气候变化影响与风险:气候变化对生物多样性影响与风险研究9787030518972
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作者吴建国
出版社中国科技出版传媒股份有限公司
ISBN9787030518972
出版时间2016-08
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定价178元
货号8948862
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目录
总序前言第1章 绪论 1.1 气候变化特征与趋势 1.1.1 全球气候变化 1.1.2 中国的气候变化 1.2 气候变化给生物多样性保护带来挑战 1.2.1 生物多样性概念与重要性 1.2.2 生物多样性状况 1.2.3 气候变化对生物多样性的影响 1.2.4 气候变化对生物多样性的风险 1.2.5 气候变化给生物多样性保护带来的挑战 1.2.6 研究的目的和意义 1.3 气候变化对生物多样性影响与风险研究的进展 1.3.1 历史回顾 1.3.2 研究现状 1.3.3 问题与展望 1.4 本书研究的内容与目标 1.4.1 研究对象与范围 1.4.2 研究内容 1.4.3 研究目标 参考文献技术篇 第2章 气候变化对生物多样性影响与风险评估技术研究导论 2.1 概述 2.1.1 生物多样性测定指标 2.1.2 物种分布模型 2.1.3 控制试验与观测技术 2.1.4 生物多样性预测技术 2.2 生物多样性与气候关系分析技术 2.2.1 生物与气候平衡关系 2.2.2 生物多样性与气候关系假说 2.2.3 排序与分类 2.2.4 生物分布与气候关系预测 2.2.5 物种丰富度与气候关系统计分析技术 2.3 气候变化对生物多样性影响识别技术 2.3.1 监测识别 2.3.2 遥感监测 2.3.3 模型方法 2.3.4 Meta-Analysis 2.4 气候与非气候因素对生物多样性影响分离技术 2.4.1 历史记录推断 2.4.2 控制试验 2.4.3 综合模型 2.5 气候变化对生物多样性影响评估技术 2.5.1 影响与脆弱性评价 2.5.2 控制试验 2.5.3 生态模型模拟 2.6 气候变化对生物多样性风险评估技术 2.6.1 物种灭绝估计 2.6.2 IUCN物种评估标准 2.6.3 概率风险分析 2.6.4 岛屿生物学理论和种一面积关系 2.6.5 种群生存力分析 2.6.6 物种迁移速率估计 2.7 讨论与结论 2.7.1 问题 2.7.2 展望 2.8 本书研究的技术路线 参考文献 第3章 生物多样性与气候要素关系分析技术 3.1 技术原理与要点 3.1.1 技术原理 3.1.2 技术要点 3.2 技术流程 3.2.1 选择气候指标、收集气候数据 3.2.2 收集生物多样性数据、确定物种分布点 3.2.3 匹配生物多样性数据与气候数据 3.2.4 分析物种与气候要素关系 3.3 实施步骤 3.3.1 选择气候指标、计算气候数据 3.3.2 计算生物多样性数据 3.3.3 匹配生物多样性数据与气候数据 3.3.4 计算物种适应的气候特征 3.3.5 分析物种丰富度与气候关系 3.4 物种分布与气候关系分析系统V1.0 3.4.1 系统简介 3.4.2 功能介绍 3.5 技术应用 3.5.1 应用条件 3.5.2 应用范围 参考文献 第4章 气候变化对生物多样性影响识别归因与评估技术 第5章 未来气候变化对生物多样性风险评估的技术 第6章 气候变化对生物多样性影响与风险评估技术研究综合结论及建议应用篇 第7章 生物多样性与气候要素的关系 第8章 气候变化对野生动植物多样性的影响与风险 第9章 气候变化对种质资源多样性影响与风险 第10章 气候变化对有害生物的影响与风险 第11章 气候变化对生物多样性影响与风险分析综合结论及适应对策附录
内容摘要
**章 绪论
百年来优选的气候已经对生物多样性产生了一定的影响，未来将产生更大的风险，这对生物多样性保护将是巨大的挑战。本章对气候变化特征与趋势进行了概述，对气候变化对生物多样性影响与风险、生物多样性保护应对气候变化面临的问题，以及本书的任务与目标进行了介绍。另外，对气候变化对生物多样性影响与风险研究的进展、存在的问题进行总结，对未来的研究提出了一些展望。
1.1 气候变化特征与趋势
气候变化是指气候平均状态统计学意义上改变或持续较长一段时间的气候要素的变动，包括气候要素平均值和变率的改变，体现在自然气候变化和人类活动引起的气候变化方面（IPCC，2013）。政府间气候变化专门委员会（IPCC）强调了气候变化包括自然和人为活动引起的变化两方面，《联合国气候变化框架公约》UNFCCC中则强调了人为活动引起的气候变化。
1.1.1 优选气候变化
1880~2012年，优选气温升高了0.85[0.65~1.06]℃；1850~1900年和2003~2012年，平均气温总升温幅度为0.78[0.72~0.85]℃。1901年以来，北半球中纬度陆地区平均降水量增加，而其他纬度区域平均降水量增加或减少长期趋势信度较低。自1950年以来，已观测到*端天气和气候事件发生变化，优选冷昼和冷夜天数减少，暖昼和暖夜天数增加；在欧洲、亚洲和澳大利亚大部分地区，热浪频率增加。与降水量减少的区域相比，更多陆地区域强降水事件数量增加；在北美洲和欧洲，强降水事件频率或强度可能已增加；在其他各洲，强降水事件变化信度为中等（IPCC，2013）。
1971~2009年，全世界冰川冰量每年平均损失量（不包括冰盖外围冰川）可能是226[91~361]Gt，在1993~2009年，每年可能有275[140~410]Gt；格陵兰冰盖冰量损失平均速率从1992~2001年每年34[-6~74]Gt增至2002~2011年每年215[157~274]Gt。南极冰盖的冰量损失平均速率从1992~2001年的每年30[？37~97]Gt增至2002~2011年每年147[72~221]Gt。具有很高信度的是，这些冰量损失主要发生在南极半岛北部和南极西部阿蒙森海区，自20世纪中叶以来北半球积雪范围缩小（IPCC，2013）。
1967~2012年，北半球3月和4月的平均积雪范围每10年缩小1.6%[0.8%~2.4%]，6月每10年缩小11.7%[8.8%~14.6%]。具有高信度的是，自20世纪80年代初以来，大多数地区多年冻土温度升高；在阿拉斯加北部一些地区，观测到的升温幅度达到3℃（20世纪80年代早期至21世纪00年代中期）；俄罗斯的欧洲北部地区达到2℃（1971~2010年）。在俄罗斯的欧洲北部地区，1975~2005年已观测到多年冻土层厚度和范围大幅减少（IPCC，2013）（图1.1）。
图1.1（a）观测到的优选平均陆地和海表温度距平（1850~2012年），源自三个资料集。图（a）上：年均值，图（a）下：10年均值，包括一个资料集（黑色）的不确定性估计值；各距平均相于1961~1990年均值。（b）观测到的地表温度变化（1901~2012年），温度变化值是通过对某一资料集（图（a）中的橙色曲线）进行线性回归所确定的趋势计算得出的。只要可用资料能够得出确凿估算值，均对其趋势作了计算（即有且只有于该时期前10%和后10%时段内，观测记录完整率超过70%并且资料可用率大于20%的格点），其他地区为白色。凡是趋势达到10%显著性的格点均用“+”号表示。有关资料集清单和更多技术细节，详见IPCC（2013）
与1986~2005年相比，2016~2035年优选平均表面温度变化可能升高0.3~0.7℃。与1986~2005年相比，预估2081~2100年优选平均表面温度可能上升0.3~1.7℃（RCP2.6）、1.1~2.6℃（RCP4.5）、1.4~3.1℃（RCP6.0）、2.6~4.8℃（RCP8.5）。北极地区变暖速度将高于优选平均，陆地平均变暖幅度将大于海洋。与1850~1900年平均值相比，预估到21世纪末优选表面温度在RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下可能都超过1.5℃，在RCP6.0和RCP8.5情景下升温可能超过2℃，在RCP4.5情景下多半可能超过2℃，但在RCP2.6情景下升温不可能超过2℃，在RCP2.6、RCP4.5和RCP6.0情景下升温不可能超过4℃，在RCP8.5情景下或许可能超过4℃。几乎确定的是，随着优选平均温度上升，日和季节尺度上，大部分陆地区域*端暖事件将增多，*端冷事件将减少。很可能的是，热浪发生的频率更高，时间更长，偶尔仍会发生冷冬*端事件（IPCC，2013）。
21世纪末，中纬度和副热带很多干旱地区的平均降水可能减少，中纬度很多湿润地区的平均降水可能增加。中纬度大部分陆地地区和湿润的热带地区的*端降水事件很可能强度加大、频率增高。优选范围内受季风系统影响的地区在21世纪可能增加。在季风可能减弱的同时，由于大气湿度增加，季风降水可能增强。季风开始日期可能提前，或者变化不大。季风消退日期可能推后，导致许多地区的季风期延长。具有高信度的是，厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）在21世纪仍是热带太平洋地区年际变率的知名品牌模态，并且影响优选。由于水汽供应增加，区域尺度上ENSO相关降水变率将可能加强。ENSO振幅和空间分布有显著的自然变化，对21世纪ENSO及相关区域现象进行具体预估变化的信度仍然较低（IPCC，2013）（图1.2、图1.3）。
图1.2 观测到的陆地年降水变化（IPCC，2013）
1.1.2 中国的气候变化
与优选类似，中国气温、降水和*端天气气候事件等都发生了改变。1901~2013年，地表气温上升，并呈现年代际变化，20世纪30~40年代和80年代中期以来为主要偏暖期。1914~2013年，地表气温上升0.91℃，*近10~15年与优选趋势一致。1961~2013年，地表气温平均每10年升高0.31℃，*高气温、*低气温都呈现上升趋势。1961~2013年，年降水量无显著线性变化趋势，以20~30年尺度年代际波动，相对湿度呈现减少趋势（《第三次气候变化国家评估报告》编写委员会，2015）。
图1.3 CMIP5多模式在RCP2.6和RCP8.5情景下对2081~2100年模拟的平均结果
图（a）、（b）部分的变化相对于1986~2005年。每个部分右上角都标明了用于计算多模式平均的CMIP5模式数量。图（a）和（b）中的阴影是指多模式平均值小于内部变率的地区（即小于20年平均自然内部变率一个标准差）。点状部分是指多模式平均值大于自然内部变率（即大于20年平均自然内部变率两个标准差）且90%的模式在变化特征上吻合的地区（IPCC，2013）
1961~2013年，中国平均年雨日数呈显著减少趋势，暴雨日数增多。1961~2013年，≥10℃年活动积温呈明显增加趋势，平均年日照时数、平均风速总体呈下降趋势，平均总云量阶段性变化明显，20世纪90年代后期以来呈现增加趋势。1949~2013年，西北太平洋和南海台风生成个数趋于减少，登陆中国台风比例趋于增高；2013年台风活动异常，生成个数为31，登陆个数为9，均高于常年值。1961~2013年，中国区域性高温、强降水和气象干旱事件频次趋多，区域性低温事件频次显著减少。2013年，发生*端高温和*端日降水量事件站次比常年偏高，*端低温事件站次比常年偏低；累计542站日*高气温达到*端事件标准，为1961年以来*多；盛夏中国南方出现1961年以来*严重的区域性高温热浪事件。1950~2013年，北大西洋海表温度表现出明显的年代际变化特征，80年代中期以来持续偏高；热带印度洋海表温度呈显著上升趋势。2013年，优选大部海域海表温度较常年偏高，但赤道中东太平洋处于弱冷水状态。1980~2013年，沿海海平面呈波动上升趋势，平均上升速率为2.9mm/a（《第三次气候变化国家评估报告》编写委员会，2015）。
预计未来中国气候将呈现增加趋势，干旱、洪涝、暴雨、高温、热浪等*端天气气候事件将增加。2011~2100年RCP26、RCP45、RCP85情景下增温趋势分别为0.06℃/10a、0.24℃/10a、0.63℃/10a。中国地区区域平均降水将持续增加，2060年前增加幅度、变化趋势差异小；2060年以后不同RCP情景表现出不同的变化特征。2011~2100年RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5情景下增加趋势分别为0.5%/10a、1.1%/10a、1.8%/10a。北方地区增温幅度大于南方，青藏高原、新疆北部及东北部分地区增温较为明显。不同时期，北方降水增加幅度大于南方地区，较为显著的是西北地区和东北地区。值得注意的是在21世纪初期（2011~2040年）南方地区降水可能会减少，特别是RCP8.5情景下。在RCP排放情景下，中国区域平均地面气温变化呈增加趋势，RCP8.5情景下气温增幅明显高于RCP4.5情景，21世纪中期之后，RCP4.5情景下升温趋于平缓，RCP8.5情景则继续增加。区域平均降水则呈缓慢上升趋势，与气温变化相比，降水年际变率更大。21世纪末期，RCP4.5和8.5情景下，中国区域年平均升温分别为1.8℃和3.8℃，降水量分别增加6.3%和8.0%。未来霜冻日数将减少，高温热浪指数增多，生长季普遍延长，且北方变化大于南方，末期变化大于中期，青藏高原气温*端事件变化较显著。强降水事件在全国基本表现为增加，西北地区增幅明显。21世纪中期中雨日数在西北地区增加超过50%。21世纪末期，除西北地区仍为增加外，东北地区增加10%以上。大雨日数变化也以增加为主。连续干旱日数表现为冬季北方减少，南方增加，夏季高原东部和中西部地区减少（《第三次气候变化国家评估报告》编写委员会，2015）。
1.2 气候变化给生物多样性保护带来挑战
1.2.1 生物多样性概念与重要性
生物多样性（biodiversity）概念由Dasman（1968）在ADifferentKindofCountry一书中首先使用，是biology和diversity的组合，即biologicaldiversity。20世纪80年代，生物多样性的缩写形式在公开出版物上被广泛使用。
《生物多样性公约》定义生物多样性为所有来源的活的生物体中的变异性，包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体，或物种内、物种间和生态系统的多样性。生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，由遗传（基因）、物种和生态系统多样性层次组成。遗传多样性是指生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性；物种多样性是生物多样性在物种上的表现形式，也是生物多样性的关键，它既体现了生物之间及环境之间的复杂关系，又体现了生物资源的丰富性；生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性。广义生物多样性概念还包括景观的多样性（钱迎倩和马平，1994）。
陆地生物多样性在热带地区和其他局部区域较高，极地一般较低。沿西太平洋海岸生物多样性往往是*高的，主要因为在中纬度带各大洋海面的温度是*高的。生物多样性热点地区是特有物种受到来自人类的威胁水平高的区域，虽然热点地区分布在世界各地，但大部分位于热带森林地区（钱迎倩和马平，1994）。
对于人类来说，生物多样性具有直接使用价值、间接使用价值和潜在使用价值。直接使用价值包括生物为人类提供食物、纤维、建筑和家具材料、药物及其他工业原料。生物多样性还具有美学价值，如大千世界色彩纷呈的植物和神态各异的动物与名山大川相配合才构成赏心悦目的美景，并且还激发文学艺术创作的灵感。间接使用价值是指生物多样性具有重要的生态功
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精彩内容
本书从野生动植物、遗传种质资源、有害生物多样性方面，综合利用生物地理学、气候学、模糊数学、灰色系统、统计学、计算机模拟和地理信息系统等理论与实践，建立了分析生物多样性与气候要素关系的技术，提出了识别归因过去气候变化对生物多样性影响的技术，以及区分人类活动与气候变化对生物多样性影响贡献的技术，发展了评估未来气候变化对生物多样性影响与风险的综合技术。系统分析了生物多样性与气候要素的关系，识别了近50年来气候变化对生物多样性的影响与贡献，评估了未来30年气候变化对生物多样性的风险，并提出了适应对策。全书共11章，第1章为绪论，第2~6章总结了气候变化对生物多样性影响与风险评估的技术方法，第7~10章分析了生物多样性与气候要素关系，评估了气候变化对野生动植物、种质资源和有害生物的影响与风险。第11章为全书总结。本书中提出的技术，将为开展气候变化对生物多样性影响与风险评估提供重要的技术支撑；书中的评估结果，将为生物多样性保护适应气候变化提供重要的科学依据。
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