导语：如何才能写好一篇气候变化对生物的影响，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
关键词：气候；生态系统；生物多样性
1.研究背景与进展
2.气候与陆地生态系统中生物多样性的变化关系
2.1气候变化对森林生态系统中生物多样性的影响
森林生态系统是陆地生态系统的主体，它具有很高的生物生产力和生物量以及丰富的生物多样性，对维持生物圈的稳定，维护全球生态系统的功能平稳发展具有举足轻重的作用。而森林生态系统与气候变化之间也存在着紧密的联系，气候的变化将在某种程度上对森林生态系统产生一定的影响，特别是影响生物多样性的变化。随着气候的变化可以发现，气候不仅影响着森林的分布还影响着森林生态系统中生物多样性的发展。有研究表明，北半球一些森林林线有明显向更高海拔的区域迁移的趋势。另外森林生态系统是众多物种赖以生存和发展的基本环境，当气候变化超过了物种的迁移能力时，这些物种则无法抵御气候变化所带来的恶劣影响，使其生命遭到威胁，甚至出现灭绝的可能性。据预测，气候变化可能导致43%的物种消失，即大概5.6万种地方植物和3700种地方脊椎动物将会灭绝。
2.2气候变化对草原生态系统中生物多样性的影响
草原生态系统是草原地区生物和草原地区非生物环境构成的，典型草原是温带内陆半干旱气候条件下形成的草原类型，其植物主要为旱生和广旱生多年生丛生禾草，中国的典型草原主要分布于北纬35°―55°之间。据调查，每年因春旱严重导致草原植物返青率平均下降10%一20%；乐馗珊凳沟猛寥浪分蒸发量大于降水量，盐随水分蒸发被带到地表，使大量盐分积聚于地表，进一步加剧了草原的退化。且当干旱发生时，草原土壤的蒸发量将远大于降水补给量，植被的生长也会受到严重的限制。
2.3气候变化对湿地生态系统中生物多样性的影响
湿地生态系统属于水域生态系统。主要包括：沼泽、湖泊、河滩、海岸滩涂、盐沼及稻田等。其生物群落由水生和陆生种类组成，物质循环、能量流动和物种迁移与演变活跃，具有较高的生态多样性和物种多样性。气候变暖会使湿地分布面积缩小，大片的芦苇、苔草湿地退化为碱蓬地甚至盐碱光板地。使大量生存在湿地中的物种受到严重的影响，尤其是水生生物，由于水比列的下降使其生存空间受限，同时水中的含盐量增高，影响淡水生物的存活。除了水生生物，气候变化还会引起其他生物群落的变化，甚至有的种群可能会逐渐消失，严重危害湿地中生物的多样性分布。
3.展望
通过上述总结可以看出，气候的变化对陆地生态系统中生物多样性已经产生了很大的影响。陆地生态系统作为人类赖以生存和发展的环境主体，必须得到及时的改善与防护，其中保护生物多样性，维持其稳定发展是基础。对于生物多样性已经遭到破化的生态系统要实施生态保护和修复工程，通过适应性调整，减轻生态系统的脆弱性，降低损失。但对于生物多样性的保护，还需要从根源的环境保护做起，建立应对预案。在未来的几年中，我们仍然将重视气候变化，改善生态环境，保护生物多样性。积极与广大人民群众配合，合力改善现有状况。让大家清晰地认识气候变化背后的严重性，自觉从身边小事做起，保护环境，倡导绿色，旨在建立一个良好的气候环境，创建一个稳定的生态环境。
参考文献：
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[2]赵慧颖.气候变化对典型草原区牧草气候生产潜力的影响[J].中国农业气象，2007，28（3）：281-284.
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[6]倪健.CO_2增浓和气候变化对陆地生态系统的影响[J].大自然探索，1998（1）：1-6.
关键词：海洋环境科学；生物多样性；海洋生态系统；气候变化
一、温度升高对海洋生物多样性的影响
根据IPCC的报告显示，相比1860年，地球表面的平均温度已经升高了0.6℃左右。到了2100年，地球表面的平均温度要比2000年升高3到4℃左右，同时，随着温度的持续升高，地球上会有百分之二十左右的动植物濒临灭绝。目前全球仍然处于上升时期，如果温度过高，会引起整个地球系统的紊乱，从而引起大批动植物的死亡，因此随着海洋表层温度的上升，对海洋生物也会产生深远的影响。
1.温度上升对海洋生物物种分布的影响
一般来说，影响海洋生物物种分布的因素是水温、海流以及盐度，与陆生生物不同，海洋生物的迁徙非常频繁，随着温度的升高，物种分布会呈现纬度变化，例如当海洋表层温度上升时，英吉利海峡附近的生物数量会发生明显的改变，为了需求物种的延续，海洋生物会离开原本的栖息地，迁徙到更适合生存的地方。因此，自从1860年以来，暖水性生物已经向北移动了3100km左右，因此英吉海峡附近的冷水性生物的比例下降，大量的暖水性生物选择到英吉利海峡来栖息，可以说水温变化会改变海洋生物的栖息范围。
2.温度上升引起物种组成发生变化
根据上述研究表明，自20世纪80年代以来，全球增暖越发明显，而且我国的近海洋表层温度也不断上升，根据国家海洋中心提供的数据显示，我国厦门海域的水温，在1965-1990年间，上升了0.2℃，1960年-2003年间，华南近海海洋的表层温度增长率为0.012-0.019℃/a。
二、CO2浓度上升对海洋生物多样性的影响
随着现代化的进程不断深入，大气中CO2的含量越来越高，相比上世纪九十年代，如今大气中CO2的含量增长了近一倍，CO2浓度升高会引起海水PH值降低，从而影响海洋中的碳酸盐系统的化学平衡，对海洋的生态系统造成不良的影响。CO2浓度上升对海洋生物的多样性的影响，最直接的表现在于海洋钙化生物的钙化速率下降，从而导致贝类生物的骨骼脆弱化，可以说，贝类生物和珊瑚礁受CO2影响尤为剧烈，造成大批贝类生物死亡，降低珊瑚礁的分布范围，因此可以说CO2浓度上升对海洋生物的物种组成和群落结构具有一定的影响。此外，CO2浓度的增加还影响藻类生物的光合作用能力，CO2浓度增加，藻类生物的光合作用能力就会随之下降，而以藻类为食的非钙化鱼类也会受到一定的影响，形成恶性循环。
三、海平面上升对海洋生物多样性的影响
据IPCC报告显示，20世纪时，温度上升导致全球的海平面平均上升10-20cm，预计2100年，全球海平面的将比1990年平均升高9-88cm，在这期间，海平面的上升速率为0.09-0.88cm/a。在我，各海域海平面上升最快的地方为南海，研究认为，海平面上升与海水变暖有着直接的关系，随着CO2排放的增加，海平面的上升速率还在持续的提高，已经威胁到海洋生物的生存。海平面上升对海洋生态系统会产生较大的影响，最直接的表现在于河口、湿地生态系统将会遭到破坏，而大部分生物会向内陆迁徙，这种迁徙带来的最直接的后果是海岸生态系统遭到破坏，受人类的活动影响，海岸附近的生物会消亡或遭受损失，在一定程度上对海洋生物多样性的保持造成了不利的影响。
四、气候变化对海洋生物多样性的影响
1.影响海洋病原生物的传播
研究认为，温度上升，会造成还会变暖，一些细菌和寄生虫的生长速度会加快，传染期延长，从而导致了海洋病原虫的快速传播。此外，温度上升还会增加海洋原生物疾病的传播率，使节肢生物受到一定的影响。据一份调查表明，冬季变短则会加快霍乱、牡蛎病原体的传播速度，导致海洋病原生物的扩展，从而引发海洋物种疾病的爆发，甚至危及到人类的生存空间，造成大量海洋生物的死亡。
2.影响海洋浮游生物的群落结构
气候变化还会对浮游生物的群落结构产生一定的影响，海洋生物的多样性对气候变化存在反馈机制，例如随着冬季暖流的加强，暖水种的浮游生物的种类和组成会有所改变，但也会造成营养类群和功能类群不匹配。
五、结语
[1]杜建国，WilliamW.L.Cheung，陈彬，周秋麟，杨圣云，GuanqiongYe.气候变化与海洋生物多样性关系研究进展[J].生物多样性，2012，06：745-754.
以下介绍一种通过生物多样性的概念，引导学生理论联系实际，进行深入思考的教学过程：
一、生物多样性的分布格局
媒体关于气候变暖对生物多样性影响的报道，主流媒体认为，人为地大量排放CO2导致全球气候变暖，由此得出物种将在全球气温上升的大背景下加速灭绝，生物多样性将呈迅速下降趋势。
二、分析以上结论的逻辑关系
人类工业活动大量排放二氧化碳空气中二氧化碳浓度持续增加二氧化碳不阻挡太阳辐射中的可见光，吸收红外线，地面热辐射无法逃逸外太空，大气温度逐年增加冰川融化，不能再反射太阳光两极地区的陆地和海洋底部永久冻土层融化，大量比二氧化碳级别更高的温室气体甲烷被释放出来地球加速升温，一发不可收拾过度炎热的气候摧毁岌岌可危的生物圈生物多样性下降，人类生存受到威胁。
三、请学生分析上述逻辑链条的漏洞
引导学生思考以下问题：（1）目前的地球大气温度在地质史上处于什么状态？（2）全球气候是否在持续变暖？（3）气候变暖是二氧化碳引起的吗？（4）生物多样性与气候之间究竟是一种什么关系？
在这个环节，教师需要对有关上述问题的各种不同观点加以了解。
距人类最近的第四纪大冰期于200万年前开始，截至目前，第四纪大冰期中至少有6个冰期，依次上溯分别为：玉木、里斯、民德、贡兹、多瑙、比贝等。目前，人类还远远没有走出第四纪大冰期，甚至极有可能尚未走出玉木冰期，目前不过处于玉木冰期所属的最近一次亚冰期和下一次亚冰期之间的一个气候相对温暖的短暂亚冰期内。
气候变暖的权威数据来自“政府间气候变化专门委员会”（IPCC），2007年，其第一工作组的第四次评估报告称：由于自1750年以来的人类活动影响，全球大气二氧化碳、甲烷和氧化亚氮浓度已明显增加，目前已经远远超出了根据冰芯记录得到的工业化前几千年中的浓度值。全球大气二氧化碳浓度的增加，主要由于化石燃料的使用和土地利用变化，而甲烷和氧化亚氮浓度的变化则主要是由于农业。气候的变暖是毫不含糊的，目前从全球平均气温和海温升高、大范围雪和冰融化以及海平面上升的观测中得到的证据支持了这一观点。在大陆、区域和洋盆尺度上，已观测到气候的多种长期变化，包括北极的温度和冰、大范围的降水量、海水盐度、风场以及包括干旱、强降水、热浪和热带气旋强度在内的极端天气方面的变化。但2009年哥本哈根气候大会召开之前的“气候门”事件（涉嫌操纵气候数据）影响了该报告的可信度。
大气二氧化碳与气温变化的因果关系学术界并未形成定论。究竟是人类大量排放二氧化碳导致气温升高，还是太阳辐射增强导致气温上升，从而加大了海洋、冻土层中二氧化碳和其他温室气体的排放？就此问题学术界一直在争论。英国布里斯托尔大学日前公报说，该校研究人员通过分析历史观测数据发现，自1850年以来，留在大气中的二氧化碳占其总排放量的比例长期稳定，几乎没有什么变化。但从那时到现在，人类排放的二氧化碳量已从每年约20亿吨增长至约350亿吨，这意味着地球吸收了越来越多的二氧化碳。另一种观点认为，气候变暖的主导因素是太阳辐射的增强和气候自身活动性的影响。
生物多样性与气候的关系一直是学术界研究的热点问题，目前主流观点是生物多样性受到温度上升的影响会加快丧失速度。主要的原因有：生态环境的退化与丧失；物种向更高纬度和海拔迁移；生物物候期的变化，这种变化正造成生态紊乱；动物繁殖受影响；病虫害增强。但反对的声音也存在，即生物多样性在气候转暖时可能有所增加。证据主要有地质史上的泥盆纪、侏罗纪、新生代等温暖期都伴随着生物多样性的极大丰富；另外，最新研究表明全球变暖对热带雨林的生物多样性没有影响，二氧化碳浓度的升高以及气候变暖有利于那些生长迅速的树木，升高的二氧化碳浓度是否扮演了一个肥料的角色而提高绿色植物的光合效率，尚是一个未解之谜；较高的温度可能加速产生新物种的进化速度。
四、师生辩证分析、总结
通过对以上问题的思考，学生应该对生物多样性与气候的关系得出自己的结论，形成自己的认识。在生物教学中处理生物多样性与气候变化的相互关系时应持的态度：重视现状，“不能无忧，不必过虑”，而不必过虑的前提是不能无忧。特别是在很多现象尚未得到合理解释，人类对自然所知甚少的情况下，减少温室气体的排放，节约资源，保持环境，保护珍稀濒危动植物资源，保护森林、草地、湿地等自然生态系统等做法，仍为明智之举。为了人类的未来，采取谨慎的态度总是有益无害的。
[1]国家气候变化对策协调小组办公室，中国21世纪议程管理中心.全球气候变化：人类面临的挑战.商务印书馆，2004.
人类对气候变化的适应能力包括遗传和后天两种。遗传表现在各种气候条件下表现形态和生理特征，为先天适应。例如在热带地区，由于气候原因，那里的人们具有皮肤色素深、身材矮小的特征，他们的后代基本继承了这种特征来适应当地的气候;后天适应是指人类生命期限内，在特有的气候条件下继承适应能力形成的。例如，出生在高海拔地区的儿童体重较轻，神经系统发育不健全，但因氧气不足导致呼吸系统更加健全。因此，人类一般适应出生地气候，例如：南方人适应潮湿多雨，北方人适应干旱多风，迁居地改变就会出现水土不服而产生疾病。气候变化对人体部位的反映是非常敏感的，气象因素是通过人体的感觉器官影响到人体部位，各种天气、气候，以及气象的变化，都会引起人体生理反应。
气候变化对人类生存健康带来诸多危险，气候变化的结果之一是气候带的改变，热带的边界会扩大到亚热带，温带会变成亚热带。数据表明，全球平均气温升高1摄氏度，气候带约向极地方向推移100千米，而这种推移不可能是均匀的，某些气候带会因高山、海洋、荒漠的阻隔而间断甚至消失。热带非洲是传染病、寄生虫病的高发地区，也是病毒性疾病最大的发源地。随着温带地区的变暖，将使感染或携带病原体（尤其是病毒）的分布区域扩大，每年的危害期限延长，使这些疾病的扩散成为可能的事实。
空气污染与气候变化关系十分密切。在全球变暖的大背景下，由于极端天气的出现，如夏季高温、冬季温暖、干旱等，往往会造成局地空气质量下降。特别是在人口密集的大城市，由于城市热岛环流的存在，导致空气污染物不易排放出去造成严重污染。大气中的污染物进入人体后会引起人体感官和生理机能的不适反应，由此产生病理改变，出现临床体征或存在潜在的遗传效应，由此发生急、慢性中毒或死亡等。例如，近年发生在北京等地的雾霾污染，不仅对人类健康构成威胁，而且成为国家经济和社会发展的瓶颈。伴随着全球气候变化，导致紫外线辐射增加。试验表明，大气中的臭氧每减少1%，到达地表的紫外线辐射量将增加2%，皮肤癌变发生率则增加4%。地面增加的紫外线辐射对人类健康具有十分有害的影响。
气候变化对人类健康影响的评估，目前还存在许多不确定性。
1.由于气候变化通常伴随其它各种环境变化，而气候变化对人体健康影响不是唯一的，还受其它如遗传、自身素质、饮食、生活习惯，以及环境等因素的综合影响，因此在气候变化与健康影响的研究中，关键要从影响健康的诸多因素中分离出气候对人类健康的影响。
另一方面，气候变化已成为人类所面临的最大挑战之一，它几乎影响到我们社会的所有方面，包括食物供应，并给食物安全带来严重后果。温度上升是气候变化最显著的特征，它直接从生理角度影响作物生长，并因此影响粮食生产的能力。例如受气候变化的影响，南非的主要作物玉米的产量到2030年预计会下降30%。气候变化还会导致土壤微生物的活动增加，这将会导致土壤中的有机物质和氮素损失，加速土壤退化、侵蚀和碱化，减弱农业生态系统抵御自然灾害的能力。由于气候变化引起环境变化还可能会加重植物病害、害虫和杂草生长的蔓延。
对食品和生物燃料的需求的增加，以及由于自然灾害而造成的全球作物产量和储量的减少，已导致全球粮食价格暴涨。气候变化可能会让局势进一步恶化。目前世界上有9.25亿饥饿人口，而由于气候变化，这一数字到2030年可能会再增加6亿。而随着人口总数不断增加，对食品的绝对需求量仍会逐年增加，因此面临的挑战将更加巨大。在气候变化的威胁面前，系统改变才是最重要的。
本文将介绍生态农业优势和发展现状，并列举一些先进生态农业理念的实例，以期对我国进一步发展生态农业提供思路。
生态农业的优点及发展现状
生态农业与自然合作而不是与之对抗，可以大大减少温室气体排放量。而且，与今天的破坏性化学成分和化石能源集约型农业相比，生态农业能更好地适应气候变化影响并从中生存。目前，有很多资源节约型的技术和做法，可以用来改善农田及其周边生态系统的供给和使用，例如综合虫害管理、综合养分管理、保护性耕作、覆盖作物、农地林业、干旱地区集水、农业系统中融入家畜和水产养殖等。增加水的利用效率、固碳以及减少农药使用这些事实，都证明生态农业不仅可以增加产量，也能减少对环境的不利影响，同时为重要的环境问题做出了贡献（如减缓气候变化）。
在生态农业中，通过增加耕地中的生物多样性，植物疾病可以通过不同的物种之间的自然竞争而被有效控制，从而大大减少对农用化学品的需要，进而减少污染。例如将莴苣与黄瓜共同种植、稻田养鸭和稻田养鱼系统都可以有效地控制疾病、害虫和杂草，而农民的收入也会提高。同时，这些方法也有助于减少因使用除草剂和杀虫剂而对自然生态系统造成的人为干预。连续四年的稻田养鸭模式可以控制99%稻田杂草，将水稻根系的稻纹枯病染病率降低56%、稻条纹叶枯病的感染率降低57.7%。
生态农业系统往往还具有一些景观和经济职能，它们在为农民和市场生产食物和其他物品的同时，也会有一系列的公共贡献，如洁净水、有益生物的栖息地、土壤固碳、防洪、地下水补给、景观美化价值和休闲旅游等。稻田养鱼系统显示，它能改善土壤的氧化还原状况，并显著减少甲烷排放量。稻田养鸭系统表明，它能改善小气候领域并减少甲烷排放量。有机化肥的使用还可以减少对含氮化肥的依赖，并减少氮氧化物的排放量。
很明显，生态农业高产，并具有满足食品安全需要的潜力。此外，生态农业方法可以让农民以较低的成本和现成的技术及投入来改善当地的粮食生产，而不会造成环境破坏。
先进生态农业理念案例
经过几十年探索和实施各种形式的生态农业，许多农场记录下了他们的经验。在此列举一些先进生态农业理念的实例，从中我们可以了解自己与他们之前情况的不同，从而创造适合自己的特定地区和社区的生态农业模式。
【物种多样性】未来的经济、社会、生态和恶劣的气候将需要超级强大的农业恢复能力。要实现这一目标，唯一的途径就是常年的粮食作物冗余性和互补性，即用多种作物物种解决每种食物营养细分，并尽可能解决更多的营养细分。在美国密歇根州13英亩的农场上，KenAsmus的木本作物目录是生态农业的宝库。他种植、传播并销售各种各样的多年生木本粮食植物，并提供非常好的常年蔬菜和固氮细菌。不仅他的农场的物种多样性令人惊叹，每个物种内还都有令人印象深刻的遗传多样性。在他的农场中，采用主食作物种植时补充一系列不同的树木和灌木的方法，这不仅能提供水果、坚果、可食用的叶子、燃料和纤维，而且还能保护土壤，采集雨水，并积累养分。、另外，他纳入了自由授粉多样性，虽然这意味着牺牲了产量最大化，但是能获取产量规律性和复原能力。而要让木本作物育种适应当地环境，并保证在未来古怪的天气条件下为家庭提供食物，这两点正是关键。
【混养】面对安装资源稀缺和气候不稳定，农田生态系统将需要更有效地营养捕获能力，同时需要更强的适应力来应对越来越频繁的中断。只有在地面上和地上都具有遗传学和结构上的高多样性才能达成这一目标。如果我们希望在以后的世纪继续有食物可吃，就需要模仿自然生态系统的冗余性和互补性。作为永续农业创始人BillMollison的门生，GeoffLawton可以说是“地球的园丁”。在他加盟的澳大利亚的农场中，模仿自然的森林生态系统的结构、适应性和功能，在多样性混养中为子孙后代生产粮食、燃料和纤维。
【在土壤中捕获雨水】在美国大多数地区，降雨变得越来越不均衡，经常是长热干旱中夹杂着短暂而强烈的降雨。虽然平均降雨量可能仍算“正常”，但农业和土壤的水分动态都发生了巨大的变化。所以当雨水用这种奇怪的方式出现的话，我们需要让它放缓、分散并渗透。这样，更长的干旱都可以被安然度过，洪水会被最小化，溪流中的基流能被保持，山坡上的泉水会汩汩地起死回生，从而土地兴旺。MarkShepard是一名工程师，他运用工程师的眼睛和生态敏感性处理在威斯康星州106英亩的农场上的降雨。通过相对较小但精心布置的土方工程，将轮廓洼地、底土翻地和集水池塘相结合，利用天时地利，Shepard能够捕获在农场的土壤中和池塘里的大多数降雨，并让雨水一直保持在它所属的农场，减缓其径流，将其分散出去，并在粮食作物、草、动物和家人需要时让它渗透到土壤中。该方法不仅只适用于大农场，因为水管理策略对0.1英亩的土地也同样重要。
【可食用和治病的真菌】真菌可以通过其丰富的营养物质和有效的药物特性帮助我们增强人类健康。它们可以通过建立土壤、协助植物生长、过滤水径流和土壤解毒来帮助我们增强土地健康。PaulStamets是杰出的真菌学家，在华盛顿州的农场，Stamets正试图改变人们对真菌的看法。他用碎木片和原木生产食用菇和药用真菌，这两者正是以植物为基础的食物和药物的重要补充。他也开拓了用真菌来让土地恢复健康的方式，如使用菌丝过滤水并减少水土流失，使用菌根真菌再生森林，使用强真菌酶和超浓缩危险元素为土壤解毒，使用某些真菌威慑害虫侵蚀等。
关键词：低碳农业；外部性；市场失灵；气候变化
中图分类号：F323.3文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.018
Low-carbonAgricultureExternalityandMarketFailure
ZHANGXin-min
(ChinaCenterforIndustrialSecurityResearch,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)
Abstract:Analysisoflow-carbonagricultureinthemitigationofclimatechange,biodiversityconservationandagriculturalecologicalenvironmenthaspositiveexternality,marketfailurewasproposedtorestrictthelowcarbonagriculturaldevelopmenttheimportantfactors.Toestablishareasonableecologicalcompensationmechanismwasthefoundationofsustainabledevelopmentoflowcarbonagriculture.
Keywords:lowcarbonagriculture;externality;marketfailure;climatechange
低碳农业是指以减温室气体排放为目标，以减少碳排放、增加碳汇和适应气候变化技术为手段，通过加强基础设施建设、产业结构调整、提高土壤有机质含量、做好病虫害防治、发展农村可再生能源等农业生产和农民生活方式转变，实现高效率、低能耗、低排放、高碳汇的农业。低碳农业是气候变化背景下中国农业可持续发展必然途径。
全球气候变化问题是人类迄今为止面临的规模最大、范围最广、影响最深远的挑战之一，中国是全球气候变化的最大受害者之一，同时，作为一个负责任的人口大国，也对全球治理气候变化承担重要的责任。联合国粮食机构指出，低碳农业既能遏制气候变化，又能增加发展中国家的粮食产量，并呼吁增加低碳农业投资，引导现代农业向低碳农业发展。因此，低碳农业是中国农业经济转型和可持续发展的必由之路。
1外部性与市场失灵
所谓外部性，是指某一经济主体的活动对于其他经济主体产生的一种未能由市场交易或价格体系反映出来的影响，从而导致资源配置不能达到最大效率，即不能达到帕累托最优。由于这种影响是某一经济主体在谋求利润最大化的过程中产生的，是对局外人产生的影响，并且这种影响又是处于市场交易或价格体系之外，故称之为外部性。
市场失灵是指市场无法有效率地分配商品和劳务的情况。对经济学家而言，这个词汇通常用于市场无效率状况特别重大时，或非市场机构较有效率而且创造财富的能力较私人选择为佳时。另一方面，市场失灵也通常被用于描述市场力量无法满足公共利益的状况。由于正的外部性所造成的市场失灵，通常需要政府介入，通过财政补贴或税收机制来解决。
外部性的存在，使个人成本和个人收益与社会成本和社会收益相背离。作为经济理性人，生产者和消费者在决策时,以自身利益最大化为目标，不会考虑社会成本和社会收益，虽然可做到个体最优，但很难达到社会最优。以有机农业生产为例，由于在生产中严格限制使用化学肥料、农药和生长调节剂等，遵循生态学原理进行农业生产，其单位产品生产成本高于常规农业生产成本，这种成本投入，并不能完全转化为经济产量，也就是说，有机农业生产负担了本应该由社会负担的环境生态投入成本，而由此产生的环境生态效益和社会效益不可能完全由有机农业生产者占有，就出现有机农业生产的经济外部性，结果导致有机农业生产供给不足，社会福利不能达到帕累托最优。
解决外部性和市场失灵问题的典型办法有：一是征税和补贴，对负的外部性进行征税，对正的外部性进行补贴。二是重新界定产权，1960年，科斯在《社会成本问题》中提出的解决外部性问题的方案是:在交易费用为零时，只要权利(产权)初始界定清楚，并允许当事人进行谈判交易，就可以导致资源的有效配置或社会产值最大化的安排。由这个表述可以看出，科斯提出的解决外部性问题的方案包含3个要素:（1）交易费用为零；（2）产权或权利界定清楚；（3）允许产权或权利在当事人之间自由交易。三是企业合并，使经济外部性内部化。
2低碳农业能够减和适应气候变化
全球气候变暖是人类面临大最大挑战之一，人类活动引起温室气体的大量排放是气候变暖的主要原因，这已成为国际公认的事实。根据《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》（2004），1994年中国温室气体总排放量为36.50亿t二氧化碳当量，其中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮分别占73.05%、19.73%和7.22%，农业活动导致了50%的甲烷排放和92%氧化亚氮的排放。由于二氧化碳的农业排放很低，没有报告，因此，农业生产活动是非二氧化碳温室气体的主要排放源之一。农业温室气体的排放主要包括稻田甲烷排放、农田土壤氧化亚氮的排放、粪便管理系统中的甲烷和氧化亚氮的排放以及动物肠道发酵甲烷的排放。
低碳农业对气候变化影响包括减和适应两个有机组成部分。减是指为了减少对气候系统的人为强迫而进行的人为干预，它包括减少温室气体的排放源和增加碳汇两个方面。适应是指自然或人类系统，为应对实际的、或预期的气候刺激因素、或其影响而做出的趋利避害的调整。
低碳农业在应对气候变化中具有巨大潜力，发展低碳农业是减和适应气候变化的有效途径之一。有机农业遵循自然规律和生态学原理，在减少化学物资和化石能源投入的同时，注重物资和能量的循环，直接和间接减少了温室气体的排放，增加碳汇。有机农业兼顾了经济效益、社会效益和环境效益，是农业可持续发展的成功模式之一，是农业应对气候变化的有效措施之一。
3低碳农业有利于生物多样性保护
人类为了生存和养活更多的人口，各国农业生产均以追求最高产量和最高利润为目标，农业耕作强度不断增加、种植结构越来越单一、过多使用复合肥及农药除草剂等，导致土壤肥力衰减、土壤侵蚀酸化严重、土壤微生物种类和数量下降，农业遗传多样性丧失，生物多样性减少。
低碳农业通过间作套种来恢复地力和防治病虫害。农田作物的间作套种打破单一的作物结构，作物多样性提高，对昆虫种类、数量的增加和农田生物多样性的提高起积极的作用。而农作物的间作套种有利于杂草和虫害的控制，从而减少农药的使用，对于生物多样性的保护起间接作用。相对于传统农业来说，低碳农业更好地促进了生物多样性的保护。
4低碳农业有利于农业生态环境保护
低碳农业能改善环境，减少环境污染，提高生态质量，降低自然灾害，减少灾害给农业生产带来的影响。现代农业的低碳生产是中国“天人合一”传统文化在农业生产中的具体体现，它以人类、生物、生态系统和环境的动态相互作用为基础，最大程度地依赖当地可获得资源的数量和质量，追求人类社会和自然的和谐相处，是一种真正的环境友好型生产。
4.1低碳农业能够改善土壤质量，保持土壤健康活力
农业生产活动对土壤的污染，主要集中于农药、化肥和除草剂的使用，污水灌溉，施用污泥等几个方面。目前，中国每年要施用80～100万t的化学农药，高毒农药占37.4%，其中对土壤造成污染的主要是有机磷、有机氯和含汞、砷等重金属的农药。由于施用方法和农药种类的影响，大约有50%左右的农药会进入土壤。残留在土壤中的一部分农药，最终会通过食物链的作用，进入人体并造成危害。长期过量施用化肥，则会导致土壤板结，土壤有机质含量下降，进而影响土壤中微生物种群的种类和数量。土壤环境健康是农村生态环境健康的基础，土壤污染是农村生态环境恶化的根源之一。因此，保护土壤环境是保护农村生态环境的根本措施之一。
4.2减少地下水污染，减轻水体富营养化的危害
天然地下水是洁净的，含氮量极低，远低于国家饮用水纯氮10mgL-1的标准。但由于农田化学肥料大量使用而造成的土壤养分特别是氮肥养分流失，已经导致严重的饮用水安全问题。在一定的条件下，土壤―植物系统内过量的氮素会以硝态氮的形式淋失，进入地下水，污染井水、河流和湖泊，造成水体富营养化，严重影响人们的健康和淡水养殖业的发展。
据中国农业科学研究院提供，凡施肥量超过500kghm-2的地区，地下水的硝酸盐含量都超过饮用水标准，硝酸盐污染不仅发生在浅层地下水，而且已经进入深层地下水。研究表明，饮用水和食品中过量硝酸盐会导致高铁蛋白症，同时有致癌危险。中国许多地区地下水和饮用水硝酸盐含量已经超标。例如，对京、津、塘地区69个乡镇的一项调查表明，地下水和饮用水1/2以上硝酸盐含量超标。
低碳农业生产中，减少施用各种化学合成的肥料，通过施用有机肥来恢复地力，大大降低了氮、磷等营养元素在土壤中的积累，从而有效减少这些营养元素进入水体的数量，可以在一定程度上减少地下水的污染和水体的富营养化。
4.3低碳农业可以改善农村生活环境
综上所述，低碳农业生产具有正的外部性，而这种正的外部性带来福利和效益不可能由有机农业生产者自己独自占有，也就是说，低碳农业生产所产生的社会经济效益和社会环境效益大于其个人所获得的经济效益和环境效益。同时，由于低碳农业生产投入大于常规农业生产投入，而这种成本并不能完全通过高质量的低碳农产品的优质优价来弥补，结果就会造成有机农业生产的供给不足，导致低碳农产品市场的市场失灵现象的发生。
5建立完善的生态补偿机制，促进低碳农业可持续发展
弥补市场失灵，促进低碳农业的健康可持续发展需要建立有效的农业生态补偿机制。将农业生态补偿机制引入低碳农业发展当中，能够增加农民收入，弥补外部性带来的额外成本，实现外部的环境效益和农民的经济效益均衡一致，适应低碳农业可持续发展的需求。
5.1政策补偿
政策补偿是实施生态补偿的重要前提，包括中央对地方，上级对下级，工业部门等农业部门的补偿，制定合理的政策，促进补偿机制的建立和完善。确定补偿原则、补偿主体、补偿对象、补偿标准、补偿监管等具体措施。
5.2资金补偿
资金补偿是生态补偿的最直接有效的手段，涉及面较广。主要包括农业补贴、财政转移支付等手段。建立资金补贴既可以直接发到农民手中，也可以向农民提供替代物质（如生物农业、有机肥料等），从而有效促进低碳农业的健康发展。
5.3技术补偿
低碳农业不是传统农业的回归，是现代农业转型发展的必然趋势，是技术密集型农业。不断开展低碳农业生产技术的研发、创新，对低碳农业从业者开展智力服务，提供无偿技术咨询和指导，培养培训技术人员和农民，提高农民经营管理水平，增加农民人力资本价值，促进低碳农业发展的内在动力。
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关键词:气候变化;环境规划;“十二五”;适应;减缓
全球气候变化的发生机制、影响及应对是当今国际科学研究和社会政治的热点和难点,IPCC第四次评估报告指出全球气候变化对众多区域自然环境和人类环境的影响正在出现[1]。作为与生态环境相互影响日益重要的新型要素,将气候变化纳入到国家环境规划的框架中显得十分迫切。本文从分析我国实际国情出发,探讨国家“十二五”环境规划应对气候变化问题的基本战略,以此为依据有针对性的提出应对气候变化的具体规划内容。
1将应对气候变化纳入国家环境规划体系的必要性和可行性
我国气候条件复杂、海岸线漫长、人口众多、经济发展水平较低,应对气候变化能力向来较弱,而随着城市发展和人民需求的提高,气候变化影响有进一步扩大的趋势,如2007年全国平均气温达1951年以来的最高值,冬季取暖和夏季降温耗电耗煤导致大气污染特征变化[2],海平面持续升高使得沿海城市的气候异常事件和灾害损失严重[3]。将应对气候变化战略和环境保护战略紧密结合起来已成为当务之急。
作为未来一段时期指导我国环境保护活动的核心文件,在国家“十二五”环境规划中将应对气候变化战略全面、系统地融入环境规划中,其作用体现为两个方面:一是在全球气候变化的大环境下,通过在自然生态、人居环境、产业部门等领域采取积极的应对气候变化的措施,使气候变化对生态环境的负面影响降到最低限度;二是将应对气候变化与环境保护紧密结合起来,追求两者之间的平衡,控制应对措施对生态环境造成的破坏[4]。
我国环境规划工作经过近三十年的探索,已经初步形成了一套从宏观到微观,从理论到实践,从规划编制到实施的体系、程序和方法,国务院《中国应对气候变化国家方案》的下发将应对气候变化嵌入到环境规划体系中提供理论、技术和实践应用的支持,形成一套充分考虑应对气候变化的国家环境规划方案不仅必要而且可行。
2我国环境规划应对气候变化问题的策略
2.1适应和减缓:应对气候变化的基本途径
减缓(Mitigation)和适应(Adaptation)是应对气候变化环境影响的两个基本途径[5]。减缓是人类对区域环境作用的干预,通过减少温室气体排放源或增加吸收汇减轻气候变化可能带来的影响;适应是在承认气候变化不可避免的前提下,人类为应对现实的或预期的气候刺激对生态系统和人居环境的影响而做出调整。减缓和适应都是人类社会为应对气候变化所做出的政策响应行为,但二者针对的主体有所不同,减缓是针对地球气候系统的人类干预行动,而适应则是针对人类社会本身的自我调整。
2.2基本途径的分析判断
由于大多数气候变化应对措施是减缓和适应此消彼长的单效行为,分别将投资的一半用于更有效率的减缓活动或适应活动可能比投资于减缓和适应协同措施的净效益更好[6],因此单效方案对于我国这样的发展中国家更为适宜。国家环境规划应对气候变化的关键是如何在有限资金的约束下权衡选择何种单效方案,本文依据所收集的文献资料,从行为效益、实施成本和主体差异三个方面进行分析。
2.2.1行为效益
2.2.2实施成本
目前国内外没有低排放、高经济增长的发展模式可供采用[11],而工业化过程中人均能源消费和相应碳排放的拐点出现在国家实现工业化、城市化和现代化之后,我国在基本实现现代化之前必然需要碳排放空间。更为重要的是,煤在我国能源结构中占主导地位的状况短期内难以改变,这一背景下温室气体排放量的大量增长不可避免。
陈文颖等[12,13]应用中国MARKAL-MACRO模型对我国未来碳排放基准方案造成的GDP损失率进行计算,显示同样的减排率下,越早开始实施减排约束,GDP损失率越大,而如果提前10年或20年进行减排准备,则可以在技术储备、资本等方面逐渐适应减排的需要,从而大大减小减排对经济的影响。如果现阶段的环境规划中就实施双效方案或以减缓为主的单效方案,则会严重制约我国的社会和经济发展,可持续发展目标将受到较大阻碍。因此,以近期为准备,中远期开始正式实施减缓行为对我国应对气候变化问题较为适宜。
2.2.3适应性排放和国际因素
发达国家和发展中国家在适应能力和未来排放需求上具有较大差异,基础设施不完善是发展中国家对气候变化相对脆弱的重要原因,绝大多数发展中国家迫切需要加强工程性适应措施的建设,由此也带来对适应性排放的巨大需求[6],我国南水北调、三峡工程都包含应对气候变化方面的考虑。这进一步说明采用适应行为的紧迫性和减缓行为的高成本性。
国际因素亦对减缓与适应抉择产生重要影响,其矛盾主要存在于减缓的长期和全球效益与适应的中短期局部效益之间的平衡问题,减缓的成本主要发生在发达国家,而不利影响的损失主要由发展中国家来承受[10],美国等退出《京都议定书》也大大增加了减排策略推行的难度。对于发展中国家而言,适应策略在近期比较现实,是环境规划应对气候变化的合理策略。
2.3基本策略的分析结论
由于减缓和适应之间存在复杂的权衡取舍关系,依据上述分析和国家方案提出的“适应与减缓并重”的原则,建议未来我国环境规划中应对气候变化的方案为“适应先行,减缓后举,单双结合,重点突出”。在“十二五”期间,应对气候变化采用以适应为主的“单效”方案,在同时融入减缓与适应两类措施的前提下,主要通过加大适应行动的力度,使气候变化对生态环境的负面影响降到最低限度,减缓不作为主要规划方案,但要纳入中远期规划并逐步推进取得阶段进展目标(图1)。这既涵盖了适应与减缓的双重途径,不会因偏废一方而造成近期或远期的应对成本升高,同时亦面向我国当前应对气候变化的主要问题。
3我国“十二五”环境规划应对气候变化问题的重要领域
3.1规划层次与领域
3.2自然承载力层面
自然生态系统对气候变化的响应直接关系到人类社会的可持续发展,我国西部地区湖泊、冰川、冻土、积雪等多种生态系统呈衰退状态均与气候变化有关,如气温上升1.5℃则草原旱区相应增长总面积将占国土面积的20%,为荒漠化提供潜在条件[11],海洋生态系统珊瑚礁、红树林的变化亦敏感。通过环境规划增强自然生态系统的适应性包括两个方面:一是生态系统和自然界本身的调节与恢复,强化气候变化背景下的监测评估和有效保护;二是减缓人为影响和干预,通过情景分析估算气候变化背景下生态系统承载能力并依此确定流域或区域开发利用的上限。
气候变化对水资源的影响体现为径流量和降水分布变化。近五十年来我国六大流域天然年径流量整体上呈减少趋势,其必然导致环境容量的降低,加剧环境污染,引起社会、经济、资源与环境的连锁变化[16,17]。应对气候变化的环境规划在城市发展中必须考虑未来水资源的承载能力。同时降水量的变化将直接影响城市用水尾水的水质水量,对水量增多的地区要考虑环境规划中污水处理能力和规模设计,对水量减少的地区,则要考虑径流减少导致的水质进一步恶化和最优治污方式的选择。
3.3生产系统层面
全球变化同样对经济效率和行业的可持续发展带来日趋严重的影响。美国气象局研究表明,不同行业对气候因素的敏感程度由高到低依次为农业、航空、建筑、渔业、林业、交通、工业[6]。如农业生产土壤有机质的微生物分解将加快,造成地力下降,同时作物生长季节延长,昆虫繁衍加快,农药和化肥的施用量将增大,农业面源污染面临源强增加和范围扩大的压力。工业部门需要能源的强力支撑和对水资源高度依赖,化工、冶炼等高耗能和高耗水行业的扩张受资源和容量约束凸显。纳入气候变化因素的环境规划应当从产业结构调整入手,以循环经济、高效农业为主要规划手段加以应对。
生产系统既作为适应气候变化的重要方面,也是减缓气候变化的最主要途径。依据前文提出的规划策略,“十二五”环境规划亦应着手减缓应对措施的准备,逐步开展“低碳经济”建设将成为中国应对气候变化建设生态文明的重要突破口[19],减排的涵义不仅指污染物排放的减少,还包括温室气体排放的减少[20]。从我国“十二五”环境规划起,应把低碳经济列为环境规划节能减排的规划指标之一,以循环经济为主要手段推进能源结构和产业结构调整,探索符合中国国情的低碳经济发展模式。值得指出的是,在目前的技术水平下,我国能源消费和二氧化碳排放量还将持续增长,低碳经济将使中国面临开创新型的、可持续发展模式的挑战,应充分论证、逐步推行。为在不影响社会经济发展目标的前提下逐步实现低碳经济模式,“十二五”环境规划碳减排指标可先在发达省市选择性进行,在中远期规划再推广为强制性约束性指标。
3.4社会人居环境层面
作为高度开放、不完整和脆弱性强的复合系统,城市在人居生态和社会消费两方面最为集中地承受了气候变化环境效应和问题。热岛效应是人居生态在气候变化和城市化相结合的最突出表现,其诱发的连锁气象变化(如“雨岛效应”、“雾岛效应”、“暗岛效应”等)近年来在我国逐渐突出[21],而应对气候变化的社会消费随着人民生活的不断提高也日趋增加,中国气候耗能量正由气候灾害驱动型向温度驱动型过渡,特别是在较发达地区的城市,其中气温为关键性因子,气候变暖将使城市用电压力呈继续增大的趋势[22,23],并由此带来要素污染结构和污染分布的变化。应对气候变化的城市环境效应和新发污染问题的关键是加强气候变化对不同区域城市的影响和规划研究,特别是突出城市排水系统、污水处理设施以及城市能源供应设施脱硫脱氮设施等适应气候变化环境效应的措施,并在环境规划中予以体现和落实[15]。
沿海是中国人口稠密、经济活动最为活跃的地区,中国沿海地区大多地势低平,建成环境极易遭受因海平面上升带来的各种生态环境威胁,如沿海生态与环境受损、咸潮上溯加重、海岸侵蚀、土壤盐渍化等。近30年来,以气候异常为主要原因造成的中国沿海海平面平均上升速率为2.6mm/a,并预计未来30年继续上升至2008年升高80-130mm[3]。海岸带地区环境规划应当针对不同的人工建成环境分类设计和实施规划。在宏观决策层面,对重要的沿海地区采用防护的方法,其它地区根据发展需要选择防护、顺应或后退;在微观技术层面,对采用防护手段的地区按照预防与治理相结合、陆地与海洋相结合、工程措施与生态措施相结合的原则强化防护对策,如加强沿海及入海河流堤防工程建设和海防林建设。
4结语
把应对气候变化与实施可持续发展战略、加快建设资源节约型、环境友好型社会和创新型国家结合起来,既是从源头预防、根本解决气候变化环境影响,实现可持续发展的途径,也是中国作为一个负责任的发展中大国承担国际责任,从环境保护角度为减缓全球气候变化而努力做出的贡献。采取适应行动是国家“十二五”环境规划应对气候变化最紧迫的任务,减缓不作为主要规划方案的核心内容,但要纳入中远期规划取得阶段进展目标,从长远角度看,其与应对气候变化国家方案协调一致。
必须指出,我国环境规划的实施效果很大程度上取决于量化考核指标的系统性和重点实施工程的可操作性,要保证“十二五”环境规划中应对气候变化方案落实执行,应特别注意科学规划目标和指标以及重点工程的保障。规划目标按照环境保护突出重点、少而精的原则增列1～2项可监测统计、能定量考核、易分解落实的鼓励性指标,重点工程紧密围绕三个层次覆盖七个重要领域,优化预算投资和加强部门监督。
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DiscussiononIntegratingClimateChangeFactorsintoEnvironmentalPlanningoftheNational12thFiveYearDevelopmentPlaninChina
YANGXiaoLIYangfanYINRongyaoSUNXiangZHUXiaodong
(StateKeyLaboratoryofPollutionControl
andResourcesReuse,SchooloftheEnvironment,NanjingUniversity,
NanjingJiangsu210093,China)
AbstractEffectsonsustainabledevelopmentofclimatechangehavebeengoingfurthernowadays.NationalFiveYearDevelopmentPlaninChinashouldhavespecificpoliciesonhowtotakeclimatechangeimpactsintoaccountthroughtheenvironmentalplanning.Basedonanalysisofbehaviorbenefits,implementationcosts,adaptiveemissionandinternationalfactors,abasicstrategycalledsingleeffect
byadaptationwasproposed.Intheenvironmentalplanningofthenational12thFiveYearDevelopmentPlan,adaptationandmitigationshouldbothbeintegratedtorespondtoclimatechange,whileadaptationbehaviorsweightmore.
2大黄石生态系统管理的体制适应性
2.1管理机构
2.2当前管理内容与形式
2.3管理途径
大黄石生态系统管理涉及多个部门特别是国家森林局、土地管理局等，如何保证管理目标的顺利实现，法律与制度是重要基础。早在20世纪60年代美国森林局与国家公园局官方就达成了大黄石协调管理共识，围绕野生动物问题、火管理计划以及装备政策等开展对话协调，也制定了合作计划与实施方案，但效果不佳，直到1988年国会进入干预，制定促进协调的法案，加快大黄石协调管理政策的改革，促进国家公园局、森林局等部门捆绑政策的制定，1988年大黄石协调委员会成立区域领导团队，负责机构内部以及区域之间长期目标、计划与管理战略的协调等，这样大黄石生态系统管理才进入实质性运作阶段[6]。
3大黄石生态系统管理的特征和借鉴意义
3.1战略上：跨边界的生态系统管理思路
3.2制度上：跨部门的合作协调机制
3.3决策程序上：基于科学研究的管理决策体系
关键字：森林；土壤；有机碳
中图分类号：S285文献标识码：A
近年来，不同的学者就不同地区的土壤碳密度与碳储量、土壤碳库的在不同生态系统的分布特点以及土壤碳过程及其稳定性开展了研究。但是由于森林生态系统的多样性、结构的复杂性以及森林对干扰和变化环境响应的时空动态变化，至今对森林土壤碳库的储量和动态的科学估算，以及土壤关键碳过程及其稳定性维持机制的认识还不是很多。尤其是对土壤碳的管理鲜有报道。由于人们对森林的经营活动不可避免的影响到森林生态系统的碳过程，因此在全球气候变化的背景下，应该将碳管理的理念贯彻于森林生态系统的经营活动中。
1土壤有机碳库研究概况
2土壤有机碳库在全球碳循环中的作用
2.1土壤有机碳库的库-源转换
陆地碳循环是全球碳循环中最重要的环节，对大气CO2浓度变化的影响仅次于海洋。据估算世界范围内约有1500Pg有机碳储存在1m深度的土壤中，土壤碳储量相当于大气碳库的3.3倍和植物碳库的4.5倍。全球森林土壤有机碳储量为402～787Gt，占全球陆地土壤中碳储量的25%～50%，森林对维持全球碳平衡起着非常重要的作用，成为生态系统碳循环研究的重点和热点。孔玉华等人[11]对科尔沁沙地与辽河平原交界处的森林和草原的过渡带上，不同利用方式下草地土壤碳积累及汇源功能转换特征的研究表明，在不同的土地利用方式及一定的环境条件下，土壤碳在时空上表现出源与库的转换过程。据估计，年土壤呼吸所涉及的碳达68-77Gt，土壤碳库的变化动态将影响大气中CO2的浓度，加剧或减缓温室效应进而影响全球气候变化，同时对生态系统的分布、组成、结构和功能产生深刻影响。由于土壤有机碳对生态过程以及土壤碳库对大气成分与气候变化的反馈作用的重要性，了解土壤有机碳的分布规律及影响因素对了解陆地生态系统碳动态至关重要。对全球气候变化的预测与应对必须基于对土壤有机碳的分布状况以及影响土壤有机碳输入与输出的各种因素的深入研究。
2.2土壤有机碳的肥力特征
土壤有机碳在很大程度上反映了土壤有机质的含量。土壤有机质是土壤肥力的重要组成，也是土壤质量评价和土地可持续利用管理的重要指标。许多研究表明土壤有机质含量在在一定范围内不同程度上决定着各类土壤的肥力高低，增加土壤有机质，可以使土壤为植物的生长提供更多的养分，改善植物生长的土壤环境，促进植物的生长。肖靓等认为土壤有机质可以作为土壤营养状况的主要判断指标，周国模等则将其作为评价退化生态系统中的恢复效果的指标。土壤中移动快、稳定性差、易氧化和矿化的那部分碳称为活性碳，它对植物养分供应有最直接作用，可以灵敏反映不同经营措施对土壤碳库和潜在生产力的影响，指示土壤有机质的早期变化。
3森林土壤碳储量以及土壤有机碳库的分布规律
欧美等主要国家在20世纪90年代初完成了国家水平的土壤碳库估计和全球土壤碳库总值估计，Post，Eswaran，Batjes等人基于植被单元或土壤分类单元的全球土壤碳储量研究表明，在1m深度的土壤中土壤有机碳库为15001600Pg，Batjes认为如果将估算深度延伸至2m全球土壤有机碳库估计量将增加60%。David等人估计美国的森林碳储量为36.7Pg，其中50%储存在森林土壤中。Kurz通过长期的定位研究认为1920~1989年间加拿大的森林每年固定的碳为0.2Gt。Alexeyev对俄罗斯森林生态系统土壤碳储量的估算为74Pg。
4土壤有机碳化学结构及其稳定性
土壤有机碳是由复杂多变的有机分子单体和化合物组成，土壤有机碳稳定性的差别来自于土壤不同组分间化学结构的差异。土壤中的糖类物质(氧烷基碳)多为不稳定易分解的碳组分，而富含脂肪类物质(烷基碳)或木质素(芳香族碳)的土壤有机碳由于内在的分子特性而表现为相对稳定且不易分解。因此，土壤碳是否能够稳定的固持，最终取决于土壤碳的化学组成和结构。
随着近年来激光分解波谱，固态13C核磁共振波谱，红外光谱和热解质谱测量等土壤原位和非破坏性分析技术和手段等应用，可以在分子水平上更深入地阐明土壤碳固持的状态和过程。采用可见/红外光谱和傅立叶变换红外光谱研究土壤有机质的光谱学特性发现，西双版纳次生林转变为橡胶园后，胡敏酸中羧基和酚基结构比例降低，而脂肪族芳香族和多聚糖比例增加。利用13C核磁共振波谱分析方法研究土壤有机质的化学结构发现，与马尾松人工林比较，南亚热带3种阔叶人工林的土壤表层具有较低的烷基碳，较高的氧烷基碳和较低的烷基碳/氧烷基碳比值，说明了马尾松人工林土壤比3种阔叶人工林土壤碳库具有较高的化学稳定性。
5气候变化和森林管理对土壤碳储量的影响
森林抚育、恢复、造林、采伐等经营措施可以直接影响森林碳库，并且能够通过改变凋落物数量及其化学性质和土壤有机质的分解影响森林土壤碳库。森林经营方式的转变，即将天然林转变为次生林或人工林后，土壤有机碳储量显著降低，土壤轻组有机碳降低尤为明显。造成森林土壤有机碳降低的主要原因是森林凋落物归还数量及其质量改变，以及水土流失和经营措施对土壤的扰动引起土壤有机质加速分解或流失等。不同采伐措施对土壤碳储量和活性有机碳含量也有影响，一般采伐会减少土壤储存的有机碳，特别是强度采伐迹地增大，雨水冲刷严重，加之土温升高，加速土壤有机碳的释放和流失;强度择伐短期内可增加土壤活性有机碳含量，而皆伐后造林土壤活性有机碳出现下降趋势。综上分析，维持森林的高生产力带来的碳输入，并且避免由于土壤干扰等造成的碳释放是提高土壤碳储量和土壤持续固碳的有效森林经营措施如何通过合理的森林经营模式，包括造林树种的选择森林抚育和采伐措施等，提高人工林的生态经济和社会效益并且获得最大化的固碳潜力应该引起研究者的重视。
6土壤呼吸时空变异及其影响因子
关于气候变化引起的温度，大气CO2浓度变化以及氮沉降等对土壤呼吸的影响的研究多采用人工模拟的方式。模拟氮沉降实验表明在不同林分类型中N沉降对土壤呼吸速率和Q10值的作用效果不同，可能与微生物活性及细根生物量等有关。许多森林土壤模拟增温试验研究发现，增温后土壤呼吸速率显著提高。但是，模拟CO2浓度升高对森林土壤呼吸作用的影响尚未确定，在红松和长白松林中土壤呼吸速率明显降低，土壤表面CO2浓度升高导致CO2扩散受阻可能是土壤呼吸受到抑制的主要原因，而在南亚热带人工林大气CO2浓度倍增和高氮沉降使土壤呼吸速率显著提高。
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关键词：石笋；氧同位素；MIS4/5a；Dansgaard/Oeschger（D/O）事件；晚更新世
1晚更新世气候波动
1.1Toba火山喷发事件及其影响
1.3MIS5a间冰阶结构
通过图2、图3可见，不同地区的石笋氧同位素记录在MIS5a阶段都具有相似性，并能很好地与太阳辐射变化进行对应，说明全球气候主要受控于太阳辐射[24]。此外，万象洞等氧同位素曲线与南半球巴西BT洞氧同位素曲线存在反相位关系，说明南、北半球气候存在跷跷板效应（“seesaw”效应）[25，26]。MIS5a阶段的气候也存在差异性。图2中MIS5b向5a转换时，不同的记录转换快慢不同。SB22记录中转换是缓慢进行的，而在万象洞记录、NGRIP冰芯记录[27]和巴西BT洞记录中却是迅速转换。安春雷等[25]认为这可能是由于万象洞的地理位置决定了其对季风变化较山宝洞更加敏感。
2晚更新世D/O事件
3结论与展望
通过对比60～90kaBP石笋、极地冰芯等古气候载体的研究成果得出以下结论：
3）Toba火山喷发并不是引起72kaBP气候突变事件的主导因子，其对气候变化起到了加强作用。
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