近十年的生态环境变化论文

[环保]气候变化关键科学问题的分析摘要：美国国家科学院的国家研究委员会地球与生命研究部气候变化科学委员会最近向白宫提交了一份关于气候变化科学问题的咨询报告，以供布什政府以及相关机构决策参考。该报告根据美国的全球变化研究工作对100年以来以全球气候变暖趋势为特征的全球气候变化的认识，对IPCC关于气候变暖的的研究成果与预测作了剖析。该咨询报告在承认全球变暖研究中仍存在一些不确定性的同时，指出全球变暖确实存在，并对白宫与民众所关心的一些关键科学问题作了回答，这些问题是：自然气候变化的幅度；温室气体和其它对气候变化具贡献作用的气体的排放是否在加速增长及其增长速率与来源；气溶胶的驱动作用；降低温室气体以及其它一些对气候变化具贡献作用的排放物的增加趋势所需的时间；气候变化是否正在发生以及如何发生；温室气体是否导致气候变化；未来100年温度的变化幅度以及发生地点；所预计的气候变化有多少是气候反馈过程（如水蒸气、云和冰雪融化）造成的；不同程度的全球变暖的后果；科学研究是否已经确定温室气体浓度有一个“安全”水平；为了提高对气候变化的认识，还有哪些专门领域需要更深入地进行研究。最后指出在气候变化研究中独立自主开展工作意义重大，以及今后需要加强的研究领域和关注重点。 关键词：气候变暖；全球变暖；美国；京都议定书 背景介绍 受白宫2001年5月11日的委托，隶属美国国家科学院的国家研究理事会地球生命研究部气候变化科学委员会（以下简称气候变化科学委员会）于2001年6月6日向白宫提交了一份关于气候变化科学问题的咨询报告，以供布什政府以及相关机构决策参考。该报告根据美国的全球变化研究工作对100年以来以全球气候变暖趋势为特征的全球气候变化的认识，对IPCC关于气候变暖的的研究成果与预测作了剖析。IPCC一直呼吁各国对温室气体排放采取更加严厉的控制措施，并于1997年12月达成了控制温室气体排放的《京都议定书》, 《议定书》中明确指出在2008年至2012年期间，世界38个发达国家6种温室气体（以CO2作用最为突出）的排放量要在1990年的基础上平均减少％，其中美国减少7％，欧盟成员国减少8％。但布什政府对是否存在全球变暖趋势、变暖的程度以及其在温室气体排放中应承担的义务持怀疑态度，这引起了国际上尤其是欧洲各国的不满。事实上，美国离《京都议定书》规定的减排目标却越来越远。按照美国在1995年至2000年间CO2排放的平均增长速度，到2008年时，美国的CO2排放量不但不会减少，而且要比1990年高出35％，这将严重影响全球减排计划的实现（ENERDATA能源信息统计所，2001年6月8日）。如何履行美国政府在温室气体减排中的义务，成为布什于6月12日的首次访欧中的第二大焦点问题（首要问题是国家导弹防御计划）。 该咨询报告承认在全球变暖问题上仍然存在一些不确定性，如关于自然变化对全球变暖的作用有多大等，但总体上支持欧洲国家领导人和环保组织以及IPCC的观点。气候变化科学委员会主席Ralph J. Cicerone说：“我们知道地球大气层的温室气体越来越多并导致地面气温上升。但对于迄今为止的气温上升，我们还不清楚究竟在多大程度上受人类活动的影响。但是，根据物理原理和计算机模拟，我们认为气候变暖会继续加剧，因为温室气体排放仍在继续”。 对于在全球变化认识上的不确定性，气候变化科学委员会认为主要是由于假设的差异、模型的差异以及替代数据的准确性等原因造成的，但即便按照最保守的估计，全球变暖以及海平面的上升都将伴随着整个21世纪。为减少目前全球气候变化模型预测中的不确定性，需要在以下两点的认识与模拟上取得较大进展：①决定大气温室气体与气溶胶浓度的因子；②决定气候系统对温室气体增加的敏感性的反馈机制。对气候监测来说，规划一个全球观测系统是一项紧迫的任务。 由于人类活动，温室气体在地球大气中不断积累，引起了陆表与海表温度的升高。在过去的几十年中所观测到的变化很可能主要是由人类活动引起的，但是我们不能排除这些变化的一些重要部分也是自然变化的反映。人类引起的变暖以及与之有关的海平面的上升预计会持续整个21世纪。由计算机模型模拟和基本的理论推算得出的一些相关影响（包括雨量的增加、半干旱地区干旱程度的增加）十分依赖于变暖的程度及其发生的概率。 由IPCC（气候变化政府间工作小组）对人为引起的全球变暖进行的基本可信的评估是以气候驱动力*增加为前提的，如CO2将加速全球变暖的进程。到21世纪末，全球温度升高3℃的预测是与云层和大气相对湿度影响全球变暖的假设相一致的。这一预测也与通过比较冰期－间冰期的温度振荡所得到的气候敏感性结论相一致，冰期－间冰期的振荡导致了气候驱动力的变化。所预测的温度升高对有关温室气体和气溶胶浓度的升高的反应极为敏感。因此，国家的决策在目前以及今后较长时期内将影响脆弱的人类社会和生态系统所遭受损害的程度。因为目前对气候系统在自然状态下如何变化以及如何响应温室气体和气溶胶的排放的认识还存在相当大的不确定性，所以这一预测结果应当看作是暂时的，需要根据未来的变化进行调整。 气候变化科学委员会所提交的咨询报告中力求对气候变化科学问题以及IPCC研究成果的可信度进行更为清晰的描述。详尽的表述对政策制定者很有帮助，因为他们需要考虑缓解气候变化或是适应气候变化等多种选择。该咨询报告主要回答了以下一些白宫以及民众关注的关键科学问题。 1 自然气候变率的幅度有多大？ 众所周知，在局地和区域空间尺度上，以及短至十年的时间周期上，自然气候变化的幅度十分宽广（超过几个摄氏度），降雨的变化也十分大。例如，有证据证明像20世纪30年代的“尘盆（Dust Bowl）”的剧烈干旱，在10-14世纪的美国中部非常普遍。通过冰川反复进退的对比研究得出，局部地区的平均温度变化已经超过10℃。评估全球平均温度的自然变化非常困难，因为现有的数据空间覆盖较小，且替代数据推断温度难度大。虽然如此，仍有证据表明，在最近一次冰期的冰川后退期间，全球变暖的速率是2℃/千年。 2 温室气体和其它对气候变化具贡献作用的气体的排放正在加速增长吗？不同的温室气体与排放物是按不同的速率增长吗？温室气体与其它对气候变化具贡献作用的排放物浓度的增加是人类活动引起的吗？ 一些温室气体的排放正在增加，但也有一些温室气体的排放呈减少趋势。在某些个例中，气体排放的减少是决策的结果，但是在另外一些事例中，气体排放的减少却很难理解。 在直接受人类活动影响的温室气体中，最重要的是CO2、CH4、N2O和CFCs。人类活动排放的气溶胶也可以影响气候（表1列出了大气中的气候驱动因素所产生的驱动力）。 分析取自格陵兰和南极的冰芯所获得的CO2浓度变化的记录具相当代表性，其范围从冰期的接近190ppmv（百万分之体积浓度）到较温暖的间冰期（如开始于大约1万年前的最近一次间冰期）的接近280ppmv。 直到业革命为止，CO2浓度一直没有超过280ppmv。当1958年开始系统大气测量的时候，CO2浓度已经到达了315ppmv，目前其浓度大约为370ppmv，并以年的速率增长（这个数值比1958年有记录以来的早期的增长速率略高）。人类活动应该对这种增长负主要责任。化石燃料的燃烧是碳的主要排放源，其实际排放量大约是所观测结果的两倍。在过去的几十年里，热带森林的砍伐对CO2排放也具贡献作用。过量的CO2由海洋和陆地生物圈吸收。 目前CO2、CH4等大气层中的气体含量高于其它的任何时期。从1978年以来，温室气体的浓度大致以每年1%的速率平稳增长，到20世纪90年代其增长的速率变得缓慢，但更具不确定性。大约当前2/3的CH4是由于人类的活动产生的，如水稻种植、畜牧业增长、矿业开采、秸杆回填、天然气处理，所有这些在过去的50年中都有所增加。 对流层中的臭氧一小部分是平流层中的自然过程产生的，到了20世纪，又有一部分臭氧补充进了这部分“对流层臭氧”。在局部区域，这部分臭氧是由阳光对污染大气（由机动车辆尾气、化石燃料燃烧、电力工厂以及生物燃烧等产生的气体造成）的光化学反应产生。 N2O由土壤和水中大量的微生物的反应形成，但含氮化肥的大量生产与使用也造成N2O的增加。能够产生N2O气体的一些人工化学过程已经得到确定。在过去的200年里N2O的浓度增加了大约13%。 自1928年首次合成CFCs以来，其在大气中的含量一直稳定增长，到20世纪90年代初其含量达到最高。许多工业上有用的其它含氟化合物（如CF4和SF6）在大气中具有很长的寿命，尽管有些气体在大气中的浓度还不足以产生大的辐射驱动，但已引起了研究者的关注。CFCs的替代产品HFCs具有温室效应，因为其在大气中寿命较短，其作用尚不明显。 3 还有哪些排放物是气候变化的驱动因素（如气溶胶、CO、煤烟等）？它们对气候变化的贡献是什么？ 除了温室气体，人类活动还增加了大气气溶胶的含量，这些气溶胶包括硫酸盐颗粒和黑碳（煤烟），由于它们在大气中的寿命很短，分布具有不均衡性。硫酸盐颗粒将太阳辐射散射回外层空间，从而在一定程度上减缓温室效应。最近由于“洁净碳技术”和低硫燃料的利用，使得硫酸盐浓度逐渐降低，在北美这一作用更为明显，但也降低了其对温室效应的抵消作用。黑碳气溶胶是生物燃烧（森林火灾和秸杆焚烧）以及化石燃料不完全燃烧的最终产物，它们直接或间接地影响太阳辐射的收支，尽管要量化其影响还存在难度，但这一点是确定无疑的。 4 降低温室气体以及其它一些对气候变化具贡献作用的排放物的增加趋势需要多长时间？不同的温室气体以及其它的排放物是否具有不同的消亡时间。

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第一章：环境与地理第一节 当今世界主要环境问题全球气候变化在过去的一个世纪里，全球表面平均温度已经上升了至摄氏度，全球海平面上升了10至25厘米。如果世界能源消费的格局不发生根本性变化，到21世纪中叶，大气中的二氧化碳浓度将达到560ppm，全球平均温度可能上升至4摄氏度。臭氧层破坏和损耗自1985年南极上空出现臭氧层空洞以来，地球上空臭氧层被损耗的现象一直有增无减。酸雨污染酸雨中绝大部分是硫酸和硝酸，主要来源于人类广泛使用化石燃料，向大气排放了大量的二氧化硫和氮氧化物。。在北欧，由于土壤自然酸度高，水体和土壤酸化都特别严重，有些湖泊的酸化导致鱼类灭绝。水体酸化会改变水生生态，而土壤酸化会使土壤贫瘠化，导致陆地生态系统的退化。土地荒漠化荒漠化是当今世界最严重的环境与社会经济问题。全球荒漠化面积已近36亿公顷，约占全球陆地面积的1/4，已影响到全世界1/6的人口（约9亿人），100多个国家和地区。全球每年有600万公顷的土地变为荒漠，另外还有2100万公顷土地因退化而不能生长谷物。亚洲是世界上受荒漠化影响的人口分布最集中的地区，遭受荒漠化影响最严重的国家依次是中国、阿富汗、蒙古、巴基斯坦和印度。水资源危机世界上许多地区面临着严重的水资源危机。根据国际经验，每人每年1000立方米可重复使用的淡水资源是一个基本指标，低于这个指标的国家可能会遭受阻碍发展和损害健康的长期性水荒。然而，目前世界上约有20个国家已低于这一指标，主要位于西亚和非洲，总人口数已过亿。另一方面，由生活废水、工业废水、农业污水、固体弃废物渗漏、大气污染物等引起的水体污染，使全球可供的淡水资源量大大减少了。世界银行的报告估计，由于水污染和缺少供水设施，全世界有10亿多人口无法得到安全的饮用水。森林植被破坏据推算，地球上的森林面积约为30-60亿公顷，约占陆地面积的20%-40%，其中约一半是热带林（包括热带雨林和热带季雨林），另一半以亚寒带针叶林为主。森林大面积被毁引起了多种环境后果，主要有：降雨分布变化，二氧化碳排放量增加，气候异常，水土流失，洪涝频发，生物多样性减少等。生物多样性锐减大面积对森林、草地、湿地等生境的破坏；过度捕猎和利用野生物种资源；城市地域和工业区的大量发展；海洋资源破坏和污染近几十年来，人类对海洋生物资源的过度利用和对海洋日趋严重的污染，有可能使全球范围内的海洋生产力和海洋环境质量出现明显退化。由于过度捕捞，已经灭绝或濒临灭绝，人类活动产生的大部分废物和污染物最终都进入了海洋。引起沿海生境改变，使动物的栖息和繁殖地遭到破坏。第二节 我国环境问题的现状环境问题是当今国际社会的普遍问题，这一问题在我国尤为突出，近几年来，我们国家的环境问题日益突出，已不仅仅是社会发展某一环节问题，而是关系全局发展的重大现实问题。环境问题的产生环境问题自古有之，它是随着社会生产力的发展而产生发展的，依据历史时期的不同，我们可以把环境问题分为两种，一种是传统意义的环境问题，人们对自然资源的不合理开发、利用所导致的环境破坏和资源浪费，即由于过分开垦荒地，滥伐林木、过度放牧，掠夺捕捞等而引起的水土流失、土地沙化、草原退化、水生生物资源日益减少，旱涝灾害频繁等等。另一种就是现代意义上的环境问题，它是指在工业革命之后，随着工农业变速发展和城市化，正引起了“三废”（废气、废水、废渣）污染、噪声污染、放射性污染和农药污染等更加严重的环境问题，其污染的广度深度已大大超过了从前所引发的大量的“环境公害”事件（也称环境公众受害，指人们对生活环境和生态环境所造成的社会性危害，包括环境破坏）。我国环境问题的现状人类所面临的新的全球性和广域性环境问题主要有三类：一是全球性的环境污染；二是大面积的生态破坏；三是突发性的严重污染事件。目前，发达国家当前的环境问题主要是环境污染，发展中国家主要是环境破坏，而在我国，则同时存在着环境破坏和环境污染这两类环境问题，并且已十分严重。据统计，我国是世界上环境污染物排放量最大的国家之一，自然生态环境的破坏也相当严重。目前，我国水土流失面积已由解放初期的116万平方公里扩大到150万平方公里。(3)环境污染和破坏给我国所造成的经济损失是极其惊人的。，我国严重的环境问题已经严重阻碍了我国国民经济的健康发展，这势必对我国以后经济的发展极为不利。我国环境问题的原因分析经济因素目前，我国经济正处于从传统的计划经济向市场经济转轨的时期，同时也是我国经济高速增长的时期，从发达国家经济发展的历史来看，这个阶段正是生态环境问题最严重的时期，因而我国在这一时期承受的生态环境压力会更为沉重。对资源开发利用规模和各行业污染物排放量也会随之高速增加。人们只关注于经济增长的数字，却往往忽略了其背后所付出的沉重代价：对资源的掠夺式开发造成环境的极大破坏；我国近年来的生态环境问题呈几何级数增长。经济利益与环境保护的冲突。市场经济发展所追求的是高额利润，是相对少数人的利益，而环境保护则是多数人的利益，二者是对立状态，但近年来，我国农村环境恶化尤为明显，一些乡镇企业的农民为“脱贫致富”，宁肯容忍环境污染对国家、所在集体和本人的损害。对此，国家不得不采取强制措施关闭“十五小”企业。法律执行的难度极大。人文社会因素我国人口众多，环境的资源压力大，环境问题与人口有着密切的互为因果的联系。人口问题与环境问题是当代中国发展面临的重大挑战，人口问题导致了我国资源的绝对短缺，因而往往出现了对资源的无节制开发的现象，这种现象伴随着惊人的浪费，给我们经济的可持续发展战略的实施造成了极大的压力。公众环保意识普遍较差。环境问题与贫困等其它的社会问题交叉在一起，有形成恶性循环的趋势，富国的环境问题主要是环境污染，而穷国环境问题主要是与自然资源相关的环境破坏，前者比较容易得到防治和恢复，而后者的防治和恢复则要困难的多。我国的环境问题也有类似情况，在平原、沿海及大城市等经济发达的地区，环境问题主要以以环境污染为主，如今经过不断地治理正在不断有所缓解；而西部相对贫困地区，环境破坏引起的生态环境恶化十分严重，且日益呈现出环境问题与贫困同步深化，形成恶性循环的趋势。第三节 青海生态环境与保护生态环境与保护的重要性青海是著名的长江、黄河及国际河流、澜沧江的发源地，素有“江河源头”和“中华水塔”之美称，由于青海所处的特殊地理位置，生态环境的好坏直接影响到整个流域的生态。青海是我国主要的水源地之一，区域涵养水源功能显著，是国家生态环境建设的战略要地。保护好青海的生态环境，不仅对本省的经济社会可持续发展意义重大，而且对甘肃河西走廊，内蒙古黑河流域、黄河和长江流域生态环境的改善及经济社会的可持续发展具有重要的意义。现状：青海的生态环境十分脆弱。全省万平方公里，约占全国总面积的十分之一，位居全国第4位，在青海高原辽阔的地域内，冰川、戈壁、沙漠、石山、雪山等占三分之一，全省森林覆盖分布不均，主要集中在黄河和长江上游的大通河、湟水河、隆务河、玛柯河、多柯河和澜沧江的扎曲河等流域，这些地带处于森林极限生长地带，一旦遭到破坏，则可能引起生态系统崩溃，很难恢复生长，既是恢复，要花费很大的人力、财力、物力。由于地广人稀，高原地区植被景观复杂多样，繁育了众多的自然资源，具有资源丰富的优势。A森林资源全省有林地面积万公顷，疏林地面积万公顷，灌木林172万公顷，森林覆盖率％，其中乔木林覆盖率％,远远低于全国森林覆盖率％的平均水平。B湿地资源青海省是我国江河最多、湿地资源极为丰富的重要省份。长江、黄河、澜沧江出自青海省的水量分别占各自流域的％、25％和15％。境内湖泊众多，面积在平方公里以上的有439个，总面积为万平方公里，约占全国湖泊总面积的15％。C野生动植物资源我省是全国野生动物资源大省，共有陆生脊椎动物400多种，其中：鸟类290余种，兽类100余种、鱼类有50余种。属国家重点保护的动物有74种，列入受保护的“三有”动物（即有益的、有重要经济、有科研价值的动物）如藏羚羊、野牦牛、野毛驴、雪豹、白唇鹿、黑颈鹤等国家一级保护珍稀动物，其中有发菜、雪莲等7种被列入国家重点保护野生植物。D草地资源草地是青海重要的自然资源，全省共有草地总面积万公顷，占全省国土总面积的％。受自然和人为因素的影响，全省绝大部分草地出现了不同程度的退化，目前草地鼠害面积占全省可利用草地面积的％，由于恶劣的环境条件和特殊的地理位置，造就了草地生态系统是一个极其脆弱的生态系统，保护和建设好青海省的草地资源和生态环境不仅对本省经济、社会的可持续发展意义重大，而且对维护整个长江、黄河水系的生态平衡，促进中下游地区经济社会健康发展起着至关重要的作用。E生态水土流失加剧青海变风力、水力、冻融侵蚀的土地面积，到目前为止已达到近40万平方公里，占全省土地总面积的，水土流失造成危害是巨大的：一是破坏土地资源，二是破坏土地生产能力。F生态沙漠化土地面积不断扩大全省沙漠化土地面积达到1064年均增长率为％。青海省的沙漠化面积还会增加，而且还严重。G生态水资源减少青海每年有大范围的干旱缺水，青海的水资源减少，缺水问题突出。第四节 生态环境恶化的主要原因及存在的问题主要原因根据有关研究资料表明，青藏高原地区生态环境恶化、天然草地植被退化原因可归结为全球气候变化，高原生态暖干化趋势发展加剧的大背景控制下，人为不合理开发资源，开发利用草地资源加剧及其生态环境问题发生、发展的共同影响所致。原因之一：人类活动对生态环境退化的加速和促进影响。在早期的畜牧业生产和发展中受到盲目追求牲畜存栏数错误思想的影响，天然草地的超载放牧现象十分严重。原因之二：人为生产生活活动直接对植被和草地生态环境的破坏，是导致区域生态环境退化和问题不断产生。原因之三：一些地区生态环境保护意识不强，重开发、轻保护，重建设、轻维护，对资源采取