,据世界上许多科学家预测,未来50—100年人类将完全进入一个变暖的世界。由于人类活动的影响,21世纪温室气体和硫化物气溶胶的浓度增加很快,使未来100年全球、东亚地区和我国的温度迅速上升,全球平均地表温度将上升1.4℃-5.8℃。到2050年,我国平均气温将上升2.2℃。 “入冬以来罕见大雾天气频发也是暖冬的一个征兆。”罗勇说,大雾天气系“暖冬”造成强冷空气非常弱所致。全球变暖的现实正不断地向世界各国敲响警钟,气候变暖已经严重影响到人类的生存和社会的可持续发展,它不仅是一个科学问题,而且是一个涵盖政治、经济、能源等方面的综合性问题,全球变暖的事实已经上升到国家安全的高度 全球变暖的温度预测 德国研究人员表示,未来全球气温可能会远远高于一些科学家此前所做的预测,如果新的计算机模型关于气候变化所做的预测是正确的话。 据路透社报道,政府间气候变化专门委员会(IPCC,由各国气象专家组成,研究全球气候趋势)此前预测,到本世纪末,随着二氧化碳的成倍增加,全球气温将升高1.5至4.5摄氏度。但德国美因兹马普化学研究所的迈因拉特·安德烈埃教授及其研究小组的最新测算方法却表明,全球气温上升的最高幅度可达到6摄氏度。 安德烈埃教授表示,这种新的方法是将悬浮微粒、温室气体和生物圈效应统一在一起,改变了以往关于气候变化的预测,即使之从人们可以容忍的程度发展到更迅速变化的危险境地。 安德烈埃教授将温室气体比作是导致全球变暖的加速器,悬浮微粒的存在则可以减缓气温的上升。悬浮微粒是空气中产生于燃烧、化学制品和烟尘之中的细小微粒。随着新的空气净化调节装置的使用,悬浮微粒的数量将会减少,因而其冷却功效也就随之变小。相反,全球气温却会随之上升。 悬浮微粒只能在大气中停留一周的时间,而温室气体则能停留大约50多年的时间。也就是说,悬浮微粒的冷却作用减少得快,而温室气体减少得慢。这样,在长期的竞赛中,温室气体最终必将战胜悬浮微粒,随之而来的就是灼热的高温天气。 然而,安德烈埃教授也同时承认,这种情况具有高度的科学不确定性,气候的变化也远远超出了经验和科学理解所能达到的范畴。如果他的计算是正确的,21世纪气候的变化就会超过政府间气候变化专门委员会的预测。 全球升温的后果 据新华社电美国世界观察研究所的研究人员近期警告说,全球气候升温将致全球农业减产,或许在下个世纪出现食品匮乏的局面。研究人员在分析联合国和美国国立科学院发布的信息以及世界稻米市场趋势后得出了这一看法。 世界观察研究认为,全球气候升温和地下水水位下降将成为全球粮食供应紧张的直接诱因,全球稻米价格上涨趋势体现了这一点。 美国政府发布的统计数字显示,即使是在去年全球粮食大丰收、小麦和玉米价格下降的情况下,稻米价格依然上涨了30%,达到每吨260美元。 美国国立科学院去年发表的一份研究报告显示,水稻生长季节气温异常上升将使收成减少。另外,全球许多地区出现地下水水位下降、水井枯竭问题,也将对粮食产量构成影响。 如何减缓全球变暖 科学家们提出了一个大胆的想法,要围绕地球建立一个由小微粒或太空飞船组成的人工太空环,遮蔽热带阳光,调节地球温度。 不过,一些反对者认为,这种想法肯定会有一些副作用,一个能够对太阳光进行有效散射的粒子带将会使我们的每个夜空都变成和满月时一样明亮;而且这一计划的预算将高得惊人,可能达到6万亿到200万亿美元,就连全球资金最为充足的科研机构美国航空航天局也无法承担,如果把散射粒子改为太空飞船的话,预算额可能会少一些,估计能降到5000亿美元左右。 地球诞生以来,大气温度曾经几度升降,太阳辐射、云层遮蔽和温室气体等各种因素都曾经或正在影响着我们的气候。如果给地球围上一个粒子或飞船组成的“腰带”的话,赤道上空就会出现一个阴影,要部署这些粒子,就必须使用一些专门的控制飞船,像牧羊犬一样照看粒子群。 过去的一个世纪,地球温度明显上升,未来一百年间这一趋势还会继续下去,很多研究都证实地球气温将在未来几个世纪里提高1到20华氏度,海平面明显上升,一些海滨城市将不复存在。有科学家指出,减少太阳光照射,地球温度就会降低,而一些地面或太空系统完全可以实现这一目的。不过,有科学家指出,人们目前还无法计算出地球到底能吸收多少阳光,又有多少阳光被反射回太空,而这正是实施上述计划的关键一步。 美国科学家的研究显示,古代农民的活动曾使世界避免进入新冰川期。这一结果说明,人类活动引起的全球气候变暖不是新现象,它可能持续了数千年。英国《观察家报》最近援引研究人员的话说,砍倒大树并开垦第一片田地的史前农民使地球大气中甲烷和二氧化碳等温室气体含量发生了很大变化,全球气温因此逐渐回升。美国弗吉尼亚大学教授威谦·拉迪曼说:“要不是早期农业活动带来的温室气体,目前地球气温很可能还是冰川时期的气温。”研究表明,如果没有人类干预,地球会比现在低2摄氏度,蔓延的冰盖和冰川会影响世界很多地区。人类排放的一些气体如二氧化碳、甲烷、氯氟烃等具有吸收红外线辐射的功能,这些气体被称为“温室气体”。它们在大气中大量存在,如同一个罩子,把地面上散发的热量阻挡。就像“暖房”一样,造成地表温度的上升。科学家把这种现象称为“温室效应”。有一种说法:认为温室效应是造成全球气候变暖的主要原因。这是科学家考察了近一百年来二氧化碳排放量的增加与气温上升相关性而提出的。认为控制温室气体的排放,可能会控制全球气候变暖,防止生态平衡破坏,农业变异,冰川融化等灾害发生。当然,根据现代环境科学研究,对温室效应和全球候气变暖的相关程度,还在进一步探索。但人们确实已经感受到全球气候变暖和异常,在这方面,科学家提出控制温室气体排放量也许是防患于未然吧。 全球气候变暖的原因有两方面:大量燃烧煤炭、天然气等产生大量温室气体;肆意砍伐原始森林,使得吸收二氧化碳的能力下降。大气层和地表这一系统就如同一个巨大的“玻璃温室”,使地表始终维持着一定的温度,产生了适于人类和其他生物生存的环境。在这一系统中,大气既能让太阳辐射透过而达到地面,同时又能阻止地面辐射的散失,我们把大气对地面的这种保护作用称为大气的温室效应。造成温室效应的气体称为“温室气体”,它们可以让太阳短波辐射自由通过,同时又能吸收地表发出的长波辐射。这些气体有二氧化碳、甲烷、氯氟化碳、臭氧、氮的氧化物和水蒸气等,其中最主要的是二氧化碳。近百年来全球的气候正在逐渐变暖,与之同时,大气中的温室气体的含量也在急剧地增加。许多科学家都认为,温室气体的大量排放所造成温室效应的加剧可能是全球变暖的基本原因。 排放温室气体的人类活动包括:所有的化石能源燃烧活动排放二氧化碳。在化石能源中,煤含碳量最高,石油次之,天然气较低;化石能源开采过程中的煤炭瓦斯、天然气泄漏排放二氧化碳和甲烷;水泥、石灰、化工等工业生产过程排放二氧化碳;水稻田、牛羊等反刍动物消化过程排放甲烷;土地利用变化减少对二氧化碳的吸收;废弃物排放甲烷和氧化亚氮。人类燃烧煤、油、天然气和树木,产生大量二氧化碳和甲烷进入大气层后使地球升温,使碳循环失衡,改变了地球生物圈的能量转换形式。自工业革命以来,大气中二氧化碳含量增加了25%,远远超过科学家可能勘测出来的过去16万年的全部历史纪录,而且目前尚无减缓的迹象。 导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料(如煤、石油等),排放出大量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短波具有高度的透过性,而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性,也就是常说的“温室效应”,导致全球气候变暖。 世界上的森林主要分为寒带(北方)森林、温带森林和热带森林三类。据专家介绍,今天的森林生态系统,是大自然经过8000年的进化才逐渐形成的。今天,所有的原始森林都沦为伐木业大规模开采利用的目标。在热带地区,许多现在已荡然无存的森林就是在过去的50年被砍伐一空的。仅1960年至1990年,就有超过4.5亿公顷的热带森林被吞噬,占世界热带森林总面积的20%;还有数百万公顷的热带森林在砍伐、农田开垦和矿产开采中退化。 而且,全球的非法砍伐和非法木材产品交易还在继续加剧,尤其是在拥有热带森林的发展中国家和政府执法不力的俄罗斯等国。而国际市场对廉价木产品的需求,又进一步恶化了这一状况。 政府间气候变化问题小组根据气候模型预测,到2100年为止,全球气温估计将上升大约1.4-5.8摄氏度(2.5-10.4华氏度)。根据这一预测,全球气温将出现过去10,000年中从未有过的巨大变化,从而给全球环境带来潜在的重大影响。
当前,全球变暖及极端天气灾害的增加使保险业面临严峻挑战。近一二十年来因气候灾害引起的保险损失逐年增大,2006年的飓风、2007年的洪灾和山林火灾更是使得保险公司损失惨重,股东和客户都更加担忧保险公司能否适应气候变化的影响。幸运的是,保险公司正逐步认识到,气候变化在制造威胁的同时,也为保险行业带来了新的商业机会。当前,世界保险业应对气候变化的方式已经出现了转折,从消极回避发展到积极应对,力图把气候变化风险转变为气候变化机遇。伦敦劳合社就认为,保险业必须行动起来,积极适应气候变化趋势,才是生存之道。保险业过去在火灾和地震等灾害风险管理中发挥了领导作用,当前保险公司也极有可能创造出预防损失的方法和产品来为客户、政府和公司自身减轻气候灾害的损失,同时减少温室气体排放。 面对气候变化的空前挑战和纷繁复杂的市场情况,如何选择应对气候变化的行动方式,已成为中国的保险公司、再保险公司、保险经纪公司、保险监管机构及政策制定机构关注的问题。本文研究了世界保险机构应对气候变化的主要方式方法,以资借鉴。 全球气候变化对保险业的影响 2007年初,TICC陆续发布了第一、第二和第三工作组第四次气候变化评估报告(决策者摘要),使气候变化受到前所未有的关注。报告指出,近50年气候变暖主要是由人为活动引起的可能性,从2001年第三次评估报告中的66%提高到2007年第四次评估的90%以上,进一步从科学上确认了人为活动引起全球气候变化的事实。气候变化将增加自然灾害,数十亿人将受到影响,上亿人将面临饥荒的威胁。世界不安甚至恐慌情绪日益浓厚,舆论声称“气候变化是人类21世纪最大的挑战”。 保险业与气候变化有着天然的联系,被作为检测气候变化影响的一个重要窗口。IPCC报告用专章描述保险与气候变化的联系,认为保险将在应对气候变化领域中发挥重要作用。从金融服务来讲,保险是主要的风险分担机制;从实体经济来讲,保险是主要的风险管理机制。在保险服务可得和保费可支付的情况下,保险也是消费者长期福利和发展的保证。通过气象灾害损失数据的计算,保险提供了一个全球气候变化的观察窗口,同时保险业对气候变化的敏感性也决定了保险同时也是解决气候变化问题的重要途径。保险业必然成为人类社会应对气候变化风险的先行者和排头兵。 保险业影响巨大。保险是世界上最大的行业,2006年全球保费收入逾4万亿美元,是石油工业的3倍,按国家收入排序将排在第3的位置。保险业还是现代社会经济金融的支柱之一。保险业的政策选择,将对全球应对气候变化产生举足轻重的影响。保险业具有风险管理的天然优势,保险业在帮助社会应对气候变化挑战,管理气候变化风险中具有独一无二的、强有力的历史责任。保险政策对气候变化政策的实施也有非常大的影响。例如,在美国,可再生能源相关的保险产品使更多的公司和投资者参与到可再生能源投资项目和快速增长的碳排放贸易项目中来。就像保险业在减轻建筑火灾和地震中被证明发挥了领导作用,人们寄希望于今天保险业能够更好地推动社会对全球变暖的认识,以及深入的前瞻性的思考和创造出使气候变化影响最小化的方案。 气候变化对保险业影响非常大。气候变化直接导致气温升高、海平面上升、飓风和暴雨。对公众健康、农业生产、森林抚育、水资源管理、沿海地区、生态系统都会产生较大危害。气候变化对保险服务的可得性和可支付能力都有负面影响,潜伏着放慢保险业发展并且把更多负担转嫁给政府机构和个人的风险,包括财险、健康险、寿险、责任险等大多数的险种都会受到气候变化的负面影响。应对气候变化要求保险能够更好地应付不确定性
大学生如何应对气候变化论文如下:
气候变化原因
在地球的漫漫历史中,气候总在不断变化,究其原因可概括为自然的气候波动和人为因素两大类。
科学研究认为,太阳辐射的变化、地球轨道的变化、火山活动、大气与海洋环流的变化等是造成全球气候变化的自然因素。而人类活动,特别是工业革命以来人类活动是造成目前以全球变暖为主要特征的气候变化的主要原因,其中包括人类生产、生活所造成的二氧化碳等温室气体的排放、对土地的利用、城市化等。
IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)于2007年发表的评估报告指出,全球气温上升由人类活导致的可能性超过90%。这份由全球130多个国家和地区约2500名科学家共同完成的报告详细计算了各人类活动对气候的影响后认为,进入工业时代以来,人类活动对气候的净影响是气温升高。
气候变化对人类社会的影响
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。
人类居住地尤其是河边和海岸带居民受气候变化最普遍、最直接的威胁是洪涝和滑坡。人类居住环境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。
海平面上升,趋势明显在过去的100年间,全球海平面上升了18厘米,平均每年上升1.8毫米。太平洋沿岸平均每年上升1.2毫米。中国根据近50年沿岸主要验潮站的资料序列分析,海平面变化呈上升趋势,上升速率为每年1.4毫米至2.0毫米,东海沿岸海平面上升较大,南海和渤海沿岸次之,黄海沿岸由于受山东半岛东部和南部地壳上升的影响,海平面上升幅度最小。杜碧兰说,造成全球海平面上升的原因是由于气候变暖所致。在过去的100年间,全球平均气温上升了0.5℃。全球气温升高,海水温度也相应升高,致使海水密度减小,出现海水热膨胀。气温的上升也使近百年来世界大多数山地冰川后退、冰盖消融,同样导致了全球海平面的上升,除此之外,区域性的海平面变化则与沿海陆地垂直运动、洋流变异及超采地下水而造成的地面沉降等因素有关。比如就我国而言,不同地区海平面的变化是不一样的,在秦皇岛、山东半岛和连云港三地,尽管海平面也会上升,但由于其上升的幅度没有当地地壳的上升幅度大,所以整体上看,当地海平面是下降的。根据大多数全球气候模型的预测,在未来100年中,气温将升高1.5℃~3.0℃。据IPCC预测,2050年,全球海平面上升的最佳估计为20厘米,2100年全球海平面上升的最佳估计为49厘米,而且2100年之后,这种趋势仍将持续。根据中国沿岸海平面变化预测模型的计算结果,中国沿岸相对海平面在2030年上升的最佳估计为6厘米至14厘米,2050年为12厘米至23厘米,2100年为47厘米至65厘米。
力度1:植树造林、湿地保护、等生态工程建设众多。如:西北防护林、黑龙江的湿地修复。2:关闭众多污染较大的企业、工厂。目的:保护地球家园,践行人类命运共同体理念。
中国气候行动的力度相当大。在前几年发布的“气十条”之后,中国持续控制对大气的碳排放,为实现巴黎协定中中国约定的碳减排指标而努力,为全球气候改善做出卓越贡献。
全球气候变化是由化石燃料燃烧排放大量温室气体而造成的,各种全球变暖背景下的极端气候影响在世界各地频频上演,暴雪、飓风、洪水、干旱……全球气候变暖还引起冰川崩塌消融、海平面上升、粮食减产、物种灭绝……在不可逆转的全球变暖大灾难到来之前,我们唯有节能减排,放弃化石燃料,改用可再生能源、节约能源、提高能效,减排温室气体,同时保护森林,多管齐下,才能有效遏制全球气候变暖趋势。 气候变化的影响范围极广,其中涉及了国防、人体健康、国际金融等领域。 据科学家预测:到2050年,亚洲大部分地区包括中亚、南亚和东亚、东南亚,淡水供应趋于紧张,这种紧张状况在一些大河流域会特别明显;在沿海地区特别是南亚、东亚和东南亚人口密集地区,洪涝风险将显著增加;在全球气候变化大背景下,伴随工业化、城市化和经济快速发展,亚洲地区自然资源和环境压力将进一步增加。此外气候变化对人体健康的影响,有可能表现为由洪涝、干旱引发的腹泻,其发病率和死亡率将明显增加。 就中国而言,气候变暖是导致异常气象灾害频发的主要原因。例如上海:位于长江的入海口,平均海拔仅4米,因此很容易受到海潮的侵袭。按货物吨位计算,上海属于世界上最繁忙的港口。2006年,海平面上升、暴风雨和咸水入侵,曾导致上海附近的农田、房屋和湿地受到破坏。WWF报告预测,到2050年海平面将上升30--50厘米,将导致上海地区大约5.4万平方公里(超过该地区一半面积)被淹。香港、新加坡、吉隆坡、曼谷和胡志明市,这些城市在全球气候变化中同样面临很大风险。 全球气候变化严重影响我国粮食安全。中国是个农业大国,农业生产受自然条件影响很大。到21世纪后半期,小麦、水稻、玉米几种主要农作物的产量将可能下降37%%,如果不采取任何措施,气候变化将严重影响我国长期的粮食安全。
大学生如何应对气候变化论文如下:
气候变化原因
在地球的漫漫历史中,气候总在不断变化,究其原因可概括为自然的气候波动和人为因素两大类。
科学研究认为,太阳辐射的变化、地球轨道的变化、火山活动、大气与海洋环流的变化等是造成全球气候变化的自然因素。而人类活动,特别是工业革命以来人类活动是造成目前以全球变暖为主要特征的气候变化的主要原因,其中包括人类生产、生活所造成的二氧化碳等温室气体的排放、对土地的利用、城市化等。
IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)于2007年发表的评估报告指出,全球气温上升由人类活导致的可能性超过90%。这份由全球130多个国家和地区约2500名科学家共同完成的报告详细计算了各人类活动对气候的影响后认为,进入工业时代以来,人类活动对气候的净影响是气温升高。
气候变化对人类社会的影响
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。
人类居住地尤其是河边和海岸带居民受气候变化最普遍、最直接的威胁是洪涝和滑坡。人类居住环境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。
从国际经验看我国应对气候变化的发展战略和政策转型工业化以来,人类排放的温室气体引致的气候变暖,已成为国际社会中的一个热点话题。世界各国依据各自的比较优势,出台了相关政策措施,避免气候变化对经济社会发展带来不利影响。本文主要从法规、规划计划、经济手段、技术开发和创新、管理机构设置等方面,总结国外应对气候变化的做法和经验,以便为我国应对气候变化提供参考。 旱、涝、风暴成为贫困和不平等加剧的因素 应对气候变化的国际经验包括:(一)为应对气候变化立法国际公约是世界各国采取联合行动、共同适应和减缓气候变化的主要依据。1992年巴西里约环境与发展大会签署的《联合国气候变化框架公约(UNFCCC)》和1997年第三次缔约方大会(COP3)通过的《京都议定书》,成为国际社会联合行动应对气候变化的合作框架。欧盟在应对气候变化立法上走在了前头。为降低温室气体减排成本,确立排放权交易的合法性,2003年6月,欧盟立法委员会通过排污交易计划指令,规定从2005年1月起,包括电力、炼油、冶金、水泥、陶瓷、玻璃与造纸等行业的12000个设施,须获得许可才能排放二氧化碳等温室气体;此后,还出台了许多相关法规,为国际排放权交易和制度建设积累了经验。2009年6月26日,美国众议院以219:212票的微弱优势通过《美国清洁能源与安全法案》,表明美国的气候政策迈出了积极的一步。法案内容主要有:确立“总量控制与交易”制度、清洁能源条款、能效标准、建设碳捕集与封存设施以及其他条款等。总量控制从2012年开始实施,涵盖温室气体排放总量的约85%(其余15%来自农、林业);到2020年,通过可再生能源发电和提高能源效率满足20%的电力需求;颁布新的建筑、家用电器和工业节能标准;确立碳减排目标,相对于2005年的排放水平,到2020年削减17%,到2050年减83%。法案中的其他减排措施,还包括防止热带雨林砍伐的投资计划,实现重要的额外减排等。事实上,美国的一些地方政府已经提出并制定了温室气体减排目标。如2006年加州通过应对气候变化的法律,不少州参加了区域减排协议或自愿减排计划。(二)利用市场机制推进温室气体减排目前,世界碳排放权交易市场可分为两类:一类是依据配额的交易。在“限量与贸易(Cap&trade)”体制下,购买那些由管理者制定、分配(或拍卖)的减排配额,如《议定书》下的分配数量单位(AAUs),或欧盟排放交易体系(EUETS)下的欧盟单位(EUAs)。另一类是基于项目的交易。发达国家通过联合实施项目向其他国家购买减排单位(ERUs)、经认证的减排单位(CERs)或碳汇产生的减排单位(RMUs)。其中,CERs是经过认证的减排额度,由发展中国家清洁发展机制(CDM)项目产生。发达国家参与清洁发展机制项目主要是出于成本的考虑。一般地,发达国家减排一吨二氧化碳当量的温室气体成本至少在购买CDM指标的四倍以上。发达国家通过CDM项目还可以向发展中国家出口设备,提高产品市场份额。发展中国家企业卖出的减排指标,经世界银行等机构参与的国际碳基金或相关公司,进入发达国家市场。(三)研究、技术开发与创新国际组织关注气候变化对人体健康及人类发展的影响联合国开发计划署《2007/2008人类发展报告》的主题是“应对气候变化:分化世界中的人类团结”。该报告认为,气候变化可能给人类造成的损失被大大低估了,旱涝风暴等气候灾害已成为贫困和世界不平等加剧的因素。因此,各国应联合起来控制碳排放量;富裕国家应将适应气候变化作为减贫议题上国际合作的核心;应对气候变化的努力一旦失败,后代子孙将遭受生态灾难。世界卫生组织确定了气候变化影响人类健康的五大优先领域:(1)气候变化、健康影响因素及其趋势的相互作用研究,以了解气候变化及其对健康有重要影响的因素(如经济发展、全球化、城市化、健康风险及医疗不公平等)间的相互作用。(2)气候变化对健康的直接和间接影响研究,了解日益增多的干旱、水资源减少、人口迁移等对健康的长期影响,特别关注对儿童及弱势群体健康的影响。(3)对气候变化影响短期干预效果的比较研究。(4)对非卫生部门的健康影响政策评估,如发展生物燃料带来的食品安全与营养不良的潜在负面影响、可持续能源与交通政策对健康的正面影响等。(5)加强公共卫生系统能力建设,减少环境健康风险。碳捕获和储存、脱碳成为能源技术研发的两个重要方向CCS(碳捕获和储存)成为电力减排的研发重点。气候变化政府间专门委员会的有关报告认为,CCS对削减温室气体的作用,可能大于提高能源效率、发展可再生能源或核电厂等。世界资源研究所的一份研究报告指出,发展CCS技术面临一系列的技术难题:(1)这是一个极其复杂的过程,每一环节都有技术要求,必须大规模协同推进。大量CO2经过捕获、压缩再用船舶或铁路运输注到地下,将完全改变一个国家或地区的能源基础设施。(2)CO2地下储存有管理上的风险,可能会泄漏,这就要求建设CCS设施时万无一失。(3)一国或一地在建设CCS设施时,不仅面临财政和投资的挑战,也应关注承建公司因投资巨大而不愿采用CCS技术的问题。因此,要使碳捕获与存储技术具有竞争力,必须由政府支持建设大型示范厂。只有示范厂运行成功了,社会投资才会跟进,CCS才会发展。煤炭、石油等高碳能源利用中的脱碳和提高效率是另一个方向。据美国经济政策研究中心估计,将大气中CO2的浓度控制在450ppm(PartsPerMillion-百万分率),目前全球每年需要的脱碳研发投资约100亿美元,2020年前将增加到200亿,2050年前达到800亿美元。当前的重点是开发新一代成熟技术并使之规模化和商业化,降低高技术的应用成本。(四)成立专门机构1992年联合国环发大会后,许多国家成立了应对气候变化的管理机构或类似的组织。例如,2001年日本环境厅升格为环境省,增加了一个地球环境司,负责气候变化适应、减缓及相关的国际合作。澳大利亚、法国等也成立专门机构,与相关的节能、新能源可再生能源管理设置在一个部门。美国成立跨部门的内阁机构“气候变化科技整合内阁委员会”,由商务部长和能源部长担任共同主席,负责协调并理顺联邦机构对全球气候变化的科学和先进能源技术的研究工作。建议提高减缓和应对气候变化的能力,实现低碳发展转型应对气候变化国际经验的启示和相关的建议包括:(一)应对气候变化应摆到国内战略转型的重要位置发达国家将应对气候变化作为一种新的发展战略和政策选择、作为抢占低碳经济和绿色经济的制高点、作为转变生产方式的“标杆”。我国当前应对气候变化的重点仍是国际谈判,以此为契机推动生产方式和消费方式的转变,尚没有摆到应有的位置。这种做法不利于改变我国对国外资源、技术和制度的“路径依赖”,也难以避免长期被动的局面。因此,开展广泛的宣传和普及活动,提高公众对气候变化的认识,降低气候变化对我国的不利影响,十分迫切。应尽早将气候问题放到更重要的位置,从法律、政策、规划、技术研发和应用、提高意识等方面,提高气候变化的减缓和应对能力,实现低碳发展转型。(二)采取综合措施,降低温室气体减排成本国外既有限量-交易和征税措施,目的是通过改变价格构成来推进企业的投资决策;又有政府出台技术标准、促进研发的激励政策,从而对长期目标的实现起导向作用。就限量-交易制度而言,排放权免费分配可使项目参与者节省大量成本,而拍卖则可使政府产生收益,用于降低低收入人群的税负、支持低碳技术研发、创造公平竞争环境等目的。这些政策措施各有利弊,除碳税外我国均有试点。我国应更多地利用市场机制,降低减排温室气体的成本。国内已经成立了10多家交易所,但开展的实质性交易不多。因此,我国迫切需要制定并实施相关的激励政策,研究排放权交易制度,并完善法规和相关的制度。选择二氧化硫等有总量控制要求的污染物,进行排放权交易试点,积累经验,降低环境保护成本。(三)开展国际合作,依靠科技进步应对气候变化在借鉴国际经验,将低碳经济、低碳消费方式纳入政策措施的同时,应研究我国发展低碳经济的技术路线图,特别是我国长期减排的方向和潜力。加强以气候变化为主题的国际合作,在继续开展清洁发展机制(CDM)项目合作的同时,可选择有主动性和积极性的城市,开展低碳城市试点,探索低碳发展的新路子;通过参与制定重点行业能效与碳排放强度国际标准,开展自愿或强制性标杆管理,使我国重点行业、重点领域的低碳技术、设备和产品达到国际先进乃至领先水平。
在全球气候变化问题上,中美欧既是最引人关注的责任方,也是重要的利益攸关方,还是全球治理制度的关键建设者,这些构成了中美欧三边关系的基本要素。下面是我给大家推荐的形势与政策关于气候问题的2000字论文,希望大家喜欢!
《气候问题下的碳排放权交易初探》
摘要:本文从碳排放权交易的背景出发,详细分析了气候问题的演变及处理原则,并分析了国内外碳排放权交易的实例,结合我国的困境,以期为碳排放权交易制度研究提供一定的理论借鉴。
关键词:气候问题 碳排放权交易 温室气体减排
一、背景:气候问题的演变
环境问题作为一个全球性的问题,问题的解决也理应在全球共同努力的提前下积极进行。在诸多环境问题中首当其冲的便是全球变暖问题。为解决这个问题,国际社会作了多方面的努力。从1972年斯德哥尔摩会议揭开气候问题的新篇章,到1997年《京都议定书》(下文简称《议定书》)中确立了国际排放贸易机制、联合履行机制和清洁发展机制的基本原则,再到最近签订的《哥本哈根协议》,各个国际会议及协议皆为碳排放权交易奠定了法律基础,也使温室气体减排以及碳排放权的框架被赋予了规定世界秩序的属性。
二、处理气候问题的原则
在当代社会,环境问题已然成为复杂的社会条件的多元的利益冲突相互作用的结果。因而环境问题归根结底是人的问题,是文明的问题。要想积极有效地处理气候问题,必须厘清对该问题的处理原则,探求行之有效的解决方法。
1.正确处理环境保护与发展的关系。既不能离开发展,片面地强调保护和改善环境,也不能不顾生态环境的承受能力而盲目地追求发展。尤其对广大发展中国家来讲,只能在适度经济增长的前提下,寻求适合本国国情的解决环境问题的途径和方法。
2.明确国际环境主体的主要责任。按照国际法,国家对国际不当行为应承担相应的国际责任。联合国国际法委员会在1997年的草案中也将保护环境纳入国家义务,以期进一步加大国际社会对环境保护的投入力度。而各国对全球环境负有共同责任,但又有差别的责任的限制。
3.维护各国资源主权。其具体应包括:其一,“各国拥有按照本国的环境与发展政策开发本国自然资源的主权权利”,其二,国家负有“确保其管辖范围内或在其控制下的活动不致损害其他国家或在国家管辖范围以外地区的环境的责任”。
4.积极促成发展中国家的广泛参与。占了世界陆地面积和总人口的的70%以上的发展中国家是处理任何国家问题不可忽视的部分,且随着发展与崛起,其在国际上的声音也越来越响亮。而地域辽阔、人口众多、有广大的市场和丰富的资源也将占有重要的战略地位。
三、碳排放权交易概述
在实践中国际社会比以往更清醒地认识到,对公有资源不计成本的自由使用,只会使使用者从个人利益最大化的角度出发尽力攫取资源。为了有效避免“公地悲剧”,国际社会在处理气候问题的同时衍生出了碳排放权交易这一新兴事物。
(一)概述
碳排放权交易即碳减排购买合同或协议,其基本原理是,由环境部门根据环境容量制定逐年下降的碳排放总量控制目标,然后将碳排放总量目标通过一定的方式分解为若干碳排放配额,分配给各区域,被允许像商品那样在市场上进行买卖,进行余缺调剂。减排技术的发明、运用和少排放的区域通过出让节余的碳排放配额赚取收益;多排放的区域要花钱来购买碳排放配额,增加了扩大排放的成本。市场定价机制将使多排放代价等于减排或治理污染的边际成本,碳排放配额交易就可能使交易双方都受益。同时,通过加强排放指标的度量及市场监督和核查、完善激励约束机制,该制度将有利于调动区域和产业部门的内在积极性,使它们主动地、持续地减少污染物排放,还便于因地制宜。
(二)发展概况
目前,在推动排放权交易方面,走在世界前列的欧盟已经制定了相对较成熟的欧盟气体排放交易方案,且自碳排放市场开始交易以来,交易量和成交金额稳步上升。纵观全球,已建立了20多个碳交易平台。而目前,国际碳市场可分为配额交易市场和项目交易市场两大类。配额交易市场内,交易的对象主要是指政策制定者通过初始分配给企业的配额,如《议定书》中的配额AAU。项目交易市场中,交易对象主要是通过实施项目削减温室气体而获得的减排凭证,如由清洁发展机制CDM产生的核证减排量CER。其中,EUETS的配额现货及其衍生品交易规模最大,2008年接近920亿美元,占据全球交易总量3/5以上。
(三)碳排放权交易对我国的影响与意义
“碳排放权交易”的本质是希望尝试建立一种市场机制来有效地调节温室气体在全球的排放总量。“碳排放权交易”运行到现在,已经在全球催生了一个庞大的市场和产业链。而对碳排放权交易问题的研究在诸多领域都属于前沿问题。自从2005年该机制投入商业运行以来,作为全球最大的碳排放市场,中国共获得了CDM碳信用额度的48%,价值超过10亿美元,这几乎占CDM过去5年发放的总信用额的一半。对我国来说,建立碳市场,是提高我国碳交易价格、增强我国议价能力的需要,是规范国内企业交易操作的需要,也是应对国际压力和全面参与国际公约的需要。
四、我国碳排放权交易实例
中国目前是以CDM为主的碳项目市场。截至2009年10月2日,中国在联合国执行委员会(EB)注册项目达638个,占全球的34.75%;中国在EB已注册项目的年均减排量为1.89亿吨,占全球的59.14%。在东道国在EB注册的CDM项目总数来看,中国俨然占了大头,比例高达34.75%。而兴起的各种交易所也积累了不少实务。(如下表)
五、碳排放权交易的思考
(一)我国面临的困境
就目前现状分析,国际气候合作的前景不容乐观,概述之:第一,发达国家运用其强大的经济政治实力,向发展中国家施压,迫使其承担更多的减排义务,接受法律约束;第二,为了降低成本,越来越多的合作将跨国进行,矛盾与摩擦也会增多;第三,在《议定书》之上,急切需要建立更完善的、监督执行能力更强的国际约束机制。
虽然作为清洁发展机制项目供应大国,中国始终处于不具备价格发言权的尴尬境地,处于国际碳市场及碳价值链的低端位置。纵观全局,中国发展碳交易市场仍具有诸多不确定性,具体表现为:基础设施建设问题上,中国市场排污评估标准体系不完备,缺少网络化的可核证的注册和交易日志记录系统;制度上,中国在碳税、能源效率标准、碳交易市场制定等方面尚存在缺失或具有不完备性。
(二)应对办法
为了在这场看不进烟火的气候之战中掌握主动,争取更多的话语权,我国必须坚持贯彻处理气候问题的各项原则的同时,苦练内功:
1.将应对气候变化摆到国内战略转型的重要位置。转变思维,开展广泛的宣传和普及活动,提高公众对气候变化的认识,降低气候变化对我国的不利影响,尽早将气候问题放到更重要的位置,提高气候变化的减缓和应对能力,实现低碳发展转型。
2.采取综合措施,降低温室气体排放成本。我国应更多地利用市场机制,降低减排温室气体的成本。国内成立了多家交易所,但开展的实质性交易不多。我国迫切需要制定并实施相关的激励政策,研究排放权交易制度,并完善法规和相关的制度。
3.开展国际合作,依靠科技进步应对气候变化。在借鉴国际经验的同时,应研究我国发展低碳经济的技术路线图,特别是我国长期减排的方向和潜力。加强以气候变化为主题的国际合作,开展低碳城市试点,探索低碳发展的新路子。
4.完善排放权交易的法律法规。明晰的产权归属,能有效划分责任,有益于排放权交易的进行。虽然目前我国已有一些地方性的政策法规,但还不够完备细致,需要以“公地的悲剧”理论、外部性理论、科斯定理等为基础,结合我国国情和其他国家的实践进行进一步的改进。
5.建立完善的排放权交易平台。在进行排污权交易时,信息收集的程度将直接影响交易成本和交易成功率。如果信息不充分,就会导致交易价格上升,交易成功率下降。可以考虑利用网上平台,良好的网上平台可以使信息得到充分的释放,同时降低成本。
6.加强政府监督。排放权交易的整个过程离不开政府的监督行为,没有政府的有效监管,排放权交易很难实施。政府作为交易的监督者和保护者,有责任保证市场机制更好地运行,促使交易双方完成其承诺的减排责任。
六、结语
大力发展低碳经济,把发展清洁能源和环保产业作为经济发展的新增长点,在显示着优越性的同时制度不完善、议价能力低等问题也困扰着碳交易市场,故而新兴的碳排放权交易要想真正持续发挥其生命力,仍有很长的路要走。
注释:
联合国国际法委员会《关于国家责任的条文草案》第19条3.
该项交易信息摘自2009年11月23日《中国环境报》.
该项交易信息摘自2010年02月10日《华尔街日报》.
参考文献:
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[5]黄伟锋主编.国际法学.厦门大学出版社2007年版.
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我们国家的核心期刊有‘七大核心’一说,它们是:南大核心,北大核心,CSCD刊,社科院人文社科核心,科技所统计源核心,学报学会学报核心,万方数据库遴选核心”,一般管用的是北大核心期刊,就是我们常说的正统的“中文核心期刊”武汉大学推出的RCCSE核心期刊也正被越来越多的认可。但是其中大多数在职称评定和毕业资格中并不被认可。”《气候变化研究快报》“RCCSE中文OA学术期刊类核心期刊”由汉斯出版社出版发行。
这篇文章发布在2021年10月版的CISI会员期刊The Review上,并且是在COP26之前发表的 。 世界经济论坛(World Economic Forum)2021年1月19日发布的《全球风险报告》(Global Risk Report)对地球面临的主要威胁进行了分类,将“ 气候行动失败 ”列为未来十年最有影响、最有可能发生的第二大威胁,称其为“对人类生存的威胁”。 气候变化已经对全球的生活和生计产生了负面影响,研究表明气温上升将冲击全球经济增长 。 2020年10月,瑞士百达资产管理公司和牛津大学史密斯企业与环境学院发表了一篇名为《新冠疫情后的气候变化和新兴市场》( Climate C hange and E merging M arkets A fter Covid-19 )的报告。报告显示,在最坏的情况下—— 到2100年全球平均气温将增长4.3°C——世界人均GDP可能损失44.9%,损失约500万亿美元 。 然而,该报告称,如果将气温上升限制在1.6°C的目标得以实现,全球经济受到的冲击而带来的损失可能会控制在27.2%。他们认为这个略高于《巴黎协定》1.5°C的目标,已经是最好的可能结果了。 根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的说法,我们实现这一目标的唯一方法是在2050年左右实现 净零碳排放 。为了实现这一目标,世界各地的政府和公司在2020年将净零排放额的承诺翻了一番。 然而,这也带来了 资产搁浅 的问题,例如石油储备,这些资产已意外地或过早地贬值、冲销或转为负债。百达公司与牛津大学(Pictet-Oxford)的报告预计,最乐观的情况下,可能有5万亿至17万亿美元的现有或计划资产陷入困境。 因此, 碳密集度越高的公司因限制气候变化的政策而遭受损失的风险越高 。2019年12月,由联合国负责任投资原则(UN Principles for Responsible Investment)与“生动经济学”咨询公司(Vivid Economics)和能源转型顾问公司(Energy Transition Advisers)联合发布的报告《不可避免的政策响应(The Inevitable Policy Response Report)》中表示,摩根士丹利全球股权指数(MSCI All Country World Index)中表现最差的100家公司将损失43%的价值,约合1.4万亿美元。相反,表现最好的100家公司的市值可能增长33%。因此, 将气候风险纳入公司整体风险评估,已经成为公司发展至关重要的环节 。 气候风险有多种类型。 物理气候风险 描述了极端天气事件的负面影响。全球保险公司怡安(Aon)在2017年的一份报告中计算出,与天气有关的自然灾害造成了当年97%的经济损失,总损失达1340亿美元。投资者应该了解投资组合的气候风险敞口以及采取的应对措施。标普全球( S&P Global )的数据显示,标普500指数拥有的60%的有形资产(市值为18万亿美元)面临至少一种气候变化有形风险。 气候变化也带来了 转型风险 ,这是由旨在减缓全球变暖的净零政策、监管框架和技术发展引起的。 人们对高碳行业看法的改变,还意味着那些没有表现出大力开展业务脱碳行动的企业,将面临 声誉风险 ,这可能发展为 诉讼风险 。 气候风险分析平台Entelligent副总裁、客户开发负责人Pooja Khosla博士表示, 金融机构必须在气候风险评估和缓解措施方面进行投资,以保持竞争力并避免声誉受损 。 Entelligent 的一份报告——《智能气候:一种应对转型风险的市场方法》( Smart C limate: A M arket A pproach t o T ransition R isk )——发现,在所有3个月到10年的回溯测试中,“E-Score”(衡量公司所在行业的气候变化转型风险敞口)高的公司表现优于标准基准的公司。 “金融业仍在向损害地球的行业注入数十亿英镑。” 然而,要想让金融业成为“ 碳中和 ”行业,还有很长的路要走。英国非盈利组织ShareAction针对全球75家最大的负责任投资资产管理公司进行了调查,其中51%位于两个最低的两个等级。 世界自然基金会(WWF)可持续经济主管Karen Ellis说:“尽管情况正在改善,但金融业仍在向损害地球的行业注入数十亿英镑,我们需要采取紧急而有力的行动,以确保金融业完全成为气候风险解决方案的一部分。” 金融机构面临的另一个挑战是气候数据的可用性 。这包括缺乏标准化,难以比较行业、组织甚至国家之间的差距,以及某些行业和地区缺乏数据,尤其是新兴市场和小型公司。 根据资产管理公司Neuberger Berman的分析,在向全球环境披露非营利组织CDP报告其排放量的大约7,000家公司中,大多数仅提供有限的数据。研究表明,很大一部分全球公司没有报告其“范围3”(Scope 3)排放量,其中包括公司价值链中发生的所有间接排放量。 然而,监管机构和数据专家正在齐心协力解决这些问题。例如,“科学碳目标倡议”(Science Based Target Initiative)要求申请企业对“范围 3”排放量进行筛选,如果超过40%的碳排放量位于价值链中,就必须设定减排目标。此外,许多央行,包括欧洲、英国和新加坡的央行,正在将气候变化纳入其压力测试。 在过去一年中,用于过渡风险分析的情景的可用性一直在扩大。 但Pooja表示, 金融机构本身仍有责任进行必要的气候风险评估 。虽然这项任务需要开发可靠的方法和制定合适的框架,但她相信,市场上已经有相关技术可用。她表示“我们需要金融机构与领先的数据提供商合作,完善现有技术,以更好地满足需求和获得好的结果。” 联合国环境规划署最近发布的一份报告《气候风险格局》(The Climate Risk Landscape),概述了市场上可用的18种转型风险工具和分析,并指出 在过去一年中,用于转型风险分析的场景的可用性一直在扩大 。 一些大型机构投资者开始对其投资的公司施加压力。例如,2020年,全球最大的资产管理公司贝莱德(BlackRock)要求其所有被投资公司在年底前披露与TCFD一致的气候相关风险(参见“ Reporting drives responsible finance ”)。 “共同行动”(ShareAction)的高级活动经理Jeanne Martin表示,金融从业者在这一过程中可以采取三个措施: · 发布符合气候科学的化石燃料政策。 · 为在高碳行业和将受到转型和物理风险严重影响的行业运营的客户设定与1.5°C一致的预期。 · 发布与1.5°C一致的目标,涵盖所有金融服务,并考虑从高碳资产向低碳资产转型的社会影响。 金融机构的另一个重要难题在于缺乏相关的专业知识与技能教育支持,因为气候风险代表了一个新的而且复杂的专业领域。这也是CISI所在的特许机构联盟推出 新气候风险证书Climate Risk Certificate 的推动力。 向碳中和经济的转型的过程中,在可再生能源、电动汽车和技术等领域出现了明显的机会 。与此同时,包括MSCI最近的一篇文章在内的研究发现,化石燃料公司的长期表现低于其国家指数。 金融服务业可能大大低估了向净零碳排放转型带来的盈利机会 。 然而,Pooja指出,事实上,最大的碳生产商才是“减少全球总排放量潜力最大的来源”。她解释说,“需要将目标锁定在能源和公用事业等行业,因为这些行业是经济生态系统的组成部分,承担了大部分排放,这对帮助实现碳减排和净零排放至关重要。” 这可以通过 过渡性融资 来实现——融资条款与具体的气候目标相关联——股东大会的投票和与高碳公司的合作,可以帮助他们逐步减少碳排放。 好消息是,根据美国管理咨询公司奥纬咨询(Oliver Wyman)2020年的一份报告, 金融服务业可能大大低估了向净零转型带来的商机 。该公司估计,尽管批发银行目前从为石油和天然气等“黑色/棕色”企业提供的服务中,总共赚取了800亿美元,但绿色经济可以在各项活动中带来500亿至1500亿美元的增量收入,是金融服务行业“唯一最大的增长机会”。 尽管前进的道路很可能崎岖不平,但政府和企业作出的承诺,以及为支持向碳排放净零转型而制定的监管框架和报告要求,都能有效振奋人心,鼓舞士气。
导读
在人类繁衍至今的地球上,大多数物种正遭受着气候变化的影响 。微生物支持所有高等营 养生 命形式的存在。为了 了解地球上的人类和其他生命形式(包括那些我们尚未发现的)如何能够抵御人为的气候变化--重要的是纳入对微生物的了解。我们不仅应该了解微生物如何影响气候变化(包括温室气体的生产和消耗),还应该
核心作用以及其在全球范围内的重要性。它提醒人们 ,气候变化的影响将在很大程度上取决于微生物的 响应,而微生物的响应对于实现环境可持续发展的未来至关重要。
论文ID
原名: Scientists’ warning to humanity: microorganisms and climate change
译名: 科学家对人类的警告:微生物与气候变化
期刊: Nature Reviews Microbiology
IF: 34.648
DOI:
发表时间: 2019年
通信作者: Ricardo Cavicchioli
通信作者单位: 新南威尔士大学(The University of New South Wales)
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综述内容
2 海洋生物群
海洋生物占地球表面的70%,从沿海河口,红树林和珊瑚礁到公海(图1)。 温度 上升不仅会影响 生物过程 ,还会降低水的密度,导致分层和环流现象的发生,从而影响生物的扩散以及营养物质的运输。 降水,盐度和风也影响分层 ,混合以及环流。来自空气、河流和河口流动的养分输入同样会对微生物的组成和功能造成影响,而气候变化会影响所有这些物理因素。
海洋环境中除了数量庞大的海洋微生物外,还发挥着重要的生态系统功能。海洋微生物通过碳和氮的固定,使有机物矿化,形成海洋食物网以及全球碳和氮循环的基础。颗粒有机物中碳的沉积以及其固定到海洋沉积物中过程是大气中螯合CO 2 的关键长期机制。因此,通过矿化和海底储藏碳氮的释放之间的平衡决定了气候变化。除了变暖(由于大气中CO 2 浓度的增加,增强了温室效应),海洋环境自工业化前以来酸化了约0.1个pH单位,预计到本世纪末还会进一步减少0.3-0.4个单位。因此有必要了解海洋生物将做出何种响应。 温室气体浓度升高对海洋温度,酸化,分层,混合,温盐环流,养分供应,辐射和极端天气事件的影响会对海洋微生物菌群产生重大环境影响,这些影响包括生产力,海洋食物网,海底碳排放和固定等方面。
2.1 微生物影响气候变化
海洋浮游植物只占全球植物生物量的1%,但却完成了全球一半的光合作用(CO2 的固定以及OO 2 的产生)。与陆生植物相比,海洋浮游植物分布范围更广,受季节变化的影响较小,周转率更快。因此,浮游植物在全球范围内对气候变化反应迅速。太阳辐射、温度和淡水向地表水输入的增加加强了海洋分层,从而减少了营养物质从深水到地表水的输送,降低了初级生产力。相反,CO 2 含量的升高,在营养成分不受限制的情况下,可以增加浮游植物的初级生产力。一些研究表明,在过去的一个世纪里,全球海洋浮游植物的总体密度有所下降,但由于数据获得的有限性、分析方法的差异等多方面原因,这些结论需要进一步考证。也有研究发现全球海洋浮游植物产量增加以及特定区域或特定浮游植物群的变化。全球海水冰面积的下降,导致更高的光渗透率和潜在的更多初级生产;然而,对于可变混合模式、养分供给变化以及极地地区的生产力趋势影响的预测效应相存在矛盾的现象。这强调了收集关于浮游植物生产和微生物群落组成的 长期数据 的必要性。
除了海洋浮游植物对CO 2 固定的贡献外,化学自养古菌和细菌同样可以在深水黑暗条件下以及极地冬季期间在表层进行CO 2 的固定。海底产甲烷菌和甲烷氧化菌是CH 4 的重要生产者和消费者,但它们对这种温室气体大气通量的影响尚不确定。海洋病毒、嗜细菌细菌以及真核食草动物也是微生物食物网的重要组成部分。气候变化对捕食者-被捕食者的相互作用的影响,包括病毒-宿主的相互作用,可以影响全球生物地球化学循环。
气溶胶影响云的形成,从而影响阳光照射和降水,但它们影响气候的程度和方式仍不确定。海洋气溶胶由海盐、非海盐硫酸盐和有机分子的复杂混合物组成,可以作为云凝结的核,影响辐射平衡,从而影响气候。了解海洋浮游植物对气溶胶的贡献方式,可以更好地预测不断变化的海洋环境将如何影响云层和对气候的反馈。此外,大气本身含有大约10 22 个微生物细胞,确定大气微生物生长和形成聚集体的能力对于评估它们对气候的影响具有重要价值。
植物生长的沿海生境对于碳的固定具有十分重要的意义,人类活动,包括人为的气候变化,在过去的50年里使这些栖息地减少了25-50%,海洋捕食者的数量减少了高达90%。基于微生物活动决定了有多少碳被再矿化并释放为CO2 和CHCH 4 ,同时考虑到如此广泛的环境扰动,因此这些扰动对微生物群落的影响同样需要进一步评估。
2.2 气候变化对微生物的影响
气候变化扰乱了物种之间的相互作用,迫使物种适应、迁移或被其他物种取代或灭绝。 海洋变暖、酸化、富营养化和过度使用(例如捕鱼、 旅游 )共同导致珊瑚礁的衰退,并可能导致生态系统的改变 。一般来说,微生物比宏观生物更容易分散。然而,许多微生物物种存在生物地理差异,扩散、生活方式和环境因素强烈影响群落组成和功能。海洋酸化使海洋微生物的pH条件远远超出其 历史 范围,从而影响到其胞内pH水平。不善于调节体内pH值的物种会受到更大的影响,许多环境和生理因素影响微生物在其本土环境中的反应和整体竞争力。例如, 温度 升高会 增加 真核浮游植物的蛋白质合成 ,同时 降低细胞核糖体浓度 。由于真核浮游植物的生物量为~1 Gt C,核糖体富含磷酸盐,气候变化引起的氮磷比的改变将影响全球海洋的资源分配。海洋变暖被认为有利于较小的浮游生物而不是较大的浮游生物,改变了生物地球化学通量。 海洋温度升高、酸化和营养供应减少预计将增加浮游植物细胞外溶解有机质的释放,微生物食物网络的变化可能导致微生物产量增加,而牺牲更高的营养水平 。温度升高还可以缓解铁对固氮蓝藻的限制,对未来变暖海洋的食物网提供的新氮来源具有潜在的深远影响。需要认真注意如何量化和解释环境微生物对生态系统变化和与气候变化相关的压力的响应。因此,关键问题仍然是关于菌群转移的功能后果,例如碳再矿化与碳固存的变化,以及与养分循环之间的关系。
3 陆生生物
陆地生物量是海洋生物量的100倍,其中陆地植物约占全球一半的净初级生产力。土壤储存了约2万亿吨的有机碳,其数量远高于大气和植被中碳的总和。陆地环境中的微生物总数与海洋环境中的总数相似。土壤微生物调节储藏在土壤中以及释放到大气中的有机碳的数量,并通过提供调节生产力的多种营养元素间接地影响植物和土壤中的碳储存。
植物通过光合作用吸收大气中的CO 2 ,并产生有机质;相反,植物的自养呼吸和微生物的异养呼吸将CO 2 释放回大气中。温度影响这些过程之间的动态平衡,从而影响陆地生物圈捕获、储存人为碳排放的能力(图1)。而气候变暖可能加速碳的排放。森林覆盖陆地面积的30%,占陆地初级生产力的50%,对人为排放的CO 2 的固存率高达25%。永久冻土中的有机物质中碳的积累远超过呼吸所损失的,创造了最大的陆地碳汇。但由于气候变暖预计将使永久冻土减少28-53%,从而使大型碳库可用于微生物呼吸以及温室气体排放。
通过对表层土壤(10cm)和以及深层土壤(100cm)剖面进行对比评估发现,气候变暖会增加碳向大气中的排放。有关不同土壤地点之间碳损失的差异的进一步解释需要更多的预测变量。然而,来自全球对变暖反应的评估的预测表明,气候变暖条件下,陆地碳损失产生了积极的反馈,加速了气候变化的速度,特别是在寒冷和温带地区(这些地区储存全球大部分土壤碳)。
3.1 微生物对气候变化的影响
CO 2 含量的升高,提高了初级生产力,增加了植物凋落物含量,促进了微生物对凋落物的分解从而导致更高的碳排放。温度的影响不仅是微生物反应速率的动力学效应,也是植物输入刺激微生物生长的结果。一些固有的环境因素(如微生物群落组成、枯木密度、氮素可获得性和水分)影响微生物活动,这就需要通过地球系统模型对气候变暖所造成的土壤碳损失进行预测,以纳入对生态系统过程的控制。在这方面,植物养分的可获得性影响森林的净碳平衡,营养贫乏的森林比营养丰富的森林释放更多的碳。植物将约50%的固定的碳释放到土壤中,供微生物生长。分泌物除了被微生物利用作为能源外,还可以破坏矿物-有机体的结合,从微生物呼吸利用的矿物中释放出有机化合物,增加碳排放。这些植物-矿物质相互作用的相关性说明了在评估气候变化的影响时,除了生物相互作用(植物-微生物)之外,生物-非生物相互作用的重要性。
土壤有机质用于微生物降解还是长期储存取决于许多环境因素,包括土壤矿物特征、酸度、氧化还原状态、水的有效性、气候等方面。有机物的性质,特别是基质的复杂性,同样会影响微生物的分解。此外,不同土壤类型中微生物获取有机质的能力具有差异性。如果将可获得性考虑在内,预计大气中CO 2 含量的增加将促进微生物的分解能力,这会使得土壤中有机碳的留存量降低。升高的CO 2 浓度增强了植物和微生物之间对氮的竞争。食草动物会影响土壤中的有机质含量,从而影响微生物的生物量和活性。气候变化可以减少食草动物,导致全球氮和碳循环的总体变化,从而减少陆地碳的固定。有害动物(例如蚯蚓)通过间接影响植物(例如,增加土壤肥力)和土壤微生物来影响温室气体排放。蚯蚓肠道中的厌氧环境含有执行反硝化并产生NO2 的微生物。蚯蚓提高了土壤肥力,它们的存在可以导致温室气体净排放,尽管温度升高和降雨量减少对有害生物摄食和微生物呼吸的综合影响可能会减少排放。
在泥炭地,抗腐烂的枯枝落叶等会抑制微生物分解,同时水饱和度限制了氧的交换,促进了厌氧菌的生长以及CO2 和CHCH 4 的释放。植物凋落物组成和相关微生物过程的变化(例如,减少对氮的固定化和增强的异养呼吸)正在将泥炭地从碳汇转变为碳源。永久冻土的融化使得微生物可以分解先前冻结的碳,释放CO2 和CHCH 4 。永久冻土的融化导致了水饱和土壤的增加,这促进了产甲烷菌和一系列微生物产生CH 4 和CO 2 。据预测,到本世纪末,缺氧环境的碳排放将比好氧环境的排放在更大程度上驱动气候变化。
3.2 气候变化对微生物的影响
气候的改变可以直接(例如季节性和温度)或间接(例如植物组成、植物凋落物和根系分泌物)影响微生物群落的结构和多样性。土壤微生物多样性影响植物多样性,对包括碳循环在内的生态系统功能很重要。短期实验室模拟变暖以及长期(50多年)自然地热变暖最初都促进了土壤微生物的生长和呼吸,导致CO 2 净释放,随着基质的耗尽,导致生物量减少,微生物活性降低。这意味着微生物群落不容易适应高温,由此产生的对反应速率和底物损耗的影响减少了碳的整体损耗。相比之下,一项长达10年的研究发现,土壤群落能够通过改变基质使用的模式以适应升高的温度,从而减少碳的损失。在年平均温度范围超过20 C的森林土壤中也发现了细菌和真菌群落的实质性变化。
微生物生长对温度的响应是复杂多变的。微生物生长效率是衡量微生物如何有效地将有机物转化为生物量的指标,效率较低意味着更多的碳被释放到大气中。一项为期一周的实验室研究发现,温度升高导致微生物周转率增加,但微生物生长效率没有变化,同时该研究预测,气候变暖将促进土壤中的碳积累。一项长达18年的实地研究发现,土壤温度越高,微生物的效率就会降低,在这段时间结束时,不易分解的底物的分解会增加,同时土壤碳的净损失也会增加。
气候变化通过温度、降水、土壤性质和植物输入等几个相互关联的因素直接或间接地影响微生物群落及其功能。由于沙漠中的土壤微生物受到碳的限制,植物增加的碳输入促进了含氮化合物的转化,微生物生物量,多样性,酶活性以及对复杂有机物的利用。虽然这些变化可能会增强呼吸作用和土壤中碳的净损失,但干旱和半干旱地区具有的特点可能意味着它们可以起到碳汇的作用。为了更好地了解地上植物生物量对CO 2 水平和季节性降水的响应,我们仍需增加对微生物群落响应以及功能的了解。
气候变化同样也使湖泊、海水等环境中富营养化的频率、强度和持续时间增加。水华蓝藻能够产生各种神经毒素、肝毒素和皮毒素,危害鸟类和哺乳动物的 健康 。有毒蓝藻目前已造成了包括中国太湖在内的全世界多个地区严重的水质问题。气候变化直接和间接地有利于蓝藻的生长,许多形成水华的蓝藻可以在相对较高的温度下生长。与此同时,湖泊和水库热分层的增加使浮力蓝藻能够向上漂浮并形成密集的表面水华,这使它们能够更好地获得光,更加具有选择性优势。目前实验室和原位实验都证明了有害的蓝藻 Microcystis 属具有适应高CO 2 的能力。因此,气候变化和CO 2 含量的增加预计会影响蓝藻水华的菌株组成。
4 农业
根据世界银行表明(世界银行关于农业用地的数据),近40%的陆地环境专门用于农业。这一比例在未来预计有可能增加,这将导致土壤中碳、氮和磷以及其他养分的循环发生重大变化。此外,这些变化与生物多样性的丧失息息相关。增加对使用植物和动物相关的微生物的了解,以提高农业可持续性发展,减轻气候变化对粮食生产的影响,但这样做需要更好地了解微生物对气候变化的响应。
4.1 微生物对气候变化的影响
甲烷菌在自然和人工厌氧环境中产生甲烷,此外还有与化石燃料相关的人为甲烷的排放(图2)。近年来(2014-2017)大气CH 4 水平显著升高,但其背后的原因尚不清楚。尽管 水稻 仅覆盖了10%的可用耕地,但却养活了全球一半的人口,同样,稻田也贡献了农业20%的CH 4 排放的。据预测,到本世纪末,人为气候变化将使水稻生产产生的CH 4 排放量翻一番。 反刍动物 是人为CH 4 排放的最大单一来源,反刍动物肉类生产所产生的碳排放比植物高蛋白食物生产的碳排放高19-48倍;即使是非反刍动物肉类生产所产生的CH 4 也比植物高蛋白食物生产的碳排放高出3-10倍。 化石燃料 的燃烧和化肥的使用大大增加了环境中可利用氮含量,扰乱了全球生物地球化学过程,威胁到生态系统的可持续发展。农业是温室气体NO2 的最大排放者,NO2 通过微生物氧化和氮的还原而释放。气候变化扰乱了微生物氮转化(分解、矿化、硝化、反硝化和固定)和N 2 O的释放速率。迫切需要了解气候变化和其他人类活动对氮化合物微生物转化的影响。
4.2 气候变化对微生物的影响
升温和干旱强烈地影响着作物的生长。以真菌为基础的土壤食物网在广泛管理的农业(例如牧场)中很常见,而以细菌为基础的食物网通常出现在集约化系统中,但与后者相比,前者更能适应干旱环境。对全球范围内的表层土进行评估发现, 土壤真菌和细菌占据了特定的生态位,并且对降水和土壤pH的响应不同,这表明气候变化将对它们的丰度、多样性和功能产生不同的影响 。预计由于气候变化而增加的干旱会导致全球旱地中细菌和真菌的多样性和丰度的减少,这种减少将进一步降低微生物群落的整体功能,从而限制了它们支持植物生长的能力。
气候变化和富营养化(由于化肥的施用)对微生物竞争力的综合影响存在不可预测的影响。例如,营养丰富通常有利于有害的藻类繁殖,但在相对较深的Zurich湖中观察到了不同的结果。
5 感染性疾病
气候变化影响着海洋和陆地生物群中疾病的发生和传播(图3),这取决于不同的 社会 经济、环境和宿主病原体特有的因素。了解疾病的传播和设计有效的控制策略需要充分了解病原体、及其传播媒介和宿主的生态学,以及扩散和环境因素(表1)。例如,海洋酸化还可能直接导致鱼类等有机体的组织损伤,潜在地导致免疫系统减弱,从而创造细菌入侵的机会。对于农作物来说,当人们考虑对病原体的响应时,包括CO 2 水平、气候变化、植物与病原体的相互作用在内的不同相互作用的因素都是重要的。不同的的微生物能够引起不同的植物疾病,进而影响作物生产,导致饥荒,并威胁粮食安全。病原体的传播和疾病的出现是通过物种的运输和引进来促进的,并受天气对扩散的影响和生长环境条件的影响。
表1 病原体对气候和环境因素的传播响应。
气候变化可以通过改变宿主和寄生虫的适应来增加疾病风险。对于外温动物(如两栖动物),温度可以通过扰乱免疫反应,从而增加感染的易感性。每月和每天不可预测的环境温度波动增加了古巴树蛙对病原菊苣真菌 Batrachochytrium dendrobatidis 的敏感性。温度升高对感染的影响与真菌在纯培养中生长能力下降形成对比,说明在评估气候变化的相关性时,更应该注重于评估宿主-病原体的反应(而不是从分离微生物的生长速率研究中推断)。气候变化预计会增加一些人类病原体对抗生素的耐药率。2013-2015年的数据表明,日最低温度提高10 C,将导致 Escherichia coli , Klebsiella pneumoniae 以及 Staphylococcus aureus 的抗生素耐药率增加2-4%。潜在的潜在机制包括:高温促进抗药性可遗传因子的水平基因转移,以及提高病原体生长率,促进环境的持久性、携带和传播等。
食源性、气源性、水源性和其他环境病原体可能易受气候变化的影响(表1)。对于媒介传播的疾病,气候变化将影响媒介的分布,从而影响疾病传播的范围,以及媒介传播病原体的效率。许多传染病,包括几种媒介传播疾病和水传播疾病,都受到大规模气候现象(如ENSO)造成的气候变化的强烈影响,这种现象每隔几年就会破坏全球约三分之二地区的正常降雨模式和温度变化。据报道,与ENSO有关的疾病有疟疾、登革热、齐卡病毒病、霍乱、鼠疫、非洲马病和许多其他重要的人类和动物性疾病。
尽管已经在自然和实验室条件下,微生物种群的适应机制已有研究,但与动物(包括人类)和植物相比,微生物物种适应当地环境的研究较少。与植物和动物相关的病毒、细菌和真菌病原体以影响生态系统功能、影响人类 健康 和粮食安全的方式适应非生物和生物因素。病原农业真菌的适应模式很好地说明了微生物活动与人类活动之间的循环反馈。“农业适应”病原体引起流行病的可能性比自然产生的菌株更高,这会对作物生产构成更大的威胁。真菌病原体通过进化以适应更高的温度来增强它们入侵新的栖息地的能力,这使真菌病原体对自然和农业生态系统构成的威胁更加复杂。
6 微生物减缓气候变化
增加对微生物相互作用的了解将有助于设计缓解和控制气候变化及其影响的措施。例如,了解蚊子如何对Wolbachia细菌(节肢动物的一种常见共生体)作出反应,通过将Wolbachia引入埃及伊蚊种群并将其释放到环境中,从而减少了寨卡病毒、登革热和基孔肯雅病毒的传播。在农业方面,了解将NO2 还原为无害N 2 的微生物的生态生理学的进展为减少排放提供了选择。生物炭是广泛和间接减轻气候变化微生物影响的农业解决方案的一个例子。生物炭是通过限制氧条件下生物质的热化学转化而产生的,其可以通过减少微生物矿化和减少根系分泌物对矿物释放有机物的影响,从而促进植物的生长,减少碳的释放,从而改善有机质的存留。
微生物生物技术可以为可持续发展提供解决方案,微生物技术同样为实现联合国17个可持续发展目标中的许多目标提供了实用的解决方案(化学品、材料、能源和补救措施),解决贫困、饥饿、 健康 、清洁水、清洁能源、经济增长、产业创新、可持续发展等问题。毫无疑问,通过提高公众对全球变暖中微生物的主要作用的认识,即通过实现 社会 的微生物学素养,无疑会促进对此类行动的支持。
7 总结
微生物对固碳做出了重大贡献,特别是海洋浮游植物,它们固定的净CO 2 与陆地植物一样多。因此,影响海洋微生物光合作用和随后在深水中储存固定碳的环境变化对全球碳循环具有重要意义。微生物还通过异养呼吸(CO 2 )、产甲烷(CH 4 )和反硝化(N 2 O)等作用对温室气体排放做出重大贡献。许多因素影响微生物温室气体捕获与排放的平衡,包括生物群落、当地环境、食物网的相互作用和反应,特别是人为气候变化和其他人类活动。 直接影响微生物的人类活动包括温室气体排放、污染、农业活动以及人口增长,这些活动促进了气候变化、污染、农业活动以及疾病传播 。人类活动改变了碳固定与释放的比率,将加速气候变化的速度。相比之下,微生物也提供了重要的机会,可以通过改善农业、生产生物燃料和修复污染来补救人为问题。
为了理解可控范围内小规模相互作用的微生物多样性和活动如何转化为大系统通量,重要的是将研究结果从个体扩展到群落,再到整个生态系统。为了了解世界各地不同地点的生物地球化学循环和气候变化反馈,我们需要关于推动物质循环的生物(包括人类、植物和微生物)以及调节这些生物活动的环境条件(包括气候、土壤理化特性、地形、海洋温度、光和混合)的定量信息。
现存的生命经过了数十亿年的进化,产生了巨大的生物多样性,而微生物多样性与宏观生命相比实际上是无限的。 由于人类活动的影响,宏观生物的生物多样性正在迅速下降 ,这表明动植物物种的宿主特异性微生物的生物多样性也将减少。然而,与宏观生物相比,人类 对微生物与人为气候变化之间的联系所知甚少 。我们可以认识到微生物对气候变化的影响,以及气候变化对微生物的影响,但我们对生态系统的了解并不全面,因此,在解释人为气候变化对生物系统造成的影响方面仍存在挑战。由于人类的活动,正导致气候变化,这对全球生态系统的正常行驶功能造成影响。在海洋和陆地生物群落中,微生物驱动的温室气体排放的增加,并积极地反馈给气候变化。忽视微生物群落对气候变化的作用、影响和反馈反应可能导致会导致对人类的发展造成威胁。目前迫切需要立即、持续和协调一致的努力,明确将微生物纳入研究、技术开发以及政策和管理决策当中。
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是的哦,气候变化研究快报属于RCCSE中文OA学术期刊类核心期刊,在第五届《中国学术期刊评价研究报告(武大版)(2017-2018)》中,被评为“RCCSE中文OA学术期刊类核心期刊”