全球气候变化对对生物多样性的影响

《保护生物学》期末考查

姓名: 学号：

一、简述生物多样性的价值

生物多样性具有直接价值、间接价值、选择价值、遗传价值及存在价值，还具有巨大的无形资产。

1、直接价值

生物多样性的直接价值表现在当地消耗使用价值（如食物，消费等）和生产使用价值（野外收获进入贸易市场）。地消耗使用价值，是指诸如猎物、薪柴等在当地消耗而不进入国内或国际市场的物品的价值。生产使用价值是指从野外收获、在国内或者国际商品市场销售的产品价值。

2、间接价值

生物多样性的间接使用价值一般表现为涵养水源、净化水质、巩固堤岸、防止土壤侵蚀、降低洪峰、改善地方气候、吸收污染物，并作为二氧化碳汇集在调节全球气候变化中的作用，以及宜人价值（生态旅游、自然史与教育）等。

3、选择价值

生物多样性的长期价值也是选择价值或者潜在价值。今天，没有人敢确定现在还未被利用的那些物种在将来也不会有利用的价值（一些具药用的物种）。栽培植物的野生亲缘种究竟能提供多少对农林业发展有用的遗传材料也很难确定。

4、存在价值

生物多样性的存在价值，指伦理或道德价值，自然界多种多样的物种及其系统的存在，有利于地球生命支持系统功能的保持及其结构的稳定。存在价值常常受保护愿望来决定，反映出人们对自然的同情和责任。一个物种的存在价值有多大，它的消失究竟带来多大的损失，目前人们还难以准确评估，正如人们不能评估一只恐龙的存在价值一样。 生物多样性的存在价值也可以是收益价值或遗产价值——为保护子孙后代的某种价值而愿意支付的价值总和。

二、论述全球气候变化对对生物多样性的影响

全球变暖研究最早从1824年法国物理学家Fourier提出温室效应的概念开始，至今己开展了将近200年，现在全球变暖己成为一个公认的事实。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告指出，1880-2012年全球地表平均温度己升高0.85℃。自1950年以来，气候系统的许多变化是史无前例的，科学家认为1983-2012年可能是北半球近1400年来最暖的30年，如果没有积极有效的措施，预计到21世纪末，全球年平均气温将比前工业时代至少上升1.5℃[1]。

1950-2010年间，全球有约5.7%的陆地面积发生了主要气候类型的转变，包括：干旱气候类型以及高纬度大陆气候类型的扩张、极地和中纬度大陆性气候类型的缩减、温带、大陆性以及极地气候的显著向极移动、热带和极地气候的海拔增长[2]。在中国，到2010年，己经能在气候带交界地区（约全国7.5%的陆地面积）诊断到气候带的变化，包括：东北地区温寒混交林气候向温带落叶林气候的转变：青藏高原苔原气候（ET）的消失；中国西南地区温带冬早气候的西进北抬。到21世纪末，全国将有超过52.6%的面积发生气候类型的转变[2]。

全球气候变暖对生物多样性具有大尺度的综合性影响。过去的气候变化已使物种物候、分布和丰富度等改变，使一些物种灭绝、部分有害生物危害强度和频率增加，使一些生物入侵范围扩大、生态系统结构与功能改变等。未来的气候变化仍将使物种物候和行为、分布和丰富度等改变，使一些物种灭绝、使有害生物爆发频率和强度增加，并将可能使生态系统结构与功能发生改变等[3]。

我将从陆地、湖泊和海洋生物多样性三个方面论述全球气候变暖对生物多样性的影响。

1、对陆地生物多样性的影响

气候带北移、两极冰山退缩，植物向高纬度地区、高海拔山地移动[1,4,5]。到2100年，全球陆地表面49%的植物群落以及全球陆地生态系统37%的生物区系发生改变，同时在无任何减排努力、全球升温4℃的最悲观模型中，全球植物多样性的平均水平将下降9.4%[4]。海平面上升，海滨植物大面积萎缩、生物入侵加剧；植物种间竞争关系发生改变，优势种改变；早春温度提前升高，植物物候节律改变；荒漠草原区土壤增温使得植物群落发生演替，植物数量减少，植物物种加速灭绝[4]。以及森林群落生产力下降，森林火灾和病虫害威胁加大[1,5]等。

野生动物的分布区整体上向北移，如鸟类的北扩或西扩[6]，昆虫向两极和高海拔地区扩展[7]，种群灭绝风险增加、物种多样性降低，如蝴蝶[8]。物候期提前，加快昆虫的生长发育，

导致昆虫发生期提前[7]。动物的繁殖及其种。种群的大小，不同的种类做出不同的响应[9]，如某些低温适生种的昆虫种群逐渐萎缩，种群密度下降，而高温适生种的昆虫种群密度上升

[7]。

全球气候变暖将使更多的野生动物无所适从，极端天气的发生概率上升[10]，干旱、异常的下雨格局和大雾天气等对两栖类的生存具有重大的影响，使得两栖类数量下降[11]。在高温和低温条件下，脊椎动物卵孵化成功率下降，幼体的功能表现相对较差。极端高低温则直接导致胚胎畸形和死亡。对于爬行动物和鱼类中一些温度决定性别的物种，胚胎发育经历的温度能决定其性别分化，全球气温变化可能改变这些物种的性比率。卵生爬行类的卵在水分过高或过低都可导致胚胎的死亡，同时环境湿度也可影响胚胎发育、孵化成功率、孵化期以及幼体的形态及运动表现等[12]。气候变暖也是威胁爬行动物多样性的一个重要的因素，在中国的461种的爬行动物中除69种缺乏数据外仅有175个种是处于无危状态[13]。

在气候变化和人为因素下，青藏高原气候发生了显著变化，一些哺乳类动物消失[14]。温度升高对青藏高原的土壤动物具有显著的抑制作用，全球气候变暖在短期内将会对高寒草甸土壤动物群落产生不利的影响[15]。

气候变暖使植物、传粉者的物候发生变化，并通过影响植物的开花时间和传粉者活动时间、群落结构变化，促使其地理分布向更高纬度和更高海拔扩散，导致两者在物候时间上的不同步和空间分布的不匹配。而对气候变暖导致植物和传粉者间物候和地理分布错配所引发的互作改变、甚至解体，传粉网络可通过自身网络结构及快速进化来缓冲和适应[16]。同时物种适热性差异，导致昆虫与寄主植物同步性改变[7]。另外，全球气候变化也会通过作用于野生动物的食物链锁关系而影响其种群的分布[9]。全球气候变暖使得气候带变化[2]，生境丧失和碎片化使得生物多样性急剧减少[3,7,8,9,11,13,17 ]。

2、对湖泊生物多样性的影响

在全球变暖的大背景下，淡水湖泊中浮游植物群落结构正朝着蓝藻占优势的方向发展；气温升高、分层期提前、冰期缩短均造成浮游植物春季物候提前；在营养盐充足的湖泊，气候变暖通过延长生长季节使得初级生产力提高[18,19]。营养增加和气候变暖在促进蓝藻水华发生频率方面扮演着重要角色，温度升高能直接或间接促进蓝藻水华发生，使生物多样性下降，而在贫营养湖泊初级生产力受其影响反而降低，使得清水稳态更稳定[18,19]。因此，气候变暖对于不同湖泊的浮游植物与沉水植物和浮水植物的竞争的影响是不同的。

湖泊生态系统中的动物包括浮游动物、底栖无脊椎动物和脊椎动物(鱼类)。这些都是变温物种，缺乏温度补偿机制，在外界温度变化的情况下不能及时自我我调节，尤其是在生殖

期这一温度最敏感期，往往温度的变化会导致出生率及存活率大大降低，对整个种群造成不可恢复的破坏甚至有可能导致整个生物种群的灭绝[19]。气候变暖还可能造成鱼类分布、丰富度以及群落结构的改变，尤其是冷水性鱼类[20]。

气候变暖对水禽的影响更为明显，改变鸟类迁徙的时间和路线，并可能缩短鸟类迁徒的距离。气候的变化不仅影响鸟类在大范围内的水平运动，也同样影响山地居留鸟类的垂直运动，这种影响是气候变暖与其所引起的植物群落沿海拔变化共同作用的结果[3,14]。

3、对海洋生物多样性的影响

全球生物与浮游植物多样性。全球升温会降低海洋中的初级生产力；影响浮游浮游植物物种的分布，使得暖水种的分布范围向两级扩张，而冷水种分布范围缩小；影响浮游植物的物候学，在富营养化的水体中，会对水华时间和强度产生影响；浮游植物的细胞以及群体大小有减小的趋势。全球气候变暖也对洋流，海水酸度产生了影响，进而也影响浮游植物的多样性[21,22]。

海表温度升高导致浮游植物丰富度减少，随后引起以藻类为食的挠足类和更高营养级浮游动物减少，因此，海洋挠足类生物的多样性以及生物地理学分布在气候变化的影响下也会发生变化[23]。

近几十年来珊瑚白化及死亡频率和范围逐渐增加，这与气候的急剧变化密切相关[23,24]。海表温度上升导致珊瑚减少，珊瑚礁鱼类种群的大小、结构、密度和营养成分会随之发生改变[23]。同时，一些鱼类种群的分布区域趋向于向深海或高纬度水域迁移，一些暖水性鱼类的种群密度和数量都有所增加，而冷水性鱼类则相反，极地地区的鱼类可能会灭亡；此外，一些适应于高温生长的鱼类入侵种也会增加[24]。

调查中发现，随着海平而及海水温度的上升，海鸟的丰富度降低，海鸟的群落组成也受到了影响[9]。对海洋哺乳类来说，而随着温度上升，鳍足类和鲸类在低纬度地区的分布减少，而高纬度地区会则会增加[24]。

另一方面，随着温度升高，病原繁殖与生存率升高，疾病传播速度加快，宿主对病原的敏感性增强，包括细菌、真菌和病毒等多种病原微生物的增殖都与温度正相关[23,24]。由于气候变化所导致的传染性疾病的增加将会严重损害多种海洋生物的健康。

总之，全球气候变暖将对生物多样性产生深远的影响，不同地区的生物多样性随着气候变暖会有不同的响应，有的地区生物多样性降低，有的地区生物多样性上升，但对于整个生物圈来说，生物多样性是下降的。气候变暖后，会使气候带发生改变，相应的动植物的分布也会发生变化，使得动植物向两级、高海拔或深海（指动物）迁移，其中鸟类等迁移能力强

的物种具有明显的扩布现象。而迁移困难，或者遇到迁移障碍的物种则面临生存困境。极地地区随着气候变暖，生存空间将变得更小，使得该地区的生物面临更大生存压力。另一方面，气候变暖会导致病虫害发生的频度和强度加强，严重危害动植物健康，破坏生态系统的稳态。气候变暖也使得，外来入侵物种，特别是热适应或耐热物种加快入侵，加速破坏原始生态系统。气候带的改变，气温、湿度发生的改变，使得生态系统多样性的改变，一些气候类型的消失，将导致相应的生态类型的消失。同时，对于不同地区物种的丰富度也将发生改变，气候变化导致群落中优势种发生变化，从而改变了整个群落结构。气候变暖对动植物的生殖发育产生了重要的影响，使动植物物候期提前，植物提早开花，昆虫生长期变短等；影响卵生脊椎动物的胚胎发育等。综合上述，全球变暖将严重危害全球的生物多样性，也会对人类的生产生活造成很大的影响。

参考文献

[1] 吴立素，陈杰，宋飞，庄嘉．全球变暖对森林生态系统的影响[J]. 安徽农业科学, 2016, 44(8):174-176.

[2] 禅铎. 全球变暖背景下地球表面温度和气候带变化的检测、归因与预测[D]. 南京大学, 2015.

[3] 吴建国，吕佳佳，艾丽. 气候变化对生物多样性的影响：脆弱性和适应[J]. 生态环境学报，2009,18（2）：693-703.

[4] 黎磊，陈家宽。气候变化对野生植物的影响及保护对策. 生物多样性[J]，2014，22（5）：549-563.

[5] 严力蛟，杨伟康，林国俊，董萍.气候变暖对森林生态系统的影响[J]. 热带地理，2013，33(5):621一627.

[6] 杜寅，周放，舒晓莲，李一琳. 全球气候变暖对鸟类区系的影响[J]. 动物分类学报，2009,34（3）：664-674.

[7] 陈瑜，马春森. 气候变暖对昆虫影响研究进展[J]. 生态学报，2010,30（8）：2159-2172.

[8] 赵彩云, 李俊生, 罗建武, 肖能文, 罗遵兰. 蝴蝶对全球气候变化响应的研究综述[J]. 生态学报, 2010, 30(4):1050-1057.

[9] 彭少麟，李勤奋，任海. 全球气候变化对野生动物的影响[J]. 生态学报，2002,22（7）：1153-1159.

[10] 郎咸梅，隋月. 全球变暖2℃情景下中国平均气候和极端气候事件变化预估[J]. 科学通报，2013,58（8）：734-742.

[11] 武正军，李义明. 两栖类种群数量下降原因及保护对策[J]. 生态学杂志，2004，23（1）：140-146.

[12] 赵波, 杜卫国. 卵生脊椎动物胚胎对环境变化的行为响应[J]. 中国科学:生命科学, 2016，46(1)：103-112.

[13] 蔡波, 李家堂, 陈跃英, 王跃招. 通过红色名录评估探讨中国爬行动物受威胁现状及原因[J]. 生物多样性, 2016, 24(5):578-587.

[14] 马瑞俊, 蒋志刚. 全球气候变化对野生动物的影响[J]. 生态学报, 2005, 25(11):3061-3066.

[15] 张洪芝，吴鹏飞，杨大星，崔丽巍，何先进，熊远清.青藏东缘若尔盖高寒草甸中小型土壤动物群落特征及季节变化.生态学报，2011，31(15)：4385-4397.

[16] 肖宜安，张斯斯，闫小红，董鸣.全球气候变暖影响植物-传粉者网络的研究进展[J]. 生态学报，2015，35(12):3871-3880.

[17] 蒋志刚，李立立，罗振华，汤宋华，李春旺，胡慧建，马勇，吴毅，王应祥，周开亚，刘少英，冯祚建，蔡蕾，臧春鑫，

曾岩，孟智斌，平晓鸽，方红霞. 通过红色名录评估研究中国哺乳动物受威胁现状及其原因[J]. 生物多样性, 2016, 24(5):552-567.

[18] 张晨, 来世玉, 高学平,刘汉安. 气候变化对湖库水环境的潜在影响研究进展[J]. 湖泊科学, 2016, 28(4)：691-700.

[19] 董静，高云霓，李根保. 淡水湖泊浮游藻类对富营养化和气候变暖的响应[J]. 水生生物学报，2016，40（3）：615-623.

[20] 陈永灿, 朱德军, 李钟顺. 气候变暖条件下镜泊湖冷水性鱼类栖息地的评价[J]. 中国科学:技术科学, 2015,45(10):1035-1042.

[21] 孙军, 薛冰. 全球气候变化下的海洋浮游植物多样性[J]. 生物多样性, 2016, 24(7):739-747.

[22] 梁燕茹, 袁建斌. CO2驱动的海洋酸化对海洋生物多样性的影响研究进展[J]. 安徽农业科学, 2016, 44(14):5-7.

[23] 姚翠鸾, George N.Somero. 海洋暖化对海洋生物的影响[J]. 科学通报, 2015(9):805-816.

[24] 陈宝红, 周秋麟, 杨圣云. 气候变化对海洋生物多样性的影响[J]. 应用海洋学学报, 2009, 28(3):437-444.