三、温室效应的环境后果1温度升高2海平面上升3降水量变化及灾变性气候的增多4生物气候带变化第三章第二节1、温度升高纬度温度变化(全球平均值的倍数)夏季冬季高纬度0.50.72.02.4中纬度0.81.01.21.4低纬度0.70.90.70.9表7-4 北半球不同地区气候变化随着大气中CO2浓度增加,全球气温将上升,导致全球气候变暖的可能性联合国环境规划署(UNEP)成立了政府间气候变化委员会(IPCC),分别在1990年和1996年发布了两份评估报告,指出全球平均气温已经增加了0.3-0.6第三章第二节 三、温室效应的环境后果格陵兰岛13万年来的变化,北部大面积海域冰层厚度减少15%或更多19792009年间全球冰川面积变化图2、海平面上升由于气温升高,冰雪融化,海水膨胀,致使海平面上升据100年测定,在过去的100年中,海平面已升高了1025cm(图7-3)到2100年,海平面有可能增加1590cm,而到2075年,海平面可能上升30213cm图7-3 100年间的海平面变化第三章第二节 三、温室效应的环境后果这本书中单独列出了25个因为海平面上升而即将消失的地方,包括美丽的“水城”威尼斯、马尔代夫等。
水城“威尼斯美丽的岛国:马尔代夫“风车之国”荷兰3、降水量变化及灾害性气候的增多气候变化带来的最基本效应是干扰水循环,受气候变化影响的地区最关心的是干旱和洪水、水质和水量在一些地方将引起更大的干旱,而在另一些地方却造成洪灾,而由此带来的经济损失也是很大的受害最大的是目前水质和水量已成问题的地区,如干旱和半干旱地区第三章第二节 三、温室效应的环境后果3、降水量变化及灾害性气候的增多全球降水量变化在不同地区差别较大中高纬度地区降水量将增加,但由于环流特点,暴雨型降水增加,非降水期延长,干旱将扩大欧亚大陆和北美大陆夏季土壤水分将减少美国中西部到地中海,西澳大利亚等世界粮食主产区由于夏季降水量减少而减产15%20%降水量变化可能导致非洲及中东地区严重缺水,由此造成跨国界取水国家之间关系紧张第三章第二节 三、温室效应的环境后果4、生物气候带变化l 生物气候带:是指生物与气候相适应而形成的与纬度平行的带状地域l 生物气候带在山地海拔高度上的表现,则为垂直生物气候带第三章第二节 三、温室效应的环境后果4、生物气候带变化l 全球气候变化导致全球性温度升高,热区面积扩大,从而对全球的生物生物气候带生物的分布和生存产生影响:气温上升使植被带北移。
山底部生物的分布向山顶推移温度升高导致生物物候期提前全球变暖使许多生物种类面临灭绝危险第三章第二节 三、温室效应的环境后果气温上升使植被带北移原来居住地温度升高,使冷型温带森林或温带草原将代替北方森林,而亚热带森林将由热带森林所代替北美洲东部植物的平均北移速率为100400m/年蝴蝶是全球变暖的最敏感的指示物种之一,生活在北美洲和欧洲的斑蝶(Danaidae)其分布区已经向北迁移,最多的达200 km第三章第二节 三、温室效应的环境后果 3.生物气候带变化山底部生物的分布向山顶推移 温度升高,低海拔生长的生物不得不向高海拔温度较低的环境迁移欧洲阿尔卑斯山脉维管植物分布平均每10年升高了23.9m,维管植物数量增加最多的海拔为28003100m,这正是过去50年冻土融化向高海拔退缩的距离第三章第二节 三、温室效应的环境后果 3.生物气候带变化温度升高导致生物物候期提前在过去的20世纪里,生物春季的物候(开花、产卵、等的时间)显著提前在32N49N之间的物种物候平均每10年提前4.2d,50N72N之间提前5.5d说明全球变暖对北半球尤其极地生物的影响更明显温度变化对塔里木垦区香梨物候期变化的影响第三章第二节 三、温室效应的环境后果 3.生物气候带变化全球变暖使许多生物种类面临灭绝危险气温上升幅度超过1.5,全球20%30%的动植物物种面临灭绝;气温上升3.5以上,40%70%的物种面临灭绝;全球气温上升2,欧洲将有38%鸟类灭绝。
第三章第二节 三、温室效应的环境后果 3.生物气候带变化分类群平均提前的天数/(d/10年)所有物种2.8两栖类7.6鸟类3.7蝶类3.7草本植物1.1灌木1.1c乔木3.3鱼类1.3蝇类5.0哺乳类9.6表7-5 不同物种每10年春季物候期提前的天数 除温度升高的直接作用,温度增加后疾病增多的间接原因导致死亡和灭绝外,生物响应温度变化的差异,使原有生态系统中生物与生物、生物与环境之间在长期进化过程中形成的相互关系被打破,从而引起食物链和传粉媒介的中断,最终导致生物灭绝如,不同生物类群生物物候期在春季提前的时间不同(表7-5),这种不同步性会导致生态系统中协同进化的物种出现诸如动物的庇护所、营巢地和食物来源,植物的传粉媒介等障碍,从而威胁到该物种的生存第三章第二节 三、温室效应的环境后果 3.生物气候带变化16四、温室效应对生物的影响(一)温度升高对植物的影响(二)温度升高对动物的影响(三)温度升高对微生物的影响(四)温度升高对生态系统的影响17(一)温室效应对植物的影响1. 温度升高对植物光合作用的影响光合作用是一系列的生物化学反应,需要由酶来催化温度过高过低都不利于酶的催化作用一般而言,随着温度升高,植物叶片的光合作用,气孔导度,蒸腾速率升高,达到植物的最适温度之后,静光合作用开始下降,气孔导度和蒸腾速率继续升高。
第三章第二节 四、温室效应对生物的影响(一)温室效应对植物的影响2、温度升高对植物呼吸作用的影响植物存在与温度相应的曲线;呼吸作用最佳温度高于光合作用第三章第二节 四、温室效应对生物的影响3、温度升高对植物生长和繁殖的影响温度升高促进植物光合作用能力,加速碳水化合物积累,提前或者延长植物的生长发育周期,提高植物生物量和株高 温度升高会阻碍花粉成熟与开裂,但是温度对花粉活力和萌发率的负面影响随着开花时间后移而逐渐下降高温导致植物授粉成功率下降,结实率降低,空粒率和秕粒率下降植物对温度的反应存在种间,功能群间,物种特性之间以及持续增温时间的差异性第三章第二节 四、温室效应对生物的影响(二)温室效应对动物的影响1、温度升高对动物地理分布的影响气候变暖增加某些物种的潜在分布区域;全球气候变化改变了区域的温度和降水格局,使动物的栖息地生境发生改变改变植被分布,从而改变动物分布第三章第二节 四、温室效应对生物的影响(二)温室效应对动物的影响2、温度升高对动物物候的影响经过长期适应,动物的发育节律与自然周期相协调,温度改变,会影响到生物的繁殖力,竞争力温度升高改变动物物候,通常表现为物候起提前第三章第二节 四、温室效应对生物的影响3、温度升高对动物行为与生理的影响 影响动物的繁殖期,从而影响动物的繁殖成功率。
气候变暖会影响动物的冬眠行为 第三章第二节 四、温室效应对生物的影响4、温度升高对动物的种群动态影响 气候变暖通过影响动物的生物的生境及其繁殖率,最后导致物种种群数量波动温室效应导致动物生境的改变;栖息地的退化也是导致生物生物多样性减少的主要原因;还有极端天气灾害也导致大量物种死亡极地是受气候影响最显著的区域 第三章第二节 四、温室效应对生物的影响(三)温室效应对微生物的影响土壤生态系统中,植物的生长发育受到增温效应的促进或者抑制,从而对地下土壤微生物的群落结构和组成产生影响,进而导致土壤碳、氮循环发生改变第三章第二节 四、温室效应对生物的影响全球变暖植物生长土壤环境凋落物的质量和数量根际分泌物土壤温度pH土壤养分土壤微生物(三)温室效应对微生物的影响1、真菌细菌对温度的反应在不同的温度条件下,不同微生物其生长速率不同;细菌和真菌最适生长温度是25-30;真菌比细菌对高温更敏感第三章第二节 四、温室效应对生物的影响2、温度升高导致土壤中细菌真菌改变土壤增温诱导植物生长加速,植物群落C3/C4比例改变,导致C:N提高,土壤可用性氮素减少,有利于以氮素代谢为主的真菌的生长,从而改变微生物群落结构。
第三章第二节 四、温室效应对生物的影响3、微生物活性和土壤呼吸土壤呼吸作用致未受扰动的土壤中产生CO2的所有代谢过程,包括三个生物学过程(外植物呼吸;土壤微生物呼吸;土壤动物呼吸)和一个非生物过程(含碳物质化学氧化过程);较高的温度通过对土壤微生物的代谢活性,加速有机碳的分解作用来促进土壤碳的释放,并导致森林生态系统生产力的改变随着时间推移,促进作用会越来越小第三章第二节 四、温室效应对生物的影响(四)温室效应对生态系统的影响1、气候变化将极大地改变植物类型的地理分布CO2浓度增加到700 g/g时,所带来的气候变化将使地球上1/3的森林组成发生巨大变化第三章第二节 四、温室效应对生物的影响(四)温室效应对生态系统的影响2、全球温度升高,植被带将有很大变动 亚寒带森林可能由目前的23%减少到1%以下,泰加林几乎消失,CO2增加一倍时,森林生物量从现在的58.4%降到47.4%,草地生物量由现在的17.7%到28.9%第三章第二节 四、温室效应对生物的影响(四)温室效应对生态系统的影响3、全球升温,植物带将会向北推移 短期内CO2增加一倍,温度升高得较快,植物需每年迁移数公里才能适应,而这远远超过植物每年迁移的速度,结果将导致森林生态系统崩溃。
第三章第二节 四、温室效应对生物的影响。