1、吴建国周巧富李艳( 1 中国环境科学研究院,北京 100012; 2 沈阳农业大学,辽宁 沈阳 110866)鹤迁徙路径发生改变6; 近 20 年来,气候变化使 120 种鸟分布范围改变,其中东洋界 88 种,古北界 12 种,广布种鸟 类 20 种7; 太白山的鸟类 30 年下降了 12 3% ,分布不断 向上迁移8; 气候变化使郑州黄河湿地鸟类 15 目 36 科115 种,多样性呈上升趋势,部分东洋界鸟类分布区向北 扩散到郑州黄河湿地,部分鸟类居留型发生变化9。气候变化使物种丰富度和多样性改变,引起一些物种 灭绝。如,青海湖地区气候暖干化,与上世纪中期相比,豆 雁、灰头鸫、白头鹞、鹌鹑、
2、白背矶鸫和文须雀等 26 种鸟类 从湖区消失; 青海湖湖周曾有北山羊和藏野驴、豹猫、猞猁 分布,目前已消失,藏野驴、野牦牛、藏羚绝迹; 普氏原羚曾 分布于内蒙古、青海和甘肃等,由于气候变化和人类活动 影响,现仅分布于青海湖地区10; 气候变化和人类活动影 响,使荒漠区一些动物( 新疆虎、蒙古野马、高鼻羚羊、新疆 大头鱼、盐桦和三叶草) 在野外绝灭11。气候变化下,内 蒙古典型草原、羌塘盆地、青藏公路 124 道班、若尔盖、青 南高原植物群落建群种重要值下降5。气候变化引起群落结构发生改变、林线上升。如,应 用样带网格调查法研究表明,气候变暖使岳桦 苔原过渡 带整体向上迁移,岳桦向苔原侵入程度加
3、剧12; 气候变化 使新疆准噶尔盆地南缘天然梭梭群落初萌的植物幼苗大 量夭亡,梭梭种群呈现衰退趋势13。气温升高使五台山 高山带一些植物种类向上爬升14; 云南西北部灌木入侵 到高山草甸中,使林线上升15。气候变化引起有害生物的范围改变、危害加剧。气候 变化使有害生物分布范围改变、危害加剧。气候变暖扩大我国是世界上生物多样性最丰富的国家之一,气候变化对生物多样性已造成了一定影响,未来将产生更为深刻 的影响,建立有效适应对策将是生物多样性保护面临的重 大课题1。国际上一些国家和组织已经提出了生物多样 性保护适应气候变化的一些对策,我国还没有提出过这些 适应对策。为此,在总结相关研究的基础上,对我
4、国生物 多样性保护适应气候变化对策进行探讨,希望为相关决策 提供一定的依据,为进一步开展相关研究提供参考。气候变化对生物多样性的影响11 1已经发生的影响20 世纪气候变化对生物物候产生了一定影响。例如,在温度、日照和降水变化共同影响下,青海省大杜鹃的物候提早,绝鸣期推迟,始和绝鸣期间隔日数延长2; 气候 变化下,家燕绝见期推迟,始、绝见间隔期明显延长3。气候变化对植物物候产生了一定影响,如甘肃省玛曲 县亚高山草甸华灰早熟禾抽穗期、开花期、成熟期、黄枯期 每 10 年分别都提前4。气候变化下,植物春季物候 ( 芽 萌动期、展叶期、始花期) 提前地区集中在东北、华北以及 长江下游,38 种木本植
5、物和 6 种草本植物变化显著; 秦岭 以南、西南东部、长江中游等地区春季物候推迟5。气候变化对动物分布和迁移产生了一定影响。如,气 候变化下,亚洲盘羊目前主要集中在有限区域; 绿孔雀目 前仅分布在云南西部、中部和南部,华南梅花鹿分布范围 减小1。斑嘴鸭在 20 世纪 90 年代以前在渤海地区是夏 候鸟,冬季气候变暖,目前成为这里留鸟,气候变化也使灰收稿日期:2010-06-21作者简介:吴建国,博士,研究员,主要研究方向为气候变化影响及适应。基金项目:国家“十一五”科技支撑专题( 编号: 2007BAC03A02 06) 。摘要 基于气候变化对生物多样性影响的总结分析,初步提出了我国生物多样性
6、保护适应气候变化的对策。气候变化对生物物候、 分布、迁移活动、群落结构、栖息地质量、生态系统和景观多样性都产生了一定影响,未来将产生更深刻的影响。我国生物多样性保护 适应气候变化需要从物种有效保护、自然保护区规划与管理、灾害防御等方面进行。关键词 气候变化;生物多样性;适应对策中图分类号 Q948文献标识码 A 文章编号 1002 2104(2011)03 专 0435 05凤眼莲适合区16、使入侵植物加拿大一枝黄花入侵范围增加17。气候变化引起物种栖息地退化。如,呼伦贝尔沙地总 体气候暖干化趋势显著,气温升高、降水量减少、蒸发量增 加和极端气候事件增多,使流动沙地面积增加,植被盖度 下降、沙
7、漠化扩展18; 环青海湖地区 l976 年来年平均气温 和四季气温均呈上升趋势,年降水量及春、夏、冬季降水量 自 90 年代呈现减少趋势,秋季降水呈减少趋势,使河流流 量减少、湖泊水位下降、草地退化19。气候变化引起植被及景观多样性改变。例如,气候变 暖使西南喀斯特地区植被发生改变20; 贺兰山东西两侧 腾格里与毛乌素两大沙漠南缘气候整体趋于暖干化趋势, 植被覆盖度随之变化21; 1971 2000 年地处黄河上游的 若尔盖湿地气温升高、降水量减少、蒸发量增大,使地表径 流量减少、湿地面积减少、沼泽旱化、湖泊萎缩22; 20 世纪60 年代以来,白洋淀湿地生物多样性减少,人类开发和利 用水资源
8、等活动加剧了湿地退化23,使景观多样性改变。 总之,20 世纪的气候变化对生物物候、分布、迁移活 动、群落结构、栖息地质量、生态系统和景观多样性都产生了一定的影响。 2100 年时段呈现增加趋势,其它植物呈现减小趋势,沙打旺 2051 2080 年到 2081 2100 年时段向东北高纬度一些区域扩展,其它植物将主要向昆仑山、柴达木盆地、祁连山西部、阿尔金山和帕米尔高原等高海拔一些区域扩展29; 气候变化下,短叶假木贼、裸果木、梭梭、膜果麻黄、驼绒藜和喀什膜果麻黄目前适宜分布范围减小,短叶假木贼和梭梭新适宜及总适宜分布范围从 1991 2020 年时段 到 2051 2080 年时段增加,20
9、51 2080 年到 2081 2100 年时段减小,其它植物从 1991 2020 年到 2081 2100 年 时段减小,喀什膜果麻黄和驼绒藜适宜分布范围极大减小 并破碎化,其它植物将向目前适宜分布区的西部、西北或 青海西南部、及昆仑山、阿尔金山和祁连山区扩展30; 气 候变化下,珙桐目前分布区范围将缩小,新适宜范围将主要向西部和西南部扩展31。气候变化下,桫椤、水青树、十齿花、青檀、桃儿七、太白红杉和山白树目前适宜分布范围将缩小,就植物新适宜及总适宜分布范围,太白红杉和 山白树在 1991 2020 年到 2081 2100 年时段呈现减少 趋势,其它植物却呈现增加趋势,气候变化下,太白
10、红杉将 失去适宜分布范围,其它植物将主要向北部、东北部、西 部、西南或西北部一些区域扩展32。气候变化下,就目前 适宜分布范围而言,观光木变化不大,鹅掌楸、独叶草、草 苁蓉和刺五加减小; 就新适宜及总适宜分布范围,观光木 呈现增加趋势,其它植物呈现缩小趋势,观光木和鹅掌楸 向目前适宜分布区北部一些区域扩展,独叶草向西南一些 区域扩展,草丛蓉和刺五加到 2080 2100 年时段适宜范 围基本上散失33。气候变化影响下不同植物分布范围变 化不同。未来气候变化将使物种优势度改变。应用 LINKAG- ES 模型发现温度增加 5 ,降水没有明显变化情况下,高 山月华林仍为优势种,但云杉、冷杉、落叶松
11、等一些伴生树 种数量明显增加34; 应用林窗模型 2FAREAST 模拟气候 变化对中国东北主要类型森林影响表明气候增暖不利于 东北主要森林类型生长,主要针叶树种比例下降,阔叶树 比例增加; 温带针阔混交林垂直分布带有上移趋势35; 未 来 50 年气候变暖和 CO2 浓度倍增情景下,黑龙江宜春地未来的影响未来气候变化将使物种分布范围改变、多样性降低。 气候变化对动物物种影响主要包括使行为、物候和分布、 种群大小和丰富度、多样性改变24。气候变化下,滇金丝 猴目前适宜分布范围将减小,目前适宜分布区东北及南部 适宜范围 将 缩 小,西部和西北及东南部适宜范围将扩 大25; 大熊猫目前分布范围将缩
12、小,新适宜分布范围将主 要向西部和西北方向扩展26。气候变化下,鹅猴羚( 柴达 木盆地) 、鹅猴羚( 南疆亚种) 、草原斑猫、蒙古野驴、石貂、 野骆驼目前分布区的东部、东北和南部一些范围将缩小, 新适宜分布区将向西部和西北部方向扩展27。气候变化将对植物分布也有极大影响。总结分析过35 种植物物种中,分布范围减少的有 29 种,包括: 马尾松、 云南松、油松、珙桐、秃杉、白桦、冷杉、云杉、华北落叶松、 紫果云杉、杉木、峨眉栲、元江栲、高山栲、瓦山栲、包石栎、 滇石栎、乌冈栎、巴东栎、刺叶栎、匙叶栎、滇青冈、曼青冈、 黄毛青冈、云南樟、宜昌润楠、山楠、桢楠和银木荷; 分布范 围增加的有红松、长白
13、落叶松、蒙古栎和青冈; 分布范围没 有改变的为山杨; 分布范围从我国范围消失的为兴安落叶 松28。气候变化下,密枝喀什菊、肉苁蓉、沙打旺、四合 木、松叶猪毛菜、新疆贝母和伊贝母目前适宜分布范围呈 现缩小趋势; 就新适宜及总适宜分布范围而言,密植喀什 菊 1991 2020 年到 2051 2080 年时段呈现增加趋势,之 后减小; 沙打旺总适宜分布范围从 1991 2020 年到 20811 2区采伐地上演替发育起来的红松阔叶混交林中的落叶松、山杨和白桦优势度将减弱36; 未来 100 年中,东北森林将快速衰退,一些针叶树将被阔叶树取代37。气候变化将影响我国害虫、疾病和杂草等入侵种分 布。如
14、气候变暖将扩大凤眼莲适合区,将造成一些地区虫 害和病害传播范围扩大,虫口密度增加,危害增加20,38。气候变化将要使土地荒漠化和水土流失增加,物种栖息地退化和破碎化加剧。气候变化使青藏高原土壤冻蚀、西北风蚀和黄土高原水土流失增加,荒漠化和次生盐碱化。未来气候变化将使植被分布格局改变、使一些区域景观多样性降低。到 2100 年全球平均温度升高 1 3 5 情 景下可能使我国森林植被带北移,尤其是落叶针叶林的面 积减小较大,甚至可能移出我国境内; 温带落叶阔叶林面 积将扩大,较南森林类型取代较北的类型,华北地区和东 北辽河流域可能草原化,西部沙漠和草原略有退缩,被草 原和灌丛取代,高寒草甸分布可能
15、略有缩小41,平均温度 升高 2 4 、年降水量增加 9% 20% 情景下,将使内蒙 古草原植被面积显著减少,南部界限将大幅度北移42; 气 候变化下青藏高原东南部的山地植被将有明显的森林化 趋势,森林面积可能增加 6 4% ,尤其是热性与温性森林 面积增加; 高山草甸面积将显著减小,大都转为山地寒温 针叶林,高寒草原面积减小过半,多转为温性草原43; 西 南喀斯特地区植被将发生较大变化20,这些影响将改变 区域生态系统和景观的多样性。总之,未来气候变化将对我国生物多样性产生更深刻 影响,包括对物种物候、分布、优势度和丰富度、栖息地、生 态系统及景观多样性等都产生深刻的影响。气候变化的对策包括
16、:( 1) 系统评估气候变化对生物多样性的影响,确定脆 弱性。我国是生物多样性丰富的国家,气候变化对生物多 样性的影响及脆弱性方面并不十分清楚。为了提高生物 多样性保护适应气候变化能力,需要对生物多样性对气候 变化影响的脆弱性有系统认识,需要进行物种及生态系统 适应气候变化敏感性分析,找出对气候变化最敏感的物 种、生态系统或资源,识别对气候变化影响较脆弱物种,为 生物多样性保护适应气候变化提供依据。( 2) 监测生物多样性对气候变化的响应。物种消失 不能完全归因于气候变化,还包括土地利用对栖息地破坏 等影响,需要建立生物多样性适应气候变化监测方法,完 善生物多样性保护应对气候变化监测体系,及时
17、监测气候 变化对物种丰度与分布、生境范围与状况、生态系统结构 与功能等影响。( 3) 加强物种就地保护,建立濒危物种繁育基地,扩大物种种群数量。针对气候变化下物种局地脆弱性增加,需要开展物种就地保护,增强物种在原分布区适应气候变化能力,包括发展保护区、植物园、动物园、水族馆、种子贮 藏和微生物贮藏技术,发展保护植物种子库、孢子库、染色 体保藏技术,帮助植物授粉; 补充物种水源和食物源对策 等。珍稀濒危物种数量少,分布范围窄,对气候变化自然 适应能力差,一些物种在气候变化后将可能更加脆弱,需 要进一步开展珍稀濒危物种繁育工作,扩大珍稀濒危物种 种群数量,增加自然适应能力。( 4) 加强物种迁地保
18、护,开发物种遗传保护技术。针 对气候变化将导致物种在新的栖息地,开展物种的迁地保 护,帮助物种适应气候变化,包括在植物园、动物园等开展 物种引种繁育进行异地保护,建立异地保护繁育基地,进 行种源引种示范,开发人工种群引种技术,进行遗传资源 就地建立隔离区及收集保存对策。气候变化后将导致一些物种濒临灭绝,对这些物种开 展遗传保护技术研究,开展物种遗传保护对策,包括开展 物种基因保护、组织培养、染色体保护; 遗传基因多样性分 析等。( 5) 控制有害生物危害,帮助物种迁移,增加物种自 然适应能力。针对气候变化将可能使有害生物分布范围 扩大,危害增加,建立有害生物控制对策,包括建立监测预 警体系,开
19、发灾害控制技术,采取灾害治理和灾后恢复技气候变化影响下生物多样性的脆弱性2生物多样性对气候变化影响的脆弱性表现在气候变化影响下物种分布范围减少、破碎化和散失、丰富度下降、 多样性降低、种群数量减少、有害生物泛滥、物种灭绝、栖 息地退化或消失、水源和食物短缺、生态系统及景观多样 性降低、功能衰退。最脆弱的物种包括: 具特殊生理属性、 分布在山区及分布地理范围严格限制的物种和分布在特 别脆弱生态系统中的物种。最脆弱的生态系统包括: 海岸 湿地、红树林、岛屿、冻原、高山和山地生态系统、寒温带森 林、热带森林、海洋珊瑚礁和海冰生物群24,44。我国生物多样性对气候变化影响的脆弱性主要包括: 气候变化下
20、物种分布范围缩小( 如白唇鹿、大熊猫) 、破碎 化和目前栖息地散失,物种多样性和丰富度降低,有害生 物范围扩大、危害增加,物种脆弱性增加、灭绝速率加快, 水源和食物短缺,栖息地退化和破碎化,生态系统及景观 多样性下降,植被群落逆向演替,生态系统关键种改变等, 一些古老生物种质遗传资源散失。生物多样性保护适应气候变化的对策3对生物多样性而言,适应气候变化是指生物多样性各要素应对气候变化影响的脆弱性所进行的各种调整过程、术对策,包括对病虫害、杂草、鼠害、入侵生物进行严格控制,减少其危害。气候变化下,物种迁移速率将不及气候变化速率,一 些物种迁移将受到物理屏障影响,需要人为帮助物种进行 适应性迁移,
21、包括植物繁殖体、鸟类、水生生物的迁移,建 立长距离迁移物种的通道,人为进行引种、撒种,消除物种 迁移的障碍等。( 6) 保护、恢复和重建物种栖息地及生境,加大生物 多样性关键区保护。针对气候变化对栖息地的不利影响, 减少放牧、森林和水体的破坏,减少自然灾害,恢复退化栖 息地,严格保护脆弱栖息地、重建严重退化栖息地,连通破 碎化栖息地。生物多样性关键区需要建立区域性适应对 策,进行集成性适应。结合社区基础的保护对策,把生物 多样性保护与社区发展结合起来,发展生态补偿、生态旅 游和多物种、栖息地和生态系统及景观的综合适应技术对 策。( 7) 建立自然保护区网络和物种迁移走廊,扩大非保 护区型的保护
22、地范围。在自然保护区管理目标和战略中 考虑适应气候变化,考虑动植物长距离迁徙,减少对自然 保护区和物种的威胁。开展监测体系建设、建立保护区网 络和物种迁移走廊,开展自然保护区规划技术。考虑自然 保护区周边适应性管理对策,在自然保护区周围创造和恢 复缓冲区和栖息地镶嵌体。我国已建立多种类型的自然保护小区、风景名胜区、 森林公园、地质公园、水利风景区、农田保护区、海岸公园、 野生动物公园、文化保护区,也开展了栽培区、城镇建设区 生物多样性的保护,需要把适应气候变化的对策纳入到这 些保护地工作中。( 8) 建立生物多样性保护灾害防御体系,减少其它不 利影响。气候变化将使灾害发生的频率和强度增加,对生
23、 物多样性带来不利影响,需要建立高温、干旱、低温、火灾 等防御体系。需要把气候变化对生物多样性影响的考虑 纳入相关国家政策、方案和计划中,将短期内保护脆弱生 态系统和物种的努力与帮助生物多样性适应气候变化的 长期目标结合起来。在自然资源管理和土地利用规划框 架中,充分考虑气候变化和生物多样性的因素,防止由于 资源和土地过度利用对气候变化及生物多样性造成的影 响; 严格环境保护和污染治理,减少污染对栖息地的影响。( 9) 加强国际合作交流,提高生物多样性公约履行 能力。我国是联合国气候变化公约、生物多样性公 约、联合国防治荒漠化公约、国际重要湿地公约等 国际重要公约缔约方。公约的履行能力增强将提
24、高生物 多样性适应气候变化能力。结语4气候变化下生物多样性变化包括许多方面,目前观测到气候变化对生物多样性影响方面还十分有限,更多方面 需要监测分析。目前分析气候变化对物种分布影响中,涉 及物种种类还有限,对物种多样性和丰富度方面分析不 足。目前适应方面总体上还是一些总结和评价,还没有形 成系统定量化研究。一些适应措施在目前和将来效果可 能非常有限,缺少适应的经济分析和具体的技术方面的系 统研究。生物多样性保护对气候变化影响适应不是孤立 的,需要与整个环境保护结合起来,需要与其他行业和领域的适应结合起来,如与生态功能示范区建设结合起来,与农林业等适应结合起来。同时,生物多样性保护适应气候变化需
25、要充分地考虑人类活动对生物多样性的影响。( 编辑: 王爱萍)参考文献1气候变化国家评估报告编写组 气候变化国家评估报告( R) 北 京: 科学出版社,20072祁如英,祁永婷,郭卫东,等 青海省东部大杜鹃的始绝鸣日期对 气候变化的响应J 气候变化研究进展,2008,4( 4) : 225 2293李世忠,唐伍斌,唐欣 气候条件对家燕物候期变化的影响J安徽农业科学,2009,37( 18) : 8531 8532,86404姚玉璧,张秀云,王润元,等 亚高山草甸华灰早熟禾对气候变化 的响应J 应用生态学报,2009,20( 2) : 285 2925袁婧薇,倪健 中国气候变化的植物信号和生态证据
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35、al issues for biodiversity conservation Thestrategies of adaptation to climate change for the biodiversity in China were suggested based on the review of the impacts of climate change on biodiversity in China Climate change in China has caused changes in phonological phase,distribution of species,st
36、ructure of community,quality of habitity,ecosystem and landscape diversity,etc ,and in future,climate change in China would cause severe impacts on biodiversity The adaptation to climate change for biodiversity in China should consider the monitoring and assessment of cli- mate change impacts,effectively species protection,planning and management of the protected area,disaster prevention,etc Key words climate change; biodiversity; the strategies of adaptation