《植物遗传资源学报》
全球气候变化比预期的更快,其产生的不利影响也比预期严重,物种与遗传资源丧失风险不断增加,自然生态系统面临面积缩减与功能退化的严峻威胁。生物多样性是影响生态系统过程、制约生态系统服务功能的重要因素。生物多样性降低,不利于生态系统服务质量的维持与保育,并对人类福祉与健康以及社会、经济和生态的可持续发展产生严重的负面影响。需积极推动气候变化减缓与生物多样性保护的协同应对,加强国际合作与技术经验交流,针对生物多样性保护适应气候变化的薄弱环节完善保护网络与监测预警,探索生物多样性与生态系统服务的保护和提高,以保障人类生存与发展的长期利益。
全球化过程中温室气体的激增以及土地利用与土地覆盖的变化,导致了全球气候与生态环境的剧烈变化。根据IPCC第五次评估报告结果,1880年到2012年间,全球气温已经升高了0.85℃,而从1983年到2012年的三十年是为北半球近1400年来最暖的一段时期。气候变暖造成冰川加速消融、冻土融化、海平面上升、降水格局变化、厄尔尼诺现象愈发频繁,极端天气事件呈现多发频发趋势,对全球生物多样性造成严重影响,并改变种间关系以及生态系统的结构和功能。未来全球温室气体排放量预测将持续升高。基于新温室气体排放情景RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5的预估,到21世纪末期,全球平均地表温度与1986-2005年相比将很可能上升超过1℃,湿润地区与干旱地区之间、雨季与旱季之间的降水差异会更加强烈,将进一步给生物多样性保护与生态系统服务功能的可持续性带来严峻挑战。
一、气候变化对生物多样性的影响
(一)生态系统被破坏
生态系统的自我调节能力有一定限度。当气候变化产生的环境压力超过生态系统阈值,则会破坏生态系统的结构与功能及其稳定性,引发生态系统退化甚至崩溃。气候变暖与干旱已造成全球许多地区森林大面积死亡,如欧洲南部森林、北美洲西部的温带森林、非洲与东南亚的热带雨林、澳大利亚东北部的桉树林等。降雨量和降雨格局的变化使全球80%的天然草地退化风险加剧。海水温度升高使全球75%的珊瑚礁面临威胁,白化现象极为严重。
(二)生物活动周期变化
气候影响着生物的活动节律与生活方式。气候变暖将使一些植物开花期提前,如我国东北地区中熟和晚熟玉米的生育期平均缩短3.8d和1.4d,华北地区冬小麦的生育期平均缩短8.4d,南方早稻和晚稻的生育期平均缩短4.9d和4.4d1. 张建平等,未来气候变化情景下我国主要粮食作物产量变化模拟。干旱地区农业研究。2007。25(5):208-213。由于生物对气候变化的响应程度不同,有时会打破原本植物与传粉者之间的互作关系,导致传粉昆虫数量下降,而植物得不到有效授粉,结实率显著降低,影响植物种群的更新和发展。
(三)栖息地变化
水热条件的变化导致物种适生栖息地分布以及栖息地质量的改变,使物种被迫迁徙或适应不利环境。伴随物种分布的剧烈变化,区域原有的物种组成将发生改变,并影响种间关系,加大高纬度和高海拔地区的种间竞争。在未来的气候变化情景下,气候引发的自然灾害也将加剧,如火灾等造成的生态崩溃风险也不断升高。在高频率的外部干扰下,将导致栖息地类型的变化并干扰群落演替,如对火灾与干旱有耐受度的物种将替代对火灾耐受度较低的物种,导致物种的原有栖息地丧失。
(四)物种消失与灭绝
未来的气候变化可能速度更快、变幅更大,将超过许多物种的适应能力,导致比目前更为严重的物种消失与灭绝风险。一方面,迁徙能力弱、分布区域狭窄、种群规模小的物种具有较高的脆弱性,将面临严峻的威胁。在受气候变化影响严重的地区,物种丰富度将出现急速的下降。另一方面,一些物种在沿着理想的温度条件迁移的过程中可能会遭遇地理阻隔(如海岸线、山顶等),导致物种无路可退而陷入绝境。
(五)适应及遗传变化
气候变化在导致物种消失与种群数量下降的同时,使遗传多样性保存面临巨大压力,影响着遗传资源的种类及其数量。遗传多样性低的种群将出现近交衰退,并导致产生的后代从亲本获得有害突变基因的几率变高。有限的遗传多样性与弱的适应特性遗传将导致许多物种进化与适应能力的进一步降低。
二、对人类惠益的影响
(一)生态系统稳定与环境安全