气候变化与食物景观设计(气候变化对食物的影响)
大家好!今天让创意岭的小编来大家介绍下关于气候变化与食物景观设计的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
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本文目录:
一、景观设计专业的就业方向
景观设计专业的就业方向
凡是与景观设计接触过的人都知道这个专业领域很广阔,那么景观设计专业的就业方向有哪些呢?我们一起来了解一下!
1、评估景观质量以及确定修复需求
在进行设计发展之前,设计师都要评估该区域,知晓该区域的特征和污染。这是一项很复杂的程序,要工程师、生态学家以及景观设计师等专业人士投入其中。景观设计师辨识区域发展机会以及缺陷,同时还要评估景观方面(生态、水文、特色风景等)。
设计师就会根据这些评估获得该区域的信息,如该区域是否可以安全动工或该区域将采取什么措施进行修复等。
2、环境保护
随着全球环境保护意识的提升,景观设计的重要性也越来越突出。全球有许多关于环境生态的景观项目。除了解决现有环境问题的新方法,景观设计师也会保护未开发的自然宝藏。自然保护的一个完美案例是劳伦斯•洛克菲勒自然保护区,向我们展示了一个国家公园是如何在健康环境、美观和人类需求中达到平衡的。
3、发展可持续性技术,保护自然环境
这是我们需要讨论的一点——可持续性。那可持续性到底是什么呢?它是让我们的环境更加健康和洁净的综合策略。景观设计在这个实践中占有重要地位,从能源节约到水净化。
4、修复污染区
全球许多地方都会有些污染,尤其是工厂所在地。虽然这些工厂对我们的生存很重要,但我们都知道它们对环境健康产生了负面影响。根据工厂类型,在工厂设备关闭后周边区域依然是受污染的状态。幸运的是这些后果都可以挽回,当然会有大量清理、景观设计和种植的工作。看看Westergasfabriek公园项目,阿姆斯特丹受污染严重的区域是如何被清理的。
5、雨水管理
要进一步探索可持续性的话,雨水管理是必谈的话题。我们面临着生态系统退化、气候变化问题,而且雨水管理有时也是一个问题。正如我们所知道的,湿地濒危是个大问题,因为它们功能很广泛,用于雨水净化、洪涝控制等。由于景观设计师的帮助,这些生态系统得到修复,重新焕发生机;像哈尔滨群力国家城市湿地公园解决的就是雨水管理问题。
6、净化土壤和水源
由于土壤污染,全球还要想出应对土壤净化的有效方案。有人会建议植物修复。在某些区域,土壤是由重金属和其他有毒材料污染的,这就意味着地下水岌岌可危。利用植物修复能够对土壤产生积极的影响,因为它们能够吸收污染物,在其组织里聚集并分解它们。
7、有利于空气净化
我们知道树木在空气净化中占有重要地位。除了产生氧气,树叶还会通过气孔吸收污染气体,有助于净化空气、改善空气质量。除了要担忧户外空气质量,也应该利用植物净化室内的空气,而且NASA也在此课题上做了大量研究。
8、大受欢迎的自然材料
当景观设计师奋力保护环境以及致力于某个项目时,我们尽可能地使其与自然和谐共处。这就意味着尽量应用自然材料,如在铺装、座位、装饰等等。当然,该项目的功能将决定设计师使用的材料,但至少能够实施木头或天然石。
9、关注植物需求
作为景观设计师,我们需要照顾植物,它们是我们主要的工具和生物。它们需要质量良好的土壤、适当的水量、阳光照射以及防范害虫,尽可能地供其健康生长。
10、屋顶花园的多重效益
随着时间的流逝以及人口的增长,城市变得越来越大。花园空间的稀缺很可怕,但我们有解决方案——屋顶花园。映入脑中的第一件事是花园比一个建筑标准的屋顶要漂亮的多,但其他效益更明显。它们在许多方面都是可持续性的,如净化城市空气、保留雨水以及增加生物多样性。
11、引入绿墙和立面
绿墙有自己的效益,那是无法取代的,也是深受大家喜爱的。除了遮盖难看的立面,它们还能为城市和室内空间提供许多效益。它们有利于改善生活质量,如降低夏季空气的`温度、减少建筑能源损失以及净化空气。
12、在城市区域中建造果园
如果你喜欢吃水果,不妨在后院中种上果树。除了生产食物,许多结果实的树木都可用作装饰性植物,外观很漂亮。许多城市社区现在都在考虑种植果园,这样不仅会提供可食用的水果,还能增强社交联系。
13、优先展示更漂亮、重要的景色
当谈论这些技巧时,景观设计师会强调空间中有价值或显著的元素,这样会让游客很容易地注意到它。有时会隐藏不好的景观,如废弃的立面或是老旧的仓库,建造弯曲的立面或增添绿墙,掩盖这些景观。
14、为空间提供舒适的配套设施
景观设计的成功关键在于配套设施。适宜的空间配置与恰当的植物、适宜的道路和捷径规划、所需的规划元素(座位、自行车停车场)等的实施有关。人们喜欢自由移动地观赏景色,而景观设计就要满足人们的需求。
15、树荫减轻热度
所有人都喜欢待在树冠下面,尤其是夏季的时候。树木的遮阴效果是无法取代的,但是因混凝土建筑以及花园空间少,城市温度会更高一些。口袋公园是解决此问题的最佳方法,不仅会提供荫凉,还是个逃离喧嚣的地方。
16、利用路灯营造安全空间
街道照明夜晚会更有用。原因很明显——如果没有照明,夜晚会很恐怖。考虑到走在街道上的人需要安全感,街道上得有照明设施。传统的照明只能祛除对黑暗的恐惧,但景观设计师会进行趣味设计。
17、强烈推荐雨水相关的设计
在环境类别中,我们一直在讨论雨水管理,但现在我们转变成与水同乐——人们自古时代起就对水元素感兴趣。除了水池,水景也能以喷泉、池塘、喷水、运河,甚至是瀑布的形式出现,根据需求增添空间动态或衬托宁静氛围。水一直用于振奋精神、休闲活动和隔音效果。Hunnan Axis中央公园中将多个水景融合在了一起。
18、景观设计的鸟瞰图更加惊人
我们需要站得高一点,如飞机或高层建筑上,因为俯视的话,会看到令我们忘记呼吸的景观(希望是因为美景而不是恐高才忘记呼吸的)。站在高处能看到在地面看不到的景观特色,尤其是观赏一些景观设计佳作时。纽黑文湖滨公寓和地池服务中心还只是世界的一角。
19、植物塑造空间
植物塑造空间美的能力无人能及。它们的形状、颜色、规模各异,更不用提栽培的种类。自古时候,人类就被植物的美所吸引,当今时代也是一样。
20、利用颜色建造视觉中心
颜色对我们的精神影响很大,这不是毫无根据的,是经过长期论证的。我们并不需要科学论证,只是想一下待在灰色、无趣的空间或在一个有趣、五彩空间的感觉。哪个更好一些?回答会与科学论证一致。其中一个案例是Spark Your City项目,将一个令人厌烦的隧道改造成一个有趣的体验。
21、雅致、具有功能性的铺装
在景观设计中,路面风格和植物种植同等重要。如果没有将美观和功能结合,那设计不一定会成功。技术活,如正确选择材料或建筑层,在建造渗透性和美观的路面上占有重要地位。
22、照明是景观设计的重要元素
全球都在广泛使用照明设计,除了有助于减少犯罪活动、增强安全性,还可以是景观设计师的艺术表达。考虑到人们都有创意思维,我们会有无数个方法和组合创造出漂亮的照明设计。
23、满足人们的需求
由于要考虑到人们的特殊需求,景观设计师要尽可能地享受户外时光。探求人们需求最普通的方法是调查当地社区成员,而里昂河岸就是这样做的,然后建造出一个成功且大受欢迎的区域。另外,还有环境心理学这一新学科(或者说整体概念),帮助进行良好的设计。
24、提升游乐场的建造水平
每个人都知道孩子身体和心理健康成长的重要性。全球都有游乐场,它们不仅仅是孩子们蹦跳玩耍的空间,还设有漂亮的景观,有众多实用和心理功能。
25、提供户外休闲空间
体育活动对成人健康同样重要。如果经常锻炼,我们就会降低心脏病患病几率,保持健康。对于喜欢户外锻炼的人来说,露天体育馆将是进行休闲和社交活动的最佳区域,自由、易进入、有乐趣。用于休闲目的的景观会是一个有趣且促进健康的区域,就像Pulse Park公园——开放空间会通过锻炼缓解人类疲劳,如果你累了,总有休闲的地方。
26、对人类心理和心情有积极影响
之前我们提到体育活动对我们的身体健康有益。那我们的心理怎么办?即使你在自然中散步或休息一段时间,不是锻炼或跑步,你会发现心情会有所变化。自然对我们心理和身体健康有巨大的影响。
27、景观设计历史对当今景观影响重大
像其他专业一样,景观设计专业也会有让人印象深刻的历史人物。人们提到景观设计总能想起他们的名字和项目,成就卓越。不用说,他们以新理念和风格定义自己的时代,而且他们的作品也成为当今设计师灵感的来源。
28、以植物为主的教育功能
由于收集、培育和代表性,植物园是植物展示的地方。但是,这些花园不仅仅是展示植物多样性的区域,也是人们学习同时欣赏景观的地方。Chenshan植物园展示了人们在无数个主题花园中休闲和学习的地方,同时确定了生物能和可持续性的重要性。
29、鼓励社交互动
就像教育一样,社交一直是人们生活中的重要元素。无论是与自己重要的人散步或与朋友闲逛,每个人都喜欢在户外度过一些休闲时光。无需进一步思考,我们就知道景观设计会为人们提供舒适和令人愉快的户外空间。景观设计师无论在哪儿都会设计一系列的景观元素将人们聚集起来,就像万科重庆西九项目城市广场,鼓励社交互动。
;二、我想找一篇有关与全球气候对人类的影响的文章
虽然目前关于气候变化的预测还存在着很多不确定性[1],其预测的结果也不一定准确,但是现有大量证据已表明:由于人类活动的影响,大气中二氧化碳浓度已由工业革命前的 280μmol/mol 增加到 90 年代初期的 350μmol/mol[2、3],与此相对应,地球表面的年平均温度在一个多世纪以来也上升了 0.6℃[4]。因此,人类活动所引起的温室效应在不断加强是毋庸置疑的。许多科学家坚信:即使以目前 CO2 排放的速率计算,到本世纪中后期,大气中二氧化碳浓度将倍增[4~6],因此,在未来的一百年中全球气候格局将发生变化基本上是可以肯定的。目前,虽然各种大气环流模型 (GCMs) 对未来气候变化预测的量上不尽相同,但其所预测的未来气候变化的总体趋势基本趋于一致[7]。纵观现有对大气中二氧化碳浓度倍增后有关未来气候变化的预测结果,可归结为以下几点:①全球平均气温将升高 1.5~4.5℃,全球气候带将向极地方向发生一定程度的位移;②最低温度的增幅比最高温度的增幅大,夜晚温度的增幅比白天温度的增幅大,冬季增温比夏季增温明显;③全球降雨量总体上有所增加,但全球降雨的格局将发生改变,降雨量可能因不同的地区和不同的季节而有很大的区别(如沿海地区的降雨将增加,而内陆地区的降雨则不变甚至减少);④由于蒸散作用所损失的水分远大于降雨增加的量,因此中纬度内陆地区的夏季干旱将明显增加[7]。由于未来气候的变化可能将对全球的生态环境、社会和经济等产生巨大的影响,这是人们对气候变化密切关注的主要原因。
森林生态系统是地球陆地生态系统的主体,它具有很高的生物生产力和生物量以及丰富的生物多样性。目前,虽然全球森林面积仅占地球陆地面积的约 26%,但是其碳储量占整个陆地植被碳储量的 80% 以上,而且森林每年的碳固定量约占整个陆地生物碳固定量的 2/3[8],因此,森林在维护全球碳平衡中具有重大的作用。此外,森林还为人类社会的生产活动以及人类的生活提供丰富的资源;在维护区域性气候和保护区域生态环境(如防止水土流失)等方面,森林也有着很大的贡献,所以,森林在维系地球生命系统的平衡中具有不可替代的作用。由于森林与气候之间存在着密切的关系,气候的变化将不可避免地对森林产生一定程度的影响。反过来,因全球森林生态系统是一个巨大的碳库,受气候变化的影响,它对大气中的 CO2 起着源或汇的作用,从而进一步加强或抵消未来气候的变化。因此,未来气候的变化对森林的影响及森林对气候的反馈作用已引起人们极大的关注,并进行了大量的研究[7~9、13]。人们通过气室实验和模型模拟,在时间尺度上从几天到几世纪及在空间尺度上从叶片到个体、种群、群落、生态系统、景观、区域及全球等各个层次来阐述气候变化对树木生理、物种组成和迁移、森林生产力以及物种和植被分布等多方面的影响。
1 全球气候变化对森林生态系统结构和物种组成的影响
森林生态系统的结构和物种组成是系统稳定性的基础,生态系统的结构越复杂、物种越丰富,则系统表现出良好的稳定性,其抗干扰能力越强;反之,其结构简单、种类单调,则系统的稳定性差,抗干扰能力相对较弱。千万年来,不同的物种为了适应不同的环境条件而形成了其各自独特的生理和生态特征,从而形成现有不同森林生态系统的结构和物种组成。由于原有系统中不同的树木物种及其不同的年龄阶段对 CO2 浓度上升及由此引起的气候变化的响应存在着很大的差别。因此,气候变化将强烈地改变森林生态系统的结构和物种组成。气候变化可能通过以下途径使森林物种组成和结构发生改变。
(1)温度胁迫:温度是物种分布的主要限制因子之一,高温限制了北方物种分布的南界,而低温则是热带和亚热带物种向北分布的限制因素。在未来气候变化的预测中,全球平均温度将升高,尤其是冬季低温的升高,这对于一些嗜冷物种来说无疑是一个灾害,因为这种变化打破了它们原有的休眠节律,使其生长受到抑制;但对于嗜温性物种来说则非常有利,温度升高不仅使它们本身无需忍受漫长而寒冷的冬季,而且有利于其种子的萌发,使它们演替更新的速度加快,竞争能力提高。
(2)水分胁迫:虽然现有大气环流模型预测全球降雨量将有所增加,但是由于地区和季节的不同而存在很大的差别。例如预测的结果还表明,在中纬度内陆地区其降雨会相对减少尤其是在夏季,在一些热带地区其干旱季节也将延长。此外,气温升高也将导致地面蒸散作用增加,使土壤含水量减少,植物在其生长季节中水分严重亏损,从而使其生长受到抑制,甚至出现落叶及顶梢枯死等现象而导致衰亡。但是对于一些耐旱能力强的物种(如一些旱性灌丛)来说,这种变化将会使它们在物种间的竞争中处于有利的地位,从而得以大量地繁殖和入侵。
(3)物候变化:冬季和早春温度的升高还会使春季提前到来,从而影响到植物的物候,使它们提前开花放叶,这将对那些在早春完成其生活史的林下植物产生不利的影响,甚至有可能使其无法完成生命周期而导致灭亡,从而导致森林生态系统的结构和物种组成的改变。
(4)日照和光强的变化:日照时数和光照强度的增加,将有利于阳性植物的生长和繁育,但对于耐阴性植物来说,其生长将受到严重的抑制,尤其是其后代的繁育和更新将受到强烈的影响。
(5)有害物种的入侵:有害物种往往有较强的适应能力,它们更能适应强烈变化的环境条件而处于有利地位。因此,气候变化的结果可能使它们更容易侵入到各个生态系统中,从而改变由于系统的种类组成和结构。此外,气候变化还将通过改变树木的生理生态特性(如气孔的大小和密度、叶面积指数等)和生物地球化学循环等途径对不同物种产生影响。而不同物种的耐性、繁殖能力和迁移能力在新系统的形成中也起着重要的作用。总之,气候变化对森林生态系统的结构和物种组成的影响是各个因素综合作用的结果。它将使一些物种退出原有的森林生态系统中,而一些新的物种则入侵到原有的系统中,从而改变了原有森林生态系统的结构和物种组成。这些影响对不同森林生态系统之间的过渡区域可能尤为严重。
2 全球气候变化对物种和森林类型分布的影响
气候是决定森林类型(或物种)分布的主要因素,影响森林生态系统特点和分布的两个最为显著的气候因子是温度的总量和变量以及降雨量。植被(物种)分布规律与气候之间的关系早就被人们所认知,并由此而提出一系列气候—植被分类系统(如 Holdridge 生命带、Thorn thwaite水分平衡及 Kira 温暖指数和寒冷指数等)。当前,人们正是基于气候与植被(或物种)间的关系来描绘未来气候变化下物种和森林分布的情形。而另一个有利于气候变化对物种和森林分布影响的证据是来自于全新世大暖期物种的迁移和灭绝,但是,与全新世相比,未来全球温度升高的速率更大,全球自然景观也因人类活动的影响而发生了巨大的变化,因此,未来气候变化将给物种和森林的分布带来更为严重的影响。目前,大多数有关气候变化对森林类型分布影响的预测都是根据模拟所预测的未来气候情形下森林类型分布图与现有气候条件下森林分布图的比较而得到,其结果都认为各森林类型将发生大范围的转移[13~16]。例如 Smith 等人[13]利用 Holdridge 模型,根据 GCMs 对气候变化的估测结果来预测未来植被分布的变化,他们发现森林类型的分布将发生相当大的转移,例如北方森林转化为寒温带森林、寒温带森林转化为暖温带森林等,寒温带和热带森林的面积趋于增加,北方森林、暖温带森林和亚热带森林的面积则将减少。Neilson[17] 同样发现森林覆盖的显著转移。然而需要指出的是这仅仅考虑了气候因素对森林分布的影响,而其它环境因子在森林的分布中实际上也起着很大的作用;此外,他们通常把某一森林类型作为一个整体(如温带森林等),而且认为它与气候之间是一种平衡关系,但实际情况并非如此。因为不同物种对气候变化的响应以及迁移能力等差异很大,因此,森林类型的转移(如从北方森林转化为寒温带森林)在很大程度上取决于不同物种通过景观的运动和新物种侵入现有群落中的能力。对于大多数物种来说,其迁移的时间尺度或许是几个世纪[18]。
由于在不同的区域其未来气候变化的情形不一致,而不同的森林类型也有其独特的结构和功能等特点,因此,气候变化对各个森林类型的影响是不同的。
(1)热带森林生态系统:一般认为,随着全球气候变暖,热带雨林的更新将加快。总体上,热带雨林将侵入到目前的亚热带或温带地区,雨林面积将有所增加,如李霞等[16]对我国植被在不同气候变化条件下(温度升高 4℃,降雨增加 10%;温度升高 4℃,降雨不变及温度升高 4℃,降雨减少 10%3 种情况)的模拟预测认为:全球气候变化后,我国热带雨林的面积将显著增加。但是有些地区降雨的减少也可能加速季雨林和干旱森林向热带稀树草原 (Sava na)的转变。此外,从对环境变化的适应性来看,热带森林比温带森林更娇气一些,它的生长与水分的可利用性和季节性关系更为密切,所以热带森林在其干旱的边缘地带被草地或稀树草原的吞食以及周围村落等人为活动等影响下,可能会变得比较脆弱。全球气候变暖的模式表明:湿热带区域的平均气温上升比中、高纬度地区要小,一般只有 1~2℃,但降雨量可能增加较多,降雨过多,土壤积水,就要限制湿热带许多森林的生长。此外,不按季节的降雨,会使大多数树木不落叶,地面的枯枝落叶层不能形成,节肢动物,如蜈蚣、甲虫等因缺乏栖息生境和食物而大量减少,由此影响到生物链上的一系列物种,进而影响整个森林生态系统的物质流、能量流,使原本复杂多样的森林生态系统失稳、简单化,直至构成一个更为脆弱的新平衡体系。此外,随全球变暖而增加的热带风暴对热带森林的结构和组成以及分布也将产生重大的影响。
(2)温带森林:温带森林是受人类活动干扰最大的森林,地球上现存的温带森林几乎都成片断化分布,因此,未来气候变化对温带森林的影响是巨大的。一般认为,随着全球气候变暖,温带将向极地方向扩展,而温带森林也将侵入到当前北方森林地带,而在其南界则将被亚热带或热带森林所取代,同时由于温带内陆地区将受到频繁的夏季干旱的影响,从而导致温带森林景观向草原和荒漠景观的转变。因此,温带森林面积的扩张或缩小主要取决于其侵入到北方森林的所得和转化为热带或亚热带森林及草原的所失。目前大部分模拟预测都认为温带森林面积将减少[13、15~17]。此外,由于温度的升高及夏季干旱频度和强度的增加,火干扰可能对未来气候变化下温带森林的变化起着决定作用。
(3)北方森林:北方森林被认为是目前地球上最为年轻的森林生态系统,还处于不断地形成和发育之中,易于受到各种外部因素的干扰。而在未来的气候变化中,由于高纬度地区的增温幅度远比低纬度地区的增温幅度大,因此,目前的研究基本一致地认为气候变化对北方森林的影响要比对热带和温带森林的影响大得多,而且其面积将大大减少[13、15、17]。
3 全球气候变化对森林生产力的影响
森林生产力是衡量树木生长状况和生态系统功能的主要指标之一。大气中 CO2 浓度上升及由此而引起的气候变化被认为将改变森林的生产力。这主要表现在 CO2 浓度升高的直接作用和气候变化的间接作用两个方面。一般认为,CO2 浓度上升对植物将起着“肥效”作用。因为,在植物的光合作用过程中,CO2 作为植物生长所必须的资源,其浓度的增加有利于植物通过光合作用将其转化为可利用的化学物质,从而促进植物和生态系统的生长和发育。目前,大部分在人工控制环境下的模拟实验结果也表明 CO2 浓度上升将使植物生长的速度加快从而对植物生产力和生物量的增加起着促进作用,尤其是对 C3 类植物其增加的程度可能更大[19~24]。但是,并不是所有的植物都对 CO2 浓度升高表现出一定的敏感性,也有一些研究表明:即使在高水平营养供给下,同样还有许多物种对 CO2 浓度的升高没有反应[25~27]。此外,CO2 浓度升高对植物的影响根据其所在的生物群区、光合作用方式和生长形式的不同而存在着较大的差异。Wisley[28] 分析了目前的有关研究发现:来自热带和温带生物群区的植物比来自极地生物群区的植物对 CO2 升高的响应大;来自温带森林的物种比来自温带草原的物种对 CO2 的响应大;落叶树比常绿树对 CO2 的升高更为敏感。简言之,生长速率快的物种比生长速率慢的物种对 CO2 升高的响应更大[28~29]。然而需要指出的是所有这些实验几乎都是在人工气室中的盆栽实验,其实验时间相对较短(从数天到几年),而且有充足的养分和水分供给。此外,对于那些生长在野外的植物如何受 CO2 浓度升高的长期影响还不是很清楚,尤其是有关木本植物影响的研究在盆栽实验中往往选择幼苗作为对象,而其成熟个体所受的影响是否与其幼苗一样也不清楚[29]。一般认为,CO2 浓度升高对森林生产力和生物量的增加在短期内能起到促进作用,但是不能保证其长期持续地增加[27],因为,在竞争环境中生长的树木对 CO2 升高的反应常常表现出比单个生长的树木的反应要小[30],而森林物种组成的长期变化也能间接地影响森林生产力[20]。此外,CO2 浓度的升高将使植物叶片和冠层的温度增加以及气孔传导率下降[21、31、32],从而使植物受到热量的胁迫,使其生长被抑制。CO2 所引起的温度升高似乎对植物的生长又将进一步产生负面作用,因为大气环流模型对气候的预测结果认为晚上的增温幅度将比白天要高,这样就可能使植物在晚上的暗呼吸作用加大,从而白白“耗费”大部分初级生产力;其次,温度的升高将增加土壤水分蒸发量,导致土壤水分下降,从而可能引起植物的“生理干旱”,限制植物的光合作用和生长速度[28];此外,温度的升高还会增加土壤微生物的活性,加速有机质的分解速率和其它物质循环,改变土壤中的碳氮比,使植物的生长受到氮素缺乏的制约[22、33~35]。因此,要准确评估 CO2 浓度上升对森林生产力和生物量的影响还存在很大的困难,这不仅需要综合考虑各个影响因素,而且也要求我们进行长期的野外观测和实验。
除受上述各种因素影响外,森林生产力和生物量也受到气候因素(温度和降雨)的强烈影响。由于生产力与气候(水热因子)间存在着一定的关系,因此,人们常用气候模型(如 Miam i模型、筑后模型等)估算大尺度生产力。对于未来气候变化对生产力的影响也常利用大气环流模型 (GCMs) 对未来气候预测的结果通过各种气候模型来模拟,然后与当前气候情形下所模拟的结果相比较[36、37]。由于不同的 GCM 对未来气候预测的结果不同,因此对生产力变化的预测也表现出一定的差异。此外,气候变化对森林生产力影响的预测仅仅考虑气候与生产力的线性平衡关系,而没有考虑其它因素的影响;在预测过程中假定森林植被的分布不随气候的变化而发生改变;预测中所选用的气候因子是其年平均的年际变化,而没有考虑其季节变化。所以,其预测的结果并不能准确地反映出未来的实际情况。
4 存在的问题及建议
前面论述了气候变化对森林生态系统物种的组成和结构、物种和森林类型分布以及系统生产力的可能影响。但是需要指出的是,当前有关气候变化对森林生态系统影响的研究还存在很多的不足之处,主要体现在以下几点:
(1)对温室气体所引起的气候变化的预测存在着严重的局限性:首先,大气环流模型 (GCMs) 对未来气候情形的预测通常采用大网格(50×50 经纬网格或更大)模拟,从而降低了对气候变化预测的准确性(尤其是对一些特殊区域),因此,这往往制约了人们对气候变化影响的评估;其次,这些模型本身极大地简化了控制气候的复杂的物理过程,其结果是使得这些模型在区域气候变化的预测上常常不一致,因此,其预测的气候情形很难说是未来气候的预言[38]。
(2)仅考虑气候因素的影响而忽略了其它环境因子的作用:目前大多数有关气候变化对森林生态系统潜在影响的预测都是根据一个假设,即气候(温度和水分)对树木物种的分布、森林类型以及生物群区和森林生态系统过程发挥最主要的限制作用,是控制树木物种和森林类型分布的惟一因素。这意味着在现有的模拟预测研究中是利用当前树木(或森林)分布与气候间的相关性来预测其未来分布的变化。基于这一假设,大多数预测结果表明:树木物种及森林的分布将发生很大的变化,而且这些变化也许与显著的树木死亡、森林下降和森林覆盖的丧失相关。然而,制约树木和森林分布的气候因子间的相关性可能将随气候变化而改变。在所预测的未来气候变化情形下,冬季尤其是在北方将增温快,因此,对未来气候增温的趋势而简单地引起现有气候带北移的假设是不合理的。所以,尽管这些模型对当前气候—植被间关系的模拟与实际相当吻合,但对未来气候变化情形下物种与森林的预测则不一定适用。此外,除气候因素外,树木和森林的分布还受到一些区域性环境因子(如土壤类型、质地、深度和组成、水分的可利用性、坡度、坡向、海拔及现有物种的组成等)的影响。尽管某一地方的气候对一些树木和森林比较适宜,但是区域性环境因子可能限制其在该地的分布。综上所述,仅仅从气候因素的变化来预测未来树木和森林的分布有其局限性和主观性。
(3)现有气候变化对树木和森林生态系统影响的研究常集中在单个物种或是把各个森林类型作为一个整体,忽略了不同物种之间的竞争机制。众所周知,自然界不同的物种都是互相影响互相依存的,每一个物种通过对资源的竞争占据着生态系统内相关的时间和空间位置,即每个物种有其独自的生态位(niche)。生态位的概念又可分为基本生态位(fundamental niche)和实际生态位(realized niche)。基本生态位是指物种在理论上所能占据的最大生态位空间位置,实际生态位是指理论生态位和物种竞争作用的结果,即物种在生态系统中实际占据的生态位空间。但是物种的生态位并非一成不变。由于每个物种对气候变化的反应不同,当一个物种暴露在新的气候条件下,往往可能改变其原有的竞争组合,而与其他物种形成新的竞争关系。因此随着气候的变化,实际生态位也将随着不同物种竞争组合的变化而发生改变。而生态系统的演替和发展正是这种不同物种间相互竞争作用的结果。由此可见,物种间的竞争在生态过程中起着重要的作用。但是现有气候变化模拟的预测却认为:只要某地气候条件没有限制,那么相关的树木就可以在该地分布。这往往混淆了基本生态位和实际生态位间的概念,也就是说这些预测缺乏对物种竞争的了解,因此,它们很难真实地反映未来树木和森林的分布状况。当然,有一些模型也能很好地反映出物种的竞争关系,如林分模型(stand model or gap model),但是由于其模拟的尺度较小(常小于 1hm2),因而在放大到区域和全球尺度上时容易出现偏差。
(4)关于物种迁移的评估:由于现有模型的预测只考虑气候因素,认为气候与物种和森林之间存在着一种平衡关系,因此其结果认为气候变化能立即导致物种和森林的位移。然而,实际上物种对气候的变化往往有一定的耐性,其迁移在时间尺度上常常表现出滞后于气候变化的速率,这种滞后的时间尺度可达一、二百年甚至
更长[18]。因此,物种的迁移与气候的变化是非平衡的。此外,物种对气候变化的适应还受其迁移能力、迁移速率和地形及地貌的影响。与全新世气候变化对物种迁移的影响相比,未来气候变化对物种的影响更大,因为受人类活动的影响,自然景观已经发生了很大的变化,而景观的破碎化已经成为物种迁移的严重障碍。因此,即使一些地方的气候适于物种的生存,但可能因自然景观的隔离而使物种不能到达,从而可能造成一些物种的灭绝。但是当前的预测模拟却很少或者没有考虑物种的耐性、迁移能力、迁移速率以及迁移障碍等因素对物种的影响。
(5)没有考虑森林变化对气候变化的反馈作用及其进一步对森林的影响:森林与气候之间通过陆地表面与大气间的物质、能量和水分的相互交换而互为
影响[39~41]。气候变化对森林的影响是多方面的,包括对森林生产力和生物量、森林的物种组成和结构、森林的分布、森林的生物地球化学循环和森林的水分平衡等,而森林的这些变化可能对气候产生一定的反馈作用。首先,森林碳循环的改变,可能使森林成为大气中 CO2 的源或汇,造成大气中 CO2 浓度的升高或降低,从而进一步加强或削弱全球变暖趋势;其次,森林结构和分布的变化将改变地表原有的反射率和全球的水循环模式。所有这些将对气候的变化产生一定的影响,从而进一步影响到森林的结构和功能,因此,森林与气候间的相互作用是非常复杂的。所以,现在有关的模型预测研究中为了避免这种复杂的关系,往往很少考虑到气候变化所引起的森林变化对气候的反馈作用。
(6)缺乏对极端气候事件的考虑:目前有关气候变化对森林生态系统影响的预测所采用的气候指标都是年平均的变化,而很少或没有考虑其季节变化和极端气候事件。但是,未来全球气候变暖却可能会使极端高温和寒冷的频度和强度加大以及气候的季节波动更为明显[42],而极端高温或低温对很多物种来说可能是致命的。气候变化的另一个间接结果就是可能使极端灾害(如火灾、虫灾、干旱、飓风和热带风暴等)的发生频率和强度增加。例如,夏季的高温和干旱条件使火灾发生的可能性增加;高温和高湿则将有利于一些有害昆虫的生长繁育;海温的升高也为飓风和热带风暴的发生提供了有利的条件。很多科学家认为极端气候事件为人类生存环境带来的危害将更加严重[42~43]。极端灾害的增加将对森林景观造成严重的威胁。火灾和虫灾的频繁发生将对温带森林景观的演替和发展造成严重的干扰和破坏,导致出现一些偏途演替群落,甚至造成森林景观的消失;而飓风和热带风暴对于热带雨林来说其破坏力是巨大的,它们对雨林生态系统结构的改变往往起着决定性作用。然而,现在模型预测的研究却很难对这些极端气候事件作出评估。
此外,物种的进化以及人类活动在森林对未来气候变化的适应中也起着重要的作用。以上对当前有关气候变化对森林影响模拟预测研究工作进行了一些论述。虽然现有的模型研究还存在一定的缺陷,但是我们并不能因此而放弃对气候变化有关影响的研究。然而,为了更准确地预测未来气候变化对森林生态系统的影响,在提高对未来气候变化格局预测精度和准确度的同时,必须加强对森林的结构和动态、物质和能量的交换过程、生物地球化学循环及其它有关的生态过程进行详尽的研究。因此,要求我们设计一些样地进行长期的观测,尤其是对不同生态系统类型间过渡区各种变化的研究。而样地的设计应力求做到包括多种空间尺度和类型,以保证其时间上、空间上和气候梯度上的连续性,从而使获取的数据能为模型的设计和尺度的转换提供基本的信息。如 90 年代初期国际地圈—生物圈计划(IGBP)开始实施的全球变化与陆地生态系统(GCTE)项目已开始注重在各种尺度上对各生态过程的研究,它们在全球各个气候带上选取典型样带,以保证数据的代表性。此外,在模型设计中,各个参数的选择要尽可能地反映自然界的真实情况。虽然现在各类模型都存在一定的缺陷,但它们也有各自的优点,如何使它们扬长避短,发挥各自的优势,也是当前亟待解决的问题。因此,各类模型的相互结合、相互渗透也是当前更为准确地预测未来气候变化对森林影响的趋势[44、45]。
总之,气候变化对森林生态系统的影响是多方面的、复杂的。要正确评价森林生态系统对气候变化的响应,就必须对森林的结构和动态、物质和能流的交换过程以及气候和其它环境因素与森林间的相互作用进行全面和充分的了解。
参考文献
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10 Peters R L. Effects of global warming on forest [J].
三、高山地带气候变化及其所产生的自然景观特征,有利于人们生活生产上~~~~?
气候和植被的垂直变化有利于生产方式的多样化啊!!!
四、全球气候变化的反思与启示 气候变化原因,主要是反思.启示!
气候的恶化,说到底,还是人类自身的原因,人为因素是导致气候变化的直接原因,所以,最应该反思的还是人类本身.众所周知,全球大气层和地表这一系统就如同一个巨大的"玻璃温室",使地表始终维持着一定的温度,从而,产生了适和人类和其他生物生存的环境.在这一系统中,大气既能让太阳辐射透过而达到地面,同时又能阻止地面辐射的散失,大气对地面的这种保护作用叫做大气的温室效应.造成温室效应的气体称为"温室气体",它们可以让太阳短波辐射自由通过,同时又能吸收地表发出的长波辐射.这些气体有主要有二氧化碳、甲烷、氯氟化碳、臭氧、氮的氧化物和水蒸气等,其中最主要的是二氧化碳.在人类实现工业化以前的19实际初,大气中二氧化碳的浓度为270ppm,而到了1988年已上升到350ppm.大气中二氧化碳浓度增加的原因主要有两个,首先,人口的剧增和工业化的发展,人类社会消耗的化石燃料急剧增加,燃烧产生大量的二氧化碳进入大气,使大气中的二氧化碳浓度增加;其次,森林毁坏使得被植物吸收利用的二氧化碳的量减少,造成二氧化碳被消耗的速度降低,同样造成大气中二氧化碳浓度升高.二氧化碳以外的温室气体,如甲烷、氯氟烃(氟里昂)、氧化氮等也在不同程度地增加着.许多科学家都认为,温室气体的大量排放所造成温室效应的加剧可能是全球变暖的基本原因.
另外,人口膨胀,超载超量,过度开垦,乱砍滥伐也是导致全球变暖的主要因素.据专家介绍,今天的森林生态系统,是大自然经过8000年的进化才逐渐形成的.今天,所有的原始森林都沦为伐木业大规模开采利用的目标.在热带地区,许多现在已荡然无存的森林就是在过去的50年被砍伐一空的.仅1960年至1990年,就有超过4.5亿公顷的热带森林被吞噬,占世界热带森林总面积的20%;还有数百万公顷的热带森林在砍伐、农田开垦和矿产开采中退化.想必大多数朋友都读过《狼图腾》,书中记载的草原沙化问题大家可能记忆犹新.破坏草原的不是天,而是人,人们过度的猎狼间接的破坏了生态平衡.狼是食物链当中的一个重要环节,狼没有了,羊和许多以狼为天敌的草食性动物大量繁殖,繁殖速度远远超过了草原的繁殖速度,从而导致了草原的退化,草原沙漠化的程度达到了惊人的地步.绿色植物的逐渐消失,破坏了生态平衡,气候也受到了影响.人们在追求经济利益的同时,忽略了自然界的生态平衡,从长远利益来看威胁到了子孙后代的生存,这与当今所提倡的可持续发展战略相背离.
人类文明发展到今天,生活水平已经达到了一个相当高的水平,没有哪个时代像今天这样繁华似锦.高楼耸立,汽车川流不息,人们的衣,食,住,行都得到了空前的提高.另一方面,人类付出的代价也是极为巨大的,单从环境这一点,人们就应该好好的反思.空气污染,水资源短缺,气温升高,海平面上升,这些在未来的某一天极有可能成为制约人类文明继续发展的因素.我们决不能吃祖宗饭,断子孙路,否则,人类社会将无以为继.现在,气温已经向人类发出了警告,接下来还会发生什么,水资源短缺?臭氧空洞?海平面整体上升?这些问题会在以后的日子里接踵而至,事态正在发展,也许我们这一带人不会遇上,但是,这并不等于我们的后辈不会遇上.
鉴于此,我们应该吸取教训,从源头上遏制环境的继续恶化一方面,要根据温度、水资源、生物等气候环境因子的空间格局与演化趋势,调整生产结构与生活方式,从身边的小事做起,哪怕每天少开一次空调,有车一族开环保型车辆;另一方面,积极采取多种减缓措施,坚持把减缓气候变化的核心技术作为优先领域,实施节能优先的能源政策,积极开发可再生能源技术、先进核能技术,风能,太阳能以及高效、洁净、低排放的煤炭利用技术和氢能技术.同时,要转变经济增长模式,改进土地利用方式,加强森林资源的保护和管理,大力推进植树造林.
地球是我们赖以生存的家园,让我们一起携手,保护地球,保护生命的摇篮.
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