1、一、全球变化研究的由来一、全球变化研究的由来二、全球变化研究第一阶段的二、全球变化研究第一阶段的8 8个核心计划个核心计划三、全球变化研究第二阶段的综合集成研究三、全球变化研究第二阶段的综合集成研究四、温室气体的源与汇及四、温室气体的源与汇及京都议定书京都议定书的内容的内容五、中国政府在应对气候变化方面所做的新努力五、中国政府在应对气候变化方面所做的新努力六、全球变化研究的意义六、全球变化研究的意义 一、全球变化研究的由来一、全球变化研究的由来 自地球诞生以来，地球表层环境就处于不断演变之中，与自地球诞生以来，地球表层环境就处于不断演变之中，与漫长的地球历史相比较，人类文明的产生与发展只是短暂
2、的一漫长的地球历史相比较，人类文明的产生与发展只是短暂的一瞬间，尽管如此，人类的各种活动已成为促进全球环境变化最瞬间，尽管如此，人类的各种活动已成为促进全球环境变化最活跃的营力。尤其是近活跃的营力。尤其是近100100多年来人口增长和工业化发展，人多年来人口增长和工业化发展，人类对环境资源的开发利用远远超过大自然的承载力。由于人类类对环境资源的开发利用远远超过大自然的承载力。由于人类活动加剧活动加剧，2020世纪世纪8080年代以来全球已出现以下十大环境问题：年代以来全球已出现以下十大环境问题：大气污染；温室效应加剧；地球臭氧层减少；土大气污染；温室效应加剧；地球臭氧层减少；土地退化和沙漠化；
3、水资源短缺、污染严重；海洋环境恶化地退化和沙漠化；水资源短缺、污染严重；海洋环境恶化；“绿色屏障绿色屏障”森林锐减；生物种类不断减少；垃圾成森林锐减；生物种类不断减少；垃圾成灾灾；人口增长过快。；人口增长过快。目前公认人类活动对全球变化主要产生以下十大环境问题目前公认人类活动对全球变化主要产生以下十大环境问题的影响，急需国际合作共同解决，即：的影响，急需国际合作共同解决，即：（1 1）大气污染：）大气污染：人类在最近一个世纪排放的人类在最近一个世纪排放的COCO2 2增加了增加了20%20%，全球每年使用燃料矿物燃烧排入大气的，全球每年使用燃料矿物燃烧排入大气的COCO2 2达达5555101
4、08 8t t。（2 2）温室效应：）温室效应：从从19501950年至年至19851985年，全球排放的年，全球排放的COCO2 2、氮、氮氧化物、氯氟烃等物质增加了氧化物、氯氟烃等物质增加了2020倍。据统计，世界倍。据统计，世界6 6个工业大国个工业大国排放的温室气体占排放的温室气体占45%45%，过去，过去100a100a中气候变化最暖的中气候变化最暖的6 6年都在年都在2020世纪世纪8080年代。气候专家预计年代。气候专家预计20252025年全球平均表面温度将上升年全球平均表面温度将上升11，到下世纪将上升，到下世纪将上升1.51.54.54.5。在过去。在过去100a100a内
5、，世界海面上内，世界海面上升升10cm 10cm 15cm15cm，预计未来，预计未来100a100a内，全球海面将上升内，全球海面将上升1m1m。沿海许。沿海许多地区将被淹没，不少岛屿将消失，洪涝风暴潮灾害将加剧。多地区将被淹没，不少岛屿将消失，洪涝风暴潮灾害将加剧。（3 3）臭氧层被破坏：）臭氧层被破坏：已发现每年春季南极上空臭氧含量已发现每年春季南极上空臭氧含量都消失都消失40%40%50%,50%,臭氧层空洞已大如美国国土，欧洲上空臭氧臭氧层空洞已大如美国国土，欧洲上空臭氧含量在含量在19921992年年5 5月中每天减少月中每天减少1%1%，到，到20002000年北半球上空臭氧减年
6、北半球上空臭氧减少少25%25%30%30%。破坏臭氧层的氯氟烃近。破坏臭氧层的氯氟烃近60a60a已排放已排放121210106 6t t，全，全球每年产生量达球每年产生量达1 110106 6t t，其中发达国家占，其中发达国家占80%80%。（4 4）土地沙漠化：）土地沙漠化：每年全球每年全球5 510104 4kmkm2 27 710104 4kmkm2 2耕地耕地变为沙漠。另有变为沙漠。另有212110104 4kmkm2 2耕地完全丧失生产能力，地球陆地耕地完全丧失生产能力，地球陆地1/31/3处于干燥地区，全球约处于干燥地区，全球约1010亿人生活在沙漠化威胁地区。联亿人生活在沙
7、漠化威胁地区。联合国规划署称，今后合国规划署称，今后20a20a内，每年为控制沙漠化至少要耗资内，每年为控制沙漠化至少要耗资4545亿美元。亿美元。（5 5）水的污染：）水的污染：地球水资源为地球水资源为13.813.810108 8kmkm3 3，其中，其中97%97%是海水，人类淡水资源严重不足。各国每年工业用水超过是海水，人类淡水资源严重不足。各国每年工业用水超过600km600km3 3，而灌溉农田用水多达，而灌溉农田用水多达3 000km3 000km3 34 000km4 000km3 3，受化肥，受化肥和有毒物质污染的水不少于上述水量总和的和有毒物质污染的水不少于上述水量总和的1
8、/31/3。全球每年。全球每年2.5 2.5 万人死于水污染造成的疾病。全球万人死于水污染造成的疾病。全球6060亿人口中，亿人口中，1212亿人亿人缺乏卫生安全的饮用水，腹泻病例每年达缺乏卫生安全的饮用水，腹泻病例每年达1010亿多。亿多。（6 6）海洋环境恶化：）海洋环境恶化：海洋占地球面积海洋占地球面积71%71%，全世界每年，全世界每年向海里倾到的垃圾多达向海里倾到的垃圾多达20020010108 8t(t(包括塑料制品、生活垃圾包括塑料制品、生活垃圾、工业废料、放射性物品、工业废料、放射性物品)。每年倒入海洋的石油、污染物。每年倒入海洋的石油、污染物分别达到分别达到3.23.2101
9、06 6t t和和6.56.510106 6t t。海洋污染使沿海居民发生。海洋污染使沿海居民发生肝炎、霍乱病例增多，鱼虾和海洋生物大量死亡。肝炎、霍乱病例增多，鱼虾和海洋生物大量死亡。（7 7）森林锐减：）森林锐减：历史上，森林和林地曾占陆地历史上，森林和林地曾占陆地1/31/3以上以上，但过去，但过去10ka10ka以来，因人类砍伐和火灾使地球森林面积缩小以来，因人类砍伐和火灾使地球森林面积缩小了了1/31/3。最近。最近2020年内全球每年砍伐森林年内全球每年砍伐森林202010104 4kmkm2 2。有。有22 22 个个国家中的国家中的1 1 亿人没有足够的林木供其最低限度的燃料需
10、求。亿人没有足够的林木供其最低限度的燃料需求。欧洲的原始森林几乎完全消失。全球热带雨林仅有原来的欧洲的原始森林几乎完全消失。全球热带雨林仅有原来的1/21/2。水土流失土地沙漠化，水旱灾害主要由此而生。水土流失土地沙漠化，水旱灾害主要由此而生。（8 8）物种濒危：）物种濒危：地球上每天有地球上每天有100100种生物灭绝。现有物种生物灭绝。现有物种为种为10001000万种左右，到万种左右，到2121世纪初可能消失的物种为世纪初可能消失的物种为100100万种万种。有证据表明，地球。有证据表明，地球30%30%70%70%的植物在今后的植物在今后100100年内将不复年内将不复存在，存在，20
11、20世纪末处于灭绝边缘的哺乳动物有世纪末处于灭绝边缘的哺乳动物有406406种，鸟类种，鸟类593593种，爬行动物种，爬行动物209209种，鱼类种，鱼类242242种，生物种类大灭绝的后果将种，生物种类大灭绝的后果将给人类前途带来致命威胁。给人类前途带来致命威胁。（9 9）垃圾成灾：）垃圾成灾：地球上的垃圾越来越多，地球上的垃圾越来越多，2020世纪末仅美世纪末仅美国每年就产生工业垃圾国每年就产生工业垃圾202010108 8t t以上，其中城市居民垃圾以上，其中城市居民垃圾2.22.210108 8t t，丢弃的旧汽车，丢弃的旧汽车1 0001 000多万辆，废轮胎上亿只。全多万辆，废轮
12、胎上亿只。全球危险废物以每年球危险废物以每年5 510108 8t t的速度递增。垃圾无孔不入，在珠的速度递增。垃圾无孔不入，在珠峰、南极都有垃圾，在太空轨道上有峰、南极都有垃圾，在太空轨道上有7 000 7 000 多个直径多个直径10cm10cm以以上的废物碎块在飘游上的废物碎块在飘游是为高速运转的太空垃圾。是为高速运转的太空垃圾。（1010）人口增加过快：）人口增加过快：18001800年世界上只有年世界上只有10 10 亿人口，亿人口，19301930年翻了一番达年翻了一番达2020亿，亿，19641964年达年达3030亿，亿，19871987年年7 7月月1111日达日达5050亿
13、，目前已达亿，目前已达6060亿以上。人口学家估计目前正以每年亿以上。人口学家估计目前正以每年1 1亿人的亿人的速度在递增，到速度在递增，到20302030年人口可能达年人口可能达100100亿。地球资源在开发利亿。地球资源在开发利用的速度和承载率上目前已赶不上人口增长速度。为保护全用的速度和承载率上目前已赶不上人口增长速度。为保护全球资源和环境，控制人口迫在眉睫。球资源和环境，控制人口迫在眉睫。视视 频频1 1、中国和世界能源使用现状和问题、中国和世界能源使用现状和问题2 2、美国前任副总统戈尔的报告、美国前任副总统戈尔的报告 全球变化研究正是国际科学界为迎接上述全球性环境问全球变化研究正是
14、国际科学界为迎接上述全球性环境问题的挑战而开展的由各国科学家共同合作的重大科学研究新题的挑战而开展的由各国科学家共同合作的重大科学研究新举措。近些年来，随着时代的发展、科学的进步，举措。近些年来，随着时代的发展、科学的进步，“全球变全球变化科学化科学”正逐步形成一门世界前沿科学，它具有典型的多学正逐步形成一门世界前沿科学，它具有典型的多学科交叉的特点，是一门具有很强生命力和新生长点的科学。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，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人类共同关心的问题，也是许
15、多国家政府首脑甚至全人类共同关心的问题，2121世纪世纪以来，全球变化问题已成为联合国气候变化峰会和以来，全球变化问题已成为联合国气候变化峰会和APECAPEC等世等世界各国首脑会议的主题。从目前看，在各国政府首脑会议这界各国首脑会议的主题。从目前看，在各国政府首脑会议这个层面上主要关心的是气候变化和节能减排，而科学家关心个层面上主要关心的是气候变化和节能减排，而科学家关心的问题要更多一些。的问题要更多一些。例如，已有不少地学家已经提出，例如，已有不少地学家已经提出，2121世世纪地学主要解决的问题就是全球变化问题。纪地学主要解决的问题就是全球变化问题。全球变化研究的酝酿活动是从全球变化研究的
16、酝酿活动是从20世纪世纪80年代初开始的年代初开始的,1983年年,在纪念国际地球物理年在纪念国际地球物理年25周年大会上周年大会上,G.Garland首次提出了首次提出了物理过程与生物过程相互作用的观点物理过程与生物过程相互作用的观点,并将其与自然界尚未揭开并将其与自然界尚未揭开的的“奥秘奥秘”联系起来。联系起来。1984年年ICSU(国际科学联合会国际科学联合会)第第20届大届大会组织了一次广泛的讨论会会组织了一次广泛的讨论会,正式开始了对全球变化研究的讨论正式开始了对全球变化研究的讨论,我国叶笃正院士参加了此次会议。我国叶笃正院士参加了此次会议。1986年年ICSU第第21届大会后很届大
17、会后很快组成了一个由快组成了一个由19人组成的人组成的IGBP(国际地圈国际地圈-生物圈计划生物圈计划,又称全又称全球变化研究球变化研究)特别委员会特别委员会,在在J.J.McCarthy教授领导下教授领导下,经过高效经过高效率工作率工作,于于ICSU第第22届大会上提出了全球变化研究的计划大纲届大会上提出了全球变化研究的计划大纲。目前学术界是将研究作为整体的地球系统的运行机制、变目前学术界是将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化规律和控制变化的机理(自然和人为的自然和人为的)，并预测未来变化的，并预测未来变化的科学，称为全球变化科学科学，称为全球变化科学，它研究的是一
18、个行星尺度的问题。，它研究的是一个行星尺度的问题。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，度出发，将地球的大气圈、水圈、岩石圈和生物圈看成是有机将地球的大气圈、水圈、岩石圈和生物圈看成是有机联系的全球系统，把太阳和地心作为两个主要的自然驱动器、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，发生在该系统中的全球变化是在人类活动作为第三促动因素，发生在该系统中的全球变化是在上述力的驱动下，通过物理、化学和生物学过程相互作用的结上述力的驱动下，通过物理、化学和生物学过程相互作用的结果（见图果
19、（见图1 1）。）。图图1 1 地球系统的结构地球系统的结构 图图2 2地球系统中各圈层之间的能量循环相互作用关系地球系统中各圈层之间的能量循环相互作用关系 （B.J.Skinner&S.C.Porter,1995B.J.Skinner&S.C.Porter,1995）IGBP的研究分为的研究分为1987198719901990年的制定计划阶段、年的制定计划阶段、2020世纪世纪9090年代初至年代初至2121世纪前世纪前1010年的计划实施阶段，正进行长达约年的计划实施阶段，正进行长达约2020年的年的持续观测，持续观测，20032003年起，年起，IGBPIGBP已经进入计划实施的第二阶段
20、。已经进入计划实施的第二阶段。图图3 3是是IGBP的组织机构。的组织机构。国际科学理事会国际科学理事会（ICSU)IGBP特别委员会特别委员会(SC-IGBP)IGBP科学咨询委员会科学咨询委员会(SAC-IGBP)国际核心计划国际核心计划秘书处和办公室秘书处和办公室(IPO)科学指导委员会科学指导委员会(SSC)ICSU国家成员国家成员ICSU的的科学组织成员科学组织成员计划的制定、协调和执行计划的制定、协调和执行计划的咨询、监督计划的咨询、监督图图3 IGBP的组织机构的组织机构表表1 SC-IGBP1 SC-IGBP成员一览表成员一览表职职 务务姓姓 名名 年龄年龄国国 家家 职职 称
21、称 当前的当前的研究领域研究领域主主 席席J.J.Mecarthy 43J.J.Mecarthy 43 美美 国国 生物海洋学教授生物海洋学教授 海洋生产量的过海洋生产量的过程程副主席副主席R.Herrera 45R.Herrera 45委内瑞拉委内瑞拉 生态环境中心教授生态环境中心教授 生物地球化学循环生物地球化学循环司司 库库W.S.FyfeW.S.Fyfe 60 60加加 拿拿 大大 地质系教授地质系教授 地球化地球化学资源环境学资源环境执行主任执行主任 T.Rosswall 46T.Rosswall 46瑞瑞 典典 环境社会科学教授环境社会科学教授 微生物生态学微生物生态学执执 委委P
22、.J.Crutzen 54P.J.Crutzen 54德德 国国 马普协会大气化学主任马普协会大气化学主任 大气化学大气化学执执 委委M.Kotlyakov 56M.Kotlyakov 56俄俄 罗罗 斯斯 地理研究所所长地理研究所所长 冰川学理论和方法冰川学理论和方法成成 员员B.BollinB.Bollin 62 62瑞瑞 典典 气象学教授气象学教授 动力气象动力气象天气预报天气预报成成 员员M.L.Chanim 53M.L.Chanim 53法法 国国 中层大气系主任中层大气系主任 高中层大气物理高中层大气物理成成 员员E.H.S.Diop 37E.H.S.Diop 37塞内加尔塞内加尔
23、 地理系副教授地理系副教授 海岸海湾海岸海湾和古生态和古生态成成 员员S.DyckS.Dyck 61 61德德 国国 水文系教授水文系教授成成 员员J.A.EddyJ.A.Eddy 56 56美美 国国 跨学科研究办公室主任跨学科研究办公室主任 太阳物理考太阳物理考古天文古天文成成 员员T.Nemoto 57T.Nemoto 57 日日 本本 海洋研究所所长海洋研究所所长 生物海洋学生物海洋学成成 员员H.Oeschger 60H.Oeschger 60 瑞瑞 士士 物理学教授物理学教授 放射性同位素放射性同位素成成 员员S.L.Rasool 54S.L.Rasool 54美美 国国 NASA
24、NASA地球科学首席教授地球科学首席教授 行星和地球热行星和地球热结构结构成成 员员J.S.Sin 46J.S.Sin 46印印 度度 生物系教授生物系教授 草原和生态系统草原和生态系统成成 员员A.Troitskaya 70A.Troitskaya 70 俄俄 罗罗 斯斯 地球电磁系主任地球电磁系主任 日地物理日地物理成成 员员B.H.Walker 47B.H.Walker 47 澳大利亚澳大利亚 植物系教授植物系教授 半干旱生态系统管半干旱生态系统管理理成成 员员J.D.Woods 48J.D.Woods 48英英 国国 海洋学教授海洋学教授 海洋与大海洋与大气科学气科学成成 员员Ye D
25、uzheng 71Ye Duzheng 71 中中 国国 气象学教授气象学教授 动力气象海气过程动力气象海气过程 （叶笃正）（叶笃正）2005-2007年年IGBP委员会成员名单见委员会成员名单见表表2（word文件）文件）二、全球变化研究第一阶段的二、全球变化研究第一阶段的8 8个核心计划个核心计划 第一阶段第一阶段核心计划专门研究地球系统的重要子系统，包括核心计划专门研究地球系统的重要子系统，包括以下以下8个方面个方面:1、国际全球大气化学国际全球大气化学(IGAC)(IGAC)2、全球大洋通量联合研究全球大洋通量联合研究(JGOFS)(JGOFS)3、海岸带陆地海洋相互作用海岸带陆地海洋
26、相互作用(LOICZ)(LOICZ)4、水循环的生物圈方面水循环的生物圈方面(BAHC)(BAHC)5、全球变化与陆地生态系统全球变化与陆地生态系统(GCTE)(GCTE)6、过去的全球变化过去的全球变化(PAGES)(PAGES)7、土地利用与土地覆盖变化土地利用与土地覆盖变化(LUCC)(LUCC)8、全球海洋生态系统动力学全球海洋生态系统动力学(GLOBEC)(GLOBEC)(1)(1)国际全球大气化学国际全球大气化学(IGAC)(IGAC)1988 1988年年1111月由国际气象学和大气科学协会（月由国际气象学和大气科学协会（LAMASLAMAS）的国）的国际大气化学和全球污染委员会
27、（际大气化学和全球污染委员会（ICACGPICACGP）制定了）制定了IGACIGAC计划未计划未来来1010年的执行计划，该计划将不仅注重大气化学研究，还将年的执行计划，该计划将不仅注重大气化学研究，还将特别注意大气化学与生物圈和人类活动之间的联系。特别注意大气化学与生物圈和人类活动之间的联系。(2)(2)全球大洋通量联合研究全球大洋通量联合研究(JGOFS)(JGOFS)JGOFS JGOFS的主要目的是从全球尺度研究和了解控制海洋中碳的主要目的是从全球尺度研究和了解控制海洋中碳及有关生物成因元素通量变化的各种过程，估计其与大气、及有关生物成因元素通量变化的各种过程，估计其与大气、海底和陆
28、架三者间的交换以及海洋对大气中海底和陆架三者间的交换以及海洋对大气中COCO2 2的吸收、储存的吸收、储存和转移能力，预测大气中和转移能力，预测大气中COCO2 2含量的发展趋势，以有助于气候含量的发展趋势，以有助于气候和生物资源研究。和生物资源研究。(3)(3)海岸带陆地海洋相互作用海岸带陆地海洋相互作用(LOICZ)(LOICZ)LOICZ LOICZ计划将进行与海岸系统动力学的主要方面有关的以下计划将进行与海岸系统动力学的主要方面有关的以下三类基础科学研究：三类基础科学研究：1)1)集中过程研究及建立相关模式，以了解在变化着的环集中过程研究及建立相关模式，以了解在变化着的环境条件下海岸系
29、统的行为。境条件下海岸系统的行为。2)2)获取关键环境参数的大量观测数据，以确定海岸过程获取关键环境参数的大量观测数据，以确定海岸过程在决定这些环境参数全球分布的重要性。在决定这些环境参数全球分布的重要性。3)3)海岸系统的模拟和预测性模拟研究，以模拟和预测在海岸系统的模拟和预测性模拟研究，以模拟和预测在一系列时空尺度上全球变化对陆地一系列时空尺度上全球变化对陆地-海洋界面的影响。海洋界面的影响。（4 4）水循环的生物圈方面水循环的生物圈方面(BAHC)(BAHC)BAHC BAHC计划需要解决的基本问题是：植被是如何与水文循环计划需要解决的基本问题是：植被是如何与水文循环的物理过程相互作用的
30、？因此，的物理过程相互作用的？因此，BAHCBAHC计划的两项根本任务（或计划的两项根本任务（或目标）是：目标）是：1)1)通过野外测量，确定生物圈对水文循环的控制，发展通过野外测量，确定生物圈对水文循环的控制，发展从小块植被的到大气环流模式（从小块植被的到大气环流模式（GCMGCM）网格单元时空尺度上的土）网格单元时空尺度上的土壤壤-植被植被-大气系统中能量和水通量模式；大气系统中能量和水通量模式；2)2)建立能被用于描述生物圈与地球物理系统间相互作用、建立能被用于描述生物圈与地球物理系统间相互作用、以及能被用于验证这类相互作用模拟结果的适当数据库。以及能被用于验证这类相互作用模拟结果的适当
31、数据库。(5)(5)全球变化与陆地生态系统全球变化与陆地生态系统(GCTE)(GCTE)GCTE GCTE计划的目标是：计划的目标是：1)1)预测气候、大气成分、土地利用的变化对陆地生态系统预测气候、大气成分、土地利用的变化对陆地生态系统包括农业系统和经营性森林系统的影响。包括农业系统和经营性森林系统的影响。2)2)确定这些影响将如何对大气和物理气候系统产生反馈。确定这些影响将如何对大气和物理气候系统产生反馈。(6)(6)过去的全球变化过去的全球变化(PAGES)(PAGES)PAGES PAGES的实施计划形成于的实施计划形成于19911991年年3 3月。通过对历史资料和自月。通过对历史资
32、料和自然记录如发现于树木年轮、湖泊和海洋沉积物、珊瑚、冰芯中然记录如发现于树木年轮、湖泊和海洋沉积物、珊瑚、冰芯中的自然信息的研究，以及借助于有效的现代物理、化学分析技的自然信息的研究，以及借助于有效的现代物理、化学分析技术，使我们有能力恢复遥远的过去地面温度的变化、大气和海术，使我们有能力恢复遥远的过去地面温度的变化、大气和海洋化学、火山事件和植被分布，其时间分辨率有时高到能辨别洋化学、火山事件和植被分布，其时间分辨率有时高到能辨别局部或区域环境中的季节性变化。局部或区域环境中的季节性变化。(7)(7)土地利用与土地覆盖变化土地利用与土地覆盖变化(LUCC)(LUCC)LUCC LUCC研究
33、计划将围绕研究计划将围绕4 4个交叉而又有内在联系的问题进行：个交叉而又有内在联系的问题进行：过去过去300300年间土地覆盖是怎样被人类利用改变的？年间土地覆盖是怎样被人类利用改变的？未来未来5050年土地利用变化将怎样改变土地覆盖？年土地利用变化将怎样改变土地覆盖？在不同地理和历史背景下土地利用变化的主要人为原在不同地理和历史背景下土地利用变化的主要人为原因是什么？因是什么？全球环境变化怎样影响土地的利用和土地覆盖？全球环境变化怎样影响土地的利用和土地覆盖？(8)(8)全球海洋生态系统动力学全球海洋生态系统动力学(GLOBEC)(GLOBEC)1995 1995年确定的年确定的GLOBEC
34、GLOBEC的主要目标是认识全球环境变化对海的主要目标是认识全球环境变化对海洋生态系统的主要成分洋生态系统的主要成分动物种群的丰度、多样性和生产力动物种群的丰度、多样性和生产力的影响，以及从全球变化的涵义上认识全球海洋生态及其主要的影响，以及从全球变化的涵义上认识全球海洋生态及其主要亚系统的结构、功能对物理变化的反应，发展预测海洋生态系亚系统的结构、功能对物理变化的反应，发展预测海洋生态系统对全球变化响应的能力。统对全球变化响应的能力。IGBP IGBP 框架性计划框架性计划uu 全球分析、解释与建模全球分析、解释与建模(GAIM)(GAIM)uu 数据与信息系统数据与信息系统(DIS)(DI
35、S)uu 全球变化的分析、研究和培训系统全球变化的分析、研究和培训系统(START)(START)(1)(1)全球分析、解释与建模全球分析、解释与建模(GAIM)(GAIM)GAIMGAIM计划主要是针对计划主要是针对“如何才能将我们关于地球系统如何才能将我们关于地球系统的各个子系统的知识综合起来，提出一个具有预测能力的数的各个子系统的知识综合起来，提出一个具有预测能力的数值框架？值框架？”这个问题而提出来的。这个问题而提出来的。GAIMGAIM的作用是：分析现有的模式和数据；解释现有的的作用是：分析现有的模式和数据；解释现有的模式和实验计划的性能；推进和综合我们对全球生物地球化模式和实验计划
36、的性能；推进和综合我们对全球生物地球化学循环以及它们与水文循环的联系、甚至与整个物理气候系学循环以及它们与水文循环的联系、甚至与整个物理气候系统的联系的了解。统的联系的了解。(2)(2)数据与信息系统数据与信息系统(DIS)(DIS)现已确定的现已确定的IGBP-DISIGBP-DIS执行计划的两个主要内容是：执行计划的两个主要内容是：1)1)数据管理。数据管理。2)2)全球数据库的开发，建立陆地覆盖变化的全球综合数全球数据库的开发，建立陆地覆盖变化的全球综合数据库。据库。该工作的目标是开发、验证能够监测一系列环境中陆该工作的目标是开发、验证能够监测一系列环境中陆地覆盖特征及其变化的方法、并随
37、后在全球范围推广使用。地覆盖特征及其变化的方法、并随后在全球范围推广使用。(3)(3)全球变化的分析、研究和培训系统全球变化的分析、研究和培训系统(START)(START)它是一个包括世界不同区域研究网络（它是一个包括世界不同区域研究网络（RRNRRN）的系统，每一）的系统，每一个个RRNRRN包括一个区域研究中心（包括一个区域研究中心（RRCRRC）和若干个区域研究站（）和若干个区域研究站（RRSRRS）。区域研究中心是本地区的信息中心并起着协调地区内）。区域研究中心是本地区的信息中心并起着协调地区内外的作用。外的作用。RRNRRN通过通过RRCRRC相互联系，形成全球系统，通过它进行相互
38、联系，形成全球系统，通过它进行科学信息的分发，以组织研究和执行国际上主要的核心计划。科学信息的分发，以组织研究和执行国际上主要的核心计划。三、全球变化研究第二阶段的综合集成研究三、全球变化研究第二阶段的综合集成研究 1 1、IGBP PhaseIGBP Phase概况概况 2003 2003 年，年，IGBPIGBP正式进入第正式进入第2 2个发展阶段。新阶段个发展阶段。新阶段IGBPIGBP的成功与否将取决于研究的原创性与质量。的成功与否将取决于研究的原创性与质量。IGBPIGBP目前的研究框架是建立在目前的研究框架是建立在8 8个核心计划和个核心计划和3 3个框架个框架行动基础之上的。虽然
39、在其指导思想与目标设计上特别强行动基础之上的。虽然在其指导思想与目标设计上特别强调学科的综合与交叉，并提出调学科的综合与交叉，并提出“集成集成”研究理念，但具体研究理念，但具体到其实施方案，仍保留了以单学科到其实施方案，仍保留了以单学科(领域领域)为主、相关学科为主、相关学科为辅的研究体系。为此，为辅的研究体系。为此，IGBPIGBP正着手发展一个更利于正着手发展一个更利于“集集成成”研究的新框架研究的新框架（图（图4 4）。）。图图4 IGBP II4 IGBP II的新结构的新结构 其核心内容是打破原先按领域设计的核心研究计划其核心内容是打破原先按领域设计的核心研究计划界限，界限，重新设计
40、重新设计6 6个研究计划，重点研究地球系统的个研究计划，重点研究地球系统的3 3个个主要组分，即海洋、陆地和大气以及它们之间的界面，主要组分，即海洋、陆地和大气以及它们之间的界面，并保留并保留PAGESPAGES及及GAIMGAIM使其从整体上致力于地球系统全景使其从整体上致力于地球系统全景展望，并提供过去到未来地球系统数据以及对地球系统展望，并提供过去到未来地球系统数据以及对地球系统机制的分析、理解和把握。机制的分析、理解和把握。2 2、地球系统科学联盟（、地球系统科学联盟（ESSPESSP）IHDPIHDP、IGBPIGBP、WCRPWCRP和和DIVERSTASDIVERSTAS组建的地
41、球科学联盟组建的地球科学联盟（ESS-PESS-P ：Earth System Science Partnership)Earth System Science Partnership)属非正属非正式组织，主要职责是确定、开发以及促进联合行动，组织式组织，主要职责是确定、开发以及促进联合行动，组织研讨会（例如，研讨会（例如，20012001年阿姆斯特丹的开放科学大会），通年阿姆斯特丹的开放科学大会），通过实事通讯和网络促进综合研究，阐明综合的全球环境变过实事通讯和网络促进综合研究，阐明综合的全球环境变化科学的广义概念。在化科学的广义概念。在20012001年阿姆斯特丹的开放科学大会年阿姆斯特丹
42、的开放科学大会之前已经形成，但是此次会议宣言进一步强化了这一目标之前已经形成，但是此次会议宣言进一步强化了这一目标，并且更加明确地提出了全球变化科学的概念。，并且更加明确地提出了全球变化科学的概念。“阿姆斯特丹全球变化宣言阿姆斯特丹全球变化宣言”呼吁政府、公共与私人机构呼吁政府、公共与私人机构以及全世界人类以及全世界人类:建立全球服务与政策的道德框架，建立全建立全球服务与政策的道德框架，建立全新的全球环境科学体系，加强对地球系统的管理和认识。新的全球环境科学体系，加强对地球系统的管理和认识。IGBPIGBP、IHDP IHDP 和和WCRPWCRP建立地球系统科学联盟的目的：建立地球系统科学联
43、盟的目的：使使致力于研究地球系统变化指示因子和过程的全球变化科学致力于研究地球系统变化指示因子和过程的全球变化科学，演进到能够提供关于地球如何运行的足够基础知识的全，演进到能够提供关于地球如何运行的足够基础知识的全面集成的地球系统科学，以期为全球可持续性的实现提供面集成的地球系统科学，以期为全球可持续性的实现提供必要的知识基础。必要的知识基础。地球系统科学联盟的最终目标包括：地球系统科学联盟的最终目标包括：关于地球系统的基本问题的答案关于地球系统的基本问题的答案(例如：面对大的混乱，耦合系例如：面对大的混乱，耦合系统有多稳定？统有多稳定？)；设计研究工作的新方法，即从研究工作一开始就将范例和问
44、题综设计研究工作的新方法，即从研究工作一开始就将范例和问题综合在一起；合在一起；具有不同复杂程度的创新的、综合的、能解决系统问题的模拟工具有不同复杂程度的创新的、综合的、能解决系统问题的模拟工具；具；协调社会和自然的信息与数据；协调社会和自然的信息与数据；努力将我们关于地球系统科学的工作和许多目标听众进行交流；努力将我们关于地球系统科学的工作和许多目标听众进行交流；提供经验措施以期为全球环境的可持续管理做出科学的贡献。提供经验措施以期为全球环境的可持续管理做出科学的贡献。四、温室气体的源与汇及四、温室气体的源与汇及京都议定书京都议定书的内容的内容 在在联合国气候变化框架公约联合国气候变化框架公
45、约中，中，温室气体的源是指向温室气体的源是指向大气排放温室气体、气溶胶或温室气体的任何过程或活动大气排放温室气体、气溶胶或温室气体的任何过程或活动；温温室气体的汇是指从大气中清除温室气体、气溶胶或温室气体的室气体的汇是指从大气中清除温室气体、气溶胶或温室气体的任何过程、活动或机制任何过程、活动或机制。具体一些说，温室气体的源是指温室。具体一些说，温室气体的源是指温室气体成分从地球表面进入大气气体成分从地球表面进入大气(如地面燃烧过程向大气中排放如地面燃烧过程向大气中排放COCO2 2)，或者在大气中由其他物质经化学过程转化为某种气体成，或者在大气中由其他物质经化学过程转化为某种气体成分分(如大
46、气中的如大气中的COCO被氧化成被氧化成COCO2 2，对于，对于COCO2 2来说来说COCO也叫源也叫源)。温室气。温室气体的汇则是指一种温室气体移出大气到达地面或逃逸到外部空体的汇则是指一种温室气体移出大气到达地面或逃逸到外部空间间(如大气如大气COCO2 2被地表植物光合作用吸收被地表植物光合作用吸收)，或者是在大气中经化，或者是在大气中经化学过程不可逆转地转化为其他物质成分学过程不可逆转地转化为其他物质成分(如如N N2 2O O在大气中发生光在大气中发生光化学反应而转化化学反应而转化NONOx x，对，对N N2 2O O就构成了汇就构成了汇)。京都议定书京都议定书是第一个为发达国
47、家规定了具有法律约束力是第一个为发达国家规定了具有法律约束力的具体减排指标的国际法律文件。的具体减排指标的国际法律文件。经过艰苦谈判后达成的经过艰苦谈判后达成的京京都议定书都议定书明确规定了要求减排的六种温室气体，即二氧化碳明确规定了要求减排的六种温室气体，即二氧化碳(CO(CO2 2)、甲烷、甲烷(CH(CH4 4)、氧化亚氮、氧化亚氮(N(N2 2O)O)、氢氟碳化物、氢氟碳化物(HFCs)(HFCs)、全氟、全氟化碳化碳(PFCs)(PFCs)和六氟化硫和六氟化硫(SF(SF6 6)，同时规定附件一国家缔约方应该，同时规定附件一国家缔约方应该个别地或共同地确保其温室气体的排放总量个别地或
48、共同地确保其温室气体的排放总量(以以COCO2 2当量计当量计)在在20082008年年20122012年的承诺期内比年的承诺期内比19901990年水平至少减少年水平至少减少5.2%5.2%，并且，并且要求附件一缔约方到要求附件一缔约方到20052005年时，应在履行这些承诺方面做出可年时，应在履行这些承诺方面做出可予证实的进展。予证实的进展。在此基础上，照顾到各国的具体情况，在此基础上，照顾到各国的具体情况，京都议定书京都议定书为为每个附件一国家确定了每个附件一国家确定了“有差别的减排有差别的减排”指标，即欧盟现有成指标，即欧盟现有成员国承诺减排员国承诺减排8%8%，美国减排，美国减排7%
49、7%，日本、加拿大减排，日本、加拿大减排6%6%，俄罗斯、，俄罗斯、乌克兰乌克兰“零零”减排，澳大利亚增排减排，澳大利亚增排8%8%，冰岛增排，冰岛增排10%10%，等等。，等等。视视 频频1 1、京都议定书京都议定书与碳排放交易与碳排放交易 五、中国政府在应对气候变化方面所做的新努力五、中国政府在应对气候变化方面所做的新努力 胡锦涛胡锦涛20092009年年9 9月月2222日在出席联合国气候变化峰会上阐述的日在出席联合国气候变化峰会上阐述的中国政府四点主张受到各国高度评价中国政府四点主张受到各国高度评价 胡锦涛说：胡锦涛说：全球气候变化深刻影响着人类的生存和发展，全球气候变化深刻影响着人类
50、的生存和发展，使各国面临着重大挑战，我们在当前面对气候变化方面应该坚使各国面临着重大挑战，我们在当前面对气候变化方面应该坚持以下几点：持以下几点：1 1、履行各自责任是核心。、履行各自责任是核心。共同但有区别的责任原则，凝聚共同但有区别的责任原则，凝聚了国际社会共识，坚持这一原则对确保国际社会应对气候变化了国际社会共识，坚持这一原则对确保国际社会应对气候变化，努力在正确轨道上前行至关重要。，努力在正确轨道上前行至关重要。2 2、实现互利共赢是目标。、实现互利共赢是目标。支持发展中国家应对气候变化支持发展中国家应对气候变化，既是发达国家应尽的责任，也符合发达国家长远利益。我们，既是发达国家应尽的
