个人介绍
全球变化生态学 古松
全球变化生态学是在全球变化背景下发展起来的一门新兴学科,是地球科学、生物学、环境科学、大气科学和信息科学等相互交叉的学科。本课程从生物圈、大气圈、水圈、岩石圈等方面说明全球变化生态学所包含的主体内容,重点介绍在全球变化的背景下的基本生态学问题。主要包括全球变化的特点和原因;全球碳循环,温室效应与全球变暖,全球变化对陆地生态系统碳循环的影响;全球变化与生态系统的相互关系,陆地生态系统对全球变化的响应;卫星遥感在植被监测中的应用;全球变化的适应对策等内容。
教师团队

古松 教授

单位:南开大学

敲响警钟

“生物圈二号”

“生物圈二号”是相对于地球生物圈(生物圈一号)而获名的。它位于美国亚利桑那州(Arizona)沃洛克镇。这里光照强烈,生物相对荒凉,有些类似于太空夫人环境。它建成于1991年5月,占地面积1.28公顷。工程建造经费约2亿美元,运转费用每年约600万美元。它的运转是基于地球生态系统中能量流动和物质循环的原理,其简要过程可以用一种特制的密封玻璃球来演示。里面装着淡水、空气、绿藻植物、一种似虾状节肢动物、蜗牛以及一些浮游类动物和植物,当然还有微生物。这些生命及其所在的环境是与外界完全隔绝的,其中绿色植物利用空气中的二氧化碳和水分在阳光下进行光合作用合成有机物质并供给氧气,动物食植物或其碎屑,微生物及浮游动物将死亡的动植物或排泄物分解后生成二氧化碳和矿物质开始新的循环。这种密封玻璃球式的生态系统,就是地球生态系统工作的原理,也是未来人类在太空建造长期生存空间的必然模式。但上天前必须在地球上先做实验,即密封住人实验。德克萨斯州年轻的石油亿万富翁Bass将这一大胆的设想付诸实施,建造了“生物圈二号”。

“生物圈二号”封闭住人实验的消息另全世界震惊。人们期待看科学能否在未来的太空中创造奇迹,就看陆地上的这个实验了。“生物圈二号”在社会上招募“生物圈人”,经严格筛选,由4男4女组成的科学家队伍形成了。内有海洋学家、植物学家、气象学家、机械工程专家及医学专家等。第一阶段的实验持续了2年,第二阶段换人后进行了半年就被迫停止了。于是,舆论界哗然了。那些原来就持异议的人们更横加指责了,于是“科学笑话”、“有钱人吃饱了撑的”等尖刻的语言不绝于耳。事实上,对于我们而言,“生物圈二号”所谓失败的教训正是我们值得珍重的财富,而它的失败也正是对地球人类最好的警示。

生物圈二号”无时不在向人们宣传这样最普通的道理:我们只有一个地球,在天上找到或造出适应人类生存的空间并非人类真正的愿望。如果那一天果真出现,那将是地球的末日。人类创造了文明,但这些文明又对地球产生了巨大的威胁。全球气候变化(温室效应引起)、臭氧洞扩大、酸雨与生物多样性危机(环境污染引起)等重大环境问题的出现,都是人类破坏了地球生物圈中生态系统物质循环与能量流动的固有规律而造成的恶果。游人们通过短短的参观与体会,便可一下子明白许多有关地球生态系统方面的知识。这也正是今天“生物圈二号”存在的真正价值所在。

长江特大洪灾

1998年,中国从南到北,从东到西(天津除外)的大部分地区,都发生了洪水灾害或受到洪水影响,全国七大江河均发生了不同程度的暴雨洪水,致使长江、嫩江多次发生洪涝灾害,造成了巨大的经济和财产损失。但这次洪灾也唤醒了全国人民的环境保护意识,增强了坚持可持续发展战略方针的信心。

1998年6~8月长江发生了持续3个多月的全球流域性特大洪水。这次洪灾形成的原因很多,主要可归结为大气环流、地质环境、江河湖泊的防洪泄洪能力减弱,以及人为破坏森林植被,致使自然生态系统调节能力降低等等。

赤潮现象

1997年11月中旬至12月下旬,在我国东南沿海,北起福建泉州湾南至广东汕尾的数千平方公里的近岸、内湾水域发生了有史以来规模最大的棕囊藻赤潮,造成了巨大的经济损失。两个多月后的1998年3月下旬开始,在相隔不远的广东珠江口的香港及两侧海域又发生了一起规模更大、危害更甚的震惊中外的裸甲藻赤潮,一直持续到4月底,给香港和广东珠江口两岸的养殖渔业造成了近10亿元的直接经济损失,对灾区的社会、经济和环境保护都产生了极为不良的影响(黄长江,1998)。

为什么在前后相差不到3个月的时间内,在几为同一海域的广东沿海会发生两次如此大规模的有害赤潮呢?如果水体富营养化是主要原因,那么前几年为什么不发生这样的赤潮呢?因为水体富营养化是逐渐积累的过程,珠江口水体的营养盐不可能在短时间内暴增。其次,我们不仅无法在短时间内扭转近岸和内湾水体富营养化的趋势,而且富营养化的程度在近期内还会不断加剧,那么广东沿海今后是不是每年都会发生这样大规模的赤潮呢?这样的推论无论在现实上还是在理论上都无法成立。因此,如果说水域富营养化是这两次大规模赤潮发生的物质基础,那么必然还存在着这两次赤潮爆发的诱因,这就是发生于1997~1998年强烈的厄尔尼诺引起的全球气候异常。

赤潮这种2000年前就有记载的自然现象,和大气污染、森林砍伐、草场退化等问题一样,需要全国人民意识的提高,需要政府职能部门和重视和支持,需要大家以科学、务实和严谨的态度去研究和认识它,才能将它对社会、经济和环境的不良影响降至最低。

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