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全球气候变化与农业

时间:2010-01-29 03:46 来源:地理教师网 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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  第二节 全球气候变化与农业

  生物圈是以全球为单位的大系统。全球气候变化是现实,也是趋势。作为后者,它更加重要,因为这决定了它的全部影响,特别是它对农业的影响。本节介绍著名的三种倍增CO2模型(GCM2×CO2)及其模拟研究的结果,分析气候变化对农业气候带、作物生育期,种植制度、农业虫害、草害发生的影响;也对农业生产对气候变化产生的效应作了简介。

  一、全球气候变化及其影响自从工业革命以来,大气中二氧化碳(CO2)的浓度已增加了约28%。工农业的发展,也使大气中甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的浓度增加。它们产生的效应约占温室效应的24%,氟氯烃(CFC)约占14%,而且CFC正在损耗大气臭氧层。

  

  森林以及海洋中的浮游生物从空气中吸收二氧化碳释放氧气。而人类正以每年数百万公顷的速度毁掉森林(据1989年资料,全球1227km2热带雨林的一半以上已遭破坏)。同时,由于臭氧层变薄,局部地区上空的臭氧层出现空洞,这将使大量的紫外线长驱直入,威胁动植物的生存,使更多的海洋浮游生物死亡。一方面人类活动加大了二氧化碳的释放量,另一方面人类通过破坏地球上两个主要的二氧化碳吸收系统,而减少了二氧化碳吸收量。

  尽管存在反对意见,但世界上绝大多数科学家和主要科学机构一致确认:全球温度升高已成事实。1990年,由世界气象组织(WMO)和联合国环境规划署(UNEP)召集的世界气候学家会议得出结论认为:地球表面平均温度到2050年可能上升1℃,到2100年可能上升3℃。

  伴随全球平均气温的升高,可以预见全球的雨量分布将会发生广泛的变化。尽管目前对区域性降水方式的变化尚不能准确预测,但对大规模变化的估计已做了一些工作。例如,人们建立了一系列总循环模型(general circulation model, GCM),试图对此加以描述,其中最为著名的有三种倍增二氧化碳模型(GCM2×CO2)——英国气象局(UKMO)模型(1988)、美国纽约戈达德空间研究所(GISS)模型(1982)和美国普林斯顿地球物理流体力学实验室(GFDL)模型(1985)。这些模型把人地系统分成四个子系统:即大气成分、气候和海平面、人类活动和生态系统,重点考察它们之间的相互作用。所得到的研究结果表明,如果全球大气中二氧化碳浓度增加1倍,则全球平均气温将升高4~5.2℃,降水量将增加8%~15%。又如,马纳贝(Manabe)和威热拉德(Wetherald)在1980年运用一种全球气候模型来检验2倍和4倍于工业革命前的二氧化碳水平可能造成的气候影响,研究结果指出:①在北纬大约37°至50°地区,大气表层的气温将上升3℃;②在北纬大约12°至37°地区的降水量增加,而在北纬大约37°至50°地区的降水量将减少;③所有纬度上的蒸发量略有增加;④在北纬37°以南,土壤湿度将有微小变化,但在北纬大约37°至47°地区,土壤湿度将显著降低。由此,我们可以推测,美国、加拿大、欧洲和原苏联的大多数产粮区可能变得更加干燥并减产,而南亚、东亚、东南亚、北非、中非以及中东地区的沿海和低海拔平原地区,则由于海平面上升和暴风雨频繁发生,将会增加洪水灾害。另外,由于气温升高引起的蒸发量增加可能会加剧某些地区的干旱;再者,大气二氧化碳浓度的增加,会导致土壤的酸化和退化,也可使不同植物种的光合作用效率、生长效率、水的需求量等发生不同程度的变化。
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