世界林业讲堂|冰盖:生态系统调节器
水是生命之源。在适宜的温度条件下，再加上无数其他因素，地球上的生命系统、生命和人类就出现了。地球上97%的淡水储存在极地冰盖中。冰盖承载着淡水储存、温度调节等基本生态功能。
调节淡水和温度的冰盖。
地球上的冰
在地球表面，有大量的水，其中大部分是海水。海水蒸发到空气中，变成淡水。在寒冷的地方，它变成雨、雪、冰、雹、霜，落到地上，滋润着大地。在寒冷或高山地区，形成大面积的冰，它兼作山区的冰川，在极地称为冰架，在南极洲和格陵兰岛为冰盖。由于这些冰中所含的土粒或气泡等杂质的差异，可以呈现透明和或多或少不透明的蓝白相间。干净的冰之所以是浅蓝色的，是因为冰的化学结构是由氢和氧组成的。
一般来说，地球表面和大气中的冰都是六方晶体结构。水分子形成冰。由于温度和压力的不同，冰分子可以表现出超过18种不同的相态(填充几何)。在太阳系中，冰很丰富。在太阳系外，冰以星际冰的形式出现。
大面积被冰覆盖的陆地称为冰盖、冰盖地球或冰川，面积超过5万平方公里的称为冰盖，也称为大陆冰川。目前地球上的冰盖主要是南极冰盖和格陵兰冰盖。面积小于50，000平方公里的冰被称为冰盖。冰盖通常与周围几个较小的冰川相连。
另一方面，在重力的作用下，冰川从较高的区域向较低的海平面移动，当大陆上的冰川进入海中时，在底部形成一大块冰。冰架是一个厚厚的浮动冰平台，冰川或冰盖向下流动到海岸线和海洋表面。冰架的厚度范围从100米到1000米。冰架只能在南极洲、格陵兰岛、加拿大和俄罗斯北极地区找到。冰架进入海中，断裂，漂浮在海面上形成冰山。美国国家航空航天局(美国国家航空航天局)和大学的研究人员于6月13日在《科学》杂志上发表的一项研究发现，南极冰架下海水的融化是该大陆大多数冰架大量流失的原因。
1991年的南极俄罗斯冰架
相比之下，海冰是在水面上形成的，厚度通常小于3米。整个北冰洋的冰都属于海冰。夏天，海洋表面的冰会融化，冬天，海水又会结冰。南极洲周围的南大洋也有很多海冰。
地球上的冰河时代
地球上的冰是在常压下温度降到零摄氏度以下时液态水结晶成固体。在气温下降的一般地质时期，通常称为冰期。冰河时期，地球表面和大气温度长期偏低，导致冰盖和高山冰川扩张。在漫长的冰期中，温度较低的寒冷期称为“冰期”(或“冰河期”)，间歇性的温暖期称为“间冰期”。冰河时代意味着北半球和南半球都有大量的冰盖，格陵兰岛、北极和南极的冰盖都是上一次冰河时代的残余。
地球历史上至少有五大冰期:胡尼冰期、冰期、安第斯-撒哈拉冰期、卡鲁冰期和第四纪冰期。在这些时间之外，即使在高纬度地区，地球上似乎也没有冰。科学家洛夫洛克对地球上为什么会有冰河期给出了自己的解释。这个解释不是唯一的，但却是很多人接受的逻辑解释。
最古老的葫芦岛冰期形成于24亿-21亿年前，可能与地球大氧化时代有关。大量甲烷被氧化，温室气体减少，气候变冷，导致地球上大量的水结冰，形成冰河时代。6.3亿年到8.5亿年之间的冰河时期产生了一个冰冷的地球。地质研究表明，在那个时代，冰川冰盖到达赤道附近。随后的时期，由于寒冷的冰河时期，地球上的植物和其他光合生物减少，二氧化碳等温室气体继续在地球上积累，形成了寒武纪生物大爆发。
泥盆纪时期陆地植物的进化导致了星球氧气水平的长期升高和二氧化碳水平的降低，从而产生了卡鲁冰期，卡鲁冰期是以在南非卡鲁发现的冰川池命名的，冰期的证据首次被明确识别。在石炭纪和二叠纪早期，南非在3.6亿至2.6亿年间有大量的极地冰盖。
第四纪冰川/第四纪冰期始于约258万年前的第四纪初期，当时北半球的冰盖开始蔓延。此后，世界上出现了以4万年和65438+万年为时间尺度的冰川进退的冰川周期，称为冰期、冰川或冰川前进、间冰期或冰川后退。地球目前处于间冰期，末次冰期结束于约1亿年前。其余的大陆冰盖是格陵兰和南极冰盖以及巴芬岛等较小的冰川。
2016年，《科学》杂志发表了关于火星近期极端冰期的证据。仅在37万年前，这颗行星呈现白色而不是红色。
融化的冰盖
千百年来，海平面保持相对稳定，人类社会沿着地球海岸线定居。但是现在地球的海洋正在上升。从全球来看，自20世纪初以来，海平面上升了约20厘米，仅在过去20年里就上升了5厘米。
海平面上升6米后陆地被淹没的模拟图(红色部分)。
自1992以来，美国国家航空航天局一直从太空记录海平面。美国国家航空航天局总部冰冻圈项目科学家汤姆·瓦格纳(Tom Wagner)说:“如果冰盖迅速分崩离析，海平面上升可能会在一两个世纪内上升4米。”美国国家航空航天局模拟了海平面上升6米后的全球地图。数据显示，当这种情况发生时，地球上所有最重要的海岸都将成为海洋的一部分。
2002年，美国国家航空航天局和德国航天局发射了两颗卫星，重力恢复和气候实验(GRACE)。他们每30天测量一次地球周围的质量和重力运动。格雷斯记录了世界各地的水流。另一个新系统是多国Argo阵列，这是一个由分布在整个公海的3000多个浮动海洋传感器组成的网络。第三个是杰森系列。这些系统旨在研究海平面上升。杰森的一系列观察表明，海平面上升的三分之二来自陆地冰川融化，其余来自海洋本身变暖。
从2003年到2009年，美国国家航空航天局还部署了冰云和地面高程卫星(ICESat ),利用激光脉冲绘制极地冰盖的高度。其他空间机构使用雷达仪器测量冰川速度和表面地形，如欧洲航天局的CryoSat-2卫星。空中任务，如美国国家航空航天局的冰桥行动，使用仪器来补充这些测量。这些仪器可以绘制冰下基岩的地形图，确定冰层厚度并表征其内层，同时探测积雪深度。
格陵兰冰盖面积1710000平方公里，约占格陵兰表面积的80%。它是仅次于南极冰盖的世界第二大冰体。冰盖南北长约2400公里，最大宽度1100公里。冰的平均高度为2135米，厚度一般在2公里以上，最厚处超过3公里。如果前部融化，地球海平面将上升6米。
格陵兰岛的冰盖由超过6.5438亿年的压缩雪组成，最有价值的过去气候记录保存在今天的冰层中。在过去的几十年里，科学家们已经钻取了长达4公里的冰芯。科学家们使用这些冰芯来获得关于温度、海洋体积、降水、低层大气的化学和气体成分、火山爆发、太阳变化、海面生产力、沙漠范围和森林火灾的信息。这种气候比其他任何自然气候记录代表了更多的信息。
南极冰盖面积近654.38+04万平方公里，比美国和印度的面积加起来还大，而且含有大量淡水。如果全部融化，海平面会上升57米。研究表明，格陵兰岛和西南极洲的冰川正在加速融化。自2004年以来，格陵兰岛平均每年损失303亿吨冰，而南极洲平均每年损失118亿吨冰，其中大部分来自西南极洲。
对气候变化的影响
根据相关研究，全球气温明显高于过去65万年，或至少是过去74万年的最高气温。到2100，生态系统将暴露在气温升高的大气环境中。据预测，随着未来气候的变化，对生态系统的严重破坏将会增加。地球生态系统受到扰动后，会出现包括火灾、干旱、虫害、物种入侵、风暴、珊瑚白化等问题。
气候变化带来的压力，加上生态系统面临的其他压力(如土地转换、土地退化和污染)，可能会对一些独特的生态系统造成巨大破坏或完全丧失，使一些物种灭绝。
北极融化后的北极熊
据估计，气候变化是寒针叶林、稀树草原、地中海气候系统、热带森林、北极苔原和珊瑚礁生物多样性丧失的主要原因。在其他生态系统中，土地利用变化可能是生物多样性丧失的更强大的驱动力，至少在不久的将来是如此。2050年后，气候变化可能是全球生物多样性丧失的主要驱动因素。
研究表明，自20世纪中期以来，地球正在经历一个重要的气温上升的气候变化时期。在科学研究中已经观察到气候变化的许多影响，包括冰川退缩，季节性物候事件的时间和区域变化(如植物开花较早，原本生长在较温暖地区的植物会迁移到温度较低的地区等。)，农业生产力变化，海平面上升，极端气候变化，北极海冰范围缩小，冰川退缩。一些研究表明，如果全球平均气温与全球气温1980-1999相比上升超过1.5至2.5摄氏度，将主要对生物多样性和生态系统商品和服务产生负面影响，例如水和食物供应。
世界各国对气候变化的认识不同，主要是因为气候问题的成因和负面影响对世界各国来说是不一样的。有人认为气候变暖是自然现象，节能减排没有作用。只是发达国家限制发展中国家的游戏。这种所谓的“阴谋论”也叫。一些发达国家也不愿意为世界节能减排承担更多的义务，因为发展中国家承担减排义务的成本会很高。这就是所谓的“自扫门前雪”理论。一些新兴国家不愿意失去发展的机会，因为没有人会接受发展速度放缓的结果。这所谓的“说一套做一套”。
评价生态系统未来的变化是有益还是有害，很大程度上取决于人类社会如何评价生态系统对自身的价值。或者很多人只是听说过气候变暖，或者都是科学家耸人听闻的推测。或者说在全球气候灾难面前，人类社会没有能力关心生态系统中生物多样性的变化。或者说气候变暖导致的海平面上升只关系到某些岛国的利益，或者说海平面上升对人类社会的影响可以通过工程措施来解决。
根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的相关报告，我们可以从敏感性和脆弱性的角度来考虑气候变化的影响。“敏感性”是指特定系统或部门可能受到气候变化和/或气候变异性积极或消极影响的程度。“脆弱性”是指特定系统或部门可能受到气候变化不利影响的程度。
人类社会对气候变化的敏感度是不一样的。气候变化的敏感部分包括水资源、沿海地区、人类住区和人类健康。对气候变化敏感的行业包括农业、渔业、林业、能源、建筑、保险、金融服务、旅游和娱乐。
专家介绍
朱永杰
北京林业大学管理学教授、博士生导师；1986美国留学，学工商管理，英语沟通能力强；完成《中国湿地保护行动计划》研究和大小兴安岭林区管理体制改革；参与全球环境基金、世界银行等涉外项目管理专家的咨询工作；参与天然林保护、京津风沙源治理、退耕还林、国有林区改革、国有林场和自然保护区管理等林业重点项目的咨询研究工作；他是《世界林业简史》的作者。
来源|中国绿色时报6月28日
世界林业讲堂第二季
讲座1:自然界生态系统
第二讲:国家公园里的前世。
第三讲:国家公园管理局的使命
第四讲:地球辽阔的草原
第五讲:草原的过去:斯大林改造自然的工程
第六讲:辽阔草原的和谐交响曲
第七讲:文明生态的锦绣平原
讲座8:新的城市时尚:口袋公园
第九讲:山顶是一座美丽的山。
第10讲:迷人的地球公主河
讲座11:世界模型:拯救莱茵河
第12讲:大地之珠与深情之湖
讲座13:北美大湖区的管理参考
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第17讲:湿地驿站鸟类天堂
第18讲:荒凉的泥炭冰原
第19讲:陆地、水和天空交汇的海岸
第20讲:多彩的季节性森林
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第22讲:陆地碳汇森林
第23讲:急需保护的刚果雨林
第24讲:高效的木材生产者温带雨林
第25讲:纯天然地平线荒野
第26讲:生态系统混合物亚马逊
第27讲:动物之家稀树草原
第28讲:蓝碳生态系统
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他们如何改变世界林业的面貌