環(huán)境演變原理讀書筆記

1、環(huán)境演變原理讀書筆記1、全球氣候變化對自然地域的響應(yīng)主要表現(xiàn)在緯度線的北移，北方泰加林和苔原面積將會減少，如果考慮到降水的影響，苔原的面積將會進(jìn)一步減少，泰加林將會侵占苔原的部分面積，進(jìn)一步減緩了北方森林消失的面積，對熱帶地區(qū)的影響不是很大，其自然地理變化不大，其中亞熱帶森林面積可能會減少，氣候帶北移。2、三維地帶性規(guī)律：地理表面實(shí)體，景觀類型和生態(tài)系統(tǒng)3、地方性分異：中尺度，地方地形，氣候和較大范圍地面組成物質(zhì)差異，環(huán)境各組成成分和自然綜合體沿地勢剖面發(fā)生變化的規(guī)律。4、近2000年以來中國氣候的變化 總體上處于大暖期之后的降溫過程中，但仍有較大的氣候波動，這段時期內(nèi)至少有四個明顯的暖期，三

2、個明顯的冷期。2-11世紀(jì)中國東干西濕。16-19世紀(jì)中國北干南濕。中國東部與氣候的氣候變化表現(xiàn)也有差異，例如，中世紀(jì)暖氣在東部表現(xiàn)比較明顯，但在西部則不明顯，小冰期也是同樣表現(xiàn)為東部寒冷。5、中國近百年氣候變化。氣溫百年增加速率不一致，大體在0.5-0.8攝氏度之間，在這個時期中國出現(xiàn)了兩個明顯暖期，20世紀(jì)20年代到40年代及80年代以后。近百年中國東部降水量無明顯變化趨勢。中國西部降水量近20年明顯增多，這是否與全球變暖有關(guān)有待于進(jìn)一步證實(shí)。中國近海和海岸帶氣候發(fā)生了明顯的變化，氣溫和海表溫度均呈明顯的增加趨勢。6、中國近50年氣候變化近50年來中國年平均氣溫升高以北方為主，東北北部，內(nèi)

3、蒙古及西部盆地升溫很快，降水增加最明顯的是西部盆地。而華北和東北南部降水又減少的趨勢。7、中國生態(tài)與環(huán)境變化高山環(huán)境對氣候變化最為敏感，自小冰期到20世紀(jì)的60-70年代，我國的冰川面積出現(xiàn)了退縮增加的趨勢。河西走廊內(nèi)陸水系的出山徑流量增加。多年凍土活動層增加反映凍融作用增強(qiáng)。氣候變化導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水增加，黃河下游頻繁斷流，入海水量逐年減少。河流徑流量減少。水體污染嚴(yán)重。功能喪失。濕地減少，鹽堿化和沙化嚴(yán)重。森林覆蓋率下降。受超載和干旱影響，草場面積少，草場退化嚴(yán)重，土地沙漠化局部得到逆轉(zhuǎn)，但總體仍在惡化。水土流失嚴(yán)重，生物多樣性減少。8、近海及海岸帶生態(tài)與環(huán)境的變化。赤潮嚴(yán)重，海平面持續(xù)上升。海

4、溫上升，海岸灘涂減少，侵蝕嚴(yán)重。紅樹林和珊瑚礁等發(fā)生了不同程度的退化形式。9、中國氣候的未來變化趨勢。21世紀(jì)中國氣候?qū)⒚黠@變暖，根據(jù)中國科學(xué)家建立和發(fā)展的全球氣候模式和中國區(qū)域氣候模式的預(yù)估結(jié)果，并考慮一些國家考慮溫室氣和硫酸鹽氣溶膠得到的預(yù)估結(jié)果：由于人類活動的影響，21世紀(jì)中國氣候?qū)⒗^續(xù)明顯變暖，尤其以冬半年北方最為明顯。到2100年升溫將達(dá)到3.9-6.0攝氏度，日最高和最低氣溫都上升，日較差減少。在降水增多的的區(qū)域中，最大的是西部，范圍自華北西部開始延伸至新疆，增加幅度在20%以上，長江中下游的江水幅度變化雖不大，但大部分地區(qū)也以增加為主。但東北南部和華北北部地區(qū)的降水將有一定減少。

5、到2100年年平均降水量可能增加14%，但地區(qū)差異較大，其中西北，東北和華南增加，渤海沿岸和長江口地區(qū)可能會變干，北方降水日數(shù)增多，南方大雨日數(shù)增加。局部地區(qū)強(qiáng)降水事件也可能增加。10、環(huán)境變化的影響與適應(yīng)、減緩對策：主要從四個方面，自然社會經(jīng)濟(jì)和政治評估。氣候變暖的背景下，我國面臨眾多的氣候與環(huán)境問題，其中最突出的是水資源短缺，干旱和洪澇頻發(fā)，土地沙漠化難以有效抑制，水土流失嚴(yán)重，山地災(zāi)害加劇。11、氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響：氣候變化對植被的影響因種類的不同而異，短周期植物，如草地植物和農(nóng)作物對氣候變化適應(yīng)較快，而長周期的植物適應(yīng)則較慢。12、氣候變化對農(nóng)業(yè)和水資源的影響氣候變暖后，由于作物

6、生長加快，生長季增加，生長期普遍縮短，相應(yīng)的種植制度也將發(fā)生改變。近40年來中國主要江河的實(shí)測徑流量呈下降的趨勢，20世紀(jì)80年代以來，華北地區(qū)持續(xù)偏旱，洪澇災(zāi)害也頻繁發(fā)生。未來50-100年北方徑流減少而南方徑流深增加，這將加劇北方的水資源短缺和南方的洪澇災(zāi)害，影響社會的可持續(xù)發(fā)展。13、氣候變化對重大工程的影響突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，溫度升高對冰川凍土的影響，可能會影響三峽水庫和青藏鐵路和公路的安全性。海平面的上升對沿海環(huán)境造成的影響。14、氣候與環(huán)境變化對我國影響的利弊分析14.1對冰凍圈的影響冰川融化加劇。充分利用好冰川的水資源，將會對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要的作用。穩(wěn)定積雪區(qū)積雪增加

7、，春季融雪徑流增多，14.2氣候變化后中國森林第一性生產(chǎn)力有所增加，西北地區(qū)增值大于東南地區(qū)。東北增加顯著，我國草原由東南向西北壓縮，界限北移，草原分布區(qū)南北縮小，東西變窄，草原面積顯著減小。14.3由于升溫的影響，沙漠化自然變化過程可能不會減緩，未來我國北方沙區(qū)自然沙漠化過程總體上將進(jìn)一步加劇，主要發(fā)生在賀蘭山以東的東部沙區(qū)。目前西北西部暖濕氣候若能持續(xù)，將有利于抑制自然沙漠化正過程，促進(jìn)逆過程。14.4對工業(yè)和交通的影響氣候變暖會使原材料成本增加，水資源短缺與工業(yè)用水量增加之間的矛盾加大，氣候因素可以推動高技術(shù)含量行業(yè)的快速發(fā)展，異常氣候出現(xiàn)將導(dǎo)致農(nóng)林牧漁業(yè)生產(chǎn)力與布局的變化。也能影響農(nóng)業(yè)

8、15氣候變化的適應(yīng)和減緩對策：重要的是需要根據(jù)溫度，水資源，生物等氣候與環(huán)境因子的空間格局和演化趨勢，調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與生活方式，第一，利用工程手段，增大抵御氣候與環(huán)境災(zāi)害的能力，第二，適應(yīng)氣候與環(huán)境變化是一項(xiàng)長期的戰(zhàn)略性任務(wù)，需要納入國家、地方和各部門的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃。主要包括政府政策上的改變，思想觀念上的改變，消費(fèi)方式的改變，16、中國全球變化現(xiàn)狀：全球變暖已經(jīng)成為事實(shí)，只是變暖的幅度，原因，影響的區(qū)域，特別是對未來氣候變化的預(yù)測方案方面有著很大的不確定性；氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)造成了很大的影響，及早采取措施進(jìn)行預(yù)防才能減緩造成的危害；由于氣候變化的復(fù)雜性和不確定性，對氣候變化框架條約等的談判工作

9、將會非常困難；目前國內(nèi)外還沒有低排放高經(jīng)濟(jì)發(fā)展的例證，因此限制排放量需要考慮到經(jīng)濟(jì)情況；因此，需要繼續(xù)加強(qiáng)氣候變化的研究，提高我國氣候變就水平，同時制定我國應(yīng)對氣候變化的總體規(guī)劃，并著手建設(shè)氣候變化綜合監(jiān)測系統(tǒng)和應(yīng)對工程。17、全球變化背景下的自然地理學(xué)研究全球變化研究已成為目前國際地學(xué)研究最活躍的前沿領(lǐng)域之一%在全球變化的大背景下自然地理學(xué)在哲學(xué)思維和方法論上必須進(jìn)行革新%例如用目的論替代傳統(tǒng)的因果論在繼續(xù)重視研究地理事物的同一性的同時應(yīng)更多地強(qiáng)調(diào)其多樣性和獨(dú)特性%此外自然地理學(xué)研究應(yīng)注意將多樣性觀念融入研究之中在研究中樹立&四維!自然維$人類維$時間維和區(qū)域維#觀念加強(qiáng)尺度觀念將區(qū)域尺度的

10、研究作為今后的優(yōu)先領(lǐng)域并將研究重點(diǎn)放在關(guān)鍵性區(qū)域。18、全球變化與可持續(xù)發(fā)展全球變化的實(shí)質(zhì)是人與自然界關(guān)系的變化，人類活動改變地球系統(tǒng)動力的強(qiáng)度已經(jīng)超出自然界變動的限度。在人類文明的歷史時期，百年尺度和千年尺度的嚴(yán)重自然災(zāi)害的群發(fā)期，均發(fā)生在全球氣候變冷時期，反之在氣候變暖時期，除某些地區(qū)少數(shù)災(zāi)種外，嚴(yán)重自然災(zāi)害的總趨勢相對較少，較輕。19、全球變化研究達(dá)成的共識地球系統(tǒng)是一個獨(dú)立的自調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括物理，化學(xué)，生物和人類諸成分。各組分之間的相互作用和反饋非常復(fù)雜，并且具有多尺度時空變化；除了溫室氣體排放和氣候變化外，人類活動以多種方式影響著地球的環(huán)境。其引起的變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了自然變率，并且其中的

11、一些變化正在加強(qiáng)；全球變化不能簡單的用因果關(guān)系來理解，人類驅(qū)動的變化以復(fù)雜的方式對地球系統(tǒng)產(chǎn)生多重影響，這些影響之間以及這些影響和局地和區(qū)域尺度的變化也以多維模式相互作用，這很難理解而且更難進(jìn)行預(yù)測；地球系統(tǒng)動力學(xué)往往以臨界狀態(tài)和突變來描述，人類活動對地球系統(tǒng)有一種狀態(tài)向另一種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變具有潛在作用，這種影響將被證明是不可逆轉(zhuǎn)的；就一些關(guān)鍵參數(shù)而言，地球系統(tǒng)變動已經(jīng)超出了自然變率。全球可持續(xù)關(guān)鍵問題聯(lián)合計(jì)劃：全球碳循環(huán)，水資源。全球環(huán)境變化和食物系統(tǒng)，人類與環(huán)境的相互作用。草本植物防風(fēng)功能也很強(qiáng),植株高度平均為0.3 m,覆蓋度為80%的草甸植被群落,在距地面1 m高處當(dāng)曠野風(fēng)速為6.3m/s

12、 時,進(jìn)入群落附近則為1.95 m/s 全球變化未來的研究方向：生物地球化學(xué)過程；所有的溫室氣體都參與了大氣海洋和陸地的生物、物理和化學(xué)過程，從全球變化的角度來定量探討地球上的生物和化學(xué)過程，特別是碳氮磷硫物質(zhì)循環(huán)問題，主要研究海洋和大氣之間的碳循環(huán)過程，特別研究人類活動對氣候變化有關(guān)的海洋過程的影響。陸地與氣候的相互作用；氣候變化、大氣成分變化與土地利用對陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響，并預(yù)測這種影響以及他們對物理氣候系統(tǒng)的反饋?zhàn)饔谩夂蜓葑儦v史及其變化原因；主要是了解近2000年以來以及15萬年以來末次冰期過程，具體考察太陽輻射和氣候環(huán)境變化的關(guān)系。這些研究有利于理解生物圈在近代環(huán)境變化中的作用。模型

13、構(gòu)建；定量模擬植被和氣候的雙向耦合，研究區(qū)域和全球氣候變哈隊(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)分布的影響及其對氣候變化速率的敏感性。人類活動在全球變化中的作用；人類活動對土地利用狀況變化的影響，人類對海岸發(fā)展的影響，社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對溫室氣體排放的影響。全球變化復(fù)習(xí)總結(jié)：全球變化的內(nèi)涵：全球觀點(diǎn)和全球尺度，所有的時間過程，人類的作用全球變化研究的內(nèi)容：全球變化的過程和驅(qū)動力因素；全球變化在時間上和空間上的表現(xiàn)形式；全球變化對人類的影響；全球變化信息的提取、處理和分析技術(shù)。全球變化的主要過程包括：氣候系統(tǒng)和水文過程（地球表面能量收支平衡與溫室效應(yīng)，大氣與海洋環(huán)流，水循環(huán)與氣候系統(tǒng)中的反饋過程。包括水汽反饋，云層反饋，海

14、洋反饋，冰雪圈反饋；），固體地球系統(tǒng)和巖石圈循環(huán)過程（板塊運(yùn)動過程，陸上風(fēng)化與侵蝕堆積過程，海洋沉積過程），生態(tài)系統(tǒng)和生物地球化學(xué)循環(huán)（生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，包括綠色植物固定太陽能經(jīng)過的一系列元素循環(huán)過程；以及一些化學(xué)元素的生物地球化學(xué)循環(huán)過程，碳循環(huán)；）。人類生態(tài)系統(tǒng)與人類活動的過程（采集狩獵系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，工業(yè)城市系統(tǒng)）。全球變化的驅(qū)動力包括：內(nèi)力因素和外力因素，外力因素包括：太陽活動（主要是改變太陽輻射質(zhì)和量的變化），地球軌道參數(shù)的改變（主要是改變太陽輻射的時間和空間配置），以及地外物體的撞擊作用（主要是引起森林火災(zāi)，大量塵埃物質(zhì)的出現(xiàn)引起大范圍的降溫，以及有毒氣體的釋放）；內(nèi)力因素包括

15、陸地和海洋分布的變化（主要影響降水和溫度的空間分布狀況），比較大的高原和高山的出現(xiàn)（主要是改變大氣的環(huán)流情況，高山和高原在夏季會成為熱源，加強(qiáng)了夏季風(fēng)的強(qiáng)度，冬季又會變成冷源，增加了西伯利亞寒流的強(qiáng)度，而且促使了東亞季風(fēng)的形成），火山活動（主要是產(chǎn)生大量的塵埃物質(zhì)引起大幅度的降溫事件）。全球變化影響的層次主要包括：全球變化的影響總是從低一級向高一級發(fā)展，當(dāng)?shù)鸵患壍挠绊懗鲆欢ǖ南薅葧r就會向高一級發(fā)展，主要包括：土地承載力（主要通過對資源供需條件的改變來影響土地承載力，自然環(huán)境承受人類活動影響的能力也隨著全球變化而改變，），生態(tài)系統(tǒng)（主要是農(nóng)業(yè)，林業(yè)和漁業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的影響，主要集中在生產(chǎn)能力方面）

16、，社會和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)（主要是對生產(chǎn)和消費(fèi)關(guān)系平衡的打破），政治系統(tǒng)（由于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等的崩潰而導(dǎo)致的政治問題產(chǎn)生）。全球變化研究的主要途徑：過去全球變化的重建，全球變化的動態(tài)監(jiān)測，全球變化的模擬?；炯僭O(shè)：均一性假設(shè)（過去和現(xiàn)在環(huán)境演變的規(guī)律默認(rèn)為是一樣的），協(xié)同性假設(shè)（環(huán)境過程決定其形成的產(chǎn)物，產(chǎn)物可以指示環(huán)境），全息假設(shè)（部分可以反映整體）環(huán)境屬性信息包括：觀測記錄，考古和歷史文獻(xiàn)記錄，古環(huán)境感應(yīng)體（古沙丘，黃土）。深海沉積和海洋沉積的氧同位素記錄（主要依靠氧的兩種同位素對溫度的不同響應(yīng)來判斷，當(dāng)值高時，表示氣溫較低。而在南極，高緯大陸和格陵蘭島則出現(xiàn)了相反的變化趨勢）；黃土與古土壤（粒度和古土壤

17、的磁化率），孢粉和植物硅酸體（主要通過不同特征反映不同的植被組合，植物硅酸體是高等植物在生長發(fā)育的過程中，利于根系從土壤中吸收硅元素，經(jīng)維管傳輸，在植物組織細(xì)胞之間以水合硅的形式沉淀下來，并聚合成各種形態(tài)的蛋白石礦物，這種充滿在高等植物組織細(xì)胞中的非晶質(zhì)二氧化硅礦物成為植物硅酸體），冰芯（主要依靠氧同位素），樹木年輪（年輪寬度和組織細(xì)胞壁的薄厚）考古和歷史文獻(xiàn)資料10、全球自然環(huán)境的形成和演化10.1主要圈層的演化：地殼的演化（原始地殼的形成和破壞階段；漫長的陸殼增生階段，以大陸合并和解體為特征的板塊運(yùn)動階段；聯(lián)合古陸和特提斯海的形成，形成與非洲和歐洲張開的部分），大體和海洋的演化（原始大氣，

18、主要是含鐵的地幔中排放出來的；還原性大氣，主要是地球的排氣作用形成的；氧化性大氣的形成，主要是水的光解作用以及藍(lán)綠藻的出現(xiàn)，增加了大氣中自由氧的濃度），生命系統(tǒng)的演化（早期的化學(xué)演化階段，進(jìn)化本質(zhì)上是化學(xué)過程；中期的細(xì)胞進(jìn)化階段，主要發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)及相關(guān)的生理過程上；晚期多細(xì)胞生命進(jìn)化階段，細(xì)胞結(jié)構(gòu)及其功能的適應(yīng)改變上）。生態(tài)系統(tǒng)的演化及生物與環(huán)境的相互作用（遵循著適者生存的自然法則，受環(huán)境的制約，另一方面，也以驚人的速度參與著地球表層環(huán)境的演變，極大的影響著地球的演化進(jìn)程和演化方向。）10.2全球自然環(huán)境的演化：無機(jī)自然地理環(huán)境階段（地球物質(zhì)的分異作用，原始地殼的形成和破壞，原始大氣被地

19、球排氣作用產(chǎn)生的還原性次生大氣所取代，受外來天體的撞擊作用，地月系統(tǒng)形成，）古海洋自然地理階段（板塊運(yùn)動出現(xiàn)，氧化大氣代替還原大氣，真核細(xì)胞的出現(xiàn)；寒武紀(jì)以三葉蟲為代表的生物大爆發(fā)，具體分為三個階段：無生命系統(tǒng)向有生命系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，生命可居住環(huán)境的形成，海洋生命的繁盛），古自然地理階段（陸地生命發(fā)展，但是生物種群和海陸分布形式均與現(xiàn)代明顯不同，分離的大陸進(jìn)一步聚合成為泛大陸，氧氣含量的增加，為生物登陸創(chuàng)造了條件，形成了無脊椎，脊椎和植物的出現(xiàn)，），古自然地理階段向現(xiàn)代自然地理階段過渡的階段（聯(lián)合古陸發(fā)展達(dá)到最大，開始逐漸解體，生物界開始由裸子植物向被子植物過渡），現(xiàn)代自然地理階段（顯現(xiàn)于第三紀(jì)，

20、形成與第四紀(jì)，首先表現(xiàn)為海陸分布與大地貌格局的現(xiàn)代化，被子植物取代了裸子植物，現(xiàn)代生物出現(xiàn)。其中板塊運(yùn)動和全球氣候變冷對現(xiàn)代環(huán)境多樣性的形成起了重大的作用）。11、新生代衰落和第四紀(jì)全球變化11.1新生代衰落：降溫和第四紀(jì)冰期的來臨（大約50百萬年以后，澳大利亞從南極分離向北運(yùn)動，形成了具有重大意義的南大洋，西風(fēng)環(huán)流建立了繞極環(huán)流，對低緯地區(qū)的暖流起了阻礙作用，38百萬年之后還有一次強(qiáng)降溫事件。漸新世早期，印度大陸向歐亞大陸的接近有效地中斷了赤道環(huán)劉，幾乎同時南大洋和杜雷克海峽的增寬使得包括底層水在內(nèi)的繞極環(huán)流得到發(fā)展），旱化趨勢加強(qiáng)（板塊運(yùn)動一方面通過海陸分布與地形變化改變了大氣環(huán)流，另一方

21、面使得陸地或區(qū)域移動到熱帶干旱區(qū)，最顯著的是澳大利亞和北非，冰蓋建立之后增大了赤道和極地之間的溫度和氣壓梯度，風(fēng)速的加大將原來的沖擊物改造成沙丘。另一個因素是青藏高原的出現(xiàn)，導(dǎo)致大量的高壓在西亞地區(qū)出現(xiàn)進(jìn)一步增加了該地區(qū)的干旱化），自然地帶分異的復(fù)雜化（溫度梯度的增加和水分條件的多樣化增加了生態(tài)系統(tǒng)的多樣化）。11.2冰期與間冰期變化的特征：轉(zhuǎn)換過程的不對稱性（間冰期向冰期過渡過程是緩慢的，而相反的過程則是非常迅速的），環(huán)境要素變化協(xié)同性（溫度變化與深海氧同位素以及黃土堆積等的對應(yīng)），狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的時滯現(xiàn)象（可能是大陸和海洋對氣候變化的不同反應(yīng)機(jī)制引起的），快速變化事件（d-o循環(huán)，冰芯記錄

22、所反映的快速氣候波動，heinrich事件，北大西洋末次冰期期間的沉積中普遍存在的6次大的冰飄碎屑沉積事件，反映了6次較大的冰山崩塌融化過程，13千年出現(xiàn)了升溫幅度高達(dá)4攝氏度以上的突然增暖，此后出現(xiàn)了2000年的冷暖交替振蕩，在11千年前后，溫度在數(shù)百年內(nèi)突然下降了6攝氏度，使氣候回到了冰期時期，此次強(qiáng)變冷事件被稱為新仙女木事件，是根據(jù)丹麥哥本哈根北部阿爾露德剖面粘土層中發(fā)現(xiàn)的八瓣仙女木花粉命名的，持續(xù)時間大約100年左右）11.3冰期和間冰期的轉(zhuǎn)換機(jī)制：冰蓋與海冰反饋，大氣溫室氣體與氣溶膠反饋，大洋傳送帶的變化，火山活動的作用11.4冰期最盛期環(huán)境：全球性降溫和冰蓋擴(kuò)展，西風(fēng)帶加強(qiáng)和中高緯

23、度自然帶的退縮，全球海平面下降與海洋過程變化（海洋生命活躍，生物泵作用出現(xiàn)），全球干旱化和環(huán)境的重大改變。12、全新世及近2000年的全球變化12.1氣候變化（早期的增暖，中期的全新世暖期，晚期的變冷，發(fā)生的時間段分別在8.5-8千年和4-3.5千年，），冰川和海洋狀況變化，湖泊演變與河流調(diào)整，植被的遷移和演化（植被的這種響應(yīng)性變化從一個地點(diǎn)的時間序列來看表現(xiàn)為植被類型的演替，從空間看則表現(xiàn)為植被分布界限在空間上的遷移和植被空間分布格局的變化）。12.2 2000年來的環(huán)境變化及其影響：中世紀(jì)溫暖期（公元1000 年左右，歐洲的部分地區(qū)、北美和北大西洋的部分地區(qū)經(jīng)歷了較現(xiàn)代相對溫暖的時期，）小

24、冰期（發(fā)生在過去的幾個世紀(jì)里冰川重新前進(jìn)，通常也是溫度降低的時期）。13、對我國全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究的若干思考13.1繼續(xù)加強(qiáng)全球變化研究：加強(qiáng)不確定性的研究，減少和縮小不確定性；強(qiáng)調(diào)全球變化的集成研究；加強(qiáng)全球變化對中國的影響研究，經(jīng)常性的評估全球變化對中國的潛在影響及其適應(yīng)對策；不僅要重視近海研究，也要重視深海大洋的研究；14全球變化的生態(tài)后果及其適應(yīng)對策全球變化一詞首先出現(xiàn)于70年代，為人類學(xué)家所利用，全球變化的研究始于80年代。最主要的幾個影響包括：溫室氣體的增多，臭氧層的破壞，酸雨的形成，荒漠化的發(fā)展。水土流失，生物多樣性喪失。生物入侵，15、全球變化科學(xué)領(lǐng)域的若干研究進(jìn)展10

25、-100年應(yīng)該是全球變化研究集中關(guān)注的時間尺度問題，討論了氣候變化與全球變化的聯(lián)系和區(qū)別。在第一次年會上首次提出了全球變化對東亞和我國生存環(huán)境變化和可持續(xù)發(fā)展的影響，我國北方的干旱化不是孤立的現(xiàn)象，他與世界上許多地區(qū)的干旱和沙漠化有密切的聯(lián)系，是全球變化的區(qū)域表現(xiàn)，同時，我國北方干旱化又是在特定的環(huán)境條件下發(fā)生的，既遵循東亞環(huán)境演變的自然規(guī)律，又受日益加劇的人類活動的深刻影響。16、人類的活動對地球系統(tǒng)的影響達(dá)成如下幾點(diǎn)共識16.1地球是一個自適應(yīng)系統(tǒng)，在各個組成部分之間，它們之間的相互作用和反饋具有復(fù)雜的和開放性的多尺度時空變率。16.2地球系統(tǒng)有一個閾值和突變特性，人類活動具有改變地球系統(tǒng)

26、運(yùn)行模式的能力，可以改變原來很不適應(yīng)人類及其他生命生存和發(fā)展的條件。16.3地球系統(tǒng)目前的變化速率正在以前所未有的速度進(jìn)行著16.4除溫室氣體排放和氣候變化外，人類活動明顯的通過多種途徑影響著地球環(huán)境，人類活動的變化使得地球系統(tǒng)的變化更加復(fù)雜化。16.5人類驅(qū)動的變化導(dǎo)致復(fù)合效應(yīng)，以復(fù)雜方式與地球系統(tǒng)級聯(lián)，這種復(fù)合效應(yīng)通過多維方式，在不同的時間尺度和空間尺度間相互作用，相互影響。目前面臨的挑戰(zhàn)是如何在充分理解地球系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，便是地球系統(tǒng)中可能被人類活動改變的關(guān)鍵成分和功能，確定地球系統(tǒng)中人類可以忍受和不可忍受的環(huán)境閾值。任務(wù)：力圖了解地球的運(yùn)作機(jī)制，以及人類對地球系統(tǒng)施加的影響，

27、例如，地球?qū)Σ粩嘣黾拥娜藶閴毫Φ某惺芰τ卸啻?，我們是不是朝著一個新的穩(wěn)定態(tài)過渡的階段，果真如此，新的氣候狀態(tài)是什么樣的，地球生物圈將產(chǎn)生如何的響應(yīng)與反饋，如何回到工業(yè)革命前的氣候狀態(tài)，有必要回到工業(yè)革命以前的氣候狀態(tài)嗎，這些都是全球變化比較關(guān)心的問題。研究重點(diǎn)：加強(qiáng)地球系統(tǒng)整體行為的研究。強(qiáng)調(diào)綜合的，多學(xué)科的交叉研究。更加強(qiáng)調(diào)關(guān)注社會問題，加強(qiáng)地球環(huán)境對人類活動的影響及社會經(jīng)濟(jì)對全球變化的適應(yīng)性研究。重視區(qū)域?qū)θ蜃兓暙I(xiàn)的研究。全球問題與區(qū)域問題的結(jié)合更加明確，強(qiáng)調(diào)全球變化的問題應(yīng)主要通過區(qū)域研究來解決，區(qū)域性研究必須解決全球性問題。重視與其他全球變化研究計(jì)劃的聯(lián)合。包括全球環(huán)境變化與食物系

28、統(tǒng)，全球碳計(jì)劃，全球水系統(tǒng)計(jì)劃和全球環(huán)境變化與人類健康。未來全球變化中國需要進(jìn)行的幾大研究：土地利用與土里覆蓋，碳循環(huán)，氣溶膠，東亞季風(fēng)對我國氣候的影響，水循環(huán)，邊緣海及淺海地區(qū)環(huán)境演變，全球變化的影響和適應(yīng)。17、從地球系統(tǒng)的觀點(diǎn)看氣候變化氣候變化的研究目前主要從事實(shí)的揭露，機(jī)制的探索，人類影響的判斷，未來氣候的預(yù)測及人類為了可持續(xù)發(fā)展需要采取的適應(yīng)對策研究等方面。種：起源于共同的祖先，具有相似的形態(tài)和生理特征，具有能自然交配產(chǎn)生可育后代，并具有一定自然分布區(qū)的生物個體群。種群：生態(tài)學(xué)上把占據(jù)著一定空間或地區(qū)的同一種生物的個體群叫做種群。領(lǐng)域：由個體、家庭或其他社群單位所占據(jù)的，并積極保衛(wèi)不

29、讓同種其他成員侵入的空間。群落：若干個生物種群集合在一起，形成一個多生物種的，完整而有序的生物體系。群落的生物多樣性：把一個群落中所含的物種數(shù)目的多少和各物種個體數(shù)目的多少結(jié)合在一起的參數(shù)稱為群落的生物多樣性。優(yōu)勢種：凡是在群落每個層中占優(yōu)勢的種類，即個體數(shù)量大多，生物量大，枝葉覆蓋地面的程度也大，生活能力強(qiáng)或者對生境具有明顯影響的生物種類。建群種：優(yōu)勢種中最優(yōu)勢者，即蓋度最大，占有最大空間，因而在建造群落和改造環(huán)境方面作用最突出的生物種。群落內(nèi)部空間上按照一定規(guī)律組合排列的現(xiàn)象即是群落的結(jié)構(gòu)生物群落在形成的過程中，由于不同生活型植物的定居和內(nèi)部環(huán)境的逐漸分化，便發(fā)生了生活型不同和因此對環(huán)境有

30、不同需求的植物分別出現(xiàn)于地面以上不同高度和其根系分布于地面以下不同的深度，從而使整個群落在垂直空間上有了上下不同層次的分化稱為分層現(xiàn)象。群落環(huán)境：群落在形成過程中，隨著各種生物的逐漸定居。通過植物枝葉的遮蔭和擋風(fēng),根系不斷的分泌有機(jī)化合物。枯枝落葉層覆蓋地面和減弱地表徑流，微生物對有機(jī)物質(zhì)的分解以及動物的活動等，不斷的改造原來的物理環(huán)境，是群落內(nèi)部形成了顯著不同于周圍裸地的環(huán)境。把建群種生活型相同或者近似，同時對水熱條件生態(tài)關(guān)系一致的植物群落聯(lián)合為植被型。凡是建群種或共建種相同的植物群落聯(lián)合為群系。群叢：層片結(jié)構(gòu)相同，各層片的優(yōu)勢種或共優(yōu)種相同的植物群落聯(lián)合為群叢生態(tài)系統(tǒng)就是在一定空間內(nèi)生物成

31、分和非生物成分通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動相互作用互相依存而形成的一個生態(tài)學(xué)功能單位。在生態(tài)系統(tǒng)中，以生產(chǎn)者綠色植物為起點(diǎn)，一些生物有機(jī)體吃與被吃的關(guān)系，即通過食物的聯(lián)系彼此聯(lián)結(jié)而形成的一個能量與物質(zhì)流動的系列即為食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)中，凡是以相同的方式獲取相同性質(zhì)食物的植物類群和動物類群可分別稱作一個營養(yǎng)級。植物在地表單位面積內(nèi)和單位時間內(nèi)經(jīng)光合作用生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)數(shù)量叫做總初級生產(chǎn)力。綠色植物呼吸之后的有機(jī)物質(zhì)或能量稱作凈第一性生產(chǎn)力。對地球系統(tǒng)科學(xué)的幾點(diǎn)認(rèn)識：地球系統(tǒng)是近地空間大氣圈，水圈，冰雪圈，固體地圈（巖石，地幔和地核）和生物圈等自然層圈緊密關(guān)聯(lián)的整體，太陽系等天體對地球系統(tǒng)具有明顯的

32、能量，物質(zhì)，動量和信息的交換作用，他們形成了地球系統(tǒng)的自然驅(qū)動力。地球系統(tǒng)科學(xué)是研究地球系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)，特征，功能和行為的科學(xué)，是全球變化的基礎(chǔ)理論。關(guān)于氣候變化的若干問題：首先是氣候變化科學(xué)認(rèn)識的不確定性；主要原因在于溫室氣體排放的不確定性以及未來大氣中溫室氣體的濃度預(yù)測的不確定性，在使用的氣候模擬模式以及用于綜合評估的方法和標(biāo)準(zhǔn)自身也存在著很多的不確定性。氣候影響科學(xué)評價方面的不確定性；主要是認(rèn)識上的不確定性導(dǎo)致了評價上的不確定性。適應(yīng)減緩對策和國際環(huán)境外交方面；自然區(qū)劃的原則：發(fā)生統(tǒng)一性原則，相對一致性原則，空間連續(xù)性原則，綜合性原則和主導(dǎo)因素原則。末次冰期：在大約10千年結(jié)束的那次冰期

33、差不多是第四紀(jì)多次出現(xiàn)的冰期中的最后一次，隨之而來的是全新世間冰期。由于北美和西歐無論從冰蓋的面積和冰體的體積都是最大的，因此通常把這兩個地的名稱連起來，把末次冰期稱之為“威斯康星-魏克塞爾”冰期，該冰期又可分為早中晚三個亞期，這三個亞期所經(jīng)歷的時間也不一致。把各大洲每個冰期階段時受冰影響的區(qū)域家在一起便勾畫出古冰凍圈的范圍以及受冰川作用影響的地區(qū)的冰量。測年過程中存在著相應(yīng)滯后，證據(jù)破壞等多種因素，測年往往不是準(zhǔn)確。通過對冰芯的測定可以獲得年降水量，降水波動幅度，冰芯中的空氣泡可以大致反映當(dāng)時的大氣成分情況。冰芯中的塵埃物質(zhì)可以反映大氣中氣溶膠的情況。主要反映當(dāng)時大陸的干燥程度，以及風(fēng)蝕作用

34、的強(qiáng)度。以及通過對同位素的測定可以反映當(dāng)時的溫度和降水情況，冰期出現(xiàn)的原因：除了米蘭科維奇理論之外還應(yīng)該包括：有足夠的水汽供應(yīng)，即在上風(fēng)方向上有足夠溫暖的海洋提供大量的水汽，積雪和冰的損失盡可能少，內(nèi)陸山地有利于冰蓋的形成，因?yàn)槟抢镞h(yuǎn)離海洋，冰體不會因冰崩裂而形成浮冰而損失。冰退機(jī)制：冰融化所引起的海平面上升會托起擱淺在陸架上的海冰冰蓋，使他們破碎，并隨海流向外流動，并由海水的熱量將其熔化。另一個機(jī)制就是水汽的減少，早期的融冰水使得大量的淡水進(jìn)入北大西洋，如果這些淡水在咸水之上形成一個淡水水層，首先，淡水在0攝氏度就凍結(jié)，使海冰的范圍擴(kuò)大，這樣就減少了支持冰蓋的水汽的來源。第二，表層的淡水不一

35、定很快與下面的咸水混合，他將儲存大部分冬季吸收的熱量，使得下面的水比正常情況下要涼，這也進(jìn)一步限制了秋冬季節(jié)的蒸發(fā)。海平面升降的影響因素：首先是海底的運(yùn)動，比如海底的擴(kuò)張，大洋中脊的變化均可以引起海平面的升降，第二個主要的因素就是陸冰的增長和消融。方解石補(bǔ)償深度：作為浮游生物主要成分的碳酸鈣隨深度，壓力增加和溫度降低而溶解度增大，海水中碳酸根離子的濃度取決于這三個變量，因而，這是這三個變量控制著碳酸鈣介殼的保存條件，所以需要確定海洋中碳酸鈣完全溶解的深度，這個深度就叫做方解石補(bǔ)償深度。表面溫度測定指標(biāo)：一些有孔蟲的特征由個體發(fā)育過程中所形成的房室旋卷方向所確定。旋卷方向的左右與海洋表面的溫度之

36、間有著很好的相關(guān)性。但是旋卷方向并不總是與溫度變化是一致的。還有一種就是選用冷熱種群所占的比例不同來計(jì)算它們的比率，來確定這些動物群所生活的那個環(huán)境溫度。中新世晚期又有一次明顯的全球降溫過程，在這個時期氣候變冷和海退同時進(jìn)行，海平面下降幅度達(dá)40-50米，這次海退對地中海影響甚大，可能是次一級大地構(gòu)造活動效應(yīng)的疊加連同海退本身的影響，地中海與其他大洋分離開來，只留下一個小的通道，蒸發(fā)作用使得封閉盆地中的水面下降，鹽分濃縮，最終形成巨厚的蒸發(fā)巖礦物。由于這次事件使得海洋生物受到破壞，所以稱為麥西尼亞鹽度危機(jī)，起止時間分別為6.5和5百萬年前，其他海域如波斯灣和紅海也受到類似影響。第四紀(jì)影響河流侵

37、蝕的主要因素：海平面的下降引起侵蝕基準(zhǔn)面的變化，由于大陸架的出露，河流長度增長，侵蝕作用明顯加強(qiáng)。河床下切。不少河流具有多級階地，記載了河流的演變情況。當(dāng)間冰期到來時，發(fā)育了與需要搬運(yùn)的沉積物相適應(yīng)的河道，當(dāng)氣候變冷突然開始時，河流的形態(tài)和功能也隨之發(fā)生改變，這種河流形態(tài)和動力過程的改變統(tǒng)稱為河流變態(tài)作用。河流在攜帶大量較粗的沉積物時，河床或許會變得寬而淺，彎曲的程度會變小。原來的曲流狀河流在冰期時也會向現(xiàn)代辨狀河流的形態(tài)發(fā)展。來自于全球變化的預(yù)測：地球平均溫度到2100年將會比1990年高出1.4-5.8攝氏度，全球降水將會增加，北半球雪蓋和海冰范圍將進(jìn)一步縮小。海平面到2100年將比199

38、9年高出0.09-0.88米。一些極端時間出現(xiàn)的頻率將會增高；我國到2050年全球平均氣溫將上升2.2攝氏度，我國氣候變暖的幅度將由南向北增加，不少地區(qū)出現(xiàn)降水增加趨勢，但是華北和東北南部等一些地區(qū)將出現(xiàn)繼續(xù)變干的趨勢。產(chǎn)生不確定性的原因主要有：溫室氣體排放和大氣中溫室氣體濃度變化的估算不夠準(zhǔn)確，用于預(yù)測未來氣候變化的氣候模式不夠完善，以及可用于氣候研究和預(yù)測的氣候系統(tǒng)資料不足。氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)，國民經(jīng)濟(jì)和國家安全的影響：對生態(tài)系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)在：生物多樣性的減少，河流和湖泊的干涸，災(zāi)害性天氣出現(xiàn)頻率的增多，海平面的上升對沿海三角洲的影響。氣候變暖后，土壤有機(jī)質(zhì)的微生物分解將加快造成地力下

39、降，施肥量增加，農(nóng)藥使用量增加，增加了農(nóng)業(yè)程度和投資程度；農(nóng)業(yè)耕作制度也發(fā)生變化。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)界限北移；對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的不穩(wěn)定性增加，全球變暖之后我國大米小麥和玉米的產(chǎn)量都會出現(xiàn)不同程度的下降。如果采取一定的措施，可能在短期內(nèi)還不會對我國的糧食安全造成威脅。全球變暖將會導(dǎo)致水資源供需矛盾加大。隨著徑流減少，蒸發(fā)量增大，水資源的不穩(wěn)定性和供需矛盾將加大。氣候變化可能會增加與熱有關(guān)的傳熱病的傳播。氣候變化將影響人類的居住環(huán)境。傳統(tǒng)的國家安全已經(jīng)從國防安全變?yōu)閲涟踩?，糧食安全，環(huán)境安全，水資源安全和能源安全。全球變化的事實(shí)：全球變暖是不爭的事實(shí)，只是變暖的幅度，原因和區(qū)域分布，特別是未來氣候的預(yù)估方面有著

40、不確定性；氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)造成的某些影響可能是不可逆的，災(zāi)難性的；氣候變化的復(fù)雜性和重要性，使得氣候變化公約談判的難度將不亞于入世談判；目前國內(nèi)外還沒有低排放，高經(jīng)濟(jì)增長的發(fā)展模式可供采用，承擔(dān)了控制溫室氣體排放的義務(wù)應(yīng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng)。否則可能會對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源供應(yīng)和人民生活產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。通過河流泥沙的堆積情況可以推斷當(dāng)時的流速，尋找合適的斷面則可以推斷出當(dāng)時的流量。根據(jù)水生生物可以計(jì)算水質(zhì)，根據(jù)水質(zhì)與鹽度的關(guān)系可以重建古氣候，搞清楚鹽分含量可以計(jì)算蒸發(fā)量和降水量之間的相互比例關(guān)系。第四紀(jì)的的證據(jù)主要包括冰川，海平面，海洋，河流和湖泊，沙漠，植被 （粉是孢子和花粉的組合，花粉粒

41、是被子植物和裸子植物的雄性花蕊中產(chǎn)生的，而孢子是蕨累和低等植物具有的獨(dú)立的分散個體，可直接產(chǎn)生下一代；樹木年輪，脊椎動物化石）。舊石器時代是以石器制作技術(shù)革新為特征，主要是直立人，新石器時代人類以采集植物和獵取野獸為主。主要是智人。陸地生態(tài)系統(tǒng)的主要類型：熱帶雨林。熱帶稀樹草原，亞熱帶常綠闊葉林，溫帶落葉闊葉林，北方針葉林，溫帶草原，荒漠，凍原生態(tài)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)包括垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)，以及食物鏈，食物網(wǎng)，營養(yǎng)級，功能包括能量流動（光能的輸入和輸出），物質(zhì)循環(huán)（水循環(huán)，氣體型循環(huán)，沉積型循環(huán)，主要包括元素和巖石圈之間的循環(huán)），信息傳遞。由于能量傳遞效率的限制，沿著營養(yǎng)級序列向上，能量和生產(chǎn)力急劇的階

42、梯般的遞減，用圖表示得到能量及生產(chǎn)力金字塔，生物的個體數(shù)目和生物量也出現(xiàn)順序向上的遞減現(xiàn)象，形成個體數(shù)目金字塔，生物量金字塔，三個合稱為生態(tài)金字塔。氣候變化的原因：天文方面的原因：（太陽輻射強(qiáng)度的變化，太陽活動周期的變化，地球軌道要素的變化）地文學(xué)方面的原因：（地極移動和大陸漂移，造山運(yùn)動，改變了垂直方向上的溫度和降水的分布規(guī)律，火山運(yùn)動）人類活動的原因：自然區(qū)劃的原則：發(fā)生統(tǒng)一性原則，連續(xù)性原則，相對一致性原則，綜合性原則與主導(dǎo)因素原則。以地域分異規(guī)律為理論依據(jù)劃分自然區(qū)，并力求反映客觀實(shí)際的方法，就是自然區(qū)化，地表自然界受不同尺度的地帶性與非地帶性地域分異規(guī)律的作用，分化為不同等級的自然區(qū)

43、。地域分異規(guī)律：也稱空間地理規(guī)律，是指自然地理環(huán)境整體及其組成要素在某個確定方向上保持特征的相對一致性，而在另一確定方向上表現(xiàn)出差異性，因而發(fā)生更替的規(guī)律，一般公認(rèn)的地帶性規(guī)律包括緯度地帶性規(guī)律和非緯度地帶性規(guī)律。影響氣候形成的幾大因子：輻射因子，環(huán)流因子（大氣環(huán)流與熱量輸送和水分循環(huán)，大氣環(huán)流與海溫異常），地理因子（海陸分布，洋流因素，地形因素）關(guān)于人類的影響主要是關(guān)注人類活動排放到大氣中的氣體對全球變化的影響，我國的第四紀(jì)多采用中國午城黃土底界作為第四紀(jì)的下界，青藏高原的抬升和中國第四紀(jì)環(huán)境格局的形成上新世末到更新世出，青藏高原經(jīng)歷了一系列階段性的抬升后，已經(jīng)成為世界上面積最大的高原，海拔

44、高度已經(jīng)達(dá)到2000米左右，使中國大氣環(huán)流東西和南北方向的運(yùn)行都受到明顯的干擾，引起我國乃至全球大氣環(huán)流格局的明顯變化，首先，由于青藏高原的熱力作用，使高原面相對于四周而言冬季是冷源，夏季是熱源，夏季形成青藏低壓，影響南亞季風(fēng)環(huán)流，冬季隨著氣候帶的南移，高原本身形成強(qiáng)大的閉合冷高壓，其影響疊加在蒙古冷高壓之上，從而大大增強(qiáng)了冬季風(fēng)的強(qiáng)度，高聳的青藏高原阻擋了來自印度洋向北輸送的水汽，越過高原的氣流在高原北緣發(fā)生下沉作用，焚風(fēng)效應(yīng)使得西北廣大地區(qū)冬季干冷，夏季干熱，當(dāng)?shù)丨h(huán)境不斷向干旱化發(fā)展，其次中國北方與西伯利亞地區(qū)接受印度洋帶來的熱量減少，西伯利亞高壓加強(qiáng)，促使中國東南季風(fēng)區(qū)不斷擴(kuò)大，西南地區(qū)成為孟加拉灣暖濕氣流向北輸送的重要通道，使西南季風(fēng)也相應(yīng)增強(qiáng)，青藏高原由于其巨大的高度使