第7章：全球环境变化

《全球变化》课程教学大纲课程名称：全球变化 / Global Change课程编码：12014007 课程类型：专业选修课课程性质：专业主干课适用范围：06地理科学学时数：36 其中：实验/实践学时：课外学时：学分数： 2 先修课程：自然地理学考核方式：考查制定单位：广州大学地理科学学院制定日期：2006年执笔者：千怀遂审核者：林媚珍一、教学大纲说明（一）课程的地位、作用和任务全球变化是目前全人类对地球知识关注的焦点，它是一种新的地球观，以地球系统的概念为基础，从整体上研究地球系统在各个时间尺度上随时间的变化，集中研究那些把系统中所有部分紧密地联系在一起的、并导致系统发生变化的过程和机制。

人类活动导致的全球变化及人类对全球变化的适应受到特别的关注。

狭义理解的全球变化主要是指人类生存环境的恶化。

该课程阐述了地表自然环境在历经了漫长的演化过程后，随着人类的出现和人类文明的高度发展，受到的人类活动深刻影响。

阐明人类赖以生存的地表环境的自然演化过程、全球环境的控制因子（太阳辐射、大气、海洋、冰川等）的相互作用机理及其反馈机制、环境变化对人类社会已经或可能造成的影响和人类在发展过程中如何实现人类与自然协调相处等重大科学问题。

（二）课程教学的目的和要求通过课程的学习，使同学了解在全球尺度上的由于自然和人为原因造成的环境变化问题的实质以及人类如何应对全球环境变化问题，帮助学生从时间维认识地理环境的过程、区域特征的形成以及人地关系等问题，使学生建立起地理科学是时空耦合的综合科学的观念。

增强学生关注地球、关注环境和从整个地球系统认识环境变化的意识。

（三）课程教学方法与手段课程的主要教学方法包括课堂讲授与自学讨论。

课堂讲授部分全部使用多媒体技术授课。

（四）课程和其它课程的联系本课程的先修课程包括自然地理学和地质学基础。

并要求学生具有一定的生态学基础。

（五）教材与教学参考书教材：张兰生、方修琦、任国玉，全球变化，高等教育出版社，2000年第一版。

气候变化: 全球变化研究是以地球系统科学作为指南,从行星地球整体角度出发,将地球的大气圈、水圈(含冰雪圈)、岩石圈和生物圈看成是具有有机联系的全球系统,把太阳和地心作为两个主要的自然驱动器,人类活动作为第三促动因素,发生在该系统中的重大全球变化是在上述力的驱动下,通过物理、化学和生物学过程的相互作用的结果。

全球变化的概念模型在此模型中，全球变化可以分为两个过程体系：物理气候系统和生物地球化学循环。

物理气候系统的子系统主要涉及：大气物理/动力学、海洋动力学、地表的水汽和能量循环；生物地球化学循环的子系统主要涉及：大气化学、海洋生物地球化学和陆地生态系统。

每个子系统都直接或间接地同其他子系统发生相互作用。

驱动全球变化的最终能源是太阳能。

能量和水以各种方式贯穿于整个体系。

同时，人类活动也受到全球变化的制约。

全球变化的研究对象,内容及意义：全球变化属近些年来由于时代的发展、科学的进步,社会的需要情况下,已经形成一门全人类共同关注的世界前沿科学。

它具有多学科交叉的特点,是一门具有很强生命力和新生长点的科学。

全球变化研究涉及的内容不仅是各国科学家关心的问题,也是许多国家政府首脑甚至全世界人类共同关心的问题。

政府和科学家对全球变化反映：A.背景：《京都议定书》1997年12月，149个国家和地区的代表在日本召开《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议，会议通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。

B《京都议定书》正式生效,2005年2月16日开始正式生效。

《京都议定书》生效后，二氧化碳减排额还将成为一种商品在世界流通。

C各国对《京都协议》的反映与对策：1表面上是环境问题，实质是经济、能源、政治问题。

2负面影响：·钢铁石化电机冲击巨大：其中电机电子产业中，以发电厂影响最大，电子产业的温室气体排放量并不多。

大型钢铁企业在加入世界钢铁协会时，被要求要进行二氧化碳的削减计划；·半导体产业重大负面：虽排放量相当低，但对地球温暖化的效应，是二氧化碳的数千倍。

全球变化复习资料全球变化复习资料第⼀章地球系统科学与全球变化研究⼀、全球变化（global change）指由⾃然和认为因素引起的、影响地球系统功能的全球尺度的变化，所谓地球系统，由位于地球表⾯的⼤⽓、陆地、海洋等⼦系统徐成，发⽣在它们之间的各种相互作⽤。

相互影响的物理、化学、⽣物与⼈类过程实现了物质和能量的转化，因⽽为地球上的⽣命提供了条件。

⼆、全球变化研究的意义（1）全球变化研究是⼈类社会实现可持续发展的科学基础其所取得的科学认识是对可持续发展的重要贡献，为⼈类社会的可持续发展提供科学的背景和依据，未来的可持续发展必须与未来环境的变化有机结合，可持续性是⼈类适应全球变化的准则，⼈类对环境的适应必须符合可持续性。

（2）深化对地球系统的认识，发展地球系统科学地球系统科学是全球变化研究的科学基础，并且全球研究表现出强烈的学科交叉的特点，构成了新的学科⽣长点，对所有的传统地理科学学科都是机遇，也是挑战。

全球变化的兴起为地理学的发展提供了新的机遇。

（3）改变⼈类的观念、促进应⽤基础科学和有关社会科学的发展例如对资源的有限性的认识，必将促进⼈类⽣产和⼩费观念的变⾰，促进资源、环境、灾害等有关的应⽤基础学科的发展。

三、全球变化的科学内涵（1）以地球系统为基础将地球作为⼀个整体⽽不是孤⽴地研究地球的不同组分和它的环境，即从全球尺度进⾏研究。

（2）已发⽣在各种事件尺度上的动态变化为核⼼从100-109的时间尺度均可辨认出地球系统的变化，可以利⽤五个不同的时段来定义：①⼏百万年到⼏⼗亿年：地球结构的演变、⽣命的演化、与此有关的现代⼤⽓化学成分的演变均是由⼏百万年或⼏⼗亿年的尺度决定的。

②⼏千到⼏⼗万年（轨道及亚轨道周期尺度）：⼿轨道参数周期性变化所驱动的全球⽓候的冰期和间冰期的交替以及与此有关的⼤⽓成分、⼟壤发育、⽣物种类区域分布的响应变化。

③⼏⼗到⼏百年（年代与世纪尺度）：这⼀尺度的中⼼课题是物理⽓候系统及其对⽣命有机体以及⽣物化学循环、⼤⽓化学成分变化、地表⼲燥度、海洋⽣物系统的变化，均是此时间尺度上的重要问题。

第一章、地球系统科学1、如何认识一个系统：1物质组成2系统各部分中的过程3系统各部分之间的相互作用－反馈2、地球系统科学的定义地球系统科学：将地球大气圈、水圈、岩石圈、冰冻圈、生物圈作为一个相互作用的系统，研究它们之间的物理、化学和生物的过程，并与人类生活和活动结合起来，借以了解现状和过去，预见未来。

从而为全球环境变化预测建立科学基础，并为地球系统的科学管理提供依据。

地球系统科学研究的空间范围从地心到地球外层空间，时间度从几百年到几百万年。

3、地球系统指由大气圈、水圈、陆圈（岩石圈、地幔、地核）、冰雪圈、生物圈和人类圈组成的有机整体。

是作为相互作用过程的集合，而不是单个部分的组合。

4、水体：天然或人工聚集的水成为水体。

5、水圈：地球表层水体的总称。

（水圈中的水以三相存在，分布于地表、地下和大气中。

）6、生物圈：生物圈是地球上所有动物、植物和微生物等生物有机体及其活动空间的总称。

生物圈占据了包括大气圈对流层下部、几乎整个水圈以及岩石圈表层的薄层范围。

其核心部分，即地表面以上100米至水面200以下米之间，集中了绝大部分生物。

7、冰雪圈。

冰雪圈的5个组成部分：海冰、大陆冰原、季节性雪盖、永动土和高山冰川。

前两者是最重要部分。

相对于液态和气态的水而言，冰和雪具有相对的稳定性。

冰雪圈覆盖全球海洋的7％，多年冰覆盖陆地表面的11％，但其覆盖范围可变。

冰雪圈的分布范围对地球表面温度非常敏感。

水的冰点恰好位于地球表面最高和最低温度之间约一半之处。

冰、雪和冻土分为常年（多年）性和季节性。

季节性冰、雪和冻土产生的季节影响和年际影响非常显著。

因常年性冰、雪和冻土的分布稳定少变，在十到百年尺度以上，可以产生比较固定的影响过程和影响趋势。

冰雪圈的重要性：（1）稳定的对太阳辐射的高反射率，影响地表能量收支。

（2）极地大气－冰－开放海洋的能量交换过程。

（3）约占总水量的2％，占有地球上近80％的淡水资源。

（海平面）补充：岩石圈地球是由一个物质分布不均匀的同心球层构成，它包括地壳、地幔和地核。

第一章绪论1、环境生物学：是研究生物与人为受损环境之间的相互关系的科学。

2、环境生物学的研究内容：（1）污染物在生态系统中的行为及其生物效应（2）生态退化及其对生物的影响（3）生物在受损环境中的响应（4）全球变化生物学（5）生物对受损环境的监测（6）生物修复和生态重建（7）生物多样性的保护3、我国的优先研究领域：（1）严重的水土流失及其生物控制（2）干旱和半干旱的生态恢复和沙漠化防治（3）湖泊和水库的富营养化防治（4）食品、中药、饮品中有害物质的残留及清洁生产（5）环境因素和我国人群健康（6）转基因产品、生物入侵（7）生物多样性的保护第二章生物与受损环境1、自然环境：指一切可以直接或间接影响人类生活、生产的自然界中的物质和能量的总和。

2、受损环境：指在人为或自然干扰下形成的偏离自然状态的环境。

3、自然环境和受损环境两者之间的区别：4、受损环境主要有两种类型：一类是环境环境，一类是生态破坏。

5、环境污染和生态破坏的概念和实质：（1）环境污染概念：环境污染是指人类活动向自然环境中投入的废弃物超过自然生态系统的自净能力，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境结构和功能发生变化，对人类和其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象。

环境污染本质：环境污染在本质上是没有被完全利用的资源（一种工业和生活原料）进入到环境中所出现的后果。

（2）生态破坏概念：环境系统中的生物成分和非生物成分作为人类经济社会发展的资源受到过度利用或人为破坏引起生态系统结构和功能的改变，并对人类生存和发展的环境条件和资源状况产生不良影响的现象。

生态破坏本质：生态破坏其本质是对人类有用部分的环境因素作为资源而过度利用所出现的后果。

第三章污染物在生态系统中的行为1、生物转化：是在生物体内一种化合物变成另一种化合物的现象。

2、生物放大积累在生物体内的污染物随食物链的营养转移而进行迁移，并在更高营养级的生物体中不断富集。

3、吸收：环境中污染物进入生物体内的总过程。

生态工程主要知识点第一章绪论（传说中不考）1第一生态环境问题：即原生环境问题，主要指自然界发生的异常变化，包括自然灾害、地方病第二生态环境问题：即次生环境问题。

A生态的破坏：①森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题⑤生物物种的消灭。

B环境的污染：①大气污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染(废弃物)2生态工程：应用生态学、经济学有关理论和系统论的方法以生态环境保护与社会经济协同发展为目标(或称可持续发展)，对人工生态系统、人类社会生态环境和资源进行保护、改造、治理、调控和建设的综合工艺技术体系或综合工艺过程。

3生态工程的应用：①设计各种生态系统，来代替人工系统或能源密集型系统，从而满足人类需要(如环境工程)；②恢复受损生态系统，缓解对资源的过度开发(如生态恢复)；③管理、利用和保护自然资源(如林业生态工程)；④将人类社会与生态系统紧密结合起来，进行环境治理和环境建没(如景观生态工程、城市生态工程)。

4五大防护林生态工程：三北防护林体系、太行山绿化工程、海岸带防护林体系、长江中上游防护林体系、农田林网防护林体系5生态农业：从系统思想出发，按照生态学原理，经济学原理和生态经济原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段以及传统农业的有效经验建立起来，以期获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业发展模式。

简单地说，就是遵循生态经济学规律，进行经营和管理的集约化农业体系。

生态林业：遵循生态经济学和生态规律发展林业，是充分利用适当地自然资源和促进林业发展，并为人类生存和发展创造最佳状态环境的林业生产体系。

生态城市：人们对按生态学规律包括自然生态、经济生态和人类生态统筹规划、建设和管理市域范围内的人口、资源和环境逐步形成可持续发展机制、体制、技术和行为的市级行政单元的简称。

第二章生态工程原理1生态学原理：生态位原理，限制因子原理，食物链原理，整体效应原理，生物与环境相互适应协同进化原理，效益协调统一原理，物种多样性原理经济学原理：可持续发展理论，自然资源价值理论，生态经济理论。

《全球变化》试题库（1—6章)一、名词解释1、地球系统2、全球变化3、大洋传送带4、深层流5、碳酸盐补偿深度6、温室效应7、生物净初级生产力8、阳伞效应9、始新世末期事件 10、新仙女木事件 11、区域分异 12、沃克环流 13、热盐环流 14、极性倒转与极性期 15、气候模式 16、均一性假设 17、18O 的含义 18、新生代衰落 19、绕极环流 20、奥杜威文化 21、更新世滥杀假说 22、14C年代测定 23、冰期—间冰期转换过程的不对称性 24、磁化率 25、孢粉 26、地质年代表 27、成铁时期 28、全息假设 29、Heinrich事件 30、冰期 31、间冰期 32、生物泵 33、14C 34、末次冰期最盛期 35、火山活动指数 36、南方古猿 37、能人 38、直立人 39、早期智人 40、晚期智人 41、北京猿人 42、猛犸象 43、第四纪 44、古自然地理环境时期 45、辐射演化 46、布容正向极性期 47、松山负向极性期 48、植物硅酸体 49、古土壤层 50、古环境感应体 51、环境代用资料 52、全球变化敏感区 53、小冰期 54、人类生态系统 55、地球轨道参数 56、全球尺度 57、全球观点 58、 IGBP 59、更新世 60、有孔虫二、填空1.全球问题的根源在于地球有限的生命支持系统与( )之间的矛盾.2.当前的全球变化研究以（）和（ )地球观为指导,区别于以圈层为核心的旧的地球科学体系。

3.目前正在进行的全球变化研究是一个庞大的计划体系，主要有四个内容上密切联系又彼此相对独立的国际研究计划构成,它们是：（），( ）,（ ),以及（）。

4.板块与板块之间的相对运动有：（）、（ )和（）三种形式。

5.沉积岩、变质岩和岩浆岩在构造运动的作用下被抬升到（）以上重新接受侵蚀堆积过程，从而完成岩石圈循环过程。

6.全球生态系统可分为（）和（）两大类型.7.按照全球变化驱动力的来源，可以将驱动因素分文三种类型：（）、( )和（）。

第一章全球变化：由自然和人为因素引起的、影响地球系统功能的全球尺度的变化。

地球系统科学和全球变化研究变革，四个主要表现：1、地球是一个有机联系的整体2、地球是一个以变化为特征的行星3、人类正在成为全球环境变化的驱动力4、可持续发展观全球变化研究的意义1、全球变化研究是人类社会实现可持续发展的科学基础。

2、深化对地球系统的认识，发展地球系统科学。

3、改变人类的观念、促进应用基础科学和有关社会科学的发展科学内涵体现在三个方面1、以地球系统为基础2、以发生在各种时间尺度上的动态变化为核心3、人类是全球变化的驱动力，也是全球变化影响的承受者主要科学问题变化：地球系统是怎样变化的？驱动力：地球系统变化的主要驱动力是什么？响应：地球系统对自然变化和人类引起的变化是如何响应的？后果：地球系统变化的结果对人类的影响与人类的响应是什么？预测：如何预测地球系统未来的变化？国际全球变化研究的发展趋势①不同尺度的气候变率及其自然与人为原因辨识。

②地球系统各圈层之间及区域之间的相互作用过程。

③人类活动对全球变化的影响。

④全球变化的影响、风险与适应。

⑤全球变化的观测、监测和数据融合。

⑥地球系统模式的研制和改进及全球变化的模拟与预测。

国际全球变化研究的发展趋势①不同尺度的气候变率及其自然与人为原因辨识。

②地球系统各圈层之间及区域之间的相互作用过程。

③人类活动对全球变化的影响。

④全球变化的影响、风险与适应。

⑤全球变化的观测、监测和数据融合。

⑥地球系统模式的研制和改进及全球变化的模拟与预测。

中国的全球变化研究成就：1、建立了一批与全球变化研究相关的研究机构和基地。

2、形成了一支颇具规模的研究力量3、初步构建了全球变化观（监）测网络框架4、发展了气候系统模式及其分量模式5、取得了一批有国际影响的全球变化科学研究学术成果未来我国全球变化研究的方向与任务。

1、全球变化的事实、过程和机理研究。

2、人类活动对全球变化的影响研究。

3、气候变化的影响及适应研究。

全球变化之全球变化科学导论(大气所考博真题知识点归纳)XXX《全球变化科学导论》要点总结第一篇全球变化研究的基本问题第一章全球变化科学产生的背景及其研究内容及意义1、什么是全球变化？其产生背景？答：全球变化作为一个科学术语和一门交叉学科，是随着全球环境问题的出现和人类对其认识程度的不断深化而提出并发展起来的。

全球变化科学的精髓是系统地球观，强调将地球的各个组成部分作为统一的整体来加以考察和研究，将大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间的相互作用和地球上的物理的、化学的和生物的基本过程之间的相互作用，以及人类与地球之间的相互作用联系起来进行综合集成研究。

即全球变化科学是研究作为整体的地球系统的运行机制、变化规律和控制变化的机理（自然的和人为的），并预测其未来变化的科学。

它研究的首先是一个行星尺度的问题——将大气圈、水圈（含冰雪圈）、岩石圈和生物圈看成是有机联系的全球系统，把太阳和地球内部作为两个主要的自然驱动器，人类活动作为第三种驱动机制。

发生在该系统中的全球变化是在上述驱动力的推动下，通过物理、化学和生物学过程相互作用的结果。

全球变化科学是在时代发展、科学进步、人类活动的强烈影响和社会需要的背景下产生的，主要表现在以下几个方面：（1）硬件条件。

在20世纪末，全球国际性应用的探测器和预测预报系统已有约1000个高空站、个气象站、3000个飞行器、7000艘充气船、500个浮标、长期立体动态信息库，还有全球海洋观测系统、全球陆地观测系统、全球气候观测系统。

（2）由于强烈的人类活动和社会经济的飞速发展，目前在环球范围内产生以下十大情况问题，急需国际社会合作共同解决。

主要有大气污染、温室气体排放和气候变暖、臭氧层破坏、土地退化、水资源匮乏和水体污染、海洋环境恶化、森林锐减、物种濒危、垃圾成灾、人口增长过快。

（3）从人类社会文明发展看，全球变化科学的产生是历史进程的必然。

（4）从历史发展角度看，全球变化研究有其科学思想的代表。