气候变化对海岛影响的研究＊

许苏清，蒋孟珍

(国家海洋局第三海洋研究所 厦门 361005)

全球气候变化是指在全球范围内，气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间 (典型的为10年或更长)的气候变动。气候变化的原因可能是自然的内部进程，或是外部强迫，或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变，如太阳辐射的变化、地球轨道的变化、火山活动、化石燃料的燃烧、森林砍伐、土地利用变化和城市化等，使得温室气体排放量增加。变化可能导致海平面上升、农业生产变化、海洋酸化等，直接或间接的危害人体健康，影响经济可持续发展。

海岛是指四面环海水并在高潮时高于水面的自然形成的陆地区域，包括岛陆、潮间带和海域3个部分，通常由于其面积较小、生态系统相对独立，生态环境相对较为脆弱，容易遭受自然或人为的破坏。众所周知，海岛对于一个国家具有高度的政治、经济和社会价值。要经略好国家的主权和权益必须合理的开发、利用、恢复、保护和管理海岛。然而，在自然和人为因素的作用下，全球和局部的气候在渐渐发生变化。2000年2月，一场有史以来浪峰最高的潮水几乎完全吞没图瓦卢全国9个珊瑚礁上的所有居民，全球气候变化给涉海国家带来的政治、经济损失为我国的海岛管理敲响了警钟。海岛在全球变化的适应性问题已不再是—个遥远的科学问题，而是一个亟待解决的社会政治经济问题。我国岛屿众多，在经济全球化、国家海权意识不断增强，与此同时气候变化、极端天气增多的当下，应该重视气候变化对海岛的影响。

1 气候变化对海岛的危害

1.1 海平面上升

Richard等［1］估计从 1990—2080年，海平面将上升38cm。2011年11月，《第二次气候变化国家评估报告》发布，气候专家预测:随着气候变化，中国海平面将继续上升，到2030年全海域海平面将上升30～130mm。2012年7月，国家海洋局发布的《2011年中国海平面公告》显示2011年中国沿海海平面比常年偏高69mm，到2050年，海平面将比常年增高145～200mm，全国约有8.7万km2的地区受海平面上升影响的风险［2］。海平面上升导致海岛海岸线侵蚀，海水倒灌，破坏海岛淡水资源、养殖业等，威胁海岛经济可持续发展。中国南沙群岛共由200多个岛、洲、礁、沙、滩组成，多数海拔在1m左右，海平面上升也威胁到国防安全［3］。

1.2 气象灾害

全球气温的升高产生的热能，为空气和海洋提供巨大的动能，从而形成大型甚至超大型台风、飓风和海啸等灾难。研究表明，2004年，在南亚、东南亚强烈地震引发的特大海啸灾难中，12月15—25日，印度尼西亚苏门答腊岛附近印度洋地区上空存在明显的气旋性环流，海水温度为29～30℃，较常年同期偏高0.5～1℃。气候变化将造成威力更大或者次数更多的台风［4］。这使得那些受台风活动影响的岛屿将受到更大的破坏，威胁海岛及沿岸居民的生命财产安全。

1.3 海洋酸化

气候变化使海洋吸收的二氧化碳量不断升高，将使海洋不断酸化，这不但改变了海洋的化学成分，还破坏了海洋生物的生存环境，使它们的骨架、外壳等无法正常形成，珊瑚礁等也在腐蚀性环境中不断解体［5］。海洋酸化严重影响珊瑚生长和保持稳定所需的藻类，这对珊瑚礁的影响是全球性的［6］。持续的海洋酸化能破坏多种海洋生物的感知能力，使其无法找到合适的生境与定居点，威胁种群的延续性，影响海洋生物多样性［7-8］。海洋酸化威胁沿海和岛屿国家的渔业食品安全，使海岛海洋产业经济遭受打击［9］。

1.4 生态系统破坏

由于海岛面积小、环境相对独立、生态系统结构简单，抗干扰能力弱，对气候变化具有一定的脆弱性［10］。温室气体浓度增加导致气温、降雨形态以及海水温度变化，可能导致海岛的物种不适应气候的变化、群落结构改变或者外来物种入侵，容易造成生态系统退化、物种消失、遗传资源破坏［11］。Loope 等［12］提到热带高压区域某海岛的森林，它的生态系统对气候变化最为敏感和脆弱，大气环流的一个小改变，可能引发大范围的降雨、云量、湿度变化，冰雹、风暴的年发生率增加，导致外来物种入侵，给当地物种造成压力。然而，小气候和森林对变化的高度敏感性有助于观测人为因素导致的全球气候变化。

2 海岛气候变化研究概况

2.1 气候变化对海岛的影响

Adrianto等［13］对不同的海岛进行海岛生产总值 (GIP)和综合脆弱性指数 (CVI)的计算，得出海岛的人均收入越高，经济越发达，越容易受到气候变化的影响，原因是人口、农业用地和基础设施等都集中在海岸带以及海岛的面积较小，容易受海平面上升、气象灾害的影响。Knutson等［14］利用气候模型对二氧化碳和气温分压与降雨强度和频率的关系进行模拟实验，得到二氧化碳分压越大、气温越高，降雨强度和频率越大。Kerr［15］指出气候变暖是影响海岛可持续发展的因素之一。Ganzey等［16］表示地震、海啸以及气候变化引发的极端天气对于面积较小的岛屿影响较大，连续发生的短期的气象灾害甚至导致不可逆的景观格局变化、环境重组以及景观不稳定，改变地质地貌和沉积物。Uyarra等［17］认为气候变化极端天气可能导致海岛海岸、周边海域等环境特征的变化，改变了原有的自然环境特色，不利于海岛旅游产业发展。

2.2 气候变化评价

2.2.1 国内气候变化评价

王国庆等［18］以黄河中游三川河流域为例，基于对天然径流过程的模拟，采用流域水文模拟途径分析评估了气候变化和人类活动对该流域径流量的影响。夏军等［19］论述了气候变化对中国水资源影响的适应性评估与管理框架，包括未来气候变化对中国水资源潜在影响的定性分析、半定量与定量分析以及适应性对策评估，并选择中国4个典型案例区域，确定不同的目标进行气候变化适应性管理综合研究。王祥荣等［20］分析了上海气候变化的背景、上海快速城市化进程对局地气候变化的影响、气候变化对上海城市复合生态系统的影响，进行上海气候变化脆弱性综合评价和信息系统构建以及气候变化脆弱性分析与应对，提出应对气候变化的低碳城市发展策略。吴绍洪等［21］分析了中国综合气候变化风险，包括陆地生态系统风险、粮食保障风险等，并进行综合气候变化风险评估、风险管理与防范。李慧赟等［22］以澳大利亚南部典型中尺度CrawfordRiver试验流域为研究基础，采用NOAA/AVHRR遥感叶面积指数的Penman-Monteith蒸散发模型，对原新安江模型和SIMHYD模型进行改进，借助改进的水文模型模拟植被变化后的径流过程，定量划分植被变化和气候变化的径流响应，得出植被变化相对于气候变化对径流量的影响更为显著。

2.2.2 国外气候变化评价

McTainsh等［23］根据末次盛冰期的气候变化信息，运用现代测量手段重新估计尘暴的发生，定量评价了末次盛冰期气候变化对澳洲沙暴活动的影响，研究只考虑气候因素，未考虑沉积物对尘源区域的供给。Adger［24］构建了社会脆弱性的研究体系，来分析研究在越南气候变化下个人和集体的生存压力。Bakkenes等［25］构建了euromove模型，来评价温室气体的增加导致的区域和季节气候模式的显著改变对物种的多样性和分布，以及生态系统和生物多样性的影响。通过多因素逻辑回归分析，确定大约1400种植物的气候包络，通过气候预测来预测2050年植物多样性及其分布。Shackley等［26］定性和定量地描述了社会经济发展场景，包括地区企业、全球可持续性、地区管理工作和全球市场，进行未来社会经济和政策对气候变化影响和响应的研究。

2.3 气候变化与海岛管理

Pelling等［27］指出全球变化的压力对海岛脆弱性的影响通常是不利的，但也有有利的一面，如全球规模制度化合作进一步促进国家和地方的合作;城市化、对外投资、文化现代化和认同政治能增强管理机制、管理的透明度和责任感，提高海岛的恢复力。Tompkins［28］阐述了开曼群岛政府对加勒比海的一个小岛上热带风暴风险的应对情况，他指出为了提高热带风暴风险的恢复能力，需要政府机构、国家法律法规、地方和国际支持，民众意识以及建立必要的制度和组织机构等，为适应气候变化提供指导。Carruthers等［29］研究了亚萨提格岛的湿地生境中的生物，包括爬行类、两栖类和昆虫，极易受气候变化的影响，例如对海平面上升导致的盐度增加，因此可以作为气候变化的指示生物，指出生态系统响应监测和战略性的长期管理应该相互联系。

2.4 海岛气候变化其他研究

陈宜瑜［30］指出气候变化对海岛和沿海国家可能产生的影响，提出了开展全球变化区域适应研究的几点看法。周凌云等［31］利用Modet和墨西哥帽子的小波变换对雷州半岛地区的南部与北部的徐闻和湛江两地 (1951—2003年)的年均温和年降水资料进行小波分析，得出气候变化在不同时间尺度上的演变特征。何如等［32］(2010)分析了近50年来广西近岸海岛的气候特征和变化规律，表示随着全球气候变暖，广西近岸及海岛的气候发生了明显变化。

3 气候变化研究对海岛管理的借鉴

3.1 海岛气候变化监测

气候变化导致海岛气候条件逐渐改变、气象灾害加剧，需完善海岛气候变化立体监测系统。例如，海水温度升高以及海岛向海域排放的非点源污染，容易增加海岛周边海域赤潮灾害发生的频率和强度，严格控制海岛向海域排放废水，防治海岛非点源污染。加强海岛气候变化监测，海岛气象灾害预报、海岛及周边海域的生物生长规律和气候变化对其生理影响机制的监测和研究，实时动态监测海平面上升对中国海域岛、礁、洲、沙、滩的影响，从而保护海岛的生物和生态系统多样性，防止海岛养殖经济损失，保障海岛经济、政治和人的生命财产安全。

3.2 海岛气候变化评价模型

进行气候变化对海岛影响机理的理论、实验研究，构建海岛气候变化定量评价模型，有助于为适应气候变化的海岛管理提供依据。例如，气温上升对海岛各方面的影响、极端气候事件的影响机制海岛气候变化风险评价以及海岛对气候变化的脆弱性评价等。借助GIS空间分析软件，将海岛对气候变化的脆弱性和综合风险可视化。构建适应气候变化的海岛管理信息系统。构建适应决策支持系统，满足评估海岛适应气候变化的需求。为分析气候变化对海岛造成的影响以及为海岛适应气候变化方案的制订提供科学指导。

3.3 适应气候变化的海岛管理

通过科学技术手段和政策手段相互支持，形成海岛应对气候变化的综合管理模式。加强气候变化科学研究，提供海岛应对气候变化的技术支持，将适应气候变化与防灾减灾相结合，提高适应气候变化的科技能力，加强科研基础设施和条件平台的建设。增强公众参与意识和参与度，建立适应气候变化的公众参与机制，加强气候变化国际合作，完善海岛适应气候变化的政策法规、加强海岛适应气候变化的统筹与协调，通过多途径增加适应气候变化的资金，保护海岛生态系统健康稳定发展，促进社会、经济的可持续发展。

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