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1、如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!课程论文 题 目 全球变暖对湿地生态环境的影响 学生姓名 学 号 院 系 专 业 指导教师 二O一四 年 五 月 二十九日如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!目 录1引言32湿地及其在全球变化中的作用42.1 湿地生态系统是CO2的“源”与“汇”42.2湿地生态系统是甲烷(CH4) 的重要“源”42.3湿地生态系统是氧化亚氮(N2O) 的“源”42.4湿地开发对全球变化的影响53 全球变暖对湿地的可能影响53.1对湿地水资源面积的影响53.2对湿地生态系统结构和功能的影响64全球变暖对湿地生态系统影响的研究展望64.1 CO2等温室气体浓度增加对
2、湿地生态系统的直接影响74.2湿地生态系统中碳、氮循环的研究74.3湿地生态系统动力学模型的发展与应用74.4湿地生态系统的阈值研究74.5极端事件对湿地生态系统的影响84.6全球变暖对湿地生态系统的综合研究84.7适应性对策研究85 结果与展望8参考文献9如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!全球变暖对湿地生态环境的影响摘要：湿地作为一种独特的生态系统是各种主要温室气体的“源”与“汇”, 因而在全球气候变化中有着特殊的地位与作用。另一方面, 全球气候变化又有可能对湿地生态系统的面积、分布、结构、功能等造成巨大的影响, 并有可能引起温室气体的源汇转化, 从而对气候系统形成反馈。本文综述了国
3、内外这两个方面的研究进展, 指出了近期全球变化与湿地生态系统研究的重点方向和领域。关键词：湿地；全球气候变化；影响；综述1引言作为地球重要的生态系统之一，湿地足由陆地和水生生态系统各种生态过程在不同尺度上综合作用的结果，具有显著的空间异质性1。景观格局是指大小和形状不一的景观斑块在窄间上的配置，是景观形成因素与景观生态过程长期共同作用的结果，反映了景观形成过程和景观生态功能的外在属性。景观类型与格局的完整性是湿地生态系统健康的基础，湿地景观格局的变化将会影响湿地景观的演变过程及湿地生态系统的结构与功能。因此，研究湿地景观格局的动态变化可以把握湿地景观在结构单元和功能方面随时问的变化，探明其内部
4、景观组合特征及整体性特征，为湿地的保护、修复和管理提供理论依据。全球性的气候变化已成为不争的事实，主要表现为气温升高、全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等。由于大气中CO2 及其它温室气体(CH4、N2O 等) 浓度的增加而导致全球变暖已成为全世界各国政府、科学界及社会公众所关切的问题。在过去的100年时间里,全球平均气温明显上升,刚刚过去的1998年是有记录的100多年来最热的一年。根据美国宇航局戈达德航天研究所的数据, 1998 年地球表面大气层平均温度达到1.4157的新记录,比1997年上升了0.117如果大气中CO2及其它温室气体的浓度增加一倍,全球气温将会明显变暖, 这
5、一点已经得到全世界大多数科学界的认同。虽然不同的科学家利用不同的模型对全球各地升温的幅度和范围还存在着不尽一致看法。至于何时大气中CO2及其它温室气体的浓度增加一倍, 则取决于人们对这些气体减缓排放的措施实施。全球变暖不仅使全球大气环流、气候带、洋流、风、降水、气温等气象气候因子出现明显的变化, 而且对全球的生态系统、作物产量、社会经济、乃至政治过程等都会产生一系列的影响。湿地作为地球上一种重要生态系统, 其组成、结构、分布和功能等都与气候因子休戚相关。因而, 全球变暖必将会影响到湿地生态系统。随着气候变化研究的深入，同时湿地越来越多地表现出整体面积萎缩、平均斑块面积减小、破碎度增大和景观多样
6、性减少等特征，气候变化对湿地景观格局影响的研究日益受到关注。近年来国内外研究者主要针对气候变化对湿地水资源面积、湿地土地利用格局、湿地植被空间格局、湿地生物多样性格局等方面的外在影响，以及由此产生的湿地生物地球化学循环、生态环境效应变化等内在影响做如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!r较多研究，并取得了显著成果。本文对此进行综述，并对完善气候变化下湿地景观格局变化的研究方法和技术手段进行探讨。2湿地及其在全球变化中的作用湿地是一种多功能、独特的生态系统, 根据湿地公约定义, “湿地系指不问其为天然或人工, 长久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带, 带有或静止或流动, 或为淡水、半咸水
7、或咸水水体者, 包括低潮时水深不超过6 m 的海域”。我国学者常用的湿地定义为: 陆地上常年或季节性积水(水深2 m 以内, 积水4个月以上) 和过湿的土地, 并与其上生长、栖息的生物种群构成的生态系统。常见的自然湿地有: 沼泽地、泥炭地、浅水湖泊、河滩、海岸滩涂和盐沼等, 人工湿地包括稻田、虾田、蟹田等。湿地类型多, 面积大、分布广。据统计, 全世界共有湿地81558108 ha, 占陆地总面积的614%。湿地对全球变化的贡献主要表现在以下几个方面:2.1 湿地生态系统是CO2的“源”与“汇”据估计, 储藏在不同类型湿地内的碳约占地球陆地碳总量的15% , 因而,湿地在全球碳循环过程中有着极
8、其重要的意义。据Franzen 估计,世界上泥炭干物质总量为240109280109t,如果按碳含量50%55%计算, 储藏在泥炭中碳的总量将是12010152601015g。湿地生态系统由于地表经常性积水, 土壤通气性差, 地温低且变幅小, 造成好气性细菌数量的降低, 而嫌气性细菌较发育。植物残体分解缓慢, 形成有机物质的不断积累。泥炭是沼泽湿地的产物, 是生态系统中有机质积累速率较强类型之一,是CO2的“汇”。湿地经过排水后, 改变了土壤的物理性状, 地温升高, 通气性得到改善, 提高了植物残体的分解速率, 而在湿地生态系统有机残体的分解过程中产生大量的CO2气体, 向大气中排放,此时,湿
9、地生态系统又表现为CO2的“源”。2.2湿地生态系统是甲烷(CH4) 的重要“源”甲烷,CH4,俗名沼气,产生于厌氧微生物活动在厌氧条件下,甲烷菌分解土壤中的有机质, 产生甲烷,同时,在好气土壤或土层中, 甲烷又被氧化菌所氧化。由于甲烷是在厌氧条件下产生的,所以产生甲烷的土壤环境主要是各种类型的沼泽、较浅的水体及水稻田。据估计全球湿地每年约释放150Tg (1Tg= 1 000 000 t) 甲烷,约占每年大气总甲烷来源的25%。在湿地和稻田中,甲烷产生和再氧化受温度、酸碱度、氧化还原电位和淹水深度的影响, 并与植物生长密切相关。植物生长一方面是有机物质的来源;另一方面,植物通气组织是土壤中甲
10、烷进入大气,以及大气中氧气进入土壤的主要通道。根据王明星等人。估计, 1988 年我国稻田CH4 排放量约为1721012g, 约占全国CH4 总排放量35101012g 的一半。各种天然湿地的排放量约为2121012g, 约占总排放量的6% 左右。甲烷生产与湿地类型、水分状况、温度、土壤理化特征等因素有关。2.3湿地生态系统是氧化亚氮(N2O) 的“源”如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!氧化亚氮(N2O)是仅次于CO2 和CH4 的温室气体。大气中N2O的95%来源于生态系统氮循环中的硝化和反硝化过程。高温、湿润、高碳氮含量的土壤是N2O产生的最佳环境。随土壤水分含量的增加, N2O
11、产生的速率出现高峰, 但土壤含水量达到饱和以后, N2O释放率会显著下降。N2O的排放源主要是土壤, 其中农业土壤每年的释放量约3106 t, 自然土壤为6106 t。由于土壤性质和覆盖状况等因素的差异, 土壤排放N2O的通量在时间和空间上变化很大。目前对N2O的测定工作大部分是在森林(特别是热带森林) 和各种农田上, 而对于天然湿地研究的很少。2.4湿地开发对全球变化的影响湿地曾经是受人类活动干扰较少的陆地生态系统之一, 是许多生物种群的优良生境, 存在着丰富的物种, 堪称生物多样性的储存库, 以我国湿地为例,湿地哺乳动物有65 种, 约占全国总数的13%; 湿地鸟类300 种, 约占全国鸟
12、类总数的26%; 爬行类50 种,约占全国总数的13%; 两栖类45 种,约占全国总数的16%;鱼类1 040 种,约占全国总数的37%和世界淡水鱼总数的8% 以上。中国湿地还有高等植物1 548种, 其中被子植物1 322 种、裸子植物10种、蕨类植物39种、苔藓植物167 种。湿地集土地资源、生物资源、水资源、矿产资源、旅游资源等于一体。但是在人类活动长期影响下, 特别是近年来湿地过度开发与利用的影响下, 湿地被不断围垦、污染和淤积, 面积日益缩小, 物种逐渐减少。湿地生态系统的结构、功能、分布等的变化必然会对区域, 甚至更大范围的气候和气候系统造成一定的影响。3 全球变暖对湿地的可能影响
13、虽然全球变暖对湿地生态系统影响的研究在国内外都很有限, 但可以肯定全球气候系统的变化必将对湿地生态系统造成极大影响, 这可以从以下几个方面来分析:3.1对湿地水资源面积的影响在20世纪，北美洲、欧洲、澳大利亚和新西兰等地特有的一些湿地，50以上已经发生了改变171；我国3期全国湿地分布遥感制图也显示，近20年间我国湿地总面积减少了1146，这些都与气候变化不无关系。目前，国内外都在积极研制气候变化模式，且有了突破性的进展圆。气候因子中的气温与降水量的不同组合形式是地表自然界景观干差万别的基础，也是湿地形成、发育及不同生态特征差异的控制因素。气候变化能够影响湿地的水文情势，诱发侵蚀并改变湿地沉淀
14、速度，导致湿地景观面积的动态变化，是湿地扩张与萎缩的主要因素。Poiani等应用数学模型(WETSIM)研究了北部草原在气候变化下的动态响应，结果显示北部草原湿地景观面积变化与气候改变有良好的规律性。气候因子中，气温是控制湿地消长最根本的动力因素，气温升高能够引起湿地水温及土壤温度升高，因而湿地的蒸发量也增加。赵慧颖等采用回归统计方法得出呼伦湖面积在气温升高1时约减少2880 kmz如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!；Li等应用线性回归及主成分分析对黄河三角洲湿地景观格局进行了研究，认为湿地景观面积与径流量呈正相关，与温度呈负相关。除了气温的 显著影响外，降雨对湿地水文特征的影响最为明
15、显，降水量下降则减少湿地水源补给，影响湿地水资源的分布，因此湿地景观面积与降水具有正相关性。葛德祥等n。1采用灰关联分析法分析了辉河湿地面积与气候因子的关系，研究表明辉河当地植物生长期的降水量是影响辉河湿地面积变化的主导因子。从以上实例可以看出经典统计学方法在研究中的应用较为广泛，例如应用回归分析、主成分分析等统计学方法对气候因子与湿地景观面积进行数学建模；同时将灰色关联分析法等非统计学方法应用到湿地景观动态研究也具有重要的价值。气候变化还能够引发海平面上升，而河口湿地、滨海湿地及三角洲湿地面临的主要威胁来自气候变化，因而海平面上升对湿地景观格局的影响主要集中在这三类湿地的研究上。其中海平面上升对滨海湿地影响的研究模型主要包括海平面影响湿地模型(SLAMM)，特定区域的过程模型(POSSM)，湿地变化模型(WCM) 115
