蔣高明

工業(yè)革命全面開展280年后，人類面臨了前所未有的生存危機，這個危機來自全球氣候變化(簡稱全球變化)。以二氧化碳為主的溫室氣體大肆排放，造成了全球氣溫持續(xù)升高：20世紀以來，全球平均溫度升高了0.3℃～0.6℃；5個最溫暖的年度有4個發(fā)生在上世紀90年代；1995年是過去225年以來炎熱天數(shù)最多的一年。隨著氣候變暖，北半球的冰雪覆蓋量自1960年減少了大約10％，山脈冰川在20世紀期間明顯退縮，北極的冰雪厚度在過去的40年間已經(jīng)喪失了近40％。南北極冰川融化，導致海平面在過去100年中平均上升了0.1～0.2米。

全球氣候變暖顯然是人類惹的禍。地球大氣由78％的氮氣、21％的氧氣及1％的其他氣體組成，人類活動導致升高的“溫室氣體”就存在后面的1％中，包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、水蒸汽、鹵烴等。因這些氣體具有類似“溫室大棚”的作用(吸收長波的紅光或紅外光)被稱為“溫室氣體”。國際政府間氣候變化協(xié)調委員會(IPCC)的報告中謹慎地指出，地球上90％以上的“溫室氣體”升高是由人類開發(fā)活動引起的。那么，氣候變化對生物多樣性有哪些影響呢?

氣候變化對物種的影響

越來越多的證據(jù)表明，氣候變化對生物多樣性產(chǎn)生危害，突出表現(xiàn)在以下幾個方面。

第一，物種向“溫涼”的地方遷移。研究發(fā)現(xiàn)，生活在北美洲和歐洲的斑蝶分布區(qū)已經(jīng)向北遷移了最多達200千米。美麗的埃迪斯斑蝶每年在加利福尼亞北部到加拿大度過夏季，冬季到墨西哥越冬。由于氣候變暖，南部分布區(qū)正在消失，改向北部和高海拔地區(qū)擴展；在洛磯斯山區(qū)，因溫度上升，那些喜溫涼的蠑螈沿自然山體向高處遷徙了100～200米。

第二，物種之間出現(xiàn)生態(tài)失調。氣候變化一個明顯后果是春天提早到來。植物開花、卵孵化，青蛙產(chǎn)卵都會提前。動植物為適應氣候變化，不斷地改變其活動范圍和行為，有些造成生態(tài)災難。例如，由于遷徙鳥類到達歐洲的時間太晚，以致其產(chǎn)下的后代錯過了毛毛蟲生長旺季，因缺少足夠的食物而生存困難。

第三，物候期改變，生物節(jié)律被打亂。植物因不能移動，其“遷移”滯后于動物，它們主要通過改變物候期而適應逐漸升高的全球氣溫。在歐洲，樹木呈現(xiàn)秋色過去每10年晚了0.3到1.6天；動物方面，許多遷徙的鳥類正在改變它們的旅行日程，英國蝴蝶春天出現(xiàn)的時間較20年前提前了6天。一些冬眠的動物如蛇類因氣溫上升而提前結束“冬眠”，生物節(jié)律受到影響。

第四，帶菌或傳染病傳播生物爆發(fā)。隨著溫度的升高，帶菌者的繁殖速度、數(shù)量增長；寄生蟲的生長速度加快，傳染期加長。受溫度升高影響，有害生物如珊瑚蟲病、牡蠣病原體、作物病原體、里夫特裂谷熱和人類霍亂等，也將變得活躍起來。1997年坦桑尼亞和印度尼西亞的熱帶高地第一次暴發(fā)了瘧疾。登革熱以前只在海拔1000米以下的地區(qū)發(fā)生，現(xiàn)在墨西哥海拔2000米的地區(qū)也有報道。在哥倫比亞，超過海拔2000米的地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了登革熱和黃熱病的媒介昆蟲。

第五，物種瀕?；蛳?。這是全球變化帶來的最大危害。有人悲觀地估計，當?shù)厍蚱骄鶞囟壬?℃時，地球上將有90％以上的物種消失。上世紀70年代以來，由于溫度上升、云層升高，在哥斯達黎加森林里生活的鳥類、爬行類和兩棲類種群發(fā)生了巨大變化，其中有21種蛙類在這個森林消失。對氣候變化最敏感的珊瑚礁，目前正發(fā)生大規(guī)模白化現(xiàn)象，全球約16％的珊瑚死亡。

土地利用格局的影響

上述氣候變化的影響在人類不適當?shù)慕?jīng)濟開發(fā)活動中變得更加劇烈，給地球脆弱的生態(tài)環(huán)境“雪上加霜”。在地球不同角落，人類已把自然生態(tài)系統(tǒng)改變?yōu)槭苋祟愔涞耐恋乩酶窬?。因土地覆蓋變化引起的土壤損失和生態(tài)退化，無疑極大地加劇了全球變化影響。由人類帶來的對生物多樣性產(chǎn)生重大影響的土地利用方式變化包括：森林砍伐、草原開墾、圍海造田、圍湖造田、天然森林改變成人工森林、單一種植、大型水電工程建設、礦山開發(fā)、城市化等等。

目前，全球三分之一到二分之一的陸地表面被人類活動所改變。一些重要的生態(tài)系統(tǒng)被分割成小的斑塊，或已消失，如高草草原，干季落葉的熱帶森林等。擁有全球50％物種的熱帶雨林面積消失了一半；三分之一的溫帶森林已被砍伐；溫帶雨林已成為瀕危生態(tài)系統(tǒng)類型。澳大利亞、新西蘭、美國的濕地已消失一半；亞洲、拉丁美洲、西非的紅樹林損失嚴重；印度、巴基斯坦、泰國至少有四分之三的紅樹林受到損害。在中國，歷史上森林覆蓋率達50％，現(xiàn)在只約有不足14％；熱帶森林大部分被橡膠園和熱帶作物園取代；百年以上的老齡落葉闊葉林“鳳毛麟角”，現(xiàn)存森林主要為中齡次生落葉闊葉林；紅樹林面積由歷史上的約25萬公頃減少到現(xiàn)在的不足1.5萬公頃。由于過度放牧，嚴重退化草場達可利用草場面積的四分之一，由于各種原因引起的土地沙化面積達1.26億公頃。

土地利用格局變化對生物多樣性的巨大影響超過了其他任何全球變化成分，并且這種影響仍會保持幾十年。

來自生物入侵的危害

全球變化對生物多樣性的影響還夾雜者生物入侵帶來的危害，這個危害同樣多因人類引起。生物入侵是指外來物種通過非自然途徑遷移到新的生態(tài)環(huán)境的過程。隨著貿(mào)易、旅游業(yè)的發(fā)展，大容量、快速先進的交通工具的普遍采用，越來越多的物種在全球范圍擴散。生物入侵是無意引入和傳播發(fā)展起來的外來物種。入侵生物由于其有廣泛的適應性、極強的繁殖能力，不僅對“入侵領地”的生物多樣性構成威脅，破壞生態(tài)平衡，甚至給人類社會、環(huán)境造成巨大損失。在全球變化背景下，生物入侵造成的危害包括以下方面：

首先，擴張地盤，排擠本地物種。入侵物種在新的環(huán)境中不受食物來源及天敵制約，可無節(jié)制地繁衍，種群快速擴大，對入侵地生物多樣性構成極大的威脅。水葫蘆為多年生水生植物，具有無性和有性兩種繁殖方式，在適宜條件下，5天就能繁殖成一個新植株；開花后每株可產(chǎn)生300粒種子，成熟種子在水中可存活5～20年。它原產(chǎn)南美洲委內(nèi)瑞拉，約在20世紀30年代作為觀賞植物傳入我國，后來又作為豬食飼料和重金屬污染水體修復植物而廣為種植。由于過度繁殖，現(xiàn)已蔓延成災。因水葫蘆入侵，昆明滇池十幾種水生植物相繼滅絕，水生植物從68種下降到30種左右。

紫莖澤蘭原產(chǎn)墨西哥，于20世紀80年代經(jīng)東南亞傳入云南，幾年之內(nèi)向北蔓延到四川等省。僅云南省受害面積就達2500萬公頃。由于人們忽略了它的入侵

潛力，錯失了提早采取行動的寶貴時機，短短幾年后，紫莖澤蘭就漫山遍野地生長起來，所到之處幾乎原有的本地物種均被排擠出去。

火炬樹原產(chǎn)北美，為落葉灌木或小喬木，屬漆樹科植物。1959年由中國科學院植物研究所引入我國，1974年以來陸續(xù)向全國各省區(qū)推廣。原來主要以黃河流域以北各省區(qū)栽培較多，目前長江流域也廣泛栽培。該物種有非常強的侵占力，凡是海拔500～3000米，降水在300毫米以上、溫度在25℃～45℃之間、年平均溫度在8℃以上均能夠繁殖。在原產(chǎn)地，該物種分布的海拔高度1300米～2200米之間，年降水量800～1200毫米，適應的最高溫度42℃，最低溫度35℃，因此具有極廣闊的生態(tài)位?；鹁鏄浞植嫉牡胤剑?～5種草本植物外，幾乎難以見到本地種；個別地段將所有本地物種都排斥干凈。

其次，生物入侵對農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)影響。牛羊吃了紫莖澤蘭后很快掉毛、生病，母羊懷不上胎，并接二連三地死去。據(jù)四川省涼山州統(tǒng)計，僅1996年一年就減少羊6萬頭，損失2100萬元。紫莖澤蘭進入香蕉林，香蕉林樹矮果少；進入花椒林、桑樹林，花椒和蠶繭當年就減產(chǎn)8％。另外，稻水象甲、美洲斑潛蠅、馬鈴薯甲蟲、非洲大蝸牛等外來昆蟲入侵近年來也相當嚴重，給入侵地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來災難。

再次，生物入侵對人體健康的影響。生物入侵對多樣性構成極大的威脅的同時，還會危及人類健康乃至生命。如豚草，原產(chǎn)北美，傳入我國東北、華北、華東和華中后，不僅危害農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)，其花粉還對人類健康產(chǎn)生危害，是引起“花粉過敏癥”的致病原，引起過敏性鼻炎和支氣管哮喘等疾病。

第四，造成農(nóng)林產(chǎn)品質量下降，增大了生產(chǎn)成本。全球變化對農(nóng)業(yè)的影響是糧食減產(chǎn)，影響糧食安全，入侵后加劇了糧食安全隱患。外來物種一旦入侵成功，要徹底根除相當困難，代價費用極為昂貴，我國僅每年對美洲斑潛蠅一項的仿治費用，就要花掉45萬億元。

第五，對水陸交通運輸業(yè)的影響。水葫蘆大量生長繁殖后覆蓋水面，堵塞河道，影響河運，阻礙排灌；在汛期阻礙水流，增大洪水水位，嚴重影響防洪發(fā)電。種植5年左右的火炬樹根系能夠穿透堅硬的護坡石縫，對公路設施造成危害，有的甚至從排雨溝下進入到油路邊的沙化路面上生長。在野外我們還發(fā)現(xiàn)，火炬樹沿高速公路、省級快速路、區(qū)縣級公路大量種植。生長20多年的火炬樹母樹開始枯萎，是一個典型的短命樹。但是它的生命并沒有結束，而是通過繁殖大量后代實現(xiàn)其不斷擴張潛力。

結語

全球氣候變化其實就發(fā)生在我們身邊，只是我們沒有意識到它的存在。以大氣中的溫室氣體CO₂為例，25年前，當筆者還是大學生的時候，《植物生理學》教科書上指出的大氣CO₂為290ppm(百萬分之一單位)，那個時候科學家擔憂空氣中的CO₂不足影響作物產(chǎn)量；14年前，當筆者從事全球變化研究時，大氣中的CO₂濃度就升高到325ppm了：11年前美國環(huán)境監(jiān)測的CO₂濃度達350ppm。當時，許多人嘲笑我們的工作是“杞人憂天”，CO₂怎會像我們想象的升高那樣快呢?溫度怎會升高呢?3年前，美國長期監(jiān)測的CO₂濃度突破379ppm!今年，全球200多個國家領導人共同意識到：如果沒有切實可行的措施，小小的碳足以將稱霸地球幾百萬年的人類趕出地球家園，人類將面臨空前的生存災難。