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气候变化的实质8篇

时间:2024-01-07 16:31:35

气候变化的实质

气候变化的实质篇1

气候变化已成为影响21世纪全球政治、经济、环境的综合性社会问题,国际社会为抑制全球变暖付出诸多努力。气候政治正是为了应对气候变化问题而形成的,它是国际社会为解决全球气候变暖所作的各种政治努力,包括国际气候谈判、国际协约、减排义务以及一系列的国际行动。本文将气候政治看作一个系统(如图1),它是指在国际、国内政治环境下,解决气候变化问题的主体与气候变化问题这一客体之间的相互作用。因此,本文的分析框架是建立在对这一系统进行梳理和认识的基础之上,具体包括:气候政治的客体是什么,人类社会对这一客体的认识经历了怎样的变化?气候政治的主体又是什么,各主体在这一系统中处于什么地位?气候政治的内容是什么,主体和客体之间的相互作用体现在什么方面?等等。本文试图通过建构此种分析框架厘清国内学者对于气候政治问题的研究进展和研究成果。

1 气候政治的客体

气候政治的客体是指气候政治指向的对象――全球气候变化问题。人类社会对气候变化问题的认识从科学领域向政治领域的转化,使得气候变化问题成为气候政治中的重要因素,吉登斯认为“我们如果再不把气候变化问题有效地纳入政策议程,那真的将会出现‘吉登斯悖论’的情形”1。作为气候政治的客体,气候变化问题具有长期性、全球性、不确定性、渗透性、复杂性、威胁性等多重性质特点。国内学者对于气候变化问题的认识和了解包括以下两个方面。

首先,需要明确气候变化问题的性质。气候变化问题是一个影响全球政治、经济、环境等多方面领域的综合性社会问题。对于气候变化问题性质的讨论经历了一个演变过程,这个演变过程伴随着国际社会对气候变化问题认识水平的深化。从认识水平的发展演化来看,气候变化问题经历了从科学问题向政治问题的转化;从气候变化问题的综合性、复杂性来看,它不仅是一个科学问题、政治问题,还是一个伦理问题。关于气候变化问题的性质我们可用图2来表示:

其一,气候变化问题是一个科学问题,人类认识到温室气体尤其是二氧化碳浓度的增加与全球气温上升之间存在因果关系,温室气体增加导致全球气候变暖已成为科学界的共识。不过,肖巍等人也陈述了国际社会中的反对意见,如质问气候议题是一个阴谋论,甚至怀疑论者质疑温室气体与气候变化之间的因果关系。2其二,气候变化问题是一个政治问题。张海滨认为气候变化问题占据着当今国际政治议程的核心位置,气候变化正在塑造21世纪的国际政治,主要表现在:第一,气候变化正在重新绘制国际政治版图,有些小岛屿国家正在慢慢消失或缩减;第二,气候变化严重威胁国际安全,将引发国际社会对能源、资源等的争夺;第三,气候变化对21世纪的地缘政治影响显著;第四,应对气候变化将导致国际关系格局的重大调整;第五,传统的国家主权观念受到强烈冲击。3气候变化问题日益影响着世界政治,同时这一问题涉及众多的权力、利益关系,这是成为政治问题的重要影响因素。其三,气候变化问题还是一个伦理问题,气候政治博弈争论的焦点是碳排放的处置问题,其背后隐藏的是对国家利益的争夺,并由此引发巨大的伦理冲突。华启合认为伦理冲突主要表现在:第一,蔑视发展中国家的生存与发展权,与人道主义伦理原则相冲突;第二,凸显气候霸权主义,与国际公正伦理原则相冲突;第三,回避历史责任,与人类正义伦理原则相冲突。4总体而言,气候变化问题是科学问题、政治问题和伦理问题,关于三者之间的关系可用图3表示。

其次,国际社会对气候变化问题的关注经历了由科学领域向政治领域的转化。徐再荣将国际社会对全球变暖问题的回应分为科学研究阶段、政治化阶段和气候谈判三个阶段;5张胜军将整个气候政治化的历程总结为科学认知阶段、气候变化作为因变量的政治阶段、气候变化作为自变量的政治阶段。6两位学者总结的三个阶段中,第一阶段都是作为科学问题进入国际社会,后两个阶段反映其作为政治问题进入国际政治。针对气候变化问题从科学领域进入政治领域的原因,不少学者表述了自己的观点,概括起来主要与全球变暖问题的严重性、国际政治权力和经济利益、公众环保意识、日益活跃的环保运动等因素有关。徐再荣从科学界对全球变暖问题严重性的共识、近些年一系列的气候事件解释气候变化问题有必要进入政治领域,通过政治手段解决。7在此基础上,曾品元认为更重要的原因在于,全球变暖的后果直接关系到国际社会政治权力和经济利益的重新分配及道义旗帜的重新标立。8李东燕认为公众的环保意识与社会环保运动也是重要的推动因素,同时强调气候变化问题进入政治领域与一个国家基于国内、国际政治斗争利益的获得有关系。9气候变化问题由科学领域向政治领域的转化,实际上是价值分化的过程。

2 气候政治的主体

气候政治的主体是指参与气候政治的行动者。从国际层面讲,气候政治的主体主要包括国家、国际组织、区域联盟和个人;从国内层面讲,按行业属性分,行为主体主要包括传统产业利益集团、新兴产业利益集团和公益性利益集团等等,刘卿阐述了这些利益集团对美国气候政策制定的影响,它们通过政治献金、游说官员和制造舆论三条途径来影响气候政策,主要影响美国的气候立法、行政和司法。10曾品元认为科学范畴的气候科学转化为国际政治范畴的气候政治,其标志是影响国际政治发展趋势的四大要素都明显并直接地介入到气候领域,即国家、国际组织、传媒和个人。四大要素的介入主要体现在:第一,国家出于国际政治权力、经济发展利益和全球道德等因素的考虑,在气候政治中发挥作用;第二,国际组织在气候政治中起着不可或缺的作用;第三,因传媒而形成的无形的巨大的精神力量推动了气候政治化;第四,个人的力量尤其是在国际政治领域里起作用的个人对于气候政治化也起着推动作用。11

首先,国家或者国家联盟在气候政治中发挥了重要作用。在联合国气候谈判过程中,国家围绕着权力、利益和道义等因素形成不同的利益集团,目前气候博弈呈现“三足鼎立”之势,分别为欧盟、“伞形集团”和发展中国家集团,其中“伞形集团”主要指以美国为首的欧盟之外的发达国家。12欧盟一直以积极的态度参与全球环境保护,推动气候合作,推行较激进的减排措施,强调自己在应对气候变化行动中的领袖角色,采取许多政策、行动和方案以应对气候变化问题,建立自身在国际关系中的话语权。与此相反,作为温室气体排放大国的美国在气候政治中的立场是拒绝承担量化的减排目标、反对向发展中国家进行技术和资金支持,同时要求发展中国家承担起量化的减排任务。这种立场具体表现在布什政府退出《京都议定书》,采取消极的环境保护政策。庄贵阳认为美国退出《京都议定书》的原因有三点:第一,气候变化问题尚具科学不确定性;第二,实现《京都议定书》目标对美国的经济影响太大;第三,中国等发展中大国没有“有效参与”温室气体减排对美国来说不公平。13尽管奥巴马政府推出气候新政,但这种气候政治立场的转变主要在于:第一,布什政府的保守环境政策使其处于被动地位;第二,美国期货政策的逐渐升温与众多利益集团的游说活动有关,尤其是受到新兴产业利益集团和公益性利益集团的影响;第三,气候变化问题日益严重的客观性。14气候新政面临国内国际双重博弈,《清洁能源与安全法案》以失败告终。杨强等人从经济危机和政治原因方面解释了法案的失败,一方面经济危机使奥巴马政府和美国民众对气候议题的关注度下降,对推动参议院气候立法的力度减弱;另一方面,美国参议院复杂的党派政治使气候议案甚至没能被付诸表决。15

气候政治博弈的实质是政治话语权、经济主导权和伦理价值取向的博弈16。在欧盟与美国的政治话语权和经济主导权之争中,欧盟争当政治话语权的领导者,在全球气候治理中扮演积极的角色,而美国之前的态度一直是拒绝承担减排任务,强调发展中国家承担责任,其实质是在国际气候问题上一方面要掣肘欧盟气候外交领导者地位的形成,另一方面奉行单边主义,将其“一超独霸”的国际地位延展至气候政治领域。17奥巴马的“绿色新政”表明美国正在收复政治话语权。

发展中国家集团内部由沙特阿拉伯和科威特领导的石油生产国、小岛联盟以及由其余的发展中国家形成的第三个较为松散的利益集团组成。石油生产国担心减少温室气体的排放会减少世界能源需求,影响其经济利益,因而反对所有对二氧化碳排放的控制措施;小岛联盟最易受到气候变暖特别是海平面上升的不利影响,因此强烈要求尽早采取行动减少二氧化碳排放和制止森林砍伐,并要求对它们进行援助,以适应气候变化带来的不利影响;其余的发展中国家强调公平问题,坚持经济发展是第一需要,发达国家应对全球环境负主要责任。发展中国家和发达国家围绕温室气体减排指标展开了经济利益之争。

其次,国际组织作为气候政治的主体之一,在全球气候政治中也发挥着重要作用。如联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC),它的职责是收集、整理世界各国气候变化领域的研究工作与成果,提出科学评价与政策建议。但是国际组织的作用毕竟有限,张胜军认为国际组织的宗旨和职能不但是为国家服务的,更重要的是它们更多地体现出现有国际政治力量格局,比如联合国,这些国际组织总是服务于一些西方大国的偏好,而且难以抗拒来自大国的压力。18气候变化在成为世界各国广泛关注的国际热点问题的时刻,一些主要排放大国和区域合作组织开始积极谋求在多边气候变化谈判之外,利用不同层次的区域协调机制促进气候变化合作。刘晨阳详细介绍了APEC气候变化合作的进展情况。19

3 气候政治的内容

气候政治的内容是指气候政治的主体与客体之间的关系,主要包括客体对主体的影响和主体对客体的作用。其中主体作用于客体又包括主体对客体的认识以及为解决气候变化问题而采取的各种行动等等。此外,气候正义问题还是气候政治中主体与客体相互作用过程中产生的一个哲学困境,是气候政治的内容之一。

3.1 客体对主体的影响:气候变化问题正影响人类生活

气候变化问题作为全球性的环境问题,危害性大。以我国为例,海平面上升导致我国陆地面积减少,加速国土质量下降;气候变化影响我国的淡水资源,增加粮食生产的不确定性,对农业生产布局、结构和成本产生影响,增加极端气候事件的频度和强度,威胁民众的生命、财产和生活质量;气候变化制约中国未来发展空间和潜力,影响我国主权;气候变化也会影响我国重大的国防和战略性工程以及军队建设20。总之,气候变化已经影响我国的国家安全。作为政治问题,张海滨认为气候变化问题正在塑造21世纪的国际政治并已经作为自变量影响气候政治。

3.2 主体对客体的作用:人类对气候变化问题的认识和行动

从人类对气候变化问题的认识来看,这种认识是一个逐渐深化的过程。庄贵阳认为这种认识过程可以反映在政府间气候变化专门委员会(IPCC)的四次气候变化评估报告之中。第一次评估报告主要集中在气候变化科学认识上,第二次评估报告加深了对生态影响的分析,并对未来经济破坏和减排措施做出了粗略评价,两次评估报告主要是通过对减缓温室气体排放的技术和政策工具进行综合描述、分类和比较,考虑“成本有效性”原则,衡量各种技术运行和排除减排政策实施可能面临的各种障碍,关注经济发展问题。第三次评估报告不仅考虑多种温室气体的“源”和“汇”问题,包括更多的政策选择工具,同时还考虑增强气候变化影响适应能力的政策设计,检验气候变化与可持续发展之间的联系。21前三次评估内容的转变反映国际社会对于气候变化问题的认识经历了从科学认识向环境保护的转移、再到对可持续发展的关注,关注气候变化问题的原则实现从发展、公平到可持续发展的转变。同样通过对IPCC四次评估报告进行分析,肖巍等人阐述国际社会利用有利证据证明人类对气候变化的影响,并倡议减缓气候变化的行动。22常跟应等人利用已有的调查数据实证分析了中国公众对气候变化问题的认识情况,结论表明中国民众清楚气候变化问题的原因和后果,并愿意采取行动配合减排行动。23在董敏杰等人看来,我国对气候变化问题的认识大致经历了注重环境含义、政治含义与经济含义三个阶段。过去,我国一直强调“中国是发展中国家、人均排放量低、发达国家的历史责任”,强硬的、有时缺乏灵活性的立场使中国在国际谈判中赢得了“强硬路线者”的声誉。近年来,我国的气候变化立场稳中有“变”,在坚持不承担量化减排义务的同时,在相关领域表现出的更加积极、开放、合作的态度。24认识的深化使气候政治的主体逐渐深入了解全球气候变化问题的本质,它不仅仅是单纯的环境问题,更是涉及国家经济发展、国际社会公平与正义、全球可持续发展的问题。从气候变化问题的政治进程演化中看出,国际社会对全球变暖问题的关注从环境保护逐渐向可持续发展转变。

从气候政治主体的行动来看,人类对气候变化问题的行动主要体现在为解决全球气候变化问题所作的各种努力,主要包括以下几方面:其一,成立国际性组织,如IPCC、政府间气候变化委员会等等。正如上文所提及的,国际性组织如IPCC等为气候谈判、规制和气候政策提供科学依据,25 它们在世界领域扮演着重要角色。其二,召开国际会议,进行国际气候谈判。国际谈判已成为促进气候政治化的重要力量,其中联合国气候谈判的推动力量最为明显,而谈判争论的实质在于对日渐稀缺的温室气体大气容量资源在国际间进行分配,限制无限度地使用这种环境容量资源。26肖巍等人分析了国际气候谈判中的焦点问题,他认为国际社会组织围绕着话语权、责任分配、合作意愿等问题而相互博弈,具体表现为谈判围绕如何确立中长期减排目标和减排指标展开。 27在国际谈判中已逐渐形成国际气候制度,其框架包括减排义务、灵活机制、资金机制等多方面的内容,其中最为核心的是减排义务的分担。国际谈判过程中先后制定了一些重要的文件或决定,为全球应对气候变化行动提供了基本的法律制度,在这些文件比较重要的有《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》和“巴厘岛路线图”。《公约》根据“共同但有区别的责任”原则,要求发达国家应率先减少温室气体的排放,同时考虑到发展中国家实现持续经济增长与消除贫困的正当的优先需要,对其减少其他排放任务未作明确规定。《京都议定书》为发达国家制定了明确的减排目标与时间表,其主要内容是:在第一个承诺期内,附件一国家的温室气体排放量要在1990年的基础上平均减少5%;在履约方式上,允许发达国家采取灵活的政策和行动,包括“联合履行”、“清洁发展机制”与“排放贸易”三种机制;附件二国家在减少排放任务之外,还应当提供发展中国家所需要的资金,包括技术转让的资金。《议定书》的签署对于气候变化问题的国际气候谈判有重要意义,也有助于国际社会进一步采取减排措施,张胜军认为《议定书》一定程度将分化国际社会在气候领域的合作28。德班会议通过决议,建立德班增强行动平台特设工作组,决定实施《京都议定书》第二承诺期并启动绿色气候基金。解振华表示,德班会议取得了多方面的积极成果,一是坚持了公约、京都议定书和巴厘路线图授权,坚持了双轨谈判机制,坚持了“共同但有区别”的责任原则;二是就发展中国家最为关心的《京都议定书》第二承诺期问题作出安排;三是在资金问题上取得重要进展,启动了绿色气候基金;四是在坎昆协议基础上进一步明确和细化了适应、技术、能力建设和透明度的机制安排;五是深入讨论了2020年后加强公约实施的安排,并明确了相关进程,向国际社会发出积极信号。29

从谈判进程分析可知,国家作为气候政治的主体参与气候谈判必然围绕着权力、利益等问题展开博弈,总体来看,谈判基本上涉及两大主要矛盾:第一,北方内部的矛盾,主要是美国与其他工业化国家的矛盾。第二,南北矛盾,其中有两个问题是它们关注的焦点:一是工业化国家关于限制温室气体排放的承诺问题;二是向发展中国家进行资金和技术转让的问题。谈判中最突出的问题之一是,发达国家在限制温室气体排放方面准备做出什么承诺。争论主要集中在美国和其他发达国家关于限排承诺方面的分歧。南北矛盾是气候谈判中最主要的矛盾,首先表现为南方对公平问题的强烈关注,主要集中于资金和技术转让问题上,具体包含两方面内容,首先是发达国家在向发展中国家转移资金和技术方面到底做出何种承诺,其次是组织多边资金转移机制的定位问题,即应由哪个机构管理全球环境基金。30正因为谈判过程中存在的矛盾和利益分歧,气候谈判步履维艰,气候变化问题的国际合作日益困难,2011年召开的德班会议经过近两周的“马拉松式”谈判才达成协议。李东燕认为从国际政治学角度看,国际合作之所以难度大、进展慢的原因主要有以下四点:第一,气候变化问题涉及错综复杂的利益关系;第二,气候变化对各国威胁的程度不同,对多数国家来说,气候问题还没有形成现实、直接、明确、迫切的威胁;第三,在责、权、利关系上存在极大的不确定和不平衡;第四,气候变化国际合作的另一个严重阻碍是监督与核查的难度极大。31主要强调气候变化的威胁程度、相关的责权利关系以及气候治理缺陷对于国际合作的重要影响,实质上反映气候变化问题利益分化使得国际合作困难重重。张海滨认为,气候变化问题的长期性、不确定性、全球性以及渗透性等在一定程度上导致并加剧国际合作困难。32

其三,各国自主性的减排行动和环保行动,即各国的气候政策等。欧盟采取一系列措施减低温室气体排放量,诸多学者分析其立场、行动以及背后的深层次原因。崔艳新整理了欧盟应对气候变化政策的进展及影响,33高小升等人从内因、外因角度分析其气候政策之因,以及在此基础上推测欧盟后京都气候政策的前景。34王文军则具体分析了英国应对气候变化的政策,并得出结论认为英国在实践中已形成了比较系统和完善的气候变化应对政策。35也有研究者通过实证分析论证生态产业实力的大小与欧盟成员国气候政策及其参与国际气候治理立场之间的相关关系,结论表明一个国家生态产业实力越强,就越倾向于采取积极的气候政策,其参与国际气候谈判的立场也会越发积极与超前。36邢璐等人详细解读了欧盟碳减排目标分解方法,并提出在中国的具体应用。37中国采取了一系列政策与措施以减缓温室气体排放,包括提出可持续发展战略、建立健全法律体系、制定产业政策与经济激励政策等方面。德班会议中,我国表现出极大诚意,既坚持原则,努力维护中国和其他发展中国家的利益,又显示出一定的灵活性。解振华在德班会议中表示中国愿意有条件接受2020年后的量化减排协议,同时强烈批评一些发达国家拒不履行承诺、反而向发展中国家施压的做法。38许多学者分析了中国应对气候变化的政策及其走向等问题。王文军等人认为中国应该积极参加国际气候制度的磋商,争取发展空间,充分利用国际环境中的有利因素,借力欧盟,加强与广大发展国家的团结合作,保持与日本、77国集团等多边伙伴的交流与沟通,谨慎处理不利因素,尤其谨慎承诺减排义务,从本国利益出发保持合作的互惠性和独立性。39根据国际低碳经济的发展趋势,段红霞认为我国气候政策应该关注如何平衡发展的机会和气候变化、如何确定满足发展和基本需求的碳预算、如何实施可持续能源体系的转型,旨在促进中国低碳经济的发展,为可持续良性发展开辟道路,并对国际温室气体减排起到促进作用。参照英国在优化产业结构、改善能源结构和提高能源效率等方面的做法,王文军认为中国未来的节能政策应该从能源生产者入手,一方面鼓励无碳或低碳能源的研发与生产;另一方面通过价格税收政策,加大产品价值构成中的能源成本,实行碳税控制排放,激励企业实行低碳生产方式,同时对钢铁、有色金属、建材、化工和其他主要耗能行业的企业,切实实行淘汰、限制、允许和鼓励的差别电价政策。同时借鉴英国碳基金经验和排放贸易机制,优化碳税管理,设计国内碳预算机制。40

3.3 气候正义问题

气候正义问题是气候政治中主体与客体相互作用过程中产生的一个哲学困境。气候正义关切的主要问题就是如何在主权国家之间公平地划分气候权益和分担气候责任。41王苏春等人归纳了现阶段关于应该采取何种“气候正义原则”来分配有限的气候资源的看法,一种是将分配正义作为主要原则,另一种是将矫正正义作为主要的行动原则,但他从不同层面分析了这两种原则的缺陷和不足,并提出我们应尝试践行一种气候的“总体正义观”,以追求一种最大程度的公共善。42钱皓从气候变化的伦理视角出发,讨论气候变化和环境保护中的正义、权利、责任三大问题以及人类面对气候变暖所处的价值层面的基本困境。43王文军通过对“碳预算”方案的分析进而厘清国际气候谈判中的气候公平诉求,通过方案比较可以看出个方案对同一“公平原则”有不同阐释,其实质内含了对国家发展权的争夺从众多学者的研究中可以发现,气候政治中的博弈结果实质上反映气候变化问题的公平、正义问题,如何在主权国家之间公平地划分气候权益和分担气候责任,以及如何在当代人与后代人之间公平地划分气候权益和责任是关乎气候政治能否解决气候变化问题的关键所在。

从此种分析框架来看,国内研究者对于气候政治问题的研究比较丰富,探索了气候变化问题的性质和人类对它的认识实现从科学领域向政治领域的转变,陈述国际社会和各个国家为抑制全球变暖进行的各种努力,包括成立国际组织、开展国际谈判、国内气候政策等等,同时分析国际气候谈判中的利益分析、焦点问题、谈判本质,解释各国气候立场的原因等等。通过将气候政治看成一个系统,明确气候政治的客体、主体以及主客体之间的相互作用有利于全面理解国内研究者对于气候政治问题的认识。

注释:

1 安东尼?吉登斯.气候变化的政治[M].北京:中国社会科学文献出版社,2009:308.

2 肖巍,钱箭星.“气候变化”:从科学到政治[J].复旦学报(社会科学版),2012,(6):84~93.

3 张海滨.气候变化正在塑造21世纪的国际政治[J].外交评论,2009,(6):5~12.

4 华启和.气候政治博弈的伦理冲突及生态思维范式的价值选择[J].社会主义研究,2010,(4):103~106.

5 徐再荣.从科学到政治:全球变暖问题的历史演变[J].史学月刊,2003,(4):114~120.

6 张胜军.全球气候政治的变革与中国面临的三角难题[J].世界经济与政治,2010,(10):97~116.

7 徐再荣.从科学到政治:全球变暖问题的历史演变[J].史学月刊,2003,(4):114~120.

8 曾品元.世界气候的国际政治学分析[J].重庆大学学报(社会科学版),2010,16(1):31~38.

9 李东燕.对气候变化问题的若干政治分析[J].世界经济与政治,2000,(8):66~77.

10刘卿.论利益集团对美国气候政策制定的影响[J].国际问题研究,2010,(3):58~64.

11曾品元.世界气候的国际政治学分析[J].重庆大学学报(社会科学版),2010,16(1):31~38.

12 陆晓红.应对全球气候变化需要科学理性合作――超越经济理性,建构生态理性[J].求索,2010,(1):83~84.

13庄贵阳.气候变化与可持续发展[J].世界经济与政治,2004,(4):50~55.

14李庆四,孙海泳.奥巴马气候新政的双重博弈[J].新视野,2010,(1):94~96.

15 杨强,梅仁毅.奥巴马政府气候政策遇挫及其影响[J].现代国际关系,2010,(11):59~62.

16华启合.论气候政治博弈的实质[J].社会主义研究,2011,(5):108~112.

17 张丰清,周苏玉.当前大国间气候政治博弈中的利益选择及其应然取向[J].社会主义研究,2010,(5):127~130.

18 张胜军.全球气候政治的变革与中国面临的三角难题[J].世界经济与政治,2010,(10):97~116.

19刘晨阳.APEC气候变化合作与中国的策略选择[J].生态经济,2010,(2):162~165.

20张海滨.气候变化与中国国家安全[M].北京:时事出版社,2010,1~4.

21庄贵阳.气候变化与可持续发展[J].世界经济与政治,2004,(4):50~55.

22 肖巍,钱箭星.“气候变化”:从科学到政治[J].复旦学报(社会科学版),2012,(6):84~93.

23 常跟应,黄夫朋等.中国公众对全球气候变化认知与支持减缓气候变化政策研究――基于全球调查数据和与美国比较视角[J].地理科学,2012,(12): 1481-1487.

24 董敏杰,李钢.应对气候变化:国际谈判历程及主要经济体的态度与政策[J].中国人口?资源与环境,2010,20(6):13~21.

25 肖巍,钱箭星.“气候变化”:从科学到政治[J].复旦学报(社会科学版),2012,(6):84~93.

26 邹骥,陈吉宁等.对布什政府取消控制二氧化碳排放承诺的分析[J].环境保护,2001,(5):36~38.

27 肖巍,钱箭星.“气候变化”:从科学到政治[J].复旦学报(社会科学版),2012,(6):84~93.

28 张胜军.全球气候政治的变革与中国面临的三角难题[J].世界经济与政治,2010,(10):97~116.

29 孙钰.德班:激烈交锋博弈 艰难达成决议[J].环境保护,2011,(23):45~46.

30 徐再荣.从科学到政治:全球变暖问题的历史演变[J].史学月刊,2003,(4):114~120.

31 李东燕.对气候变化问题的若干政治分析[J].世界经济与政治,2000,(8):66~77.

32 张海滨.气候变化正在塑造21世纪的国际政治[J].外交评论,2009,(6):5~12.

33 崔艳新.欧盟应对气候变化政策的进展及影响[J].国际经济合作,2010,(6):77~80.

34 高小升,严双伍.欧盟气候政策的动因分析[J].国际论坛,2012,(5):7~13.

35 王文军.英国应对气候变化的政策及其借鉴意义[J].现代国际关系,2009,(9):29~35.

36 李慧明.气候政策立场的国内经济基础――对欧盟成员国生态产业发展的比较分析[J]. 欧洲研究,2012,(1):81~99.

37 邢璐,马中等.欧盟碳减排目标分解方法解读及借鉴[J].环境保护,2013,(1):65~67.

38 孙钰.德班:激烈交锋博弈 艰难达成决议[J].环境保护,2011,(23):45~46.

39 王文军,潘家华.浅议中国在后京都时代的气候政策走向[J].中国社会科学院研究生院学报,2010,(2):21~26.

40 王文军.英国应对气候变化的政策及其借鉴意义[J].现代国际关系,2009,(9):29~35.

41 王苏春,徐峰.气候的政治与政治的气候――全球气候变暖的政治哲思[J].学海,2012,(6):102~106

42 王苏春,徐峰.气候的政治与政治的气候――全球气候变暖的政治哲思[J].学海,2012,(6):102~106

气候变化的实质篇2

关键词:气候失律;灾疫失律;气候伦理;层累原理;突变原理

中图分类号:B82—052文献标识码:A文章编号:16711165(2012)03005710

当代人类存在境遇,正如贝克尔所言,是由世界风险和全球生态危机构成。世界风险和全球生态危机的集中表现,就是灾疫(自然灾害和流行瘟病)全球化和日常生活化。要从根本上解决灾疫这一世界性难题,其唯一出路就是重建生境。①重建生境所需要解决的根本问题和首要前提,是全力恢复失律的气候。恢复失律的气候,需要从理性认知和实践操作两个方面得到一种全球共识的伦理指导。所以,正面展开气候伦理研究,构成探讨气候失律的全新视角和恢复失律的气候的重要社会方法。

一、什么叫气候失律

20世纪60年代中叶,人们开始关注并探讨气候异动现象,于是,“气候变化”、“气候变暖”、“温室气候”、“极端气候”、“极端天气”等概念得到普遍传播,但客观地看,这些概念并没有真正揭示当今气候异动的本质,因为气候异动在本质上是“气候失律”。

面对“气候失律”这个概念,须先理解“气候”。所谓气候,是指宇宙星球、太阳辐射、大气环流、地面(即“下垫面”)性质、物种生命活动等相互作用所形成的运动、变化的天气过程。气候作为天气过程,变化是它的常态。作为天气过程的气候,其变化是有规律的。这种规律可在宏观尺度上表述为“第四纪气候”、“全新世气候”、或百年气候规律、灾变周期、疫病周期等等;也可在中观尺度表述为春夏秋冬一年四季,二十四节气;而如气温昼高夜低、晨凉午热晚寒等等,却是微观表述。同时,气候作为天气过程,其变化也可能是无规律的,比如冬暖、春寒、夏冷,或者下雨就寒冷,天晴就暴热。气候变化的无规律,是指因各种因素的影响而致使本有规律地变化的气候丧失其规律性地运行,比如人们所描述的“极端气候”、“极端天气”、“极端气温”等,都属于气候失律的表现。

气候失律是指因多种外力的作用,致使天气丧失其变化的自身规律而朝向无序方向运行的状态与过程,它同时体现三个特征:一是无节制性,气候失律就是气候运动、变化丧失自我节制(规律)而处于野性暴虐状态;二是无序化,气候一旦失律,则以暴烈无序的方式敞开;三是无方向性,气候失律,其混乱无序的异动体现其盲目的、没有持续方向感的混乱过程。以此三者来衡量,“气候变暖”或“气候变冷”都不是气候失律,因为它们都有其特定的方向并朝着某个方向展开自身的规律性,即“气候变暖”是一直朝着“暖”的方向敞开;“气候变冷”是一直朝着“冷”的方向展开。30年来的气候变冷学说或全球变暖论,都只静态地看到了气候变化的一个方面,没有看到气候变化的无序与混乱一面。概括地讲,气候失律,是指气候变暖和气候变冷、酷热与高寒、暴雨与干旱的无序爆发。比如1955年1月和2010年1月湖南的大冰冻,2010年7月5日,北京市地面温度超过68.3℃,路面井盖上3分钟能烤熟鸡蛋,与此同时,亚洲海湾地区气温普遍超过40℃,法、德、美等国也遭受高温袭击,整个北半球笼罩在高温热浪中。再比如北京“7·21”特大暴雨灾害,就是气候失律导致的。

二、人类行为推动气候失律

由于气候是指宇宙星球、太阳辐射、大气环流、地面性质、物种生命活动等相互作用所形成的运动、变化的天气过程,所以气候失律与宇宙星球、太阳辐射、大气环流、地面性质、物种生命活动等因素的异动变化直接相关。

在一般人的眼里,气候的变化与宇宙星球没有什么关联,其实则不然,宇宙星球的运行才是气候营运、变化的宇观动力。比如公元536年这一年全球性天气恶劣,世界各地饥荒四起,民不聊生。英国树轮年代专家迈克·白利(Mike Baillie)认为这一恶劣气候是由当年那颗陨星撞击地球,将大量寒冷尘埃播撒至全球各地所致。白利的论断并非虚妄,2004年9月3日,一颗自身拥有100万kg重量的大陨星闯入地球的大气层,释放出超过一颗千吨当量的核弹威力的能量,留下的尾迹将烟雾和尘埃扩散到大气层里,它们停悬在56~18km的高空连续几个星期不散去。澳大利亚科学家安德鲁·克莱克希克(Andrew Klekociuk)指出:“陨星带到地球上的尘埃的总量目前虽然无所确定,但每年大致的数量有4万吨。”进一步研究表明,太空尘埃的确可以导致气候异常,因为“它们反射阳光,使地球变得很冷,它们吸收阳光,使大气层变得很温暖,它们也可以向被子一样悬浮在大气层上,使地球上的热量难以散发出去,它们还可以促进雨云的形成,给地面带来更多的降水”[1]32。

气候变化的实质篇3

关键词 气候变化;红枣;产量;新疆泽普

中图分类号 S162 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)03-0205-01

近年来,全球气候变化对各个行业都有不同程度的影响,其中农业是最为敏感和脆弱的,气候变暖、变干或变湿都将引起农业生态环境、生产布局和结构的变化,进而影响作物生产[1-2]。泽普县位于新疆西部,属大陆性暖温带干旱气候,降水量少,蒸发量大;晴天多,日照时数长,热量丰富,光照充足;地势平坦,土地肥沃;农耕期280 d,太阳辐射量600.404 kJ/cm2,农业生产条件得天独厚。但气象灾害频繁,占自然灾害的70%,每年因气象灾害造成的农业直接经济损失均在几百万元以上。因此,研究气候因素与红枣产业发展有机结合,使红枣产业更有效地适应气候变化并可持续发展意义重大。

1 资料与方法

选取泽普县气象站1961―2015年逐月气候观测资料,按12月至翌年2月为冬季,3―5月为春季,6―8月为夏季,9―11月为秋季生成气象要素的逐季和年序列;红枣产量为泽普县林业局提供的2007―2015年资料。使用线性倾向和滑动平均气候趋势分析、二阶最小二乘法、相关分析等方法进行分析研究。

2 结果与分析

2.1 泽普县气候变化特征

分析1961―2015年泽普县观测站气象资料(图1、2、3),近55年泽普县气候变化呈气温升高、降水量增加、日照时数增多趋势,气温气候倾向率为0.2 ℃/10年(通过0.01显著性检验),升温趋势较显著;降水气候趋势倾向率为0.1 mm/10年(未通过显著性检验);日照时数气候倾向率为56.0 h/10年(通过0.05显著性检验),日照时数增多明显。分析5年滑动平均趋势变化,平均气温和日照时数年代际振荡明显,2005年至今一直处于气温偏高、日照时数偏多期,降水量表现为3~5年振荡周期,目前降水略偏多或接近常年。

2.2 红枣产量及物候期气象条件分析

泽普县红枣主要品种为骏枣。利用2007―2015年骏枣产量分析平均产量,2007年红枣种植面积2 333.33 hm2,平均产量2 485.5 kg/hm2;2009年增至8 000 hm2,产量却下降为2 139 kg/hm2;之后种植面积和产量逐年增多,2012年来种植面积变化幅度较小,但平均产量增长幅度较大;到2015年,种植面积达到1.27万hm2,平均产量高达7 873.5 kg/hm2。

2.3 物候期气候变化对红枣产量的影响

红枣发育期气象条件与产量进行SPSS相关性分析。结果表明:红枣产量与年降水量相关系数为0.65,通过0.05显著性检验;与年平均气温和日照时数成负相关,均未通过显著性检验。休眠期和花期红枣产量与降水量成正相关,说明适量降水对红枣生长发育及开花、授粉有利;坐果期到成熟期红枣产量与降水成负相关,降水天气多易造成红枣裂果烂果,严重影响品质降低产量;年平均气温与红枣产量关系不明显,但是果实膨大期和成熟采收期产量与气温成正相关,适温度对果实大小、色泽、含糖量等因子有利[3-4],有效提高红枣品质;日照时数与红枣产量成负相关,但花期和果实成熟采收期日照时数与产量正相关性显著。

2.4 应对气候变化的对策

一是根据泽普县气候变化特征,加强田间管理,生长前期应注意浇水和施膨果肥,以提高果实品质、防止后期裂果。遇极端降雨,要采取有效排水除涝措施,或适当提早采收将损失降低至最低限度。二是加强红枣发育期天气观测,找出红枣气象灾害指标,建立气象灾害防御预警平台,提供采收期中长期天气预报,为红枣生长期提供针对性气象信息服务,降低损失。三是泽普县近年来实施枣粮间作,受灾年份可适当降低红枣的经济损失,正常年份由于增加了树间通风透光能力,使枣果的品质得到提高,再加上粮食收入,效益可观。四是随着科学技术的提高,进行科技种植已成为一条缓解气象灾害、病虫害和提高产量、品质的科学道路。应该注重科技创新,利用先进的科学技术为农业服务。

3 结论

根据1961―2015年气象要素变化,目前泽普县处于气温偏高、降水略偏多、日照时数偏多期。要加强研究红枣各发育期气象因子与红枣产量的关系,掌握红枣生长发育期对降水和气温的需求,有效利用气象条件,防范气象灾害,结合实际,加强田间管理,提高红枣品质与产量。

4 参考文献

[1] 英杰,杨秋荣,康桂玲,等.沧州金丝小枣优质高产区土壤地球化学研究[J].安徽农业科学,2008,36(17):7354.

[2] 陈恒山,宋文,王岩.红枣安全越冬防护技术措施[J].新疆农业科技,2011(3):46.

气候变化的实质篇4

关键词:气候变化 全球变暖 火山活动 冰期 间冰期 解脱

中图分类号:P4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(b)-0125-02

在过去的一个世纪里全球气候发生了明显变化。地球表面平均气温升高了0.8°C(或1.4°F),其中升高的2/3是发生在1980年以后。全球变暖产生了一系列严重后果,如冰川消退、海平面上升、沙漠扩展等,并对人类及全球生态系统产生了显著影响,包括由于作物产量减少造成的食物紧缺的威胁以及由于洪水淹没造成的居民住房的损失[9]。全球气候的变暖及其严重后果引起了许多人的关注,而且对于如何应对气候的变暖,引起了全球广泛的政治争论、公开辩论以及各种学术研究[10]。

为了有效地应对全球气候的变化,首先必须弄清楚全球气候变化的原因,然后再找出有效的对策。气候的变暖已经确定无疑,且许多人认为这主要是由于人类燃烧化石燃料、砍伐森林等活动造成的。但是,科学界对此结论仍有争议,他们用大量的证据驳斥了这一观点,并认为自然驱动是全球气候变化的主要因素,但他们并没有找出具有说服力的自然驱动力。作者近来的研究则表明尽管温室气体能使局部地区短期出现变暖现象,但火山活动能够改变地球的轨道,因而是引起气候明显变化的关键因素,而这一直是被人们忽略的。

1 气候变化的原因与对策

根据现有的研究结果可知,能影响气候变化的因素主要有以下几点。

(1)地球轨道的变化:地球轨道的微小变化就能改变阳光在地球表面上的季节性分布和地理性分布。地球轨道的变化对气候的变化影响较大,而且与冰期和间冰期显著相关[4]。

(2)太阳辐射:自1978年以来,人们已用卫星精确地测量了太阳辐射。这些测量表明自1978年以来太阳辐射并未增加,所以在过去30年中,气候变暖不能归因于到达地球的太阳能的增加[8]。

(3)磁场的强度和海洋的变化:一些近来的分析显示全球气候的变化还与磁场的强度[2]和海洋的变化[1]有一定的关系。

(4)火山活动:火山喷发可释放气体和微粒到大气层中。大到足以影响全球气候的火山喷发平均每个世纪发生几次,并且(通过阻挡太阳辐射到达地球表面)导致数年内气候变冷。1991年的皮纳图博火山(Mount Pinatubo)的喷发[3],如图1所示,堪称20世纪第二大陆地火山喷发,实质性地影响了全球气候。全球气温降低了大约 0.5°C(0.9°F)。1815年的坦博拉火山(Mount Tambora)喷发[5]导致了无夏之年。但被称为“大火成岩省”的大得多的火山喷发每隔亿年才出现几次,可能造成全球变暖和大规模的物种灭绝[7]。1983年1月3日夜晚的基拉韦厄火山(Mt.Kilauea)喷发也影响到气候变化,如图2所示。

(5)人类的影响:有人认为气候变化在很大程度上是由于人类活动造成的。在这些人类因素中最值得关注的是燃烧化石燃料所排放的CO2浓度的提高[6],其次是制造水泥所产生的飘尘的增多,此外还有土地利用、臭氧层破坏、畜牧业和农业活动、森林砍伐等都会对气候有不同程度的影响,并成为气候变化的因素。

可见目前人们偏向于接受温室气体是全球变暖的主因这一观点。然而,许多科学家仍然持怀疑态度,他们用大量的证据驳斥了这一观点,其中之一就是近年来世界部分地区冬季出现百年不遇的极寒天气,这与温室气体使全球变暖相矛盾。他们认为自然驱动才是全球气候变化的主要因素,但他们并没有找出具有说服力的自然驱动力。作者近来的研究则表明尽管温室气体能使局部地区短期出现变暖现象,但火山活动能改变地球的轨道,因而是引起气候明显变化的关键因素,这是一直被人们忽略的。

虽然已有研究人员指出气候变化与火山活动有关,但他们的论据是:火山喷发可释放大量气体和微粒到大气层中,这些气体和微粒可以阻挡太阳辐射到达地球表面,从而导致在相当长的时间内地球气候变冷。他们常给的典例有1991年的皮纳图博火山(Mount Pinatubo)喷发和1815年的坦博拉火山(Mount Tambora)喷发。然而,也有研究表明一些被称为“大火成岩省”的巨大火山喷发可造成全球变暖和大规模的物种灭绝。一个典型的例子是冰岛附近海底存在一个宽度达700公里的火山口,表明该地区曾经历过一场巨大的火山爆发。有的科学家认为,这次火山爆发流出的岩浆产生的高温与覆盖海底的沉积物发生作用后释放了大量甲烷,沸腾的甲烷升到地表并进入到大气层后,形成了强大的温室效应并持续了近20万年。这就是发生大约在5500万年前的极热事件(PETM),地球的温度上升了多达5℃并持续了约17万年,数千种原始海洋物种因此灭绝。但许多科学家不相信这场火山爆发能产生这么多的甲烷以致形成强大的温室效应并持续近20万年。可见,人们还不能确定火山爆发会使地球变暖还是变冷,还没有找到火山爆发改变地球气候的真正原因。

事实上,巨大火山爆发改变气候的真正原因是太阳对地球的万有引力和火山喷射反作用力的综合作用能够改变地球的轨道,导致气候发生变化。

(1)当火山喷发主要发生在晚上,即背对太阳喷发时,比如发生大约在5500万年前的引起极热事件的冰岛附近的大规模火山喷发,发生在1983年1月3日午夜的夏威夷基拉韦厄火山喷发,以及被人们誉为“地中海灯塔”的意大利斯德郎博利火山喷发。假设太阳的质量为M,火山喷射后地球剩余质量为m1,喷出物质总量为m2(大量的物质在火山喷射力的作用下获得第一宇宙速度以上的速度,进入绕地球运行的轨道或离开地球),火山喷发前地球的质量为m0(=m1+m2),喷发前地球到太阳的质心距离为r0,地球绕太阳运转的的速度为v,火山喷发后地球剩余部分到太阳的质心距离为r1。当喷离地球的物质很多时,明显有r1

由于火山喷发前,太阳对地球的万有引力应该与离心力相等、方向相反,因而

G·m0·M/r02=m0·v2/r0G·M/r02= v2/r0

火山喷发后地球绕太阳运转的速度基本不变。假设太阳对质量为m1的地球的引力为Fp,地球绕太阳运转的离心力为Fc,则

Fp=G·m1·M/r12=(G·m1·M/r02)·(r02/r12)=(m1·v2/r0)·(r02/r12)=(m1·v2/r0)·(r02/r12)=(m1·v2/r1)·(r0/r1)>(m1·v2/r1)=Fc

即太阳对质量为m1的地球的引力大于质量为m1的地球绕太阳运转的离心力,加上地球火山喷射产生的巨大反作用力Je,就会把质量为m1的地球推向太阳,改变地球的轨道,使地球变热。特殊情况下,可使地球从冰期转变为间冰期。

(2)当火山喷发主要发生在白天,即是朝着太阳喷发时,比如1991年的皮纳图博火山喷发和1815年的坦博拉火山喷发。假设太阳的质量为M,火山喷发后地球剩余质量为m1,喷出物质总量为m2(大量的物质在火山喷射力的作用下获得第一宇宙速度以上的速度而进入绕地球运行的轨道或离开地球),火山喷发前地球的质量为m0(=m1+m2),喷发前地球到太阳的质心距离为r0,地球绕太阳运转的的速度为v,火山喷发后地球剩余部分到太阳的质心距离为r1,当喷离地球的物质很多时,明显地有r1>r0,如图4所示。

由于火山喷发前,太阳对地球万有引力应该与离心力相等、方向相反,因而

G·m0·M/r02=m0·v2/r0G·M/r02=v2/r0

地球喷发后地球绕太阳运转的速度基本不变。假设太阳对质量为m1的地球的引力为Fp,地球绕太阳运转的离心力为Fc,则

Fp=G·m1·M/r12=(G·m1·M/r02)·(r02/r12)=(m1·v2/r0)·(r02/r12)=(m1·v2/r0)·(r02/r12)=(m1·v2/r1)·(r0/r1)

即太阳对质量为m1的地球的引力小于质量为m1的地球绕太阳运转的离心力,加上火山喷射产生的巨大反作用力Je,就会把质量为m1的地球推离太阳,改变地球的轨道,使地球变冷。严重者可使地球进入冰期。

由此可见,火山喷发确实能改变地球气候,而且是改变地球气候的不可忽视的关键因素。当火山喷发发生在晚上,可使地球改变轨道,靠近太阳,出现变暖趋势,如果该火山白天也喷发,则可使地球远离太阳,出现变冷趋势甚至返回原来轨道,恢复原来的气候状态;当火山喷发起始于白天,可使地球改变轨道,远离太阳,出现变冷趋势,如果该火山晚上也喷发,则可使地球靠近太阳,出现变暖趋势,甚至返回原来轨道,恢复原来的气候状态。

2 结论

许多证据表明全球气候确实在发生变化,并且一些人认为这些变化在很大程度上是由人类活动引起的。正如美国国家研究委员会指出的那样,“仍有一些不确定性,并且在理解一个如地球气候那样的复杂系统时总有一些不确定性。”所以我们应该细心研究以找出全球气候变化的真正原因。作者的研究表明,尽管温室气体能使局部地区短期变暖,但全球变暖的另一个重要原因是火山活动。火山喷发既可使地球变暖又可能使地球变冷,既可能使地球出现冰期又可能使地球转变为间冰期。如果我们要使地球变暖就应该尽量让它在晚上喷发,如果我们要使地球变冷就应该尽量让它在白天喷发,甚至可以通过精确控制来调节地球的温度。因此,我们再也不怕因气候突变导致的世界末日的来临。

参考文献

[1] Changnon,Stanley A.;Bell,Gerald D.El Nino,1997-1998:The Climate Event of the Century.London:Oxford University Press,2000.

[2] Courtillot,Vincent;Gallet,Yves;Le Moul,Jean-Louis;et al.."Are there connections between the Earth's magnetic field and climate?".Earth and Planetary Science Letters,2006,253(328-339):620.

[3] Diggles,Michael."The Cataclysmic 1991 Eruption of Mount Pinatubo, Philippines".U.S.Geological Survey Fact Sheet 113-97,2005.

[4] Gale,Andrew S.."A Milankovitch scale for Cenomanian time".Terra Nova,1989,1(5):420.

[5] Oppenheimer,Clive."Climatic, environmental and human consequences of the largest known historic eruption: Tambora volcano(Indonesia)1815".Progress in Physical Geography,2003,27(2):230.

气候变化的实质篇5

关键词:全球气候变暖;凋落物分解;土壤碳库;

作者简介:郭继勋,E-mail:gjixun@nenu.edu.cn

土地利用变化和化石燃料燃烧等人类活动引起大气温室气体的富集,由此导致地球表面平均温度上升[1-2]。政府间气候变化专门委员会预测全球地表温度到2100年将上升1.1—6.4℃[2],这种全球尺度的气候变迁给整个陆地生态系统带来深远影响。全球气候变暖所带来的诸如气候带转移、生态系统地理分布格局变化等极大地改变了生态系统中原有的植被层-凋落物层-土壤各个碳库间的动态平衡[3]。全球气候变暖通过环境因素、凋落物数量和质量以及分解者3个方面,直接或间接地作用于凋落物分解过程,并进一步影响土壤养分周转和碳库动态(图1)。全球气候变暖通过对温度、水分等环境因子的短期作用直接影响凋落物的分解速率;同时也可对植物群落结构和植物表型的长期作用影响凋落物数量和质量,从而间接地改变凋落物分解速率[4];此外,气候变暖也可通过直接影响土壤微环境或是间接影响地上植物及养分输入,作用于土壤中微生物量、微生物活动以及群落结构进而影响凋落物分解过程及其反馈结果。本文针对陆地生态系统凋落物分解这一关键生态学过程,从凋落物分解的3个主要影响因素入手,剖析全球变暖背景下的凋落物分解过程的响应和反馈的研究现状和进展。

1凋落物分解研究历史

凋落物从广义上可分为森林叶凋落物、死亡根系和倒木3部分[5]。在凋落物分解这一研究课题上,叶凋落物分解的研究已有100多年的历史。早在1876年德国生物学家Ebermayer就凋落物在养分循环中的作用开展了大量研究[6]。此后国外许多学者陆续对生态系统内凋落物的动态分解过程以及养分释放等方面开展了大量的野外实验研究[4]。而中国有关凋落物的研究起步较晚,直到20世纪80年代,我国学者才开始对凋落物分解进行研究,主要涉及不同物种以及区域差异对凋落物分解的影响,以及分解过程中养分动态变化研究[7-8]。随着对全球气候变化的广泛关注,20世纪90年代针对气候变暖背景下叶凋落物分解的研究也得到广泛开展,其中包括凋落物分解与生态系统碳收支平衡的问题,全球气候变暖下凋落物分解动态研究以及土壤微生物活性与凋落物分解的关系等方面的研究[9-12]。近10年来,国内外科学家也逐渐认识到地下凋落物输入对整个生态系统过程的重要性,及其在陆地生态系统中应对全球气候变暖的反馈机制研究中的重要角色。而对于分解过程的各影响因子之间对调控凋落物分解的交互作用机制、凋落物分解过程与地上植物群落的互作机制以及凋落物分解对全球变化的响应与反馈机制等一系列科学问题仍需深入研究。

2气候变暖对凋落物分解的影响

2.1环境因素

由于全球气候变暖所引起的全球平均气温上升、降雨格局的改变,这些环境因子的变化均以不同程度不同方式影响着地上植物群落结构、物侯变化以及地表和土壤微环境。一般来说,气候变暖所引起的直接作用主要是通过改变不同生态系统中水热条件,加强地上植物的蒸腾作用、降低土壤含水量,进而影响凋落物的分解[13]。就间接作用而言,气候变暖可通过长期的作用影响地上植物群落的结构组成、特别是优势物种的功能型以及延长植物生长周期从而可能引起凋落物质量和分解能力的改变[14]。

2.1.1温度升高

大量增温模拟实验表明,在不同生态系统下采用不同模拟增温的实验方法可在不同程度上加速凋落物分解[15-16](表1)。Moore等发现年平均气温是陆地生态系统凋落物分解速率最密切相关的控制因子,可使凋落物分解率增加4%—7%[17]。我国草原生态系统,随着温度升高凋落物分解速率也有加快的趋势[18],短期小尺度上增温使凋落物分解速率增加,这可能是由于土壤氮有效性的提高[19]间接地通过提高植物凋落物质量从而促进凋落物分解[20-21];而在长期大尺度上其可能受到增温以及相应的植物群落生长过程中群落组成改变的共同影响[3]。对于湿地生态系统,增温能够增加水体温度从而直接通过促进淋溶[22]进而加速凋落物分解,并通过促进无脊椎动物的物理破碎间接提高凋落物分解速率[23]。Kang等认为不同纬度下由于温度的差异而导致的凋落物分解速率不同与相应的酶活性差异有关[24]。然而,在不同森林生态系统,增温对凋落物分解的作用并不一致[25-26]。Cheng等认为温度升高1℃所引起的气候变暖可能不会引起凋落物分解速率的显著变化,这可能是由于在干旱季节土壤湿度变化产生的补偿机制对温度升高导致的凋落物的分解速率增加产生了抑制效应[15,27]。在温带森林生态系统实验发现凋落物分解率会在增温处理下明显降低[26]。

2.1.2湿度改变

气候变暖引起的温湿度变化对凋落物分解速率的影响在已有的大量研究中得到验证[17,35-36]。全球变暖将改变森林生态系统的水热条件,导致地面蒸散增加而使土壤含水量降低进而不利于凋落物的淋溶和分解。在全球尺度上实际蒸散通常作为气候因子影响凋落物分解的另一个重要指标[37]。Aerts将来自44个冷温带地区和潮湿热带地区进行的为期一年的叶凋落物分解实验数据与实际蒸散进行了相关分析发现,凋落物分解与实际蒸散呈指数关系,其中热带地区凋落物分解受实际蒸散影响最为显著[4]。Robinson等[32]在年降雨量为330mm的亚北极石楠灌丛区域发现增温降低了凋落物的分解速率而水分的增加却显著增加其分解速率。此外有些研究结果表明气候变暖对凋落物分解的影响源于温湿度变化对土壤有机质新陈代谢的间接作用[35-36]。在没有湿度限制的长期增温下,全球气候变化可能会增加凋落物分解速率,但对于自然条件下多种环境因子交互作用对其分解率的研究则很少[38]。因此对于未来如何更加精确地预测气候变化对凋落物分解速率的影响更多地要结合降雨、蒸腾等多方面信息[4]。

2.2地上植物群落

气候变暖已经引起了北半球极寒生物带以及高山冻原生物带植被丰富度和组成的剧烈变化[39-40]。通过模型,研究者们也预测出在寒冷生物群区内长时期的气候变暖会导致地上植物生物量和植被生产力的剧烈增加[41]。植被生产力的增加将会提高凋落物的输入量,从而使枯枝落叶成为地上年凋落物产量的主要来源,进而促进地上不同质量不同分解力植物群落的演替。Johances等证明了在寒冷北方生物带灌木叶凋落物积累的增加同时会潜在降低增温对凋落物分解速率的正效应[3]。总而言之,凋落物质量和数量的变化受控于地上植物群落生产力和群落组成的改变[42]。气候变暖对凋落物输入量、凋落物物理特征和化学组分的影响均可能作用于陆地生态系统凋落物分解过程。

2.2.1凋落物输入量

一般而言,气候变暖往往会促进植物生长、增加初级生产力,进而增加凋落物的输入量,同时气候变暖也可导致植物群落组成和结构的变化从而改变凋落物积累速率及分解速率,进而影响生态系统水平中碳库的动态变化[3]。Wu等通过荟萃分析综合了生态系统水平上凋落物分解对增温的响应,发现增温普遍刺激了植物的生长以及生态系统碳库的周转,同时增温也可显著增加植物总净光合生产力[43],这可能是由于温度升高提高了土壤养分的矿化能力进而增加了地上生物量[44-45]。而植物生物量随温度增加而升高的这一现象也可能表现在某一特定生态系统类型中的某一优势物种。例如Biasi等研究表明,在地衣丰富的矮灌木的冻原生态系统中,地上植物生物量对增温的响应比北极严寒生态系统内地上植物生物量差异显著[46]。Natali在北方极地寒冷系统中对冬夏两季进行的开顶式增温实验表明,增温使这两个季节中初级生产力增加20%,并同时增加凋落物的分解速率[47]。然而,一些研究证明植物的生长和地上生物量同时在干旱和湿润的土壤中对增温处理没产生显著性响应[48],甚至会降低某个物种的生物量[49-51],这可能是由于增温减低了土壤含水量从而影响了地上植物对水分的吸收进而影响其生长。

2.2.2凋落物质量

气候变暖对凋落物化学组分的影响同样会引起凋落物分解速率的特异性响应。凋落物的化学性质称之为“基质质量”,定义为凋落物的相对可分解性,其中包括诸如含有C、N、P养分元素的易分解组分和木质素、纤维素等难分解有机组分[52]。气候变暖对凋落物质量的影响主要侧重在两个方面:植物群落原有物种短期内化学性质的改变和群落中物种组成的长期变化[4]。Fierer发现温度变化会引起凋落物碳含量的变化,并由此影响凋落物分解过程[53]。Day等在南极半岛的冻原带对维管植物南极漆姑草(Colobanthusquitensis)和发草(Deschampsiaantarctica)进行了4个生长季节的紫外线增温处理,发现与对照处理相比,增温使漆姑草地上生物量明显增加,同时两种维管植物中碳含量也同时增多,而氮浓度相对降低。这就导致了漆姑草凋落物层的数量以及C/N含量也同时增加,进而导致其分解速率降低[54]。此外,还有研究发现木质素浓度以及初始木质素与N的比值会限制凋落物分解,降低其分解速率[6]。Berg等发现叶中N含量高会抑制生物量损失,因为其会对木质素分解酶产生抑制,从而抑制木质素分解、降低凋落物分解速率[55-56]。然而,一些研究表明,在凋落物质量和分解速率之间没有明显的关系[57],尽管一些模型已经对此进行了描述,但至今仍无令人普遍接受的凋落物组分变异对凋落物分解进行预测。

2.2.3凋落物分解阶段

凋落物分解对气候变暖的响应存在阶段上的分异。Berg等将凋落物分解在形成腐殖质之前划分为3个阶段,其中每个阶段呈现不同养分释放规律。在分解的早期阶段,凋落物主要分解的是可溶性物质,以及未被保护的纤维素和半纤维素等物质,而这一过程可能受到水热等环境因子的影响。一般认为,水热因子和N、P、S等可溶性物质对分解早期分解速率的影响是正向的[55],而在分解的中后期,气候对分解的影响逐渐减低[55]。在分解后期,凋落物自身的养分元素的限制,如N素限制可能成为调控分解速率的主要因子,此时凋落物分解对于周围水热因子的直接作用并不十分敏感。在分解的最后阶段,即接近形成腐殖质阶段,分解会达到一个极限值[55]。范萍萍[58]对落叶松(Larixgmelinii)、云杉(Piceakoraiensis)和黄波罗(Phellodendronamurense)叶凋落物进行的分解实验发现,77%的生物量损失来自前期易分解凋落物组分,20%的生物量损失来自后期的难分解凋落物组分。然而,气候变暖的影响不仅源于对分解环境中水热因子的直接调控,往往还通过影响凋落物的化学组分控制分解速率。就这一点而言不论凋落物分解的早期还是后期,都会受到气候变暖的影响,只不过前期更多地表现在气候变暖的直接作用,后期则更多的是间接影响。因此,了解气候变暖对凋落物不同分解阶段的影响,将会更好地了解凋落物分解过程及其对全球气候变暖的响应。

2.3分解者的影响

分解者主要包括节肢动物、蚯蚓、白蚁、昆虫等大型土壤动物以及细菌、放线菌、真菌等微生物,他们是分解凋落物的主要执行者。各种土壤分解者彼此相互作用、相互协调共同参与凋落物的分解过程。地上凋落物经过土壤动物的物理破碎后则由大量的土壤微生物进行生物化学分解作用[59],将其进一步分解成为简单无机分子或转化为腐殖质。而大型节肢动物、蚯蚓和小型土壤动物不仅在粉碎凋落物上发挥着重要作用,它们在与土壤微生物相互作用过程中形成的营养级间的级联效应同样在调节凋落物分解中具有重要作用。

2.3.1土壤动物活动及其丰富度

在凋落物分解过程中土壤动物(例如,节肢动物)的活动受到温度[60-61],湿度以及凋落物质量的影响[6],而任何由于土壤动物的变化所引起的对凋落物分解速率的影响都会受到环境因子的直接影响,或者受地上植物群落组成变化的间接影响。Bokhorst等在南极陆地生态系统上进行了为期两年的野外开顶式增温实验发现,增温1—2℃对土壤动物丰富度的影响可能源于不同纬度以及在同一纬度上不同植物群落组成的差异[62]。在不同纬度上,本地节肢动物群落多样性随着纬度升高而降低。而在同一纬度上,弹尾目的丰富度在矮小灌木植被中却增多,这可能是由于水分因子是当地一个重要的限制因子[63],因此高丰富度和高多样性的节肢动物会在环境更加湿润且地上植物群落密度更大的地区生活。增温处理对低、高纬度地区蜱螨亚纲和弹尾目的物种丰富度和多样性没有影响;而使中纬度地区上地衣群落内弹尾目的物种丰富度降低,表明中纬度区域土壤动物,至少是弹尾目的物种对增温处理响应敏感,这可能是由于增温引起了植物群落内相对湿度降低[64-65],从而限制了该类土壤动物的生长与活动。同样的结论也在Coulson等的研究中得到验证,3a的增温使弹尾目物种丰富度显著降低[66],但前气门亚目的总数量在南极地区却显著增加,这可能是由于其捕食者受环境湿度的限制数量减少从而增加其生存的机会[67]。Webb等人提出,甲螨亚目在快速应对短期环境变化(增温处理)的能力是很有限的,但是持续的环境温度升高很可能会影响其种群增长速率[68]。综上可见,增温不仅会影响土壤动物物种丰富度,对不同物种的差异性影响也会进一步地改变土壤动物的物种组成。土壤动物对气候变暖的这些特异性响应又会如何影响凋落物分解速率呢?研究表明土壤动物丰富度的改变对凋落物分解的影响可能存在生态系统特异性,例如,在温带或者湿润的热带森林生态系统,土壤动物丰富度的增加往往会提高凋落物的分解速率,而在其他条件寒冷、干旱的生态系统中却与此不同[69]。Grizelle等在干旱和湿润的两种不同环境下的亚热带生态系统以及温带亚高山森林生态系统区域内进行的研究同样发现土壤动物对凋落物分解速率的影响在不同生态系统中的表现不同[70]。在热带湿润气候环境下土壤动物的丰富度高于温带亚高山森林生态系统以及热带干旱区域,对凋落物的分解影响也显著高于处于干旱区域以及温带亚高山森林生态系统下的土壤动物[70]。这一自然温度梯度下的研究结果间接地表明了土壤动物对温度变化的响应及其对凋落物分解的影响可能受到所在生态系统特定条件(尤其是水分条件)的限制。

2.3.2微生物活动

气候变暖对微生物活动会产生直接或间接的影响,从而调控凋落物分解。一方面气候变暖直接作用于地表和土壤理化环境,另一方面通过改变微生物生长活动所需的碳源和能量间接地影响土壤微生物活动及其所介导的凋落物分解等生态过程[71]。微生物分泌的胞外酶是微生物分解作用的主要载体,也是微生物群落活性的体现。气候变暖可以通过对温湿度变化直接影响酶的活性[72]、影响分解酶的总量和种类[73],同时影响微生物量和群落组成。微生物酶直接作用于有机质底物、参与凋落物分解过程。气候变暖对分解底物数量和质量的改变同样会影响微生物酶活性及其分解作用[74]。那么气候变暖打破某些特殊生境的低温限制是否能够加速凋落物分解?Kang等发现在某些特殊生态系统中,例如湿地生态系统,由于高纬度温度条件和凋落物质量相对低,因此往往伴有较低的土壤酶活性,从而限制凋落物的分解;而低纬度地区由于环境温度相对较高则往往会打破这种限制而促进凋落物分解[24]。Suvendu对4种理化性质不同的热带水稻生长的土壤条件进行了增温和升高CO2浓度处理,发现增温至45℃时土壤微生物碳含量平均升高41.4%,同时微生物活性也显著升高,这都表明增温和增加CO2浓度等气候变化可以改变土壤微生物活性[75]。另外,气候变暖和CO2浓度升高的交互作用也可增加β葡萄糖甘酶的活性。这也说明土壤中不稳定碳的输入在响应增温和CO2浓度升高的交互作用上会反过来刺激微生物活性从而增加相应的酶活性,进而影响凋落物的分解过程[75]。

2.3.3微生物生物量

在全球气候变暖背景下,微生物群落可以通过驯化来适应这种环境变化。一些短期研究表明,微生物量会随温度上升而增加[76-77],但在长期增温实验中发现微生物生物量可能会保持不变甚至降低[78-79]。这可能是由于长期的升温环境下微生物形成适应性生长[80-81],因此改变了特定微生物类群的生理适应功能,也可能是由于长期的环境波动改变了微生物群落组成。Van[76]在荷兰进行的连续两年增温控制实验发现,微生物量C、N、P含量显著增加并提高了凋落物初始分解速率,这可能是由于增温使微生物净矿化速率提高,从而导致微生物量含量增加,并提高了植物对于有效养分的吸收,进而增加了凋落物中易分解养分含量[82]。同样,对于亚北极石楠灌丛土壤的室内增温培养研究发现,不同温度以及有无凋落物存在的土壤环境下,微生物N含量会随着温度升高以及凋落物输入的增加而增多[83]。Gutknecht分析了8a的野外增温实验发现周围环境年际间和季节性的温度变化对于微生物群落的影响比增温处理的作用更显著,同时微生物量对增温处理的响应并不显著[78]。Rinnan也指出增温处理会导致亚北极石楠灌丛的群落土壤微生物量C、N含量降低[79,84]。这些研究结果说明土壤微生物量对长期增温处理可能确实存在一定的适应性。

2.3.4微生物群落结构

温度升高可能对生态系统水热动态及微环境产生显著影响[85],改变土壤和凋落物中生物群落结构和组成[30,86],使高寒地区土壤冻结时间和强度降低,进而影响凋落物分解过程。Julie等通过两年的野外增温实验发现,微生物群落结构受到增温的强烈影响,同时细菌数量随温度升高显著下降而真菌群落数量显著增长,特别是外生菌根真菌,同时其相应的地上灌木树种也显著增加[87],这可能是由于微生物类群在应对外界环境变化时选择了不同的生活对策[88]。Rinnan等在亚北极石楠灌丛地带进行的连续7a和17a的增温实验表明,增温使细菌的增长分别降低了28%和73%[89]。Christian等通过不同时间段不同程度的室内增温培养实验发现,增温5℃和9℃分别使凋落物分解速率增加了18%与31%,同时通过模型拟合发现其土壤真菌分解者所支持的优势物种在响应温度变化时更为显著,这可能是由于大多数真菌的温度敏感性较低所致[90]。尽管很多研究都发现温度的变化土壤微生物会导致群落的改变,但是这种微生物分解者群落结构变化在植物-土壤反馈过程中的作用却常常被忽视,同时如何通过调节凋落物分解过程而控制土壤养分循环过程尚不清楚[91]。

2.3.5分解者亚系统营养级间的交互作用

土壤中细菌和真菌可以形成90%的土壤微生物量,它们是凋落物的主要分解者[92],但其活动强烈受到与其伴随生活的其他土壤生物的影响[93]。诸如蚯蚓(Pheretima)等主要的土壤动物在凋落物分解过程中所扮演的重要角色[94],它可通过粉碎有机质增加微生物与待分解物质的接触表面,促进微生物在凋落物分解过程中的作用[95]。蚯蚓作为凋落物的居住者以及转移者,生活在有机质层及其凋落物表层并以粗糙的微粒有机质为食,摄取大量的未分解的凋落物并通过作用于土壤中其他生物组分进而对微生物群落结构和功能产生影响[96]。Mara等研究表明蚯蚓的活动减少了土壤中细菌和真菌的丰富度,在不同植物培养材料中,蚯蚓的活动强烈改变着土壤微生物群落结构[97]。此外,在热带和温带地区,土壤节肢动物的丰富度会随环境温度升高和分解底物增多而增加,进而加速凋落物的分解[98-99],有研究表明小型节肢动物的存在可增加高达50%的分解率[100]。然而,只有很少实验证明在亚热带地区也有同样的结论。在凋落物分解过程中,各型级土壤动物与微生物是相互协同的,多级土壤动物与微生物共存对分解的促进作用要高于单级土壤动物与微生物共存和只有微生物存在的情况[101]。Wang等[102]发现土壤动物丰富度沿着纬度梯度变化(8%—15%),而且这些土壤动物的活动与凋落物分解速率存在很高的相关性。高纬度地区相对适宜的温湿度环境能够促进真菌的生长从而增加食真菌土壤动物的数量进而加速凋落物分解[103]。由此可见,研究土壤动物对微生物的影响及其之间的交互作用有助于更好地理解凋落物分解对气候变暖的响应。

3凋落物分解对全球变暖的反馈

凋落物经过分解作用一部分转化为有效养分供给植物生长,一部分以有机质的形式存在土壤中,而更多地会以CO2的形式释放到大气中。因此,凋落物对气候做出的反馈取决于积累与分解之间的平衡。在北方寒冷生物带上影响凋落物分解的因素对于增温处理会同时产生正反馈和负反馈效应。正反馈效应来自于温度对凋落物分解产生的直接影响,即增温将提高凋落物分解速率,因此在面对长期的温度升高影响下,会有大量来自于凋落物分解释放的碳输入到大气[104]。Salinas等在热带安第斯山和临近的亚马逊低地大尺度凋落物交互移植实验中发现,地区温度增加0.9℃提高了凋落物分解速率以及养分矿化率,同时土壤碳库含量增加了10%[105]。然而,凋落物所产生的负反馈效应会由于增温所诱导的植物生长型的改变而间接影响凋落物分解,即含有高质量、分解快的禾本植物和非禾本植物的凋落物被低质量、分解慢的灌木叶凋落物而取代,这样就减少了凋落物向大气输入的碳量以及土壤中支持植物生产养分的碳含量的释放,从而影响土壤碳库发生改变[106]。而这种负反馈效应可能会被正反馈效应部分抵消,因此在长期大尺度上对气候变暖和碳循环模型的建立上应将这些反馈效应考虑在内[107]。

全球气候变暖的长期作用使植物群落组成发生改变从而导致凋落物质量的变化,这一影响会通过土壤养分循环过程对气候变暖作出反馈。然而,目前已有的针对这一反馈环节的研究更多地是在植物-土壤系统层面上,通常忽略了微生物分解者对养分库大小的控制作用。Takeshi等[3]经模型研究发现,微生物群落会削弱地上植物群落变化控制土壤养分循环这一反馈过程。这是由于在一个封闭的环境下,存在着两类主要微生物类群,它们分别支持具有高分解力(易分解养分含量增多时)的凋落物与低分解力(难分解养分含量多时)的凋落物。那么微生物类群对于两种不同有机养分类型就会产生竞争,当遇到具有高分解力的凋落物时,由于其分解速率快,可以供给对其分解的微生物类群更多的养分,进而增加该种微生物类群的相对丰富度。而微生物群落组成的这一适应性变化在某种程度上改变了易分解有机养分和难分解有机养分的积累模式,从而削弱了凋落物分解力与养分库大小之间的反馈关系。由此可见,陆地生态系统对气候变暖的反馈研究建立在植物-微生物-土壤系统层面上则会更为有效地探明其内在机制。

4问题与展望

4.1重视多因子交互作用

由于控制和影响凋落物分解的生物因子和非生物因子众多。因此,单独研究每一个因子的作用往往忽略因子间的互作效应,不能综合全面地分析凋落物分解过程。自然条件下,凋落物分解过程受多因子的综合作用,探索多因素的分解模型可更为准确地预测凋落物分解速率及其对气候变化的反馈。比如,受水分限制的生态系统,增温处理对分解作用的影响可能是正向的,但是水分的限制却抵消了增温对分解作用的正效应[4]。

4.2加强凋落物质量研究

经过已往的大量研究,人们已经认识到凋落物质量在影响分解速率和气候反馈上的重要性,但是对其影响机制众说纷纭。该方面的进一步研究需要侧重在诸多方面:(1)不同化学组分的特异性响应。比如,N组分、木质素以及木质化的纤维素含量和动态变化对在凋落物分解过程的调控;(2)凋落物物理特性。凋落物的物理特性对凋落物分解速率的影响同样很重要,但以往的相关研究不多;(3)化学组分的交互效应。C、N养分的交互作用是如何控制凋落物分解的,特别是要注重作为无机N源和C的有效性在凋落物分解中的作用。其他诸如P、Mn等元素对于分解过程也是不容忽视的;(4)重视不同分解阶段的研究。凋落物分解是一个较长时期的过程,分解速率随分解阶段而变化,不同分解阶段可能存在不同的分解机制,而人们对这些机制尚不清楚,这将限制凋落物分解对气候反馈机制的认知。

4.3重视地下凋落物分解过程研究及其与地上凋落物分解过程的整合

地下凋落物分解是供给植物生长推动生态系统碳素循环的主要地下生态过程,也是土壤碳库的主要来源之一。然而,以往研究工作更多地侧重在地上凋落物分解过程,对地下凋落物分解作用相关知识的欠缺限制了地上与地下凋落分解过程研究的有效整合,以及对于二者对气候反馈机制的系统认知。

4.4加强土壤分解者作用的研究

土壤生物(土壤动物和土壤微生物)是生态系统功能研究中最不确定的因素[19,108]。全球气候变化如何影响土壤生物群落,进而作用于凋落物分解过程,将是今后研究的重要方面之一。作者认为对凋落物分解气候反馈机制的研究,应将分解者纳入到传统的植物-土壤研究框架,在植物-分解者-土壤框架进行综合考虑,这将有助于更为准确地评估和预测分解过程对气候变化的响应和反馈。

4.5重视分解者亚系统各营养级在影响凋落物分解过程的级联效应

不同营养级分解者在凋落物分解过程中相互关联,它们作为一个有机的整体对改善土壤条件,作用于凋落物分解各个环节。由于研究方法等方面的限制,即使人们已经认识其重要性,但已有的相关研究并不多,对气候变暖背景下凋落物分解的分解者营养级间的内在作用机制更少。因此,加强分解者亚系统各营养级在影响凋落物分解过程的级联效应研究有利于更好地估测凋落物分解对气候变化的响应和反馈机制。

4.6大尺度跨区域分解实验和长期实验的重要性

气候变化的实质篇6

【关键词】气候变化,森林资源,保护策略

众所周知,由于人类社会生产的日益发展,环境污染也越来越严重,尤其是温室效应带来的气候变化问题已经被提上了日程。为了应对气候变化问题,我国颁布了《森林法》,明确提出将森林资源保护纳入政绩工作考核之中,通过发挥森林资源可以吸收二氧化碳的特殊作用来达到缓解气候变化的目的,从而进一步维护生态平衡,促进人类文明的可持续发展。

一、基于气候变化的森林资源保护策略研究的现状

当今气候变化已经成为了全球性问题,受到国际社会的普遍关注,因为由温室效应带来的气候变化不但改变了自然生物的生存环境,也影响着人类的日常生活。为此各国多次进行研讨,并联合出台法律政策,积极应对气候变化问题,取得了巨大的成绩。我国也不例外,目前我国颁布了《森林法》,通过发挥森林资源可以大量吸收二氧化碳以及防风固沙、调节气温的作用来进一步控制温室效应,缓解气候变化的问题。近年来随着森林资源保护政策的不断出台,我国在控制气候变化方面确实取得了一定的成绩,但是客观来讲我国的森林资源保护政策还不够健全,还有待进一步完善,而且我国有些地区并没有严格贯彻执行相关的政策,使得保护森林资源有名无实。

二、基于气候变化的森林资源保护策略研究的意义

据调查研究显示,自进入20世纪以来由于气候变化带来的生物灭亡种类不计其数,最典型的例子,由于气候变暖,冰雪融化,北极熊的生存空间越来越小。同时气候变化还会给人类社会带来灾难,比如引起瘟疫、海平面上升导致的国度消失、引发自然灾害等等,这些严重的影响了人类的生存与发展。然而森林资源恰恰可以缓解气候变暖的问题,有利于为人类营造合适的生存环境。森林生态系统是调节地球生态平衡的关键环节,森林资源在调节气温、改善环境、保护生物物种、降低自然灾害等方面有着极其重要的作用,我国可以通过森林资源吸收二氧化碳的特殊功效来控制温室效应,从而进一步缓解气候变化,维护人类生存的家园,因此森林资源保护策略研究的意义十分重大。

三、我国基于气候变化的森林资源保护策略存在的具体问题

通过上文我们了解到森林资源对于应对气候变化有着重要的作用,因此我国积极颁布了《森林法》,旨在进一步控制气候变化,保护人类生存环境。但是不能否认我国的森林资源保护策略还存在一定的问题,严重的影响了人们应对气候变化的步伐,为此下文将针对其存在的问题进行详细的分析。

1、森林资源的质量不高。据调查研究显示我国的森林资源总量虽然较多,但是整体的质量却不高,而且林地的生产力也日益降低。比如我国西北部地区由于过度放牧、滥砍滥伐造成森林资源总量直线下降。这使得地下水蒸发严重,而且也会使气候变得干燥,造成地区气温的上升,这样会间接地带来气候变化问题,严重破坏了地区的生态环境,也不利于进一步控制气候变化、维护生态平衡、改善人类的居住环境。

2、政策得不到有力贯彻。我国固然非常重视对森林资源的保护,但是奈何我国地方政府和单位在贯彻落实森林资源保护政策时总是走过场,看上去搞得轰轰烈烈,实际上根本就没有真正的贯彻落实,这样使得我国推出的森林资源保护政策收效甚微,不利于进一步应对气候变化的问题。

3、森林资源管理不科学。我国是发展中国家,工业起步晚,目前正处于经济转型阶段,保护环境的意识不断提高,但是我国环境保护的理念与西方发达国家还有一定的差距。比如我国在森林资源保护政策上虽然是主张管护与发展兼顾,但是实际上是重造轻管,有些地方对森林资源采取“七分造,三分管”的态度,还有些地方甚至是没人管。这样的管理方式造成了造林的速度赶不上毁林的速度,严重的影响了对气候变化问题的进一步控制。

四、进一步贯彻落实我国森林资源保护政策的具体措施

近年来我国在森林资源保护方面确实采取了一些措施,并且在积极应对气候变化上也取得了一些成效,但是依然存在上述问题,下面将针对上述问题提出具体的解决措施,旨在进一步缓解气候变化问题。

1、提高社会对森林资源的保护意识。我国森林资源质量差的原因之一就是社会的森林资源保护意识不强,这就带来了对森林的乱砍乱伐。所以我国务必提高社会对森林资源的保护意识,这样有利于全民环保,共同构建生态文明社会。

2、强化森林资源的管理的基础设施。我国应该进一步强化森林资源管理的基础设施建设,比如通过完善森林资源林政管理机构、健全工作队伍、完善基础设施、加大执法力度、提高员工素质等等来进一步加强森林资源管理基础设施建设,从而进一步促进森林资源保护政策的贯彻与落实。

3、应制定科学的森林资源管理政策。我国应该积极借鉴国外先进的森林资源管理理念,并结合本国国情加以吸收利用,并进行创新与发展,制定科学合理的森林资源管理政策,这样有利于进一步把提高森林资源的质量,从而有利于应对气候变化的问题。

4、加大政府对森林资源的监督力度。我国政府应该进一步加大对森林资源的监督力度,对于滥砍滥伐的现象实行严厉的惩罚制度,同时对于地方政府部门不切实保护森林资源、无视党和国家政策的现象也要严厉打击,从而使国家的森林资源保护政策得到贯彻。

五、总结

综上所述,随着气候变化问题越来越严重,我国积极采取了应对措施,推出了一系列的森林资源保护策略,并且在环节气候变化问题上确实取得了一些成效。但是不能否认我国在森林资源保护政策方面还存在一些问题。因此我国必须积极借鉴国外先进的森林资源管理理念,并吸收利用,为进一步控制气候变化而努力。

参考文献:

[1]周训芳.诸江.应对气候变化视域下森林资源保护红线管制立法.《湘潭大学学报(哲学社会科学版)》.2014年2期

气候变化的实质篇7

摘要:在阐述自组织原理的基础上,从自组织原理的四个必要条件出发探讨了气候变暖的原因,指出开放系统和远离平衡态是其前提条件,随机涨落是其诱发因素,非线性相互作用是其驱动力。

关键词:系统;自组织;气候变暖

自组织理论是20世纪六七十年代开始建立并发展起来的一种系统理论。它集中探讨了系统的演化问题。气候作为一个系统是人类生存和发展息息相关的要素,而如今气候变暖严重影响了人类的生存、生产、生活、国家的经济建设和发展以及整个地球的生态平衡。这就有必要运用自组织理论研究气候变暖的原因,以便从系统的角度宏观看待导致气候变暖的原因,帮助人们从系统视角制定气候变暖的对策。

一、自组织原理和气候变暖的内涵

(一)自组织原理的内涵

系统的有序结构,是从无序状态中产生的。所谓自组织,就是系统自己从无序走向有序结构的行为,具有这种行为的系统,称作自组织系统。一个系统,它可以与外界进行物质、能量和信息的交换,但不需要外界的命令和组织模式,内部要素自动地协调起来,自发地构成某种有序结构。即这种有序结构的形成,完全依赖于内部的要素,系统内部要素的质量、数量、运动量等的变化,都会引起自组织的现象。

它的研究对象主要是复杂自组织系统(生命系统、社会系统)的形成和发展机制问题,即在一定条件下,系统是如何自动地由无序走向有序,由低级有序走向高级有序的。自组织理论的演化条件为:1.系统必须是开放系统2.系统远离平衡态3.随机涨落4.非线性相互作用。它主要有三个部分组成:耗散结构理论、协同学、突变论。

(二)气候变暖内涵

全球变暖指的是在一段时间中,地球大气和海洋温度上升的现象,主要是指人为因素造成的温度上升。人们焚烧化石矿物生成的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,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,能强烈吸收地面辐射中的红外线,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。

二、气候变暖原因自组织机理

根据自组织原理的四个演化条件探讨气候变暖的原因,以下是具体分析:

(一)气候变暖的前提条件:开放系统及系统远离平衡态

自组织原理指出:开放系统不是静态的、而是一个动态的系统。只有开放系统,不断与外界进行物质、能量和信息的交换,使系统处于远离平衡的状态,使系统向 减(负 )方向即有序方向演化。

开放的系统和远离平衡态是气候变暖的前提条件,气候作为一个系统,不断和人类改造客观物质世界的活动及结果进行物质、能量和信息的交换。人类实践活动要从自然界获取原材料等资源,以满足人类的各种需求。但是对于自然资源的过度需求,导致人类无节制的开采利用自然资源,比如人类为获取木材而过度砍伐森林、开垦土地用于农业生产以及过度放牧等活动。当自然界遭到如此对待和掠夺后,就会出现水土流失、土地出现贫瘠和沙漠化以及土地盐碱化等现象,生态环境失衡。生态环境远离平衡的状态给气候带来了严重的影响,于是气候变暖的现象出现。同时气候系统是开放性的,就不免要接受人类生产活动产出带来的物质、能量和信息。比如: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,导致气候变暖。

自组织演化的另一个条件是非平衡态。耗散结构理论表明“非平衡是有序之源”,这里的非平衡是指系统内部微观的差异性、分化性、不均等性等状态。

(二)气候变暖诱发因素:随机涨落

根据自组织理论,系统从无序走向有序的演变是通过随机涨落实现的。在远离平衡的非线性区,一个微小的涨落,就会通过相干作用而得到放大,形成宏观整体的“巨涨落”,使系统由不稳定态进入一个新的有序稳定状态。气候变暖的过程中,有很多涨落因素,有的来自内部,有的则来自外部,正是这二者的组合形成“巨涨落”,使气候系统进行演化。

诱发气候变暖的内部因素主要有:①地球周期性公转轨迹变动。地球周期性公转轨迹由椭圆形变为圆形轨迹,距离太阳更近。根据某科学家的研究地球的温度曾经出现过高温和低温的交替,是有一定的规律性的。②全球正在处于温暖期。

诱发气候变暖的外部因素主要有:①人口剧增、大气环境污染。近年来人口的剧增是导致全球变暖的主要因素之一,每年仅人类自身排放的二氧化碳就是一惊人的数字,其结果就将直接导致大气中二氧化碳的含量不断地增加,这样形成的二氧化碳“温室效应”将直接影响着地球表面气候变化。②海洋生态环境恶化因素。陆地活动场所产生的大量有毒性化学废料和固体废物等不断地排入海洋;发生在海水中的重大泄(漏)油事件等以及由人类活动而引发的沿海地区生态环境的破坏等都是导致海水生态环境遭破坏的主要因素。③土地遭侵蚀、沙化等破坏因素、森林资源锐减因素、物种加速灭绝因素。④酸雨危害因素。酸雨给生态环境所带来的影响已越来越受到全世界的关注。酸雨能毁坏森林,酸化湖泊,危及生物等。

(三)气候变暖的驱动力:非线性相互作用

自组织原理指出:系统在远离平衡态的非线性区,内部结构出现了个体协作的相干性(协同性),个体间的相互作用,不再是线性相加,而是非线性的协同,从而导致无序到有序的转变。 开放的气候系统内部各要素之间存在许多非线性的相互作用,这是气候变暖的驱动力。

气候变暖是不同主体相互作用的结果,不是线性的,而是系统内部各要素互动和反馈的结果。气候变暖的过程包括物理过程也包括化学过程,包括人为因素也包括自然界自身因素。它是整个自然界内部各要素之间的非线性相互作用和相互反馈的结果,说明导致气候变暖原因的复杂多样性。

气候变暖的非线性作用体现在气候与人类活动的协同和双方的负反馈上。气候系统和人类两个主体通过人类的实践活动为媒介达到物质、能量和信息的交换。这些物质、能量和信息中的负面部分导致气候变暖,而气候变暖又对人类生产、生活产生阻碍甚至破坏作用。在双方的负反馈中,一方面为气候系统创造远离平衡态的演化条件;另一方面使气候系统走向有序结构。

三、结论

运用系统科学方法论中自组织原理分析了气候变暖的原因,以全新的角度阐释气候变暖自组织机理。气候变暖是一个向有序方向演化的自组织过程,是气候系统和外部环境相互作用的基础上,气候和人类重新协调的过程。

参考文献:

[1]高志亮.系统工程方法论.[M].西安:西北工业大学出版社,2005 ,60—71

气候变化的实质篇8

【关键词】 气候 变暖 香梨 生长 影响

塔里木垦区位于新疆中南部,地处塔克拉玛干沙漠边缘,属于典型的温带大陆性干旱性气候,昼夜温差大,太阳辐射强度大,降水量少,多大风天气,光照资源丰富,适宜香梨生长。该区所产香梨因皮薄、肉脆、汁多、味甜、酥香、爽口、耐贮藏、营养丰富等特点驰名中外,享有“中华蜜梨”、“中国王子”、“东方圣果”等诸多美名。香梨是塔里木垦区林果业的重要支柱产业,亦是农民增收的主要经济来源。我气象站对近7年的气象资料累计分析与对果树生长发育的调查发现:近年来,随着水情紧缺、气候变暖等生长环境因素的变化,该地区的香梨生长发育节奏有了较明显的变化,使果品质量受到影响。因此,揭示气候变暖对塔里木垦区香梨生长发育的影响,为本地区未来果品业生产应对气候变化制订对策提供有效参考和科学依据。

1.资料来源

选取塔里木垦区三十三团的气象站2003~2009年人工站观测记录,通过对该地区香梨的叶芽开放、展叶始期、展叶盛期、开花始期、开花盛期,开花末期、成熟期、落叶始期、落叶末期9个物候期进行了观测记录,并进行了分析和统计。

资料中记录取自该站的实测值,其中最高气温、平均气温及≥10℃活动积温等气象要素资料取自2003~2009年逐日测量值。气候要素的变化特征及香梨物候期的变化及品质变化分析,均采用数学统计法。

2.统计分析与结果

2.1气温变化特征 大量研究发现,中国近50来的年平均气温整体的上升趋势较明显,最高和最低气温同时升高,且最低气温的升高幅度大于最高气温,冬季相对缩短,夏季的炎热期延长。塔里木垦区气温的变化趋势基本上同全国气温的变化趋势一致。气候变暖使得塔里木垦区各种界限的活动积温和有效积温明显增多。果树主要生长期(3~10月)≥10℃积温从2006年开始增长,高温天气明显增多(图1)。气温升高,炎热天气时段延长,最高气温≥35℃的高温日数呈明显增多趋势(表1)。高温天气逐年增多,是气温变化的一个显著特征。

2.2气候变暖对香梨发育期的影响 自连续观测以来,塔里木垦区香梨成熟前的物候期普遍提前(图2)。气候变暖加快了香梨的生长发育速度,自始花期开始,较同期提前3~5d,落花期提前3~5d。通过调查表明,其中2007年的坐果率明显低于往年,与往年相比坐果率降低15%~20%左右。从图2可以看到,2005年自始花期至末花期持续时间较长,为正常年份,其坐果率都呈现最佳状态,并为年底的香梨丰产奠定了坚实基础。

2.3气候变暖对香梨坐果及品质的影响 通过调查表明,盛花期3d~5d日平均最高气温27~30℃以上,能使正处开花授粉受精的花粉发芽受阻,代谢失调萎缩而影响授粉,甚至灼伤致死而不能坐果。当落花后2d平均最高气温在29.0℃以上时,坐果率均低于20%;气候变暖,高温天气增多,严重地影响了香梨的坐果率。气温的升高还会对香梨品质的含糖(酸)量、硬度造成不同程度的影响,降低果品质量。

3.小结

塔里木垦区温度升高,使本地区香梨主要生长季节的积温增加明显,是造成香梨各物候期变化的主要原因。

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