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关键词:黄土 蜗牛壳体化石 古气候 综述
一、引言
蜗牛作为陆生软体动物,对环境变化适应性差,较为敏感。其保存完好的石灰质外壳记录了大量的古地质、古气候等自然信息。蜗牛是黄土中常见的无脊椎动物,化石保存在不同时代的黄土地层中,是研究气候变化的良好载体,被认为是黄土古环境变化研究的“指示性动物”[1]。因此本文沿时间序列总结近十几年来黄土中蜗牛壳体种属组合与古气候相关的研究新进展,以期对未来的研究提供意见建议。
二、研究背景
关于黄土中蜗牛种属组合与古气候的研究,由上个世纪80年代研究洛川黄土剖面兴起,陈德牛等初步将中、晚更新世以来的蜗牛化石组合划分为反映较温湿生物气候环境的间齿螺组合和反映干冷生物气候环境的华蜗牛组合。刘东生在其专著《黄土与环境》中建立了第四纪以来较完整的蜗牛化石种属组合特征。20世纪90年代中期以来,黄土中蜗牛壳体化石的研究步入了新阶段,从传统的描述性分析到开展半定量、定量研究,相关研究也表明蜗牛对气候环境变化具有很好的响应性,是研究气候变化良好的替代性指标,对定量重建古气候要素值有极大的推动作用,如温度、湿度等[2]。
三、研究现状
(一)长尺度古气候研究
吴乃琴等(1995)选用对应分析法,对陕西省阳郭镇晚冰期黄土地层中的蜗牛化石进行研究,划分了代表不同温湿环境的3个蜗牛化石组合带,得出了该时期渭南地区的气候变化过程。通过洛川黄土剖面S1以上地层118个样品的蜗牛化石研究,吴乃琴等(1996)得出110ka以来,洛川古气候长周期变化的总趋势为冷干、暖湿交替演变。吴乃琴等(2000)对洛川黄土剖面25万年以来的陆生蜗牛化石种属组合的分析表明,东亚夏季风对控制陆地生态演变有显著的40ka变化周期。伍斌等深入探讨了西峰黄土剖面S5古土壤层的蜗牛化石组合,发现西峰地区在S5形成时气候环境经历了几次显著的波动。陈晓云等(2008)研究了黄土高原西峰和洛川黄土剖面末次冰期较高分辨率的蜗牛化石组合,发现黄土高原在59~29kaB.P.期间气候变化过程为较温和湿润―冷干―温凉―冷干。Li and Wu (2010 )对黄土高原西部一个中新世蜗牛化石记录进行了研究,发现暖湿种蜗牛个数的峰值与中一低纬度平均太阳辐射梯度最大值具有良好的对应关系,并且北纬35°太阳辐射最大值,喜暖种和喜湿种个体总数的谱分析结果也支撑上述推断。
(二)短尺度古气候研究
吴乃琴等对陕西省洛川、长武和渭南3个黄土剖面蜗牛化石的进行采样,以分析影响气候不稳定性的因素,结果显示末次冰期晚期时黄土高原的气候变化趋势与东北太平洋Tanner孔有孔虫含量及GRIP2冰芯δ18O记录有较好的对照性。吴乃琴等对渭南黄土剖面末次盛冰期地层较高分辨率的蜗牛化石记录进行了深入分析,研究结果表明该时期气候变化的尺度为百年到千年,温度变化要显著先于湿度或降水的变化1 000~2 000a,气候过程为变冷―冷湿―冷干―温干―温湿。分析显示造成这一气候特征是由于东亚冬、夏季风共同作用的影响。
四、结论
大量的研究结果表明,黄土高原蜗牛壳体化石蕴含着丰富的古气候信息,它不仅记录了第四纪与新近纪东亚季风长尺度的演变历史,同时也揭示了短尺度末次冰期、末次盛冰期气候变化演化过程与温度、湿度的组合关系。但目前的研究还存在着不足。首先,对黄土中蜗牛化石壳体的研究集中在渭南、洛川、长武、西峰四个剖面,局限在黄土高原中部地区,而其他区域黄土的研究极其缺乏,对蜗牛化石壳体化石的研究应拓展到其他不同区域;其次,在生态学方面,我国对现代蜗牛的研究尚处于薄弱阶段,这是利用蜗牛生物定量研究过去的气候环境参数的重要环节,需要长期大量调查、观察和饲养实验;再次,同样的蜗牛化石组合在不同地区代表着不同的气候环境意义,因此在解析古环境时要注意区域的差异性;综上所述,黄土中蜗牛ぬ寤石的古气候研究还存在着发展空间,需要国内外学者共同努力,弥补该领域研究不足,丰富古气候信息提取问题,进一步提高利用蜗牛壳体化石解析古气候的精确性。
参考文献:
[1]刘东生. 黄土与环境[M]. 科学出版社, 1985.
[2]吴乃琴, 李丰江. 陆生蜗牛化石与中国黄土古环境研究[C]// 中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编. 2009:831-840.
[3]裴云鹏, 吴乃琴. 甘肃西峰红粘土地层中蜗牛化石记录的古气候变化周期[J]. 第四o研究, 2005, 25(5):663-663.
[4]吴乃琴, 吕厚远, 陈德牛,等. 陕西渭南晚冰期时的环境与气候──蜗牛化石的证据[J]. 第四纪研究, 1995(2):139-149.
[5]Li F, Wu N. Pliocene land snail record from western Chinese Loess Plateau and implica-
tions for impacts of the summer insolation gradient between middle and low latitudes on the East Asian summer monsoon[J]. Global & Planetary Change, 2010, 72(1):73-78.
在距今60000年到45000年之间,几乎所有这些巨型动物都渐渐消失了。虽然一些体形较小的物种也在同一时期消失,但引起科学家特别关注的却是那些大家伙消失之谜。
对于科学家们来说,寻找导致巨型动物灭绝的“杀手”一直
是一个巨大的挑战,部分原因是因为保存完好的化石数量十分有限。最近,在澳大利亚北昆士兰州莱卡特河附近出土了一具近乎完整的有袋动物骨架,它能给研究人员提供找到这些问题答案的线索吗?
这具有袋动物的骨架高度近两米,是澳大利亚已发现巨型动物化石中最大的。2010年,澳大利亚一个研究团队在昆士兰弗洛拉维尔附近的古河道沉积物中发现了多块巨型动物的遗骨,其中可能隐藏着完整的巨型动物骨架。经过艰苦的发掘,到2011年,研究人员终于成功地发掘出了一,具巨型有袋动物的骨架,更令人感到振奋的是,正如所预期的那样,这是一具近乎完整的有袋动物骨架。从古河道沉积物中获得的化石样本已被送去进行年代测定。古生物学家认为,如果这具骨架的年代小于60000年,或着有助于找出导致巨型动物消失的“杀手”,揭开巨型动物灭绝之谜。
关于巨型动物灭绝的原因一直是研究人员激烈争论的重要课题,存在着各种理论。以下摘其要进行介绍。(也被称为间冰期),每次间冰期历时约10000年,而“大冰期”或“盛冰期”指的是北半球冰盖层最厚的一段时期。
虽然澳大利亚在更新世时期并没有受到大陆性冰川的影响,但在大冰期时期,这片大陆也受到了这一时期地球极端气候的影响,包括气候的极度干燥和极端寒冷的天气。最近一次盛冰期持续时间从22000年前到19000年前,由于冰盖的蔓延,世界各地海平面下降,地球气候也变得极为干燥。降雨量水平在整个更新世时期有升有降,但总的来说,长期干旱的趋势导致形成了末次盛冰期异常干旱的气候条件。
在这段时期里,澳大利亚的气温下降了8℃,降雨量只有如今的一半,而风力则是如今的两倍之强。尽管冰盖只覆盖了澳大利亚的一小部分地区,降雨量的减少和干燥的大风对生态环境造成了巨大的影响,形成了许多大大小小的沙丘,遍布在澳大利亚大陆70%以上的地区。气候变化有可能对生物群产生了巨大而可怕的影响,使巨型动物群的生存空间不断被压缩。这种理论认为巨型动物的数量在人类出现之前已呈现急剧减少的趋势。
也有科学家对巨型动物消失的气候因素提出了异议,他们认为,巨型动物已经度过了之前几次冰河期的严峻考验并存活了下来,没有理由因气候原因而全部消失。但支持者指出,这最后一次冰河期的干旱程度是难以想象的,巨型动物消失的时期正值4-5000年前澳大利亚大陆干燥气候达到极端程度时期,这种气候条件之严酷被描述为“日渐严峻”,而之前^们可能低估了它的影响。
一项研究认为,澳大利亚数量庞大的史前巨型动物的整体灭绝可能与原住民燃烧野火有关,而不是因古气候变化造成的。
该研究认为,被称为“巨型动物”的史前猛兽,包括袋狮、巨型袋熊和袋鼠等,几万年前栖居在澳大利亚中南部地区的纳勒博平原上,在灭绝之前,它们已经很好地适应了当地极为干旱的气候条件。然而,这一时期恰好是原住民抵达澳大利亚的时间,这一时间上的吻合不得不让一些科学家产生一些想法:巨型动物因人类活动而导致灭绝。这些动物的灭绝与原住民为了控制植被而点燃大火有关,原住民的这种做法在澳大利亚的其他地方也得到了证明。
巨型动物对冰河时期变幻莫测气候的适应能力极强,它们只是在人类到达之后,才从大自然的景观中消失的。研究人员从没有树木生长的平原下的几个洞穴中发掘出一些远古动物骨骼化石,包括近70种哺乳动物、鸟类和爬行动物,其中包括首次发现的袋狮的完整骨架。有科学家猜测,远在人类到达澳大利亚之前,一些运气不好的动物从地面上的竖坑中不幸掉落到地下洞穴中,被困在里面最终死亡。随着时间的推移,这些竖坑被填满封住,一部分化石得以很好地保存了下来。这些化石让我们跨越时空得以一瞥远古时期澳大利亚地区最为干旱的那一段历史。
令人惊讶的是,50万年前的气候与今天非常相似,当时的降雨量与现代也很相似。
一些科学家认为,澳大利亚巨型动物数量急剧减少的时期正好与当地原住民于大约60000年前抵达此地的时间相吻合,原住民在到达澳大利亚之后的15000年时间里大量捕杀巨型动物,最终导致这些动物整体灭绝,而火的频繁使用,也导致了当地植被的重大变化。还有人认为,澳大利亚原住民有选择地狩猎巨型动物幼兽,仅在几千年的时间里,就导致了巨型动物的整体灭绝。
但也有科学家认为,没有发现最早在澳大利亚定居的人类用尖矛和猎犬协助狩猎和使用工具改变土地植被的证据,也没有发现频繁焚烧土地的证据,这表明,当地土著人的行为并不足以改变当地生态环境,也不足以造成巨型动物群的整体灭绝。有证据表明,澳大利亚北部过着狩猎采集生活的当地土著人曾与巨型动物共同生存了一段时期。据认为,这些原住民是由印度尼西亚来到澳大利亚的,当时的印度尼西亚也有许多当地的巨型动物物种,这些巨型动物大多数在人类出现之后还生存了很长一段时期,比如科莫多巨蜥,一种身长3米的蜥蜴,它们在火山喷发、气候变化的严酷条件之下,以及在直立人和现代智人到来之后,仍然生存了很长的一段时期。其他一些巨型动物,如貘、马来熊(也叫太阳熊)和巴厘虎,在人类入侵之后也生存了下来。
一些科学家认为,巨型动物灭绝的原因如果只用某个单一因素来解释,可能过于简单化。他们认为,气候变化的影响和人类活动所起的作用综合在一起,导致了巨型动物群的消失。
科学家在澳大利亚西南部地区的一个洞穴里发现了巨型动物遗骸化石,时间可追溯到40000年前,而在附近一个洞穴里发现了49000年前的人类遗骸。有科学家认为,巨型动物的灭绝早在18000年前的极端气候时期就已经开始了,气候变化造成巨型动物数量骤减,而人类的到来则可能是导致它们全部灭绝的决定性因素,成为“压垮骆驼的最后一根稻草”。
该理论认为,巨型动物灭绝可能与巨型动物的庞大身体有关。像今天的大型食草动物一样,巨型动物的生存需要充足的食物和水,在末次盛冰期地球极端气候的严酷条件之下,厚厚的冰层封
住了地球上大部分的水,植被也大量减少,其果是,剩下的植被和水源根本无法维持胃口极大的巨型动物的生存需要。随着气候变得越来越干旱,巨型动物所依赖的植被资源和水源也渐渐枯竭,巨型动物的体形可能是导致它们最后灭绝的关键。
巨型动物庞大的体形同时也影响了它们的生殖率,限制了可能产生后代的数量,而缓慢的生长和繁殖率使得它们更难以应对日益恶化的环境条件。干旱的气候,以及庞大体形对食物的需求,将一些巨型动物驱赶到最后留存下来的有植被和水潭的“孤岛”上,如果说此时巨型动物的生存能力已经变得相当脆弱,那么能够捕猎巨型动物的强大人类的到来,无疑是雪上加霜,最终将这些巨型动物逼到了绝路上。
像恐龙一样,巨型动物的消失留下了一个令世人迷惑的不解之谜。
猛犸象的灭绝之谜与“复活”希望
DNA分析和化石遗迹表明,大部分猛犸象死于大约10000年前,那究竟是什么原因导致了它们全部灭绝的呢?
气候变化是猛犸象杀手?
2007年,科学家对尉马象进行的DNA研究表明,导致猛犸象灭绝的罪魁祸首是气候变化,而不是旧石器时代的人类猎人。从猛犸象的遗骸中提取的DNA表明,其遗传多样性减少的趋势发生在人类狩猎猛马象之前。
DNA分析果向我们展示了一幅猛犸象灭绝之谜的漫长画卷,它们的灭绝不是最后一次冰河时代束时的突发性事件,而是一个历时数万年,涉及遗传多样性逐渐丧失的漫长过程。猛犸象的灭绝,似乎更可能是受环境因素影响,而不是人为原因,虽然人类的狩猎活动确实杀死了最后剩下的一小部分猛犸象。
大部分猛犸象灭绝于10000年前最后一次冰河期末期,但仍有一小部分猛犸象在西伯利亚北部的弗兰格尔岛上幸存了下来,一直到大约3700年前才最后灭绝。据认为,猛犸象大约15万年前已经出现在地球上,它们逐渐适应着冰河时代的寒冷环境,它们对极端寒冷环境的适应性变化包括:厚实的毛茸茸的皮毛,可以减少热量散失的小小的耳朵,以及抵御寒冷的脂肪层。
猛犸象灭绝改变了地球气候和生态?
但另有理论认为,猛犸象的灭绝不是因为北美生态系统的变化造成的,相反,是猛犸象的灭绝导致了随之而来的气候变化以及生态系统的变化。
研究人员从格陵兰冰原中获取的冰芯样本表明,在大约12800年前人类到达美洲之后,猛犸象和其他大型动物的数量快速下降,而全球气温随之急速降低,这一事实也许可以解释当时全球气温急降变冷的真实原因。
研究认为,曾经密集地分布在北美大地上的多达100多个物种的食草巨兽,释放出大量的甲烷。甲烷作为一种能够滞留热量的温室效应气体,其吸热能力是二氧化碳的30倍,虽然不足以触发并引起全球变暖趋势失控,但在大量产生的甲烷气体突然变少甚至完全没有的时候,却至少成为了“新仙女木事件”的一个触发因素,这段历时较久的冰冻期是末次冰期最后一次寒冷事件,“仙女木”是寒冷气候的标志植物。
如果这种推测是正确的话,那么“人类世”,即人类对地球气候统产生主要影响的时代,并非始于19世纪的工业革命,而是始于13000年前,也就是当人类凭借两条腿大规模迁徙涌入美洲的时候。从牛等现代反刍动物身上所获得的数据推断,科学家估计史前巨型动物每年产生约近10万亿克甲烷。
猛犸象将在五年内“复活”?
最近日本研究人员称,他们将通过克隆技术,在未来5年左右的时间里,令灭绝的猛犸象“死而复生”,让这一早已消失的厚皮类生物重新出现在地球上。
日本研究团队同时还邀请了一位俄罗斯猛犸象研究专家和两名美国大象研究专家一起加入这个项目。冷冻过程中细胞受损被认为是猛犸象克隆复活的一个障碍,但科学家曾于2008年用保存在与埋葬猛犸象遗体类似温度冰土层地下16年的老鼠细胞成功克隆出了一只老鼠。
极端高温天气的另类解释
今年夏季,在我国天气的“舞台”上,高温成了最吸引眼球的“主角”,持续近两个月的高温热浪使我国南方大部分地区饱受炙烤,多地旱情严峻、河道断流、水库干涸。据国家防总办公室统计,截至8月22日,全国有8105万亩耕地受旱,有664万人、220万头大牲畜因旱饮水困难。
据国家气候中心预测,从全国范围看,本次高温热浪还将继续持续,待季节转换之后才可能完全消退。本次高温热浪过程呈现高温日数多、持续时间长、影响范围广、强度强、极端性突出等特点。据国家气候中心资料显示,7月1日至8月14日,高温天气覆盖了我国江南、江淮、江汉、黄淮及重庆等地的19个省(区、市)。其中江南、江淮、江汉及重庆8省(市)平均高温日数达28.8天,较常年平均(13.5天)多出一倍以上,平均最高气温达35.6℃,均为1951年以来最多(高)。我国中东部地区有305个观测站日最高气温突破40℃,浙江新昌极端最高气温达44.1℃。有477站次日最高气温突破历史极值,为历史同期最多。一时间,“中国好烤箱”遍布各地,“烧烤模式”也成为了公众对此次极端高温天气的最好注解。
一时间,“由于副热带高压(以下简称副高)偏强并且位置偏西,导致副高控制范围内晴热少雨,进而形成南方高温天气”的论断铺天盖地地出现在媒体节目中。中国工程院院士、现任中国气象局气候变化特别顾问的丁一汇研究员确认为,这一切,可以从海温的变化说起,或者说,是从“海洋与大气”的相互作用说起。
据观测资料显示,今年春节以来赤道太平洋东部和中部海面温度持续异常偏冷,厄尔尼诺年衰减并向拉尼娜年过渡。由于洋流的运动和偏东信风的作用,冷海水会向西扩散至西太平洋的东部地区。当较冷的海水由东向西流至副高时,就会与副高东侧边缘的东北风相遇。由于东风是偏冷且比较干燥的,这样就会使海洋表层海水被大量蒸发,进而使海温下降。当海温降低后,海洋表层空气难以受热膨胀上升,空气对流受到抑制,这样大气的密度会持续增加,高气压则因此不断增强并在原地维持,不会远离中国大陆向东撤退。另外由于前期春季和夏初印度洋一直维持暖水,这致使高层的高气压加强,并由该区盛行的西风向东输送,也有利于副高的加强西伸。这样西太平洋副高的东侧不断补充加强,西侧又有印度洋高气压的不断并入,于是副高就被锁定在我国南方地区,并且强度不断增强。再加上“海洋大陆(印尼)——南海”的暖海温使对流活动明显发展,也促使副高进一步加强北抬,因而呈现了稳定、持续且偏西、偏北的特点。“只要热带太平洋至印度洋‘东冷西暖’的海温形势不变,副高就会维持下去。所以海温的变化才是副高持续稳定的主因。”丁一汇总结道。
但仅考虑海洋的影响是不够的,还必须考虑北半球异常大气环流的作用,副高的偏强也和北极涛动呈正相位有关。由于北极地区通常受低气压系统支配,当北极涛动处于正位相时,冷空气被周围的高气压“困在”极地,难以向南扩展。由于在副热带中纬度地区冷空气活动较弱,因而不容易促使副高减弱和东退。“北极涛动处于正相位和赤道太平洋‘西暖东冷’叠加,都有利于副高稳定发展,这是导致今年夏季南方大范围高温热浪天气的主要原因,或特殊的原因。”丁一汇说。
越来越多的研究也表明,如果中国东部大范围地区出现高温热浪,那么一定与全球性的高温过程有关联。今年夏季,在中东到欧洲地区,在美国的西海岸等地,都出现了明显的高温天气,实际上,美洲、东亚、欧洲到中东这三个地区常常会同时出现高温热浪过程。“这种现象被我们称为‘遥相关’,指的是相隔一定距离的两地气候异常之间的联系。实际上反映了上游的异常天气可以通过高空强风速带(气象上称急流)传播到下游地区,相继出现一连串的天气现象和气候,因而中国的这次高温热浪是上面三个条件共同叠加和增强的结果,是一次比较复杂的海气相互作用过程。”丁一汇解释道。
来自遥远北极的生灵之殇
今年4月,挪威极地研究所的研究员在北冰洋斯瓦尔巴特群岛上,抓拍到一只看似体格健壮的雄性北极熊。而7月,再次见到这只北极熊时,却看到了它枯瘦如柴的尸体像一块地毯一样铺在地上,令人不忍直视。对此,野生动物专家推测,正是由于全球气候变暖,引起海冰层的不断消退,令北极熊没有办法去猎食海豹,被迫去远处觅食,但最终仍是找不到食物,只得饿死。尽管根据一具死熊的尸体就断定它们过得很糟确实有些片面,但专家们在近年来的几次极地考察中,确实对全球气候变化有深切的直观感受。
最早发现这具尸体的北极熊专家伊恩·斯特林教授也强调,尽管不能明确地说这只北极熊的死亡是气候变暖的结果,但是这个悲剧大体上还是和气候变暖会对北极熊造成的后果的预测是一致的。
国外研究人员发现由于气温骤升,海水结冰耗时大大延长,动物被迫在陆地上待得更久,这便直接影响了北极熊的个头大小和繁殖成功率。据估计,现存的北极熊数量约为2万~2.5万只。已知的北极熊有19个品种,其中有8个品种的北极熊数量正不断减少。
很大程度上,北极熊的数量已经成为衡量气候变化的重要标志。这种栖息在北极冰盖上的大型哺乳动物,是诸多受气候变化影响动植物中最具象征性的代表符号。与北极熊一样,候鸟、斑嘴鸭、鸣虫、扬子鳄以及其它一些动植物全都是气候变暖的最直接受害者。
温暖的海水和大气使得海冰难以形成,汩汩的海水也彻底改变了毛茸茸北极熊的生态时间表。加拿大野生动物局生物学家伊恩·斯特林通过长期的研究表明,1950年以来长期的气候变暖趋势已经改变了北极熊的生存环境,它们一直在尴尬、恶劣的温暖气候中挣扎。
哈德逊湾是个独特的地方。大多数北极熊生活在加拿大北部地区、阿拉斯加、俄罗斯或格陵兰岛。这些地区几乎常年结冰,符合北极熊的生存环境,而且这里有源源不断的食物——环斑海豹。作为地球上最大的陆上食肉动物,北极熊号称“北极圈之王”,除了人类,几乎没有天敌。但这些强壮的庞然大物需要依靠海冰来捕捉主要食物——海豹。哈德逊湾的海冰以往很早就形成,北极熊可以利用海冰接近海豹,猎食后积聚过冬所需的脂肪。但现在,哈德逊湾的海冰形成比以往要晚数周,饥饿的北极熊等不及,只好先吃幼熊,抑或活活饿死。这使得哈德逊湾的北极熊处于极度危险之中。受饥饿的驱使,它们只好到镇上去寻找食物,或者游向更远的地方,无形之中也破坏了人类和北极熊之间的和谐相处。
专家曾预测,如果全球平均气温比1980年至1999年的平均值增加1.5℃至2.5℃,目前地球上20%至30%的物种可能会灭绝;如果超过3.5℃,将会有40%至70%的物种灭绝,生物多样性将严重受损。
事实上,气候的变化还影响了诸多候鸟的迁徙路径与栖息地、众多植物的生长与分布规律。由于气候变化,地球南北两极部分生态系统已经发生了明显变化;动植物物种地理分布朝两极和高海拔地区迁移;树叶发芽、鸟类迁徙和产蛋等春季特有现象提前出现,造成了非常严重的生态失衡。
人类与气候的战争
阳山县偏居于广东省西北部,属南岭山脉南麓。这里自然灾害频繁,风、寒、冰雹、暴雨洪灾,无雨旱灾,给本来产量水平不高的农业生产带来很严重的不稳定性。
“气候变化背景下,该地区的主要表现为温度上升、年均降水量减少,但极端强降水事件增多,使得局地洪涝加重。”阳山县气象局副局长罗晓丹介绍,“根据阳山县近20年的监测数据显示,阳山县的气温每十年上升0.15℃,1998年起到现在明显升高,但增温速率小于广东全省平均增温速率(0.22℃/10年)。”
据一份公开的报道介绍,1990年秋季起,阳山县政府有关部门采取了人口迁移措施,有组织地向平原地区移民。报道称,由于石灰岩区内地形破碎,岩石,植被稀疏,水土流失严重,土地承载力低,生态危机严重、人口压力大、土地过载,迫切需要通过适度移民实行减载。阳山不少地方缺乏起码的生存条件,天旱时要到十多公里外挑水吃。
另一方面,南极科学研究委员会(SCAR)发表的最新一份研究报告表明,南极洲西部冰川融化加速,使得全球海平面以两倍速度上升,预计在2100年,全球海平面将会上升1.4米。包括上海、伦敦、纽约等沿海城市都将受影响,面临被淹没的威胁。由于气候变暖,1990年到2030年,珠江三角洲地区沿海的海平面上升的速度大约是每年5毫米,最高可上升30厘米。届时,地势低平的珠江三角洲将有42%的面积低于海平面,同时咸潮将大量入侵。
在“十年九旱”的中国西部地区,当地人每年都在与极端的气候做着斗争。近年来,NGO也开始和政府一起对抗气候变化。其中,乐施会与政府部门合作,已经在中国内地开展了数十个融入气候变化视角的扶贫项目。“由于移民搬迁难度较大,中国西北地区则开始沿着‘主动适应气候变化’的路线制定政策。”乐施会气候变化项目部官员李宁说。乐施会出资协助贫穷的人改变生计、耕作或使用能源的模式,从而适应气候变化的负面影响。而在全世界,不少国家和地区的“气候难民”,正开始自发和有组织地进行移民。
孟加拉国政府最新出炉的一份报告称,该国有越来越多的“气候难民”从沿海低洼地区向内陆大城及印度等邻国移民。
对于全球气候变暖将会涌现大批“气候难民”的说法,中国国家气侯中心气候变化室副主任徐影此前曾表示,如果不能尽快落实节能减排,中国也可能成为有“气候难民”的国家之一。
提升极端气候的应对能力
2010年世界气象组织和联合国组织世界范围内的科学家编写了《管理极端事件和灾害风险促进气候变化适应特别报告》(SREX)。报告认为强降水和热浪等极端天气将会变得更加频繁。报告首次把气候科学和社会经济科学结合在一起,提出了一个新观念:极端事件造成的负面影响不仅取决于天气气候本身的强度,也取决于受影响地区的暴露度和脆弱性,提出要加强管理极端事件和灾害的风险,以促进气候变化适应。
“SREX报告对于人类应对极端天气具有重要的意义,因此引起了发达国家的高度重视。”中国科学院院士秦大河说。
以2012年7月21日北京暴雨为例,尽管气象部门之前做了准确的预报,但还是造成了很大的人员和财产损失。灾害较重的地方一个是房山地区的一些旅游景点,另外一个是高速公路。秦大河认为,一些人在河道中建房,建别墅,搞旅游开发,严重堵塞行洪河道,增加了洪水风险。由于道路规划不合理,京港澳房山段部分路段受淹严重,加之信息不畅,在发生洪灾的情况下仍然放行车辆,更加重了灾害损失。
这反映了两个问题,一个是城乡规划缺乏科学评估,尤其没有考虑气候风险,导致脆弱性和暴露度增加,秦大河强调。通过气候可行性论证对脆弱性和潜在的灾害风险进行充分的评估可以降低灾害风险。另外一个,应对极端天气政府和社会都要动员起来,明确各部门职责和分工,建立常规化的沟通联系机制。“所以,气象防灾减灾不仅是科学问题,它和社会管理、政府职能转变以及各行各业之间的交叉协作密切相关。”秦大河说。
如此看来,我们口头上说的“热死了”是真的有可能。事实上,近年来,全球范围内因气候变化而导致的极端天气逐渐增多,给人类健康带来的灾难性风险已经引起了高度重视。近日,一独立的国际健康委员会的一项报告就宣称,当前,气候变化对人类健康的威胁是如此巨大,以至于潜在地逆转了人类近50年来从经济发展中获得的健康收益。
那么,气候变化到底会给人们的身体健康带来哪些影响?面对极端天气导致的健康威胁,我们该如何应对?“本期视点”,让我们共同关注气候变化下的健康危机。
极热高温威胁人类健康
时下,气候变化的最显著表现是气候变暖。有相关报告称,对全球90亿人口来说,气候变化决定着后半世纪的发展成果以及人类的健康状况。气候变暖是21世纪人类健康的最大威胁,其带来的最大影响是极端高温天气。因为极端高温天气和人类发病率和死亡率存在明确的关系。
那么,人类到底能耐受多高的温度?其实,早在18世纪,英国一实验生理学家就曾进行过自体试验:如果空气干燥,人可以在120℃室温下停留15分钟,并无不良反应;若在潮湿的空气中,室温虽只有48℃~50℃,人却只能耐受很短的时间。这是因为汗液不能蒸发的缘故。不过,体内温度升高就难以承受了。人体的核心温度为37℃~38℃,到了40℃~41℃,人就容易中暑虚脱,身体机能就会停止运作,体内细胞恶化,会出现多器官功能衰竭;若超过42℃,中枢神经系统的功能就会发生严重紊乱,体内蛋白质可能变性、凝固,会有生命危险,所以体温计的最高度数只有42℃。
那么,问题又来了,人真的会被热死吗?“其实大部分情况人不是直接被热死的,而是因为热诱发了一些疾病。”本刊医学顾问、第三军医大学病理学专家卞修武介绍,高温效应给儿童、老年人、体弱者及呼吸系统、心脑血管疾病等慢性疾病患者带来的影响最大。炎热的应激反应使体温调节系统处于“超负荷”状态,使未成熟或原已受损的系统、组织、器官负荷增加,功能不济,往往病情易加重甚至死亡。另外,持续高温还会使人中暑,使患“空调病”、肠道病、心脑血管病的人数骤然增多,并会有因暑热而死亡的情况发生。
气候变暖对人类健康的另一个严重影响,是导致某些传染性疾病的传播和复苏。当前虫媒传染病的3大流行趋势是:新的病种不断被发现,原有的流行区域不断扩展,疾病流行的频率不断增强。
“像疟疾、登革热等疾病主要通过蚊虫传播。由于气候变化,原来不适于某些蚊虫、细菌生存的地方,如今可能变得适于它们生存,这样当地民众就会面临比较大的健康威胁。”山西省疾控中心专家介绍说,随着气候变暖,不断增加的地理运动以及人和动物宿主的接触,病原体(尤其是病毒)也将突破其寄生、感染的分布区域,并可形成新发传染病的病原体。如2003年的“非典”(SARS),以及时下“中东呼吸综合征”(MERS)等新发传染病的流行,都引起了全球恐慌。
气候变化易诱发多种疾病
众所周知,气候变化影响健康问题的社会和环境决定因素主要包括清洁的空气、安全的饮用水和充足的食物。
事实上,气候变化可使空气中某些有害物质,如真菌孢子、花粉和大气颗粒物随温度和湿度增高而浓度增加,使人群中患过敏性疾病和其他呼吸系统疾病的发病率增加;温室气体中以氪氯烃为主的气体对臭氧层有较大的破坏性,导致阳光中紫外线辐射增加,有可能提高皮肤癌、白内障和雪盲的发病率;气候变化也会使大气污染更加恶化,大气污染物引发的过敏症、心肺异常和死亡的发生率将相应增加。
在饮用水方面,更加变化多端的降水模式可能会影响淡水供应。洪水的频率和严重程度也在上升。洪水污染淡水供应,使水源性疾病的风险加大,并为蚊虫等携带疾病的昆虫形成繁殖场所。
饥饿和营养不良引起的机体免疫力下降,增加了人们对疾病的易感性,目前全球有8亿人营养不良。有专家分析,尽管整体看来,随着气候的变化,全球农业产量依然能维持全球的生活,然而,由气候变化引起的农业产量明显的区域差异,将使部分地区营养不良的状况出现进一步加剧的后果。
应对气候变化的健康密码
其实,早在2000多年前,我国的《黄帝内经》就指出人类的健康与天地、四季、气候、环境是息息相关的。而如今,气候变化对人类健康的威胁已不仅具有“涟漪效应”,并且远远超出人们早先的估计,所以我们每个人都需积极应对气候变化对健康的危害。首先,要尽量减少引起全球变暖的人为因素,减缓气候变化的进程,比如骑自行车或步行取代使用私人汽车,以减少二氧化碳排放量并改善健康。其次,从自身做起保护生态环境。再其次,就是适应气候变化,进一步了解天气、气候、极端事件和流行性疾病之间的联系,在提高预警水平和时效的基础上,实施可持续防御和控制健康威胁的生活方式。
在此,《人人健康》也建议相关部门和机构:
建立和完善气候变化对人体健康影响的监测预警系统,为社会提供内容丰富、准确、及时、权威的疾病监测、评估、预测、预警,以及疾病预防等各类服务产品;
关键词:气候变化;自然;影响
鉴于目前的温室气体的浓度和持续排放,很可能是在本世纪末,全球温度的增加将超过1.5°C。世界上的海洋将变暖并且冰川融化将继续。2065年的平均海平面上升的预测为24C30cm ,2100年将达到40-63cm 。即使从现在起温室气体的停止排放,各种气候变化仍将持续几个世纪。
最近的例子:
2015年因创纪录的高温和极端天气而“载入史册”,有报告建议国际社会做好直面更热、更旱、更涝未来的准备。其影响有:
一、海洋表面温度与海洋热量
受厄尔尼诺的影响,海洋的大片区域,尤其是热带太平洋的中部和东部地区经历了显著的增温。海洋上层700 m和2000 m的全球海洋热含量都达到了历史新高。2015年海洋热含量的上升约占过去60年来观测到的全球海平面上升的40%。海平面创下了自有卫星和传统测潮仪记录以来的最高纪录。
二、北极海冰
2015年2月25日,北极海冰面积打破了同期历史最低纪录。2015年9月11日,北极海冰面积是同期历史第四最小面积。
三、热浪
许多国家都遭遇了热浪,其中,最具破坏性影响的几次热浪出现在印度和巴基斯坦。2015年,亚洲大陆经历了有记录以来最热的一年,南美亦是如此。西欧和中欧遭遇了特长的热浪期,一些地区的温度在40 ℃附近徘徊,例如,德国、西班牙和英国分别以40.3 ℃、42.6 ℃和36.7 ℃的高温刷新了国家的高温纪录。美国西北部和加拿大西部都遭遇了创纪录的野火季,仅阿拉斯加遭遇夏季野火肆虐的面积就超过了200万公顷。
四、降水量
2015年全球降水量接近长期平均水平,但极端降水较多。2015年1月,活跃的西非季风使非洲马拉维遭遇了有史以来最严重的洪灾。较之往年同期8 mm的月均降水量,2015年9月,利比亚西海岸的月均降水量超过了90 mm。2015年8月,马拉喀什摩洛哥全市1小时的降水量高达35.9 mm,高于该市月均降水量的13倍。2015年,强大的厄尔尼诺使美国南部、墨西哥北部部分地区以及秘鲁、智利北部、玻利维亚、巴拉圭、巴西南部和阿根廷北部等亚热带地区的湿度显著增加。
五、干旱
2014―2015年是自1932―1933年以来最干旱的一年,非洲南部的农业生产和粮食安全受到了重大影响。厄尔尼诺现象引起的干旱加剧了印度尼西亚的森林大火,并波及到了邻国的空气质量。加勒比、中美洲部分地区以及包括巴西东北部、哥伦比亚和委内瑞拉等地区在内的南美洲北部地区遭受了严重的旱灾,农业、水和能源部门受到了严重的影响。
虽然自1990年以来,二氧化碳的全球排放量已经增加了近50%。其排放量在2000年至2010年这十年间的增长量远远快于前三十年。但还是可以通过在全球广泛的技术革新以及行为改变,来使全球平均温度上升控制在比前工业化时代高两摄氏度的水平。
(一)在拉丁美洲和加勒比海地区,其治理区域地自然资本的持续发展是这个地区经济发展和反不平等、反贫穷的基础,必须要缓和气候变化,并使经济从自然资源消耗型转变。该地区的温室气体由于城市化、经济增长、能源消费、土地利用变化等因素排放量巨大,其农业也对氧化亚氮和二氧化碳排放产生了强烈的影响。氧化亚氮的排放量来自于土壤、淋洗和径流、直接排放废弃物和动物粪便――在2000年至2010年排放量增长了约29%。并且,由于安第斯山脉的冰川为数百万人提供重要的水资源,气候变化使其萎缩,严重影响了该地区的发展。
(二)在亚洲与太平洋地区,史无前例的经济增长已使数百万人摆脱了贫困,这给生态系统带来了巨大的压力。日益增长的不可持续的消费模式导致了空气污染,水资源短缺和废物的产生,威胁人类和环境健康。对化石燃料和自然资源的需求增加,农业、棕榈油和橡胶种植园、水产养殖和野生动物非法贸易,造成了环境退化和生物多样性丧失。在南亚,平均每年毁林面积超过100万公顷,导致在2005和2015之间每年数亿吨二氧化碳的释放。
(三)在非洲,一个不断增长的人口和对木柴的需求的上升将意味着在非洲的森林覆盖率可能继续萎缩,在2050年将下降到不到6亿公顷。联合国环境规划署的报告指出,其过度开垦,过度放牧,低效的灌溉方式,资源的过度开发,无节制的开采活动将导致气候变化将进一步损害非洲的经济。这将导致农业生产力下降,减少粮食安全,可以增加迁徙和传播疾病,破坏基础设施,如道路和桥梁,以及高贫困率。
(四)在北美,近年来环境的挑战已经出现。气候变化对整个地区产生影响,烃类提取方法带来的增加排放的可能性。沿海和海洋环境正受到营养物负荷、海洋酸化、海洋变暖、海平面上升以及海洋废弃物的新形式的威胁。在持续干旱条件下向北迁移,向西到加利福尼亚。有研究结果表明,全球变暖加剧了干旱约15%至20%的程度。也会引起飓风沙,每年引起约150人死亡和700亿美元的损失。