全球变化对自然资源开发的影响

根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告，以气候变化为主的全球变化，已经并将继续显著地影响人类赖以生存和发展的资源、生态和环境，对敏感经济部门、水资源、海岸带以及生态系统造成重大影响。国内外科学家使用31个复杂的气候模式，对6种代表性温室气体排放情景下未来100年的全球气候变化进行了预测，结果如下：①全球平均地表气温到2100年将比1990年上升1.4℃—5.8℃。这一增温值将是20世纪内增温值0.6℃左右的2—10倍，在近1万年中增温速率最快。②中国气候将继续变暖。到2020—2030年，全国平均气温将上升1.7℃；到2050年，全国平均气温将上升2.2℃，变暖幅度由南向北增加。不少地区降水出现增加趋势，但华北和东北南部等一些地区将出现继续变干的趋势。随着全球气候的进一步增暖，各种不利影响的严重程度可能会加剧。

对于我国来说，气候变化可能引起的区域气候灾害、荒漠化、沙尘暴的加剧，农业气候条件和虫害发生频率的变化等，将成为我国粮食安全和农业可持续发展的限制因素。尤其值得关注的是，如果洪涝和干旱灾害的频率和强度增大，特别是如果北方地区大范围干旱和长江流域洪涝灾害加重，必将给我国区域可持续发展造成深远的影响。气候变化可能继续引起全球海平面上升，对我国沿海地区的基础设施、生态环境、经济发展也将造成重大的负面影响。当然，气候变化的影响不一定都是负面的。在一些地区，例如在我国东北，气候的增暖、降水的增多，可能有利于生态环境保护和经济发展。

对全球变化的影响进行综合评价是非常复杂的。相对容易的是假设其他条件不变，只考虑某一特定因子变化的影响。但是，事实上其他因子也将发生变化。生态系统具有相当大的适应潜力，人类社会则具有更大的能力来响应和适应变化。在确定全球变化影响的严重性时，必须把响应和适应考虑在内，还需要考虑适应的可能成本。评价全球变化对资源开发利用的影响主要基于以下五个方面：

（一）对水资源的影响

气候对水资源的影响有直接影响和间接影响两种。直接影响来自大气降水，而间接影响来自陆面过程。所谓陆面过程是指发生在陆地和土壤中控制地—水分、热量和动量交换的过程，它包括地面上的热力过程、动量交换过程、地面水文过程以及地面以下的土壤热传导过程、地下水文过程。气候对水资源的间接影响是由于发生在不同温度和湿度状态的土壤以及不同植被的下垫面上，水分、热量和动量交换过程的变化引起水循环要素的变化。

全球生态环境发生变化，温度、降水、土壤的物理和化学性质以及植被状况都随之发生变化，因而使水资源的可利用程度发生较大改变。由于气候因子（如降水、气温）与水文要素（如地表径流、土壤水、地下径流）之间的非线性的复杂关系，在不同气候区或不同下垫面条件下，同样的气候变化情景往往对水文要素产生不同的影响；或者在同一气候区，相同的下垫面，虽然其气候均值不变，但时空分布和强度变化不同时，水文水资源要素亦可有完全不同的反应。因此，水文要素对气候变化的响应是十分复杂的，它涉及对气候要素均值及其时空分布以及强度变化等多方面的水文响应。由于目前大气环流模型只能给出大气中CO2浓度加倍条件下年及季的气候情景值，对气候要素时空变化的考虑是很有限的。Peter Gleick研究美国加利福尼亚萨克拉门托河流域径流量变化随气候变化的模拟结果如下：当区域温度升高4℃、降水减少20%，夏季径流量减少为正常值的20%—50%；在相同的升温下，即使降水增加20%，夏季径流仍然低于正常值。按照下世纪CO2的照常排放构想，世界上某些地区的降水将减少，尤其是在夏季，这些地区地表径流将明显减少；而其他地区将有所增加，如东南亚季风区。降水和土地利用/土地覆被变化有着密切的关系，大范围的森林砍伐会导致降水的巨大变化。

全球气候变化和人类活动对中国许多地区的水资源产生了较大的影响：①大部分地区（除西南地区外），气候有增暖趋势，且北方较南方显著，增温最大的是东北和新疆，增幅在1℃以上。②北纬30°以南的江南地区，降水有显著增加的趋势；淮河以北（除新疆西北部和东北地区西北部外），降水呈减少趋势。③与暖干气候相关联，内蒙古西北、青藏高原中西部湖泊面积萎缩，水位呈下降趋势。④淮河及其以北主要江河年径流量呈减少趋势，长江干支流及江南洪水发生频率呈增加趋势。特别是黄河流域，由于流域降水偏少，断流是近年来社会各界关注的热点之一。面对类似“黄河断流”、用水量持续增加和水环境不断恶化等严重的水资源问题，中国政府及其有关部门一方面制定了一系列的法规和政策，实现从传统水利向现代水利、可持续发展水利的转变，建立面向可持续发展的水资源管理体系；另一方面又启动了许多涉及水文循环、水资源问题的基础科学研究项目，努力解决水资源开发利用中所面临的重大科学基础问题，为紧迫的水资源管理问题提供有重要价值的科学基础。通过一系列国家科研项目的实施，在水循环和水资源问题研究中取得了一些突破性的进展，但仍有许多科学问题尚未得到解决，其中最为关键的科学问题包括气候变化对水文及水资源的影响效应、自然环境变化和人类活动影响叠加情况下的水资源生成与演化规律以及水资源再生系统的完整性维持问题等。

（二）对能源问题的影响

能源问题涉及能源资源、能源开发、能源效率、能源安全、能源结构、能源成本和能源环境。

自工业革命以来，能源结构有三次调整：第一次是18世纪下半叶英国产业革命以后，由传统的柴薪能源迅速转向以煤为主的能源结构，到20世纪初，煤炭在工业国家能源构成中的比例达到95%，由此推动了资本主义工业的发展。第二次是19世纪末，煤炭已越来越不适应生产发展的需要，随着石油资源的开发，从20世纪初以后，石油迅速登上能源舞台，至20世纪70年代初，石油占能源构成的50%。因为煤、石油、天然气等化石燃料储量有限，不可能满足人类不断增长的能源需求，而且发达国家的工业化使化石能源引起的环境污染日益严重，于是出现了第三次调整，人们遏制化石能源的消耗，转向可再生能源为主体的持久能源体系。第三次世界范围的能源结构调整，标志着人类文明由向自然索取进入到回归自然的一种观念上的飞跃。火电，在过去的近百年里曾几乎是所有国家的主要能源，特别是在我国这样有丰富煤炭资源的发展中国家，至今仍以煤炭为主要能源。然而，火力电厂所排放的二氧化碳占全球二氧化碳总排放量的37%，作为全球温室气体的重要来源而备受人们的责难。水电曾经被认为是清洁能源，但水电工程在突破预算方面的纪录实在叫人难为情。华盛顿国际能源组织的专家丘吉尔说，水电在环境保护方面，特别是水电建设的大批移民所引发的诸多经济和社会问题，给公众造成了不良的印象。

因此，全球变化不仅对能源消费数量提出了新的要求，同时也要求对能源消费结构进行变革。目前，对已经探测的可开采储量的了解表明，已知的矿物燃料储量可以满足到2050年的能源需求。到2050年前后，如果需求继续增加，石油和天然气供应将面临更大的压力。

（三）对农业自然资源开发利用的影响

全球气候变化对种植业、养殖业、农畜产品加工业都有明显影响。就种植业而言，又分为直接影响和间接影响。全球气候变化对种植业的直接影响主要表现在如下四个方面：

1.对大气二氧化碳浓度的直接影响

二氧化碳是影响农作物生长发育的主要生态因子。随着全球变化过程中二氧化碳浓度的增加，作物的生长发育加快，同时也可能抑制作物的呼吸作用，提高植物的水分利用率，导致产量增加。二氧化碳的直接影响在大多数情况下是一种正效应，但二氧化碳浓度的增加对于不同作物种类、不同地区和不同种植制度，其影响程度亦不甚相同。一般而言，小麦、水稻、大豆、棉花等C-3植物对二氧化碳浓度的增加较玉米、甘蔗、高粱、苋菜等C-4植物更为敏感，热带和温带作物对二氧化碳浓度增加较之寒带作物获益更多。

2.对气温升高的影响

气温升高对种植业的影响首先表现在能扩大作物的种植范围，提高全球的土地承载力。在地球的历史中，有确切的证据说明，生物总体上发生过多次迁移以适应气候变化。当气温升高时，赤道地区的生物的分布范围扩展到以前温带物种生存的地区，而温带物种也同样扩展到从前北方（北半球）或南方（南半球）物种生长的地区。研究工作者推测，如果全球气温上升3℃，植被将会向两极方向推移300km。同理，当气温升高时，在赤道地区，主要农作物生产区会向极地方向移动几个纬度。这样，一方面使有些作物的潜在耕地面积扩大，另一方面原有农作物可北移或南移种植。此外，气温升高一方面可增加区域的积温和活动积温，延长生长期，提高区域的气候生产潜力，促进作物的新陈代谢，加速作物的生化作用，提高作物产量；另一方面将使极端气温的出现频率增加，对局部地区作物的生长发育起抑制作用。总体看来，全球气温升高对种植业的直接影响是正效应，然而，与CO2浓度的影响一样，其影响程度也视作物种类、地区和种植水平而异。

3.对降水的影响

虽然气候变化过程中降水量是增加的趋势，但是降水量的变化在不同的地区是不同的，有的地区降水量增加，有的地区降水量减少。降水量增加和减少的区域降水量的直接影响都有正、负效应之分。在降水量增加的地区有如下3种情况：①降水量增加恰当而适时，有利于作物的生长发育，可以提高区域的生产力水平；②降水量增加过于集中或水热配合不协调，无助于农业生产，有时还会造成灾害：③对于少数地区，本来水热资源配合较好，降水量的增加对于农业生产没有多大的实际意义。就全球平均状况而言，降水量增加对种植业的发展是有利的，因为在许多地区降水仍然是作物生长的主要限制因子。全球总的变化是倾向于变湿，但并不否认在一些地区旱化趋势仍十分明显。

4.对海平面上升的影响

海平面上升是气温升高、冰川融化的结果。海平面上升对种植业的直接影响主要表现为大面积的低洼耕地被淹没和沿海地区海水含盐量增加。若全球大气中温室气体浓度仍按目前的速度递增，则到21世纪末海平面将在现在基础上升高1.5m。照此估算，有27个国家将受到海平面上升的严重危害。例如，孟加拉国全部国土的15%将被淹没，另有6%极易发生洪涝；而埃及全国农田将损失20%。由于人类已意识到全球气候变化的严重性，从现在起人们就开始行动起来采取“遏制”对策以实现对气候变化的速率和程度的控制。因此，可以预见到21世纪末海平面的上升高度不会达到1.5m。政府间气候变化专门委员会（IPCC）的研究表明，2030年海平面可能上升9—29cm；2090年可能上升28—96cm，最有可能是58cm。(www.xing528.com)

气候变化将使未来农业自然资源的开发利用面临以下三个突出问题：

第一，农业生产的不稳定性增加，产量波动大。气候变化通过生长期长度的变化和积温的增减影响农作物的生长条件。李克让等人把我国东经115°以东地区按纬度划分为10个区域，每个区域选择20个左右气象站，分别统计年平均气温变化±1℃所引起的生长期长度（≥0°C日数、≥10°C日数）及其积温的变化。统计结果表明，年平均气温变化±1°C对≥0°C日数的影响随纬度有所不同，大体上以北纬30°为界，界线以北，对≥0°C日数的影响是随纬度增加而减小。例如，在长江下游地区变化为±15天，淮河流域为±10天，淮河以北的黄淮海平原约为±9天，东北地区为±7天。界线以南，年平均气温变化±1°C对≥0°C日数的影响迅速减少，到北纬25°附近，由于全年平均温度都在0°C以上，年平均气温的变化已不再影响≥0°C日数。年平均气温变化±1°C对≥10°C日数及≥10°C积温的影响也有类似的趋势。

气候变化对作物产量的影响不仅取决于作物是有限生长的还是无限生长的，同时还取决于作物的产量是否受热量不足的限制。在非常接近目前农业适耕界线的寒冷地区，随着气温的升高，粮食产量将随之增加。例如，俄罗斯的欧洲部分，靠近目前春小麦分布的北界附近，假定降水不发生变化，气温每升高1°C，可增加产量3%；在芬兰，每升高1°C，大麦的商品产量可提高3%—5%；在冰岛，每升高1°C，干草产量可增加15%。但在北美玉米带、欧洲低地和乌克兰，气温升高使作物生育期缩短，则可能引起谷物产量下降。在其他中纬度地区，更重要的是降水量的可能变化。例如，乌克兰东部地区作物产量的增减主要看温度的变化是否伴随着降水量的增减。

第二，农业生产布局和结构将出现变动。由于气候变化，植被地带将要相应地发生变化，不同生态系统的界线和面积将有较大的改变。研究表明，气温变化会导致各种种植制度的界线发生明显的变化，但其变化不是平行地南北移动。因此，全球气候变化对农业生产能力的影响具有比较大的不确定性。

第三，农业生产条件改变，农业成本和投资将大幅度增加。气候变暖之后，土壤有机质的分解速度将加快，造成土壤肥力下降。中国科学院农业政策研究中心研究员黄季焜等人在前人工作的基础上，利用新的数据研究了我国东部地区20世纪80年代初以来土壤肥力的演变趋势。研究结果表明，20世纪80年代初以来，样本地区耕地土壤肥力发生了较为显著的变化，同时肥力变化存在明显的地区差异。长江中下游的样本地区平均有机质含量明显上升，全氮和速效磷含量增加，速效钾含量略有下降；华北的样本地区平均有机质含量略有改善，全氮和速效磷含量增幅较大，但速效钾含量损耗很多；东北的样本地区4个土壤肥力指标平均含量都下降了，其中，黑龙江省样本点的土壤肥力比吉林省下降的幅度更大。另外，除华北的样本地区耕地土壤酸碱性有所改善外，长江中下游和东北的样本地区都存在酸化倾向。

同时，气候变暖，还将导致病虫害增加。专家分析认为，由于厄尔尼诺和拉尼娜现象，全球气候变暖，使一些喜温偏阳性的害虫种群数量增加，造成原本很脆弱的森林生态系统中的生物链失衡。大兴安岭连续出现暖冬，害虫的越冬死亡率降低，虫口基数逐年积累，种群数量未得到有效控制。这是造成近几年松瘿小卷蛾、落叶松毛虫、天幕毛虫等森林害虫频繁发生的主导因素。

气候变化直接影响着世界粮食的生产和供给。例如，水稻是人类的主要食物之一。在亚洲的热带地区，微小的升温就会对水稻产生不利影响。牛津大学环境变化小组根据大气CO2，浓度加倍的情景，在国家水平上估算了几种谷类作物即小麦、水稻、玉米（占世界谷物出口量的85%）和大豆（占全部蛋白质等价贸易的2/3）产量的潜在变化。假定世界经济按当前的增长速率继续增长，且假定部分贸易自由化和中等的人口增长速度，则：①气候变化的负面影响将被CO2浓度增加所带来的增产所补偿：②气候变化将扩大发达国家和发展中国家之间谷物生产的差异，根据模拟，发达国家将从气候变化中获益（可能增产5%），而发展中国家的谷物产量将由于气候变化而下降（10%左右）；③尽管采取了相应的适宜性措施，在发展中国家，谷物价格仍将提高，处于饥饿危险的人口也将增多。

（四）对生物资源的影响

不管是动物还是植物，当外界条件发生改变时，分布也会随之发生变化。目前，我国许多鸟类的分布区正在向北扩展，这很可能就是受到气候变暖的影响。许多夏季在北方繁殖的鸟类在冬季来临时都有向南方迁徙的习惯。食物是影响鸟类迁徙的重要因素。如果能够在北方获得充足的食物越冬，它们就有可能放弃千里迢迢的南北之行。斑嘴鸭在20世纪90年代以前只有夏季才在渤海湾地区生活，近年来由于冬季气候变暖，渤海湾近海结冰期缩短，斑嘴鸭已经成为该地区的常住鸟种。

并不是每一个物种都能成功地适应气候变化。近百年来，地球气候变暖的速度之快是前所未有的。这对物种生存带来的考验比过去4000万年中的任何一个时期都更为严峻。全球气温升高迫使大部分陆地物种向两极方向和高山地区转移，更多的物种将在这一过程中成为牺牲品。向极地迁移的物种很可能在途中遇到无法逾越的自然阻隔，比如高山、沙漠、海洋等，而无法到达目的地。向高海拔退缩的物种不得不面临因为栖息地有限引发的竞争，根据优胜劣汰的自然法则，大量个体会在这一过程中被淘汰。某些生物很可能因为气候变暖完全丧失适宜的生存环境，它们将面临不能及时进化而灭绝的危险。据英国《观察家报》报道，由多国科学家组成的国际研究小组发表研究报告称，全球变暖将导致世界上1/4的陆地动植物万个物种在未来50年之内灭绝，这必将对人类的生存造成灾难性的影响。

英国约100位多利兹大学的生物学家们对1990—2050年间的1103个物种的生存进行了预测。在计算机模型中，他们对预期的气候变化做了三个假设方案：最低的假设方案是到2050年地球的气温将上升0.8℃—1.7°C，中间方案为气温上升1.8℃—2.0°C，最高方案为地球上的平均气温在同一时期上升超过2°C。澳大利亚是被研究的地区之一，由于全球变暖，到2050年该国将失去其现拥有的400多个蝴蝶物种的一半以上。巴西的塞拉多地区有丰富的生物多样性，可能将失去其39%—48%的植物群约数千种植物。过去人们只计算了由于气候变化造成的物种灭绝，却没有考虑可能导致相互依存的植物和动物灭绝的“涟漪效应”。人类将承受全球气候变暖的后果，这也是人类对矿物燃料依赖的结果。全球气候变暖的结果是100万种物种灭绝，这正是地球上美丽的植物和动物王国的悲剧。

（五）对土地资源的影响

全球变化对土地资源的影响主要包括以下两个方面：

1.城市化对土地资源的影响

城市化对吸收农村剩余劳动力、促进工业化进程和带动区域经济发展起着重要的作用。因此，城市化是发展中国家经济发展的必然趋势。但是，不容忽视的是随着城市化的快速发展，盲目和无计划的城市建设和乱占土地的问题日趋突出。

2.土地利用结构不合理，利用效率低下

经济发达地区和一些大城市建设用地需求量旺盛，建设用地一直居高不下。随着中国经济正进入一个新的快速增长时期，建设用地也将随之快速增加。在城市向外围膨胀的同时，旧城区普遍存在覆盖率低、容积率低、建筑设施落后、土地利用率不高等问题。除此之外，由全球变暖所导致的海平面上升、土壤盐碱化、土壤沙化等也严重影响着土地资源的数量和质量。

【注释】

[1]余承玲，张建魁，邱恩波.全球气候变化研究证据[J].广东微量元素科学杂志，2009，（04）：32—35.

[2]朱连奇.全球气候变化对自然资源开发利用的影响[J].河南大学学报（自然科学版），2011，41（02）：162—166.