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生物圈——气候的标志

发布时间:2019-12-09 15:12来源: 未知
  全球变化研究是上世纪90年代以来最为引人注目和关心的环境和科学问题之一,已经引起了各国政府、科学界、社会公众的强烈关注。为了研究全球变化的影响及其后果,国际科学联盟理事会(IC-SU)专门建立了国际地圈和生物圈计划(IGBP),并将全球变化与陆地生态系统(GCTE)研究作为其中的核心项目之一,而植被与气候关系的研究是全球变化中最复杂和最具有活力的内容,也是生态系统对全球变化响应研究中最基础的工作。气象部门提出气候领域要向“五大圈”扩展,在气候大会召开前夕,记者采访了张新时院士,倾听了他对生物圈与气候关系的见解。
 
  张新时院士说,他的研究对象严格地说是气候与植被的关系,国际上和国内对这方面的研究是比较多的。生物圈包括地球上所有动物、植物在陆地、海洋和大气中所处的层位。在生物圈与气候的关系中,他偏重于气候与植被的关系,因为植被在生物圈中,尤其是在陆地部分,具有最大的生物量,也是各种动物与微生物赖以生存的基础。在生物圈中植被的代表性最大,它也是气候、土壤等环境最显著的指示。在陆地的生态系统中,植被的重量或体积占90%-99%以上,一般来说,在生态系统研究中以植被为主体。
 
  植被和气候的关系为什么重要呢?张新时院士说,在地球上植被的分布主要取决于气候条件,比如地球分为几个带,这几个带的气候不一样,因此其水热的组合也不一样,所以植被的分布不一样,有的是森林,有的是草原、有的是荒漠,所以一般说气候对植被的分布是具有决定性的,但是在同一气候条件下由于地形地貌、土壤等情况不同,也会造成植被的分异。所以人们研究植被在地表上的分布,主要是看其与气候之间相互作用的规律。对于搞植被研究的人来说,气候与植被的关系是一个经典的、历久常新的课题,始终在探索气候与植被有什么关系,现在主要是进行量化的,甚至用数学模型来表示气候对植被的影响和植被依赖气候分布的关系。现在对全球变化对生态系统的影响的研究几乎都起源于气候与植被关系的研究,这是最基础的。
 
  在谈到气象领域向生物圈扩展,气象部门需要做哪些工作时,张新时院士说,气候与植被关系的研究从来都没有间断过,不管是气象学界还是植被学界都是双向进行研究的,植物学界对气候极其重视,因为他们要解释植被的分布、植物的进化演化退化过程,气候总是一个重要因素。不足的是植被对气候的反馈,过去双方的研究都不够,因为植被不仅仅是被动的受气候的影响和控制,植被本身对生物地球化学循环的作用以及对气候的反馈,如调节温度、水分的作用也会影响到气候,虽然其影响较小,但主要体现在小气候和地方气候上。到目前为止,人们还不太了解地球表面的植被对气候有什么重大的影响。人们都知道,大气中的氧占23%,但并非地球刚形成就如此,而是植物的大量出现、繁衍,才逐渐改变了大气的结构。大气结构的变化对整个气候系统的影响是很大的,如二氧化碳造成的温室效应,全球变化的基础就是二氧化碳的增加,所以从这里可以看出植被对气候的反馈是很强的,但是这部分的研究恰恰是最弱的,这不仅是植物学界的问题。研究这个反馈的机制、作用过程与模式的工作应该由气候学家、生态学家包括模型学家一起共同完成,因为这往往不是一方面能够完成的,它亟待加强综合性的集成研究。人类对气候的控制能力有限,也许将来会加强,但是通过植被来控制或改善气候、防御灾害是人类常用的手段,而且永远不会过时