走进课堂 | 课堂实录：气候变化与生物多样性

投沙斋 2020-12-13

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博雅哥今天带来的是王昊老师在《自然保护：思想与实践》课程上的课堂实录。王昊老师现为北京大学生命科学学院讲师，动物学博士，多年从事保护生物学，保护生物地理学，生物多样性快速调查，自然保护区管理和评估，地理信息系统和遥感等方面的研究和实践，以及大熊猫、藏野驴、雪豹、鼠兔等动物的研究。与吕植老师合作开设的《自然保护：思想与实践》是本学期的通识核心课程，广受校内同学喜爱。

本文里，王昊老师向我们阐述了气候变化与全球变暖的现状。老师从全球尺度的气候变化，讲到具体到中国的气候变化。可以看见，人类在不同的减排力度下，气候是如何变化的，有什么具体事件会发生。一份2019年的报告最终提出倡议：将全球升温控制在1.5度的程度内。

Vol.1157.1

课堂实录

气候变化与生物多样性

北京大学生命科学学院王昊

气候变化的时间尺度是一个很重要的变量，只提二氧化碳浓度发生变化的高低，而不提是在多长的时间内发生的，可能没有把这个问题说全。另外，如果把1951年到2002年的全球温度数据放在一起，我们会看到变化的格局比我们想象中的还要多样。

图为1951年到2002年平均气温变化地图

越红的地区升温越多

全球变暖并不是全球一起在变，而是说有的地方在变暖，有的地方实际上还在变冷，那么就会有一些人拿那些冷的地方来做例子，说实际上没有变化——他们会说，你看夏天怎么变暖了，天气又会下雪了。这样的说明有一些问题。

如果我们看一下美国，确实是这样，整个美国的范围里温度基本上变化的幅度都是很小。在中国来说，可能（对气候变化）体会的就更多一些，像整个北方，（变暖）这根线的移动，从东北区域，到内蒙，然后到华北，这都是很多人居住的区域，有几十年生活经验的人都有明显感觉到现在冬天比以前暖和了。但是如果你不是生活在这个区域的，那么你可能没有那么明显的感觉，所以你就不一定会对这个政策有反馈，甚至于你会觉得这个变就让它变了。

但是地球是一个统一的整体，即使有很多有远见的人，但是仍然会面对很多的压力，因为大家（没有生活在显著变化区域或时期内的人）不相信。即使你拿出这样的一个表格，这就是一个证明全球确实在变暖的表格。

图为从1850年至2018年全球平均气温的变化图表

这是另外一个英国气象局的类似介绍，这是他们的一个数字，从1850年一直到2000年，好像（温度增加的）幅度上其实并没有那么大，看起来在1度的范围之内。虽然幅度没有那么大，但是在这个（短的时间）区间里头实际上发生了不少变化的（变化是很显著的）。

在2008年前后的时候当时一个纪录片叫《改变世界的六度》，如果气候升温6度会发生哪些事情，现在看起来这个（6度的幅度）有点夸张，但是真的改变6度的时候，可能有很多地方就真的待不了了，我们根本接受不了6度的改变，在有些地方可能1度的改变人的感觉都受不了。

所以全球提出来说，我们要把温度的变化尽量控制在1.5度范围之内，这个是非常有道理的。如果你去想象海洋这么一个巨大的水体，它增加1度或者降低1度，这是多么大能量的变动，而它的影响一定是长期的。

我们关心中国的情况，中国过去的气候变化是一种什么样的趋势？这是从1961年到2008年气候变化的数据，上面是温度，下面的是降水。可以看出北方是在增温的，青藏高原是在增温的，南方地区是变得更加凉快了，它的温度是降低的。然后降水除了山东半岛、河北的一些区域以及云南贵州的这些区域以外，基本上这样子都是改善（增加）的。

图为1961年至2008年中国气温与降水变化的图表

也就是说，其实（这段时期）中国整体处在一个相对比较好的环境。比如说以东北为例，温度增加和降水增加确实有利于农作物的生长。我有一次跟（前）科技部部长（万钢）开会的时候，他就提到说气候变化对于某些国家来说可能是一件好事。比如说俄罗斯气候变化，俄罗斯的有些部分就跟我们的东北、新疆类似，它有了更多的无霜期，所以俄罗斯农业会有进一步的发展。俄罗斯现在有一些区域转成（适合）农业，这可能未来会是一个趋势，对他们的国家也是一件有利的一个事情。

那么如何研究未来气候的变化呢？到现在为止主要的途径都是用计算机来模拟。因为我们没有时间旅行，所以没有办法把（人）送到未来去测数据，能够做到的只能是用现有的情况去建立模型，（如果）这个模型能够解释已经发生了的气候的数据，根据所建立的方程，加上新的参数，（就可以）再往后推断之后的结果，这是开始的做法。到了后来，一些做法又改进了，大家还提出了几种（不同的）做法。这里（PPT中显示的）RCP的温室气体浓度，从最低的2.6到最高的8.5，适用于几种不同的场景，在现在这几个模型（的预测结果）都还没有给出显著的争议，未来人的社会发展具体会到哪里去，这是取决于我们自己的选择和行为的。如果不做任何的改变，就是按照现有的情况继续发展的话，可能就会走到最高的一步；如果是做非常严格的管控，可能会把浓度给降到稳定并在260的水平上，这就是更好的一个阶段上，空气中的二氧化碳会逐步被植物吸收储存，然后埋入到地下，那么就长期而言也会下降。

图为在人类不同的行为下，模型预测的未来二氧化碳浓度

在分别达到不同浓度的时候，对应的是不同的变化，这个变化就可以通过（模型）平台模拟出来。这个也是我所说的，通过前一段的历史变化去观测你的模型，前一段吻合得比较好，也就是出现了一段两个都在一起的状况，但是再往后推的时候你就有很多的区分度了。再往后推的时候可以看到，它的范围和它的均值，所以你看到最后就会出现一个明显的趋势，如果不加任何的控制的话，很多指标都会上升。所有这些工作给我们汇聚出一个场景，就是未来我们希望我们的需求是什么样的。

图为人类的不同行为对未来气候的各项具体影响

那么如果看一下中国的情况的话，我们看到的是这样的一个结果。这2050年和2070年的情况，底下的大图是低排放和控制的产品，而上面这两张图是什么都不做的方式发展的一个结果。中国年均气温的变化可能会比较剧烈，即使是在低排的情况下，中国有些区域的年均温也在上升，而且其实主要就集中在青藏高原上。所以为什么我们的课题会选择在青藏高原做一些气候变化和生物关系的方面的工作呢，因为不管是在低排还是高排的场景下，这个地方都是相对而言气候变化幅度比较大的地区，同时它的生态系统也涉及（受到）这种影响，所以如果有大的问题发生的话，一定会是在这个区域发生。

图为减排对中国气温的影响对比图

我们再看一下（中国）降水的格局，一些黄色和棕色的地方都是在降低，而蓝色的区域都是降水增加。整体长期看的话，有不少区域的降水都会增加，但是在一些局部降水会有一些减少。这个降水变化并没有那么大，所以温度是一个主要的变化。

图为减排对中国降水的影响对比图

在2019年初的全球升温1.5度的报告里头，提出的倡议是说，我们希望达到的是更快的二氧化碳减排，也就是这里蓝色的区域，这样就能够把全球平均温度控制在一个1.5度左右的范围之内。这是几个不同的场景，我们先看右边的图例，在不同的温度场景下来预测，所看到的变化影响显著的程度。越是深颜色的变化越剧烈的，也就是说它会产生很大的影响。

图为不同减排程度对未来气温的可能影响

在这个报告里还用了5个方面的关切的理由，为什么1.5度会也是一个应该引起广泛关注的一个温度，因为你到了2度的时候，所有的负面变化都可能会变得非常的显著，这是大家都不愿意接受到的程度。即使在1.5度的时候，仍然会有不少显著不好的变化会发生，所以必须得要做好准备。然后下面（PPT中显示的）都是具体说了一些关注的内容在哪里，比如说其中包括了珊瑚礁、北极冰盖或者热点区域，这些只在一些局部分布的有限分布范围不是很大的生态系统和人类系统，他们都可能在1.5度的时候受到非常显著的影响。看到我们前面说的青藏高原可能会受到很大影响的时候，这个就很容易理解了。