全球环境问题课件

第5章全球环境问题第5章全球环境问题太阳辐射波分布（µm）一、地球系统的能量平衡太阳辐射波分布（µm）一、地球系统的能量平衡一、地球系统的能量平衡第一节气候变化一、地球系统的能量平衡第一节气候变化45%25%地球表面吸收的热量大气吸收的热量70%大气层和地球表层散失的热量太阳辐射100%地球反射的热量30%45%25%地球表面吸收的热量大气吸收的热量70%大气层和地人类活动对全球气候的影响会通过温室气体的变化反映出来。

温室气体的存在的两面性:

温室气体对于地球红外辐射的吸收对于维持地球生物最适宜的环境温度具有重要意义(天然温室效应)。

人类对于能源的过度使用和自然资源的过度开发造成的温室气体浓度迅速增加，使得温室效应不断强化，引起全球气候的改变(人为温室效应)。二、人类活动对气候变化的影响人类活动对全球气候的影响会通过温室气体的变化

大气层中的水蒸气和一些其他其他包括二氧化碳、甲烷和氟氯化碳能够吸收地表辐射的长波辐射，从而使辐射向太空的热量减少，并增加地球表层和对流层的温度，这种捕获热量的效应称为温室效应。二、人类活动对气候变化的影响温室效应大气层中的水蒸气和一些其他其他包括二氧化碳、甲烷和氟温室气体温室气体源汇对气候的影响大气寿命／a二氧化碳（CO2）（1）燃料（2）改变土地的使用（砍伐森林）（1）被海洋吸收（2）光合作用吸收红外辐射，影响大气平流层中O3的浓度50～200甲烷（CH4）（1）生物体燃烧（2）动物的反刍（3）水稻（1）和OH起化学作用（2）被土壤中的微生物摄取吸收红外辐射，影响对流层中O3的和OH的浓度，产生CO212氧化亚氮（N2O）（1）生物体燃烧（2）燃料（3）化肥（1）被土壤吸取（2）在大气中被光分解以及和O起化学反应吸收红外辐射，影响大气平流层中O3的浓度120臭氧（O3）光线令O2产生光化学反应与NOX、ClOX及HOX等化合物的催化反应吸收紫外光和红外辐射氟里昂及替代物（CFCS）工业生产在对流层不易分解，但在平流层中会被光线分解和跟O产生化学反应吸收红外辐射，影响大气平流层中O3的浓度CFC-11：50HCFC-22：12CHF3：264颗粒物（1）火山活动（2）煤及生物体的燃烧干和湿沉降形成悬浮粒子散射太阳光几天温室气体温室气体源汇对气候的影响大气寿命／a二氧化碳（CO2

气候变化的原因气候变化的原因全球变暖潜势为了评价大气中各种温室气体对气候变化影响的相对能力，国际上采用“全球变暖潜势”（GlobalWarmingPotential,GWM）作为参数加以考察全球变暖潜势为了评价大气中各种温室气体对气候变化影响浓度CO2(ppmv)温度距平(℃)年距今人类活

动扰动目前的CO2浓度是42万年来的最大值。(redrewfromPetitetal.1999)南极东方站测量的大气CO2浓度变化（IPCC，2001）浓度CO2(ppmv)温度距平(℃)年距今人类活

动扰动目前近万年来全球大气温室气体浓度变化

（到2005年)二氧化碳379ppm甲烷1774ppb氧化亚氮319ppb近万年来全球大气温室气体浓度变化

（到2005年)二氧化碳3工业化（1750年）以来，大气中温室气体明显增加。100012001400160018002000280300320340360浓度(ppmv)CO2南极LawDome冰芯资料显示的近1000年大气CO2浓度工业化（1750年）以来，大气中温室气体明显增加。10001年夏威夷MaunaLoa观象台测量的大气CO2浓度变化(updatedfromKeelingandWhorf,2004)380310320330340350360370196019701980199020002003年5月已达到379ppmv。CO2浓度2006年已达到382.49ppmv。过去10年中大气CO2浓度以1.8ppmv/年的速率增长，而过去50年平均仅为1ppmv/年。CO2浓度(ppmv)年夏威夷MaunaLoa观象台(updatedfrom平流层下部对流层中上部对流层下部地表大气气温各层的变化平流层下部对流层中上部对流层下部地表大气气温各层的变化三、全球气候变化可能造成的影响

对自然的影响

气候转变—全球变暖

政府间气候变化专门委员会（IPCC）的评估报告表明全球地面平均气温会在2100年上升1.4至5.8℃

海平面升高一种是海水受热膨胀使水面升高，另外就是固体水源（冰盖及冰川）的溶解，预期到2100年平均海平面上升0.09至0.88米。2009年11月24日发布的《哥本哈根诊断》报告则指出，到2100年全球气温可能上升7℃，海平面可能上升1米以上。世界自然基金委员会发表的另一份报告称，到2050年，全球海平面将上升50厘米。三、全球气候变化可能造成的影响对自然的影响-50%-40%-30%-20%-10%010%20%30%40%50%1900－2000年全球年降水量的变化趋势-50%-40%-30%-20%-10“卡特里娜飓风在经过美国佛罗里达南端的时候，才只有3级，但一进入墨西哥湾，立刻上升为5级，风力达17级以上，破坏力猛增到最强档，原因是墨西哥湾的海水因为受气候变化的影响，变得非常暖和。”

“卡特里娜飓风在经过美国佛罗里达南端的时候，才只有3级，但一新奥尔良市瞬间变成一片泽国新奥尔良市瞬间变成一片泽国联合国政府间气候变化问题研究小组2007年警告说，全球海平面至2100年可能升高0.18米至0.59米。届时，马尔代夫、基里巴斯、图瓦卢等岛国将面临被淹没的危险。为避免遭受“灭顶之灾”，各岛国纷纷打响生存保卫战。图瓦卢唯一的主干道被淹没马尔代夫的一个旅游岛一角联合国政府间气候变化问题研究小组2007年警告说，全球海平面2007年春夏，重庆、四川等地遭遇严重旱情，数百万人饮水困难。2009年冬至今年春夏，西南地区及广西等地再发生严重旱灾。自然灾害频发2007年春夏，重庆、四川等地遭遇严重旱情，数百万人饮水困难2007年8月，希腊接连发生170场山林大火，火灾面积占希腊国土一半以上大火逼近奥林匹亚遗址2007年8月，希腊接连发生170场山林大火，火灾面积占希腊据测算，格陵兰岛的冰盖约为260万立方千米，目前正在以每年100至150立方千米的速度消融。

阿根廷冰川大规模坍塌据测算，格陵兰岛的冰盖约为260万立方千米，目前正在以每年1第二节臭氧层破环一、臭氧层

距离地球表面15-25km的平流层中保存了大气中90％的臭氧，我们将这一层高浓度的臭氧称为“臭氧层”生成机制：消耗机制：途径一：光解反应途径二：催化反应Y—奇氮(NO，NO2)，奇氢(OH，HO2)和奇氯(Cl，ClO)第二节臭氧层破环一、臭氧层生成机制：消耗机制：途径一：二、臭氧层破坏臭氧洞：臭氧的柱浓度小于200D.U.，即臭氧的浓度较臭氧洞发生前减少超过30%的区域发现过程：1985年，英国科学家首次发现，南极上空在9至10月平均臭氧含量减少50％左右，并周期性出现。发生区域：南北两极及中高纬度地区二、臭氧层破坏臭氧洞：臭氧的柱浓度小于200D.U.，即臭氧三、臭氧层破坏的原因

对流层空气向平流层传输对臭氧浓度的稀释作用

宇宙射线导致高空生成氮氧化物的结果

人工合成的一些含氯和含溴的物质与臭氧发生催化化学过程最典型的对臭氧层具有破坏作用的人工合成物质——氟氯碳化合物即氟里昂（CFCs)和含溴化合物哈龙（Halons）三、臭氧层破坏的原因对流层空气向平流层传输对臭氧浓度大气中CFCs和Halons通常以化学惰性的形态（如ClONO2和HCl）存在

Cl2和HOCl极易在紫外线照射下发生光解，形成高活性自由基—原子态的氯，这是破坏臭氧层的主要物质同时氯原子自由基和溴原子自由基之间还存在协同作用，即二者同时存在时对臭氧的破坏能力要大于两者简单的加和大气中CFCs和Halons通常以化学惰性的形态（臭氧损耗潜势

为了评估各种臭氧层损耗物质对全球臭氧破坏的相对能力，一般采用“臭氧损耗潜势”（OzoneDepletionPotential,ODP）作为参数臭氧损耗潜势为了评估各种臭氧层损耗物质对全球臭氧破坏四、臭氧层破坏的后果

臭氧层的耗减产生的直接结果就是使太阳光中的紫外线UV-B达到地面的数量增加通常认为臭氧浓度降低1%，UV-B辐射量增加1.5～2%适量的紫外线照射对人体的健康是有益的，它能增强交感肾上腺机能，提高免疫能力，促进磷钙代谢，增强人体对环境污染物的抵抗力但是长期反复照射过量紫外线将引起细胞内的DNA改变，细胞的自身修复能力减弱，免疫机能减退，皮肤发生弹性组织变性、角质化以至皮肤癌变，诱发眼球晶体发生白内障等四、臭氧层破坏的后果臭氧层的耗减产生的直接结果第三节生物多样性锐减一、生物多样性定义

生物多样性（biologicaldiversity,或缩写为biodiversity）.

美国技术评估局（OTA）（1987）—“生命有机体及其赖以生存的生态综合体之间的多样性和变异性”。

Fiedler和Jain在《ConservationBiology》（1992）—“生命有机体、生命有机体全体以及它们生存的生态综合体之内和之间的多样性和变异性的总和”生态系统多样性（生物群落和生境的多样性）物种多样性（动物、植物、微生物物种的丰富度）遗传多样性（存在于生物个体内、单个物种内以及物种之间的基因多样性生物多样性的三层次第三节生物多样性锐减一、生物多样性定义生态系统多样性（二、生物多样性的意义生物多样性对于人类生存和发展具有巨大的价值

生物多样性是人类赖以生存的各种生命资源的汇集和未来农林业、医药业发展的基础，为人类提供了食物、能源、材料等基本需求生物多样性的生态功能价值也是巨大的

生物多样性在自然界中维系能量的流动、净化环境、改良土壤、涵养水源及调节小气候等多方面发挥着重要的作用千姿百态的生物给人以美的享受，是艺术创造和科学发明的源泉二、生物多样性的意义生物多样性对于人类生存和发展具有巨三、生物多样性的危机

物种受威胁等级的划分：两级法和六级法

两级法：我国国家重点保护动物划分的标准

Ⅰ级：指我国特产稀有或濒于绝灭的野生动物

Ⅱ级：指数量稀少，分布地区狭窄，有绝灭危险的野生动物六级法：世界自然保护联盟（IUCN）在其著名的《红皮书》中对受危物种的分级方法

灭绝种：一个物种在野外肯定有50年没有被发现

濒危种：随时可灭绝的种类，包括数量和栖息地面积的减少都可引起灭绝

易危种：如果致危因素继续存在，很快可成为濒危种的类群

稀有种：指数量很少的物种，但现在还不属濒危种

未定种：可能灭绝，但是无法确定是否属于灭绝种、濒危种、易危种还是稀有种三、生物多样性的危机物种受威胁等级的划分：两级法和六级法四、生物多样性丧失的现状

生物灭绝的速度不断加快据推算，农业社会出现后，平均每１０年消失一种植物，近一百年，平均每年消失１０种植物。大量物种遭受灭绝的威胁

物种类群濒危物种数量

植物19078无脊椎动物1355鱼类343两栖类50爬行类170鸟类1037哺乳类497四、生物多样性丧失的现状生物灭绝的速度不断加快生态系统的大量退化和瓦解热带雨林仅占地球陆地面积的7%，估计世界上50%的物种分布在其中，但是目前热带雨林正以年平均1%（约1217万公顷）的速度消失

家养动物和栽培作物的多样性也在下降

联合国粮农组织《家养动物多样性世界观察》报告：过去１００年里，全世界已经有１０００多个品种的家养动物灭绝。生态系统的大量退化和瓦解家养动物和栽培作物的多样性也五、生物多样性丧失实例渡渡鸟又名“愚鸠”，