气候变化对海洋生物及生态系统的影响

工业革命以来,人类活动每年向大气中排放约10亿t的CO2,其直接影响是导致了全球温度升高、区域气候模式震荡、海平面上升、海水酸化等一系列变化.这些变化能够促使海洋生物从基因水平到生态系统水平发生改变,从而影响海洋生态系统的服务功能,不利于人类的可持续发展.海洋对调节气候变化和维持各生态系统的平衡具有重要意义,尽管一些海...     

我国红树林对全球气候变化的响应及其作用

本文讨论了全球环境变化的内容,全球环境变化中以气候变化以及其导致的海平面升高对红树林的影响最大,预测了温度升高2℃后,我国红树植物可能的分布北界,温度升高后,红树植物的分布区将扩大,但受到海岸人工实施（如海堤等）的影响。对海平面升高以及风暴和巨浪对红树林的影响也进行了阐述,最后,讨论了红树林在防御全球环境变化带来的后果中的作用。     

红树林与气候变化

布鲁·海尔达是孟加拉南部海滨的渔民,当一个已经死去朋友的尸体被洪水冲出墓地,出现在她家前门时,她知道房子所面临的情况和过去不同了。几个星期以来,位于孟加拉国西南部库尔纳地区的一段堤防面临危险,似乎要沉入普苏尔河。一场凶猛的风暴造成了堤防混凝土外层的侵蚀,2017年河水开始进入多孔堤墙,当地人匆匆赶来填沙袋,但这临时应急措施只能暂时缓解危情,不能对堤防进行加固以解决根本问题。     

天然气水合物对全球气候变化、海平面旋回性的影响

天然气水合物作为21世纪的重要能源地位已受到广泛认可和关注,然而作为一个重要的气候致变因子,其赋存状况及其行为规律对全球气候和海平面的影响仍不容忽视。作者从甲烷的温室效应出发,提出了天然气水合物的生成和分解与全球气候的冷暖变化、海平面的升降变化这两个旋回之间相互依存的猜想。     

我国海洋领域适应气候变化的政策与行动

从建立健全法律法规、加强海洋气候观测、开展海岸带风险评估和防护、进行极端海洋灾害的预警报、实施海洋生态保护、加强水资源综合管理和开展专项科技行动7个方面,对我国海洋领域适应气候变化的研究进展、对策、管理和行动进行了分析和归纳。总结了近年来我国海洋领域为应对气候变化所做的工作成果,对未来采取的各项适应行动提供方法、内容的借鉴和指导。     

气候变化对海洋生物多样性的影响

本文针对国内外有关气候变化对海洋生物多样性影响的研究情况,分别从温度、CO2浓度变化、海平面上升、降雨量、海洋水文结构和海流变化以及紫外线辐射增强等方面探讨气候变化对海洋生物多样性的影响,并从病原生物传播、浮游生物群落结构、海洋鱼类群落结构变化等方面分析气候变化对海洋生态系统的影响．针对全球气候变化对我国海洋生物多样性保护带来的挑战,提出了今后的研究重点．     

全球气候变化对我国海岸和近海工程的影响

全球气候变暖导致北半球中高纬度海冰冰情变化、海平面上升以及台风和风暴潮等自然灾害强度和频率加大等事件的发生。在全球气候变暖的大背景下,我国渤海和北黄海的冰情持续偏轻,2006年中国海域平均海平面上升速度高于全球水平。从我国海岸和近海工程安全与未来规划和建设的角度论述了全球气候变化及其伴生事件可能带来的各种影响,并提出了相应的应对措施。     

极地海洋生物学过程与全球气候变化

本文探讨了极地海洋生物过程中碳和其它生源物质的转换、其流程和通量以及对全球气候变化的作用，海冰对海洋生态系及全球气候变化的影响；分析了极地海洋生物产物二氧化碳和硫化物等生源气体与极地气候的直接联系，从而阐明了极地海洋生物学过程在地极海洋生态与全球气候变化中的重要性。     

气候变化背景下海南东寨港红树林生态系统的脆弱性评估

鉴于红树林生态系统对气候变化背景下海平面上升和极端台风事件有高度敏感性,应用1980—2018年的海洋大气观测资料和实地调查数据,分析了海口东寨港地区的海平面、温度和台风最大风速的变化特征,并基于IPCC气候变化综合风险的理论框架,构建了"暴露度-敏感性-适应性"的脆弱性评价指标体系和估算方法,评估了海平面上升和台风事件背景下东寨港红树林生态系统的脆弱性主要特征。结果显示:①东寨港红树林生态系统的致灾影响因子主要为该地区沿海海平面的快速上升,其上升速率可达4. 6 mm/a,远高于全球和中国沿海平均值;其次为1993年之前和2006年之后,在海口地区250 km范围内出现的热带气旋或台风事件;②东寨港红树林脆弱性指数的平均值为0. 31,属于中度脆弱等级,其中三江片区的红树林脆弱性相对最高,演丰片区最低。构建的评价指标体系可较好地反映出海平面快速上升和热带气旋或台风影响下红树林生态系统的脆弱性特征。     

基于文献计量的中美红树林与气候变化耦合关系研究现状与热点对比分析

红树林与气候变化耦合关系研究既是气候变化领域的研究热点,同时也是红树林领域的研究热点。本研究采用文献计量分析方法对中美红树林与气候变化耦合关系的研究现状和热点进行对比分析,探讨两国在该领域研究特征的异同。研究结果表明：(1)美国作为文献发表数量最高的国家,同样具有最强的学术影响力;中国拥有世界排名第三的发文数量,但在学术影响力方面与美国存在一定的差距。中美两国在该领域的发文量均呈现持续增长的趋势。(2)中美在该领域保持着较强的合作关系,且各自形成了较为广泛的国际合作网络。(3)中美两国的科学家均对气候变化背景下红树林生态系统的脆弱性以及红树林作为基于自然的解决方案在应对气候变化方面起到的作用等问题表现出浓厚的兴趣。但是,由于起步较晚,中国在红树林与气候变化领域相关研究的广度和深度较美国还存在一定的差距,需要进一步扩大国际合作,加强科研产出,提升学术影响力。本研究的相关成果将为我国红树林与气候变化领域的科研工作开展、政策制定及管理实践等提供信息参考。     

全球变化背景下暖水珊瑚礁生态系统的适应性与修复研究

暖水珊瑚礁生态系统是热带海域最具生物多样性和代表性的生态系统之一。本研究分析了全球变化背景下暖水珊瑚礁生态系统的变化和风险,开展了受损暖水珊瑚礁生态系统退化和消失的致灾因子归因分析,综述了暖水珊瑚礁生态系统的适应性与修复技术研究。分析表明:①过去几十年来,暖水珊瑚礁生态系统快速退化,包括大面积白化和死亡、多样性明显减少和生态功能显著衰退,主要归因于海洋升温与人类活动等致灾因子的影响;②在温室气体高排放浓度情景下(RCP 8.5),相比工业革命前,到本世纪中叶,南海升温将可能远超过2℃,这表明南海暖水珊瑚礁生态系统正在逼近其气候临界点,即全球升温高于2℃时,90%~99%以上的暖水珊瑚将消失;③1980年代以来,海洋升温、海洋热浪和强热带气旋等海洋气候变化致灾因子对南海暖水珊瑚的危害性(影响的强度、范围和时间)明显增加,对暖水珊瑚礁生态系统产生了严重的影响;与此同时,近岸海域的过度或破坏性捕捞、采挖和潜水等人类活动,对暖水珊瑚造成了严重损害,增加了暖水珊瑚的气候脆弱性,而这种人类活动既是局部的,也是全球性的现象,使得暖水珊瑚更难以适应全球变暖的影响。分析还表明,为了增强暖水珊瑚适应气候与环境变化的恢复力(韧性),人们开展了诸多受损珊瑚礁生态系统的适应性与修复研究,但主要是采用无性繁殖或结合人工基质的修复方式,而应用有性繁殖技术恢复受损珊瑚礁的方式仍较少;最近,暖水珊瑚耐热的基因适应性研究取得了重要进展,为暖水珊瑚适应全球变暖提供了一种新的途径。本研究最后探讨了中国受损珊瑚礁生态系统的修复问题与对策。     

中国近海海表温度变化的极端特性及其气候特征研究

本文基于1982–2017年日再分析数据,分析了中国近海海表温度变化的极端特性、历史演变、空间格局及可能影响,并探讨了与全球变化和区域气候变率的关联性。近30多年来,中国近海海表总体升温明显,尤以春季长江口附近及以南的外部近岸海域升温最为显著,线性升温速率高达0.2°C/(10 a)。相比而言,沿岸海域对气候变暖暂缓的响应可能更为明显;极端高(低)温强度以显著增强(减弱)为主,尤以春(夏)季幅度最大。沿岸海域春季极值温差增强显著,易通过物候变化引起生物迁移和赤潮等生态灾害突发、频发;北部海域极端事件持续天数大于南部,其中,黄海、东海极端高温持续天数增加显著,可能对渔业资源产生较大影响。受气候变暖暂缓影响,极端低温持续天数亦显著增加;极端高温在长江口附近,台湾海峡和南海北部等海域累积频次上升显著,未来极端海洋热浪事件可能持续增加,将对南海珊瑚礁等产生较大影响。极端低温累积频次以显著降低为主。然而长江口及以南沿岸极端低温在冬春季增强明显,可能对红树林等产生一定影响;太平洋年代际振荡(PDO)暖位相期间,ENSO暖事件得到增强,易引起中国近海海表极端低温的频发。北极涛动(AO)正位相时,限制了极区冷空气向南扩展,中国近海海表极端高温频次趋于增加,其危险性增强。     

Sandy beach ecosystems: key features, sampling issues, management challenges and climate change impacts

Escalating pressures caused by the combined effects of population growth, demographic shifts, economic development and global climate change pose unprecedented threats to sandy beach ecosystems worldwide. Conservation of beaches as functional ecosystems and protection of their unique biodiversity requires management interventions that not only mitigate threats to physical properties of sandy shores, but also include ecological dimensions. Yet, beach management remains overwhelmingly focused on engineering interventions. Here we summarise the key outcomes of several workshops, held during the 2006 Sandy Beach Ecology Symposium in Vigo, Spain, that addressed issues of climate change, beach management and sampling methodology. Because efficient communication between managers and ecologists is critical, we summarise the salient features of sandy beaches as functional ecosystems in 50 'key statements'; these provide a succinct synopsis of the main structural and functional characteristics of these highly dynamic systems. Key outcomes of the workshops include a set of recommendations on designs and methods for sampling the benthic infaunal communities of beaches, the identification of the main ecological effects caused by direct and indirect human interventions, the predicted consequence of climate change for beach ecosystems, and priority areas for future research.     

The ACIA,climate change and fisheries

The Arctic Climate Impact Assessment (ACIA) is a project of the intergovernmental Arctic Council, intended to synthesize knowledge of the effects of climate change on the Arctic. This paper is based on the primary output of the ACIA project, a 1042 page book entitled Arctic Climate Impact Assessment. Our concern is with the effects of Arctic climate change on fisheries. To set the stage, however, we first discuss those chapters that logically precede the fisheries discussion, the chapters concerned with past and present climate change, climate modeling and marine systems. The conclusion notes that moderate climate warming will probably benefit most Arctic fisheries. The conclusion also considers the role of anthropogenic causation in climate change and its policy implications.     

广西钦州湾百年来红树林演变的有机碳同位素和孢粉示踪及其影响因素

气候变化和人类活动制约下的红树林演变是一种长时间尺度效应,而沉积物则是记录这种响应的最佳档案。采用古生态学研究思路,选择有效的示踪参数是解读这一档案的有效途径。本文通过广西钦州湾红树林区1根柱状沉积物中有机碳同位素(δ13C)、C/N分析和孢粉鉴定,以沉积物中的红树林源有机碳贡献和红树植物孢粉组合为示踪参数,在210Pb年龄框架构建的基础上,通过对比研究红树林源有机碳贡献和红树孢粉组合特征,揭示百年来钦州湾红树林兴衰和群落演替规律;进而重塑其红树林演变历史:兴盛期(1864-1918年)、衰退期(1918-1968年)和低谷期(1968-2007年),这与土地替代、遥感分析和现场勘测数据较为吻合。结合气候变化和人类活动资料,发现钦州湾红树林的近期衰退主要源于人类活动的影响,尤其是虾塘围垦;而与气候变化关系不大。     

Mangrove forests: Resilience,protection from tsunamis,and responses to global climate change

This review assesses the degree of resilience of mangrove forests to large, infrequent disturbance (tsunamis) and their role in coastal protection, and to chronic disturbance events (climate change) and the future of mangroves in the face of global change. From a geological perspective, mangroves come and go at considerable speed with the current distribution of forests a legacy of the Holocene, having undergone almost chronic disturbance as a result of fluctuations in sea-level. Mangroves have demonstrated considerable resilience over timescales commensurate with shoreline evolution. This notion is supported by evidence that soil accretion rates in mangrove forests are currently keeping pace with mean sea-level rise. Further support for their resilience comes from patterns of recovery from natural disturbances (storms, hurricanes) which coupled with key life history traits, suggest pioneer-phase characteristics. Stand composition and forest structure are the result of a complex interplay of physiological tolerances and competitive interactions leading to a mosaic of interrupted or arrested succession sequences, in response to physical/chemical gradients and landform changes. The extent to which some or all of these factors come into play depends on the frequency, intensity, size, and duration of the disturbance. Mangroves may in certain circumstances offer limited protection from tsunamis; some models using realistic forest variables suggest significant reduction in tsunami wave flow pressure for forests at least 100 m in width. The magnitude of energy absorption strongly depends on tree density, stem and root diameter, shore slope, bathymetry, spectral characteristics of incident waves, and tidal stage upon entering the forest. The ultimate disturbance, climate change, may lead to a maximum global loss of 10–15% of mangrove forest, but must be considered of secondary importance compared with current average annual rates of 1–2% deforestation. A large reservoir of below-ground nutrients, rapid rates of nutrient flux and microbial decomposition, complex and highly efficient biotic controls, self-design and redundancy of keystone species, and numerous feedbacks, all contribute to mangrove resilience to various types of disturbance.     

黄河三角洲造陆速率对夏季风强度变化和人类活动的响应

以夏季风强度指数和年均气温作为反映气候变化的指数,以人类净引水量和流域水土保持面积作为反映人类活动变化的指标,并以黄河流域为例,研究了三角洲造陆对气候变化和人类活动的响应.研究表明,夏季风强度指数的变化可分为三个阶段:(1)在1951~1963年夏季风强度指数呈持续增强的变化趋势;(2)在1963~1965年夏季风强度指数呈突变式减弱;(3)在1966~2000年夏季风强度指数保持在较低的水平上,且呈缓慢减弱的趋势.年降水量变化与夏季风强度指数有同步关系.从1950到1970年的年均温度在波动中略呈降低趋势,然而从1970年开始年均温度在波动中具有持续上升的趋势.气候变化会导致入海泥沙通量的变化,并可能进一步导致三角洲造陆速率的变化.黄河三角洲造陆速率、入海泥沙通量在1952~1964年均呈增大的趋势,1964年后则呈减小的趋势,在总体上与夏季风强度指数的变化趋势相同.除了气候变化以外,流域水土保持和引水对三角洲造陆也有影响.多元回归分析表明,三角洲造陆速率随夏季风强度指数的减弱而减小,随年气温的升高而减小,随梯田林草面积的增加而减小,随年净引水量的增加而减小,同时还表明,夏季风强度指数、年均气温、水土保持措施面积和人类净引水量对三角洲造陆速率变化的贡献率分别为34.94%,3.80%,53.82%和7.44%.表示气候变化的两个变量的贡献率之和为38.7%,说明气候变化对黄河三角洲造陆过程的影响是不容忽视的.