中國生物多樣性保護適應氣候變化的對策

吳建國 周巧富 李 艷．2

(1．中國環(huán)境科學研究院，北京100012;2．沈陽農(nóng)業(yè)大學，遼寧沈陽110866)

我國是世界上生物多樣性最豐富的國家之一，氣候變化對生物多樣性已造成了一定影響，未來將產(chǎn)生更為深刻的影響，建立有效適應對策將是生物多樣性保護面臨的重大課題［1］。國際上一些國家和組織已經(jīng)提出了生物多樣性保護適應氣候變化的一些對策，我國還沒有提出過這些適應對策。為此，在總結相關研究的基礎上，對我國生物多樣性保護適應氣候變化對策進行探討，希望為相關決策提供一定的依據(jù)，為進一步開展相關研究提供參考。

1 氣候變化對生物多樣性的影響

1．1 已經(jīng)發(fā)生的影響

20世紀氣候變化對生物物候產(chǎn)生了一定影響。例如，在溫度、日照和降水變化共同影響下，青海省大杜鵑的物候提早，絕鳴期推遲，始和絕鳴期間隔日數(shù)延長［2］;氣候變化下，家燕絕見期推遲，始、絕見間隔期明顯延長［3］。

氣候變化對植物物候產(chǎn)生了一定影響，如甘肅省瑪曲縣亞高山草甸華灰早熟禾抽穗期、開花期、成熟期、黃枯期每10年分別都提前［4］。氣候變化下，植物春季物候 (芽萌動期、展葉期、始花期)提前地區(qū)集中在東北、華北以及長江下游，38種木本植物和6種草本植物變化顯著;秦嶺以南、西南東部、長江中游等地區(qū)春季物候推遲［5］。

氣候變化對動物分布和遷移產(chǎn)生了一定影響。如，氣候變化下，亞洲盤羊目前主要集中在有限區(qū)域;綠孔雀目前僅分布在云南西部、中部和南部，華南梅花鹿分布范圍減小［1］。斑嘴鴨在20世紀90年代以前在渤海地區(qū)是夏候鳥，冬季氣候變暖，目前成為這里留鳥，氣候變化也使灰鶴遷徙路徑發(fā)生改變［6］;近20年來，氣候變化使120種鳥分布范圍改變，其中東洋界88種，古北界12種，廣布種鳥類20種［7］;太白山的鳥類30年下降了12．3%，分布不斷向上遷移［8］;氣候變化使鄭州黃河濕地鳥類15目36科115種，多樣性呈上升趨勢，部分東洋界鳥類分布區(qū)向北擴散到鄭州黃河濕地，部分鳥類居留型發(fā)生變化［9］。

氣候變化使物種豐富度和多樣性改變，引起一些物種滅絕。如，青海湖地區(qū)氣候暖干化，與上世紀中期相比，豆雁、灰頭鶇、白頭鷂、鵪鶉、白背磯鶇和文須雀等26種鳥類從湖區(qū)消失;青海湖湖周曾有北山羊和藏野驢、豹貓、猞猁分布，目前已消失，藏野驢、野牦牛、藏羚絕跡;普氏原羚曾分布于內(nèi)蒙古、青海和甘肅等，由于氣候變化和人類活動影響，現(xiàn)僅分布于青海湖地區(qū)［10］;氣候變化和人類活動影響，使荒漠區(qū)一些動物(新疆虎、蒙古野馬、高鼻羚羊、新疆大頭魚、鹽樺和三葉草)在野外絕滅［11］。氣候變化下，內(nèi)蒙古典型草原、羌塘盆地、青藏公路124道班、若爾蓋、青南高原植物群落建群種重要值下降［5］。

氣候變化引起群落結構發(fā)生改變、林線上升。如，應用樣帶網(wǎng)格調(diào)查法研究表明，氣候變暖使岳樺－苔原過渡帶整體向上遷移，岳樺向苔原侵入程度加?。?2］;氣候變化使新疆準噶爾盆地南緣天然梭梭群落初萌的植物幼苗大量夭亡，梭梭種群呈現(xiàn)衰退趨勢［13］。氣溫升高使五臺山高山帶一些植物種類向上爬升［14］;云南西北部灌木入侵到高山草甸中，使林線上升［15］。

氣候變化引起有害生物的范圍改變、危害加劇。氣候變化使有害生物分布范圍改變、危害加劇。氣候變暖擴大鳳眼蓮適合區(qū)［16］、使入侵植物加拿大一枝黃花入侵范圍增加［17］。

氣候變化引起物種棲息地退化。如，呼倫貝爾沙地總體氣候暖干化趨勢顯著，氣溫升高、降水量減少、蒸發(fā)量增加和極端氣候事件增多，使流動沙地面積增加，植被蓋度下降、沙漠化擴展［18］;環(huán)青海湖地區(qū)l976年來年平均氣溫和四季氣溫均呈上升趨勢，年降水量及春、夏、冬季降水量自90年代呈現(xiàn)減少趨勢，秋季降水呈減少趨勢，使河流流量減少、湖泊水位下降、草地退化［19］。

氣候變化引起植被及景觀多樣性改變。例如，氣候變暖使西南喀斯特地區(qū)植被發(fā)生改變［20］;賀蘭山東西兩側(cè)騰格里與毛烏素兩大沙漠南緣氣候整體趨于暖干化趨勢，植被覆蓋度隨之變化［21］;1971－2000年地處黃河上游的若爾蓋濕地氣溫升高、降水量減少、蒸發(fā)量增大，使地表徑流量減少、濕地面積減少、沼澤旱化、湖泊萎縮［22］;20世紀60年代以來，白洋淀濕地生物多樣性減少，人類開發(fā)和利用水資源等活動加劇了濕地退化［23］，使景觀多樣性改變。

總之，20世紀的氣候變化對生物物候、分布、遷移活動、群落結構、棲息地質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)和景觀多樣性都產(chǎn)生了一定的影響。

1．2 未來的影響

未來氣候變化將使物種分布范圍改變、多樣性降低。氣候變化對動物物種影響主要包括使行為、物候和分布、種群大小和豐富度、多樣性改變［24］。氣候變化下，滇金絲猴目前適宜分布范圍將減小，目前適宜分布區(qū)東北及南部適宜范圍將縮小，西部和西北及東南部適宜范圍將擴大［25］;大熊貓目前分布范圍將縮小，新適宜分布范圍將主要向西部和西北方向擴展［26］。氣候變化下，鵝猴羚(柴達木盆地)、鵝猴羚(南疆亞種)、草原斑貓、蒙古野驢、石貂、野駱駝目前分布區(qū)的東部、東北和南部一些范圍將縮小，新適宜分布區(qū)將向西部和西北部方向擴展［27］。

氣候變化將對植物分布也有極大影響?？偨Y分析過35種植物物種中，分布范圍減少的有29種，包括:馬尾松、云南松、油松、珙桐、禿杉、白樺、冷杉、云杉、華北落葉松、紫果云杉、杉木、峨眉栲、元江栲、高山栲、瓦山栲、包石櫟、滇石櫟、烏岡櫟、巴東櫟、刺葉櫟、匙葉櫟、滇青岡、曼青岡、黃毛青岡、云南樟、宜昌潤楠、山楠、楨楠和銀木荷;分布范圍增加的有紅松、長白落葉松、蒙古櫟和青岡;分布范圍沒有改變的為山楊;分布范圍從我國范圍消失的為興安落葉松［28］。氣候變化下，密枝喀什菊、肉蓯蓉、沙打旺、四合木、松葉豬毛菜、新疆貝母和伊貝母目前適宜分布范圍呈現(xiàn)縮小趨勢;就新適宜及總適宜分布范圍而言，密植喀什菊1991－2020年到2051－2080年時段呈現(xiàn)增加趨勢，之后減小;沙打旺總適宜分布范圍從1991－2020年到2081－2100年時段呈現(xiàn)增加趨勢，其它植物呈現(xiàn)減小趨勢，沙打旺2051－2080年到2081－2100年時段向東北高緯度一些區(qū)域擴展，其它植物將主要向昆侖山、柴達木盆地、祁連山西部、阿爾金山和帕米爾高原等高海拔一些區(qū)域擴展［29］;氣候變化下，短葉假木賊、裸果木、梭梭、膜果麻黃、駝絨藜和喀什膜果麻黃目前適宜分布范圍減小，短葉假木賊和梭梭新適宜及總適宜分布范圍從1991－2020年時段到2051－2080年時段增加，2051－2080年到2081－2100年時段減小，其它植物從1991－2020年到2081－2100年時段減小，喀什膜果麻黃和駝絨藜適宜分布范圍極大減小并破碎化，其它植物將向目前適宜分布區(qū)的西部、西北或青海西南部、及昆侖山、阿爾金山和祁連山區(qū)擴展［30］;氣候變化下，珙桐目前分布區(qū)范圍將縮小，新適宜范圍將主要向西部和西南部擴展［31］。氣候變化下，桫欏、水青樹、十齒花、青檀、桃兒七、太白紅杉和山白樹目前適宜分布范圍將縮小，就植物新適宜及總適宜分布范圍，太白紅杉和山白樹在1991－2020年到2081－2100年時段呈現(xiàn)減少趨勢，其它植物卻呈現(xiàn)增加趨勢，氣候變化下，太白紅杉將失去適宜分布范圍，其它植物將主要向北部、東北部、西部、西南或西北部一些區(qū)域擴展［32］。氣候變化下，就目前適宜分布范圍而言，觀光木變化不大，鵝掌楸、獨葉草、草蓯蓉和刺五加減小;就新適宜及總適宜分布范圍，觀光木呈現(xiàn)增加趨勢，其它植物呈現(xiàn)縮小趨勢，觀光木和鵝掌楸向目前適宜分布區(qū)北部一些區(qū)域擴展，獨葉草向西南一些區(qū)域擴展，草叢蓉和刺五加到2080－2100年時段適宜范圍基本上散失［33］。氣候變化影響下不同植物分布范圍變化不同。

未來氣候變化將使物種優(yōu)勢度改變。應用LINKAGES模型發(fā)現(xiàn)溫度增加5℃，降水沒有明顯變化情況下，高山月華林仍為優(yōu)勢種，但云杉、冷杉、落葉松等一些伴生樹種數(shù)量明顯增加［34］;應用林窗模型2FAREAST模擬氣候變化對中國東北主要類型森林影響表明氣候增暖不利于東北主要森林類型生長，主要針葉樹種比例下降，闊葉樹比例增加;溫帶針闊混交林垂直分布帶有上移趨勢［35］;未來50年氣候變暖和CO2濃度倍增情景下，黑龍江宜春地區(qū)采伐地上演替發(fā)育起來的紅松闊葉混交林中的落葉松、山楊和白樺優(yōu)勢度將減弱［36］;未來100年中，東北森林將快速衰退，一些針葉樹將被闊葉樹取代［37］。

氣候變化將影響我國害蟲、疾病和雜草等入侵種分布。如氣候變暖將擴大鳳眼蓮適合區(qū)，將造成一些地區(qū)蟲害和病害傳播范圍擴大，蟲口密度增加，危害增加［20，38］。

氣候變化將要使土地荒漠化和水土流失增加，物種棲息地退化和破碎化加劇。氣候變化使青藏高原土壤凍蝕、西北風蝕和黃土高原水土流失增加，荒漠化和次生鹽堿化危害加重，使棲息地退化［1，39］。氣候變化下，高寒草甸基準情景下適宜氣候分布范圍減少，新適宜氣候分布范圍將主要朝西部和西北部方向擴展［40］，使物種棲息地質(zhì)量下降。

未來氣候變化將使植被分布格局改變、使一些區(qū)域景觀多樣性降低。到2100年全球平均溫度升高1－3．5℃情景下可能使我國森林植被帶北移，尤其是落葉針葉林的面積減小較大，甚至可能移出我國境內(nèi);溫帶落葉闊葉林面積將擴大，較南森林類型取代較北的類型，華北地區(qū)和東北遼河流域可能草原化，西部沙漠和草原略有退縮，被草原和灌叢取代，高寒草甸分布可能略有縮?。?1］，平均溫度升高2－4℃、年降水量增加9% －20%情景下，將使內(nèi)蒙古草原植被面積顯著減少，南部界限將大幅度北移［42］;氣候變化下青藏高原東南部的山地植被將有明顯的森林化趨勢，森林面積可能增加6．4%，尤其是熱性與溫性森林面積增加;高山草甸面積將顯著減小，大都轉(zhuǎn)為山地寒溫針葉林，高寒草原面積減小過半，多轉(zhuǎn)為溫性草原［43］;西南喀斯特地區(qū)植被將發(fā)生較大變化［20］，這些影響將改變區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)和景觀的多樣性。

總之，未來氣候變化將對我國生物多樣性產(chǎn)生更深刻影響，包括對物種物候、分布、優(yōu)勢度和豐富度、棲息地、生態(tài)系統(tǒng)及景觀多樣性等都產(chǎn)生深刻的影響。

2 氣候變化影響下生物多樣性的脆弱性

生物多樣性對氣候變化影響的脆弱性表現(xiàn)在氣候變化影響下物種分布范圍減少、破碎化和散失、豐富度下降、多樣性降低、種群數(shù)量減少、有害生物泛濫、物種滅絕、棲息地退化或消失、水源和食物短缺、生態(tài)系統(tǒng)及景觀多樣性降低、功能衰退。最脆弱的物種包括:具特殊生理屬性、分布在山區(qū)及分布地理范圍嚴格限制的物種和分布在特別脆弱生態(tài)系統(tǒng)中的物種。最脆弱的生態(tài)系統(tǒng)包括:海岸濕地、紅樹林、島嶼、凍原、高山和山地生態(tài)系統(tǒng)、寒溫帶森林、熱帶森林、海洋珊瑚礁和海冰生物群［24，44］。

我國生物多樣性對氣候變化影響的脆弱性主要包括:氣候變化下物種分布范圍縮小(如白唇鹿、大熊貓)、破碎化和目前棲息地散失，物種多樣性和豐富度降低，有害生物范圍擴大、危害增加，物種脆弱性增加、滅絕速率加快，水源和食物短缺，棲息地退化和破碎化，生態(tài)系統(tǒng)及景觀多樣性下降，植被群落逆向演替，生態(tài)系統(tǒng)關鍵種改變等，一些古老生物種質(zhì)遺傳資源散失。

3 生物多樣性保護適應氣候變化的對策

對生物多樣性而言，適應氣候變化是指生物多樣性各要素應對氣候變化影響的脆弱性所進行的各種調(diào)整過程、行為和措施及活動等，包括自然適應和人為適應兩方面。自然適應是生物多樣性靠要素自身穩(wěn)定性、忍耐、彈性和恢復等能力來適應，人為適應主要是靠人為活動的干預來幫助生物多樣性適應氣候變化［44］。生物多樣性保護適應氣候變化的對策包括:

(1)系統(tǒng)評估氣候變化對生物多樣性的影響，確定脆弱性。我國是生物多樣性豐富的國家，氣候變化對生物多樣性的影響及脆弱性方面并不十分清楚。為了提高生物多樣性保護適應氣候變化能力，需要對生物多樣性對氣候變化影響的脆弱性有系統(tǒng)認識，需要進行物種及生態(tài)系統(tǒng)適應氣候變化敏感性分析，找出對氣候變化最敏感的物種、生態(tài)系統(tǒng)或資源，識別對氣候變化影響較脆弱物種，為生物多樣性保護適應氣候變化提供依據(jù)。

(2)監(jiān)測生物多樣性對氣候變化的響應。物種消失不能完全歸因于氣候變化，還包括土地利用對棲息地破壞等影響，需要建立生物多樣性適應氣候變化監(jiān)測方法，完善生物多樣性保護應對氣候變化監(jiān)測體系，及時監(jiān)測氣候變化對物種豐度與分布、生境范圍與狀況、生態(tài)系統(tǒng)結構與功能等影響。

(3)加強物種就地保護，建立瀕危物種繁育基地，擴大物種種群數(shù)量。針對氣候變化下物種局地脆弱性增加，需要開展物種就地保護，增強物種在原分布區(qū)適應氣候變化能力，包括發(fā)展保護區(qū)、植物園、動物園、水族館、種子貯藏和微生物貯藏技術，發(fā)展保護植物種子庫、孢子庫、染色體保藏技術，幫助植物授粉;補充物種水源和食物源對策等。

珍稀瀕危物種數(shù)量少，分布范圍窄，對氣候變化自然適應能力差，一些物種在氣候變化后將可能更加脆弱，需要進一步開展珍稀瀕危物種繁育工作，擴大珍稀瀕危物種種群數(shù)量，增加自然適應能力。

(4)加強物種遷地保護，開發(fā)物種遺傳保護技術。針對氣候變化將導致物種在新的棲息地，開展物種的遷地保護，幫助物種適應氣候變化，包括在植物園、動物園等開展物種引種繁育進行異地保護，建立異地保護繁育基地，進行種源引種示范，開發(fā)人工種群引種技術，進行遺傳資源就地建立隔離區(qū)及收集保存對策。

氣候變化后將導致一些物種瀕臨滅絕，對這些物種開展遺傳保護技術研究，開展物種遺傳保護對策，包括開展物種基因保護、組織培養(yǎng)、染色體保護;遺傳基因多樣性分析等。

(5)控制有害生物危害，幫助物種遷移，增加物種自然適應能力。針對氣候變化將可能使有害生物分布范圍擴大，危害增加，建立有害生物控制對策，包括建立監(jiān)測預警體系，開發(fā)災害控制技術，采取災害治理和災后恢復技術對策，包括對病蟲害、雜草、鼠害、入侵生物進行嚴格控制，減少其危害。

氣候變化下，物種遷移速率將不及氣候變化速率，一些物種遷移將受到物理屏障影響，需要人為幫助物種進行適應性遷移，包括植物繁殖體、鳥類、水生生物的遷移，建立長距離遷移物種的通道，人為進行引種、撒種，消除物種遷移的障礙等。

(6)保護、恢復和重建物種棲息地及生境，加大生物多樣性關鍵區(qū)保護。針對氣候變化對棲息地的不利影響，減少放牧、森林和水體的破壞，減少自然災害，恢復退化棲息地，嚴格保護脆弱棲息地、重建嚴重退化棲息地，連通破碎化棲息地。生物多樣性關鍵區(qū)需要建立區(qū)域性適應對策，進行集成性適應。結合社區(qū)基礎的保護對策，把生物多樣性保護與社區(qū)發(fā)展結合起來，發(fā)展生態(tài)補償、生態(tài)旅游和多物種、棲息地和生態(tài)系統(tǒng)及景觀的綜合適應技術對策。

(7)建立自然保護區(qū)網(wǎng)絡和物種遷移走廊，擴大非保護區(qū)型的保護地范圍。在自然保護區(qū)管理目標和戰(zhàn)略中考慮適應氣候變化，考慮動植物長距離遷徙，減少對自然保護區(qū)和物種的威脅。開展監(jiān)測體系建設、建立保護區(qū)網(wǎng)絡和物種遷移走廊，開展自然保護區(qū)規(guī)劃技術?？紤]自然保護區(qū)周邊適應性管理對策，在自然保護區(qū)周圍創(chuàng)造和恢復緩沖區(qū)和棲息地鑲嵌體。

我國已建立多種類型的自然保護小區(qū)、風景名勝區(qū)、森林公園、地質(zhì)公園、水利風景區(qū)、農(nóng)田保護區(qū)、海岸公園、野生動物公園、文化保護區(qū)，也開展了栽培區(qū)、城鎮(zhèn)建設區(qū)生物多樣性的保護，需要把適應氣候變化的對策納入到這些保護地工作中。

(8)建立生物多樣性保護災害防御體系，減少其它不利影響。氣候變化將使災害發(fā)生的頻率和強度增加，對生物多樣性帶來不利影響，需要建立高溫、干旱、低溫、火災等防御體系。需要把氣候變化對生物多樣性影響的考慮納入相關國家政策、方案和計劃中，將短期內(nèi)保護脆弱生態(tài)系統(tǒng)和物種的努力與幫助生物多樣性適應氣候變化的長期目標結合起來。在自然資源管理和土地利用規(guī)劃框架中，充分考慮氣候變化和生物多樣性的因素，防止由于資源和土地過度利用對氣候變化及生物多樣性造成的影響;嚴格環(huán)境保護和污染治理，減少污染對棲息地的影響。

(9)加強國際合作交流，提高《生物多樣性公約》履行能力。我國是《聯(lián)合國氣候變化公約》、《生物多樣性公約》、《聯(lián)合國防治荒漠化公約》、《國際重要濕地公約》等國際重要公約締約方。公約的履行能力增強將提高生物多樣性適應氣候變化能力。

4 結語

氣候變化下生物多樣性變化包括許多方面，目前觀測到氣候變化對生物多樣性影響方面還十分有限，更多方面需要監(jiān)測分析。目前分析氣候變化對物種分布影響中，涉及物種種類還有限，對物種多樣性和豐富度方面分析不足。目前適應方面總體上還是一些總結和評價，還沒有形成系統(tǒng)定量化研究。一些適應措施在目前和將來效果可能非常有限，缺少適應的經(jīng)濟分析和具體的技術方面的系統(tǒng)研究。生物多樣性保護對氣候變化影響適應不是孤立的，需要與整個環(huán)境保護結合起來，需要與其他行業(yè)和領域的適應結合起來，如與生態(tài)功能示范區(qū)建設結合起來，與農(nóng)林業(yè)等適應結合起來。同時，生物多樣性保護適應氣候變化需要充分地考慮人類活動對生物多樣性的影響。

(編輯:王愛萍)

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