全球变化生态学考试资料

全球化

?促进了产品、服务、劳动力、金融、资源及环境生产要素等的流动

?扩大了人类活动的范围和影响程度，加深了全球环境变化

全球变化

?全球变化( Global change)：包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈地球系统的变化?全球气候变化(Global Climatic change)：地质历史时期或仪器观测的气候记录的变化?全球气候变暖(Global Warming )：指全球的平均气温逐渐升高的现象。

政府间气候变化专业委员会

1988年11月，世界气象组织（WMO）和联合国环境署（UNEP）共同成立了政府间气候变化专业委员会（IPCC），组织全世界3000多的科学家开展全球气候变化科学评估活动。IPCC分别于1990年、1995年、2001和2007年完成了四次全球气候变化科学评估报告。联合国气候变化框架公约

1990年12月，第45届联大决定制订《联合国气候变化框架公约》；1991年2月正式启动谈判。

经过历时一年多共5轮谈判，1992年5月9日通过了《联合国气候变化框架公约》；

1994年3月21日生效。

《公约》谈判中各利益集团

欧盟（欧盟成立前称为西北欧国家或欧共体国家）

―伞形集团‖（由美、日、加、澳、俄等国家组成）

―77 国集团加中国‖

联合国气候变化框架公约京都议定书

1997年12月11日，通过了《联合国气候变化框架公约京都议定书》。议定书是气候公约第4条―承诺‖的一项补充，规定了发达国家在2008年至2012年的具有法律约束力的温室气体减排义务。

巴厘岛路线图”

《京都议定书》缔约方第三次会议于2007年12月3日到日在印尼巴厘岛举行。

本次会议就加强《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》的实施, 在未来两年谈判中制定有关安排而奠定政治基础。

巴厘路线图的三项决定

?旨在加《公约》规定的义务的执行, 即― 巴厘行动计划‖

?《京都议定书》下发达国家第二承诺期谈判特设工作组---关于未来谈判的时间表?《京都议定书》第九条下关于对议定书的审查。

《巴厘行动计划》主要内容

主要包括4个方面的内容。即减缓、适应、技术和资金, 也被形象地称为未来应对气候变化的四个― 轮子‖ 。其中, 减缓又包括发达国家的减排承诺与发展中国家的减排行动。

哥本哈根气候变化大会

?2009年12月7日至12月19日经过13天艰难谈判达成一项具没有法律约束力的协议

?来自世界192个国家和地区的政府、国际组织、非政府组织、学术团体和企业界的近4万名代表，包括119位国家首脑出席了此次大会，这在联合国历史上是史无前例的。

?在《京都议定书》第一承诺期即将到期的背景下，国际社会需要重新安排温室气体减排，就2012到2020年全球应对气候变化问题达成新的协议，为今后人类社会应

对气候变化指明方向。

?全球三大气候阵营依旧在温室气体排放量等关键议题上存在争议。曾经自视为应对气候变化领导者的欧盟态度转趋消极，缺少解决资金和技术转让问题的诚意。美国等伞形集团国家把发展中国家参与减排设置为前提条件，美国继续拒绝签署《京都议定书》。中国、印度、巴西、南非和77国集团坚持《京都议定书》继续有效，要求发达国家承担第二承诺期减排指标，并应考虑落后国家、岛屿国和非洲国家在应对气候变化方面的特殊需求。

政府间气候专业委员会( IPCC

?1988 年由联合国环境规划署及世界气象组织共同组建

?定期对气候变化从以下3个方面进行科学评估一、评价已有的气候变化科学信息

二、评价气候变化产生的环境及社会经济影响三、制定对策

世界气候计划(WCP)

?1979 年第八次世界气象大会上通过了一项关于―世界气候计划‖(World Climate Program, WCP) 的决议。

?WCP将气候系统视为由大气、海洋、冰雪层、陆地和生物五个部分组成的相互作用系统, 其热源为太阳辐射

组成世界气候计划(WCP)四个子计划

?世界气候资料计划(World Climate Data Program, WCDP)

?世界气候应用计划(World Climate Application Program, WCAP) 、

?世界气候影响计划(World Climate Impacts Program, WCIP)

?世界气候研究计划(World Climate Research Program, WCRP),

全球能量水循环试验( GEWEX

?旨在改善模拟全球降水和蒸发的能力，提供精确评估大气辐射和云的敏感程度以及水分循环、水资源对全球气候变化的响应

?科学目标为：①根据对大气和陆面特征的全球测量，确定水文循环和能量通量；②模拟全球水循环及其对大气、海洋和陆面的影响；③发展预测全球和区域水文过程以及水资源变化，及其对环境变化响应的能力；④促进观测技术、资料管理和同化系统的发展，使其适用于长期天气预报、水文和气侯预测。

全球能量水循环试验的四个子计划

?GEWEX大陆尺度国际计划（GCIP）

?GEWEX云系统研究（GCSS）

?GEWEX全球降水气候学（GPCP）

?GEWEX的水汽计划（GVaP）

国际地球生物圈计划( IGBP )

?IGBP 是一个跨学科的科学活动计划,优先研究的领域为几十年至几百年时间尺度内对生物圈影响最大、对人类活动最敏感、对业务预报最有先兆能力的那些全球变化。科学目标

描述和认识控制整个地球系统相互作用的物理、化学和生物学过程；描述和理解支持生命的独特环境；描述和理解发生在该系统中的变化以及人类活动对它们的影响方式。其应用目标是发展预报理论，预测地球系统在未来十至百年时间尺度上的变化，为国家和国际政策的制定提供科学基础。该计划具有高度综合和学科交叉的研究特点。

IGBP由8个核心研究计划

?1）国际全球大气化学计划（International Global Atmospheric Chemistry Project，IGAC）?（2）全球海洋通量联合研究计划（Joint Global Ocean Flux Study, JGOFS）

?（3）过去的全球变化研究计划（Past Global Changes, PAGES）

?（4）全球变化与陆地生态系统（Global Change and Terrestrial Ecosystems, GCTE）?（5）水文循环的生物圈方法（Biospheric Aspects of the Hydrological, BAHC）?（6）海岸带的海陆相互作用（Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone, LOICZ）?

（7）全球海洋生态系统动力学（Global Ocean Ecosystem Dynamics,GLOBEC）

?（8）土地利用与土地覆盖变化（Land Use and Land Cover Change, LUCC）?非政府组织

?非政府组织所具备的五个特征：组织性、民间性、非营利性、自治性和志愿性。政治学者王绍光在此基础上又提出了第六个特征，即公益性。其中公益性和非营利性是区分非政府组织与利益集团的最重要区别。在中国的环境保护领域里，活跃着一大批形形色色的非政府组织。其中较为著名的包括：自然之友、北京地球村、绿色家园志愿者

?案例一：云南生态网络在农村长期推广沼气应用

?用沼气替代柴薪，是中国开展清洁能源推广的重要内容。

?―沼-农经济模式‖可以归结为―三减、三赢

?云南生态网络与一家日本的民间组织R E P P 合作开展了一个推广农村沼气使用的项目。

?

生态学的定义

?生态学（ecology）是研究生物与周围环境和无机环境相互关系及机理的科学。它包括4个层次的内容：生物在其历史条件下的适应;种群的形成与发展规律；生物群落?（生态系统）的形成与发展规律；生态系统的结构与功能。

?生态学与其他学科的关系

?深入到自然科学和社会（人文）科学中，形成各自的分支学科。

?渗入到人类社会各种活动甚至思维和意识中。

环境（environment）概述

?1）环境的定义：环境是指生物有机体赖以生存的所有因素和条件的综合。

（2）环境因素（environment factor）：直接参加有机体物质和能量循环的组成部分。

生态因子

定义：生态因子（ecological factors）是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接作用的环境要素。

包括5种类型的因子：

?气候因子（光、温、水、空气等因子）；

?地理因子（经纬度、海拔高度、坡度、坡向等）；

?土壤因子（土壤物理性质、化学性质、肥力和土壤生物等因子）；

?生物因子（动物、植物、微生物等因子）；

?人为因子。

生态因子对生物的生态作用

1.光因子对生物的生态作用

?（1）光强的作用：生长发育、形态建构作用。典型例子—植物黄化现象（eitiolation phenomenon）。

?（2）光质的作用：光合作用影响

（3）光周期现象—生物对光的生态反应与适应

2．温度因子对生物的生态作用

?（1）温度与生物生长发育

生长：“三基点”——最低、最适、最高温度。

发育：植物的春化作用（某些植物要经过一个“低温“阶段才能开花结果）。?（2）生物对极端温度的适应

对低温适应——在形态、生理和行为方面的表现

3．水因子对生物的生态作用

4．大气因子对生物的生态作用

–（1）氧的生态作用；

–（2）氮的生态作用；

–（3）CO2的生态作用

5．土壤因子对生物的生态作用

?(1）土壤化学性质与植物的关系

?（2）植物的盐害和抗盐性

?（3）植物对土壤适应的生态类型

对PH值的适应——嗜酸性植物、嗜酸—耐碱植物、嗜碱—耐酸植物、嗜碱植物。钙土植物、盐生植物、抗盐植物

?（4）土壤污染的植物监测

种群的定义

?种群是一种特殊组合，具有独特性质、结构、机能，有自动调节大小的能力。种群是占据特定空间（地理位置）的同种有机体的集合群。

?种群是物种在自然界中存在的基本单位，又是生物群落的基本组成单位。

2．种群的基本特征

（1）分布格局（distribution pattern）——种群内个体空间分布方式或配置特点

2)年龄结构（age structure）——种群内不同年龄的个体数量分布情况。根据年龄结构划分三种种群类型：增长型、稳定型、衰退型。

（4）生命表（life table）——是指同生群在特定年龄中个体的死亡和存活比率的一张清单。

?同生群(cohort)——同时出生的个体种群

?作用（意义）：

?综合记录了生物体生命过程的重要数据；

?系统表示出种群完整生命过程；

?研究种群数量动态必不可少的方法。

种群的增长与调节

（1）马尔萨斯（Malthus）方程：又称指数增长模型。

Nt=N0ert 指数增长；

（2）逻辑斯蒂增长（Logistic growth）模型：是比利时学者Verhulst 1838年创立的。逻辑斯蒂增长模型是指种群在有限环境下，受环境制约且与密度相关的增长方式

种群大小的调节

?种群大小的调节是指种群大小的控制或者是指种群大小所表现的作用限度。

?调节种群大小的因素

◆非密度相关——外界（物理）因素，如降水、温度、土壤状况等。

◆密度相关（密度依赖）——内部的生物因素。

?自疏(self thinning)与-3/2定律：

◆自疏——指同种植物因种群密度而引起种群个体死亡而密度减少的过程。

◆–3/2定律——植物种群自疏过程中，其个体平均重量与种群密度成-3/2直

线斜率的变化。

生物群落的特征

定义：群落（community）是指在一定地段或一定生境里各生物种群相互联系和相互影响所构成的组合结构单元。

生物群落的基本特征

(1) 群落中的所有物种在生态上有相关性

(2) 群落与环境不可分割性

(3) 群落中各物种的重要性有各异性

(4) 群落有其空间和时间上的结构

生物群落内的种间关系

1、互利共生（互惠共生）（mutualisum）

–两种生物或两种中的一种，由于不能独立生存而共同生活在一起，或一种生活于另一种体内，互相依赖，各获得一定利益的现象

2、寄生（parasitum）——某一物种的个体居住于另一种物种个体的体内或

–体表从中吸取营养而生活的现象。

3、腐生（saprophytic）——一些生物有机体只利用腐朽有机物生存的现象。

4、竞争

5、他感

生物群落的演替

?定义：演替（Succession）是指一个生物群落被另一个生物群落所代替的过程。?原因：

?环境变化；繁殖体的散布；物种间相互作用；人类活动的影响。

?类型：按演替的起始条件划分为：

?原始演替（primary succession）——开始于原生裸地上的群落演替。

?次生演替（secondary succession）——开始与次生裸地（如森林砍伐迹地、弃耕地）上的群落演替。

?世界植被的分类

1．密林（Closed forest）：树高大于5m，树冠连续

2．疏林（Woodland）：树高小于5m，树冠不连接

3．密灌丛（Scrub）：簇生，h为0.5~5m

4．短灌丛（Dwarf-scrub）

5．陆生草本群落（草本植被）(Herbaceous vegetation)

?稀树草原（萨王纳）（Savamna）：非洲分布广，干旱

?草原(Steppe)—温带地区的地带性植被类型

?草甸(Meadow)—不呈地带性分布，高纬度，高海拔地区

6．荒漠（Deserts）

生态系统

生态系统是完整的系统，不仅包括生物复合体，而且还包括人们称为环境的全部物理因素的复合体。这种系统是地球表面上自然界的基本单位。

1. 食物链与食物网——生态系统能量流动的渠道

(1) 食物链（food chains）

①定义：食物链是指初级生产者获得光能后制造的食物供给各级消费者形成以

食物营养为中心的链索关系。

②类型：掠食链、寄生链、腐生链

(2) 食物网（food web）

①定义：许多长短不一的食物链互相交织成复杂的网状关系。

②营养阶(trophic levels)——食物网内从生物到生物的消费者阶梯。处于食物网

某一环节上所有生物种总和。

2．生态金字塔（ecological pyramid）

–反映生态系统的营养结构与营养机能的锥体图解模式。

–数量金字塔、生物量金字塔、能量金字塔

生物圈2号”

1991年9月26日在美国亚利桑那沙漠里占地1·5万平方米的全封闭式人工模拟生态系统，只有阳光可以照射进去，包括9种不同的生态类型：热带雨林、灌木林、草地、淡水沼泽、海水湿地、沙漠、深海（珊瑚礁等）、农田、楼房（包含人工风雨装置），引进物种3800多个、有4男4女住进，希望在这里可以获得（产生）足够的食物、水和空气，供这8位科学家生活2年。

生物多样性

生物多样性是指有机体及其赖以生存的生态复合体（ecological complex）之间的多样性和变异性。

生物多样性的价值

（1）直接经济价值——为人类提供最广泛最重要的资源直接享用。（2）间接经济价值——对环境的影响过程和生态系统的公益情况。主要是保护水资源、保护土壤、调节气候和处理废物。（3）伦理价值——精神和美学价值。

生物多样性的分布格局

(1) 时间分布格局——主要是指地质历史时期生物多样性的变化。(2) 空间分布格局：纬

度梯度格局（地球总体分布格局）——指不同地理纬度生物多样性的变化，海拔高度不同的变化。具体地说，目前全球生物物种多样性的分布是从热带亚热带温带寒带的地理梯度减弱。在全世界中，有12个国家的物种多样性最为丰富，它们拥有全世界60~70%的物种。

最大分布格局——由于历史原因或生境适宜某一些生物类群所达到的最大多样性。

相关分布格局——不同有机体类型之间，物种丰富度分布的相关性。

物种多样性丧失的原因

(1) 人口膨胀，资源利用不断增加

(2) 物种赖以生存的生境受破坏，热带雨林受威胁

(3) 生境片断化、生境退化与污染

(4) 外来种引入和外来病害的入侵和传播

(5) 对资源的过度开发

全球气候变化和生物多样性

?生物学的改变

蛙类提早产卵。蝴蝶分布区向北方扩展

一些生物多样性丰富区已经受到影响。哥斯达黎加的鸟类。