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浅谈海洋和冰冻圈的变化及风险管控

2020-05-13 10:05:36    来源: 中国自然资源报    作者:王慧

2019年9月25日,联合国政府间气候变化专门委员会发布了《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》。报告由36个国家和地区的100多名主要作者对7000多份最新相关科学文献的评估编写完成。本文提炼了该报告《决策者摘要》的主要结论,并对主要观点进行了解读。

在全球变暖背景下,冰冻圈大面积萎缩,全球海洋持续增温,极端海洋气候事件发生频率增多、强度加大……这些变化及其影响在未来一定时期仍将持续。对此,应加强基于生态系统的适应方案和可再生资源管理,强化海岸带地区的海平面上升综合应对,打造积极有效、可持续和具有韧性的气候变化应对方案。

——编者

全球气候变暖与人类息息相关。联合国政府间气候变化专门委员会于去年9月发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》主要关注了全球变暖背景下高山、极地、海洋和沿海地区现在和未来的变化,及其对人类和生态系统的影响,以及实现气候适应型发展路径的方案。

在全球变暖背景下,应对气候变化影响是一项既现实、紧迫,又长期、艰巨的任务。笔者针对《决策者摘要》提炼了主要观点,提出应将应对气候变化与生态文明建设和社会可持续发展紧密结合起来,完善政策体系,如排放控制、新能源推广与激励示范等,实施各项行动,包括提高观测能力、加强基础研究、推进国际合作,积极参与全球治理等。

冰冻圈大面积萎缩,全球海洋持续增温

地球上的所有人都直接或间接地依赖海洋和冰冻圈。全球海洋覆盖了地球表面的71%,容纳了地球约97%的水量。冰冻圈是指地球系统的冰冻部分,约10%的地球陆地面积被冰川或冰盖覆盖。海洋和冰冻圈提供了独特的生物栖息地,并通过全球水、能源和碳交换与气候系统的其他组成部分相互联系。

全球变暖导致冰冻圈大面积萎缩,冰川冰盖质量损失,积雪减少,北极海冰范围和厚度减小,多年冻土升温,预计未来仍将持续。1967年~2018年,北极6月积雪面积总损失约250万平方千米。近几十年,几乎所有高山地区的积雪深度、面积和持续时间都有所下降。

有研究预计,本世纪末北极秋季和春季积雪质量损失为20%~35%;在所有情景下,以雪为主或冰川补给的高山流域河流平均冬季径流都将增加,春季径流量高峰将提前,来自于冰川的平均年和夏季径流量将在21世纪末或之前达到峰值。

全球海洋持续增温,海洋表面酸化加剧。有研究显示,1993年以来,海洋变暖和吸收热量的速度增加了一倍以上,主要是人为因素造成的。20世纪80年代以来,海洋吸收了人类活动排放的二氧化碳总量的20%~30%,导致了海洋进一步酸化。

全球平均海平面呈加速上升趋势,但存在区域差异。有研究显示,受格陵兰和南极冰盖的冰量损失增加等因素影响,海平面上升已经加速。与1997年~2006年相比,2007年~2016年南极冰盖的质量损失增加了两倍,同期格陵兰冰盖的质量损失增加了一倍。2006年~2015年,全球平均海平面的上升速率为3.6毫米/年,是1901年~1990年的2.5倍。

气候变暖加剧,影响全球生态系统

气候变暖和海平面上升加剧沿海地区灾害,影响海岸带生态系统。有研究称,过去100年,近50%沿海湿地已经消失。20世纪70年代末以来,海草床和海藻林的分布范围在高纬度地区不断扩大,在低纬度地区不断缩小。20世纪60年代以来,与升温有关的大规模红树林死亡,已被气温升高导致的红树林侵入亚热带盐沼地部分抵消。暖水珊瑚礁和岩质海岸正受到极端海温和海洋酸化的影响。自1997年以来,海洋热浪导致大规模珊瑚白化事件频率增加。

气候变暖影响高山和极地地区的陆生、淡水物种与生态系统。由于冰川消退和无雪季延长,低海拔物种向高海拔地区迁移,动植物物种丰度增加,生存范围改变。特别是在高山地区,一些适应寒冷或依赖雪的物种数量已经减少,增加了其灭绝风险。在极地和高山地区,许多物种在晚冬和早春的季节性活动发生了改变。有研究预计,2050年,木质灌木和树木范围将扩大,覆盖北极苔原的24%~52%,北方针叶林在其北部边缘扩展,而在其南部边缘减少。大约20%的北极多年冻土易遭受突然融化和地面沉降。

气候变暖导致海洋生态系统的物种组成、分布和生物生产力发生变化。近几十年来,北极无冰水域的净初级生产量有所增加,春季藻华暴发期提前。气候变化影响了极区食物链网结构与功能、生物多样性和渔业。同时,极地海洋哺乳动物和海鸟栖息地范围减小,鱼类和贝类种群的丰度下降,渔业捕获量减少。

北极和高山地区陆地冰冻圈的不断退缩对人类社会产生了显著负面影响。过去20年,海冰减少、夏季北极船舶运输增加对全球贸易产生了影响,也给北极海洋生态系统和沿海社区带来风险。高山地区冰川和积雪减少给当地旅游和娱乐业带来负面影响。

极端海洋气候事件发生频率增多,强度加大。自1982年以来,全球海洋热浪的频率增加了一倍,且持续时间更长、强度更大、范围更广。有研究预测,由于平均海平面上升,百年一遇的极端海面事件将更为频繁。

立足生态系统,探索气候变化应对方案

近年来,极地和海洋地区应对气候变化影响的治理能力加强,但治理时效性不够,仍存在资金、技术和制度等障碍,并且受环境、气候变化速率和社会制度制约。笔者认为,可从以下3个方面探索海平面上升等现象的应对措施。

第一,强化基于生态系统的适应方案和可再生资源使用管理。保护区网络有助于维持生态系统服务,从而加强气候变化适应能力。恢复陆地和海洋生物栖息地、培育和辅助物种迁移等措施有助于提高生态系统的局部适应能力。海洋可再生能源(风、潮汐、波浪、热盐梯度和藻类生物燃料等)的使用可以促进减缓气候变化,并带来新的经济机会。多尺度的水资源综合管理手段可以有效解决冰冻圈变化对高山地区带来的影响。

第二,加强沿海地区海平面上升综合应对。有研究称,减少海岸带城市化、控制人为地面沉降等措施,可有效降低海平面上升风险。在空间和经济密集的沿海地区,海岸硬防护(如堤坝)是较为高效的应对措施。基于生态系统的适应方案,不仅可以有效减少海平面上升风险,还能兼顾生物多样性保护、碳储存和水质改善,提供生活保障。

第三,打造积极有效、可持续和具有韧性的气候变化应对方案。应加强跨司法管辖区、部门、政策领域和规划层面的政府部门之间的合作与协调,以有效应对海洋和冰冻圈的变化以及海平面上升。加强教育和能力建设投入,促进社群性学习,提高气候素养。长期连续的监测、数据信息和知识共享以及预报水平的提高,可为适应方案的规划、实施和科学决策提供支撑。(作者单位:国家海洋信息中心)

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关键词: 海洋生态
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