Changing climates

Changing climates / Timing: 7:26 Changing climates Hi, I'm Jamie Carr and in this video, I’m going to talk about climate change and the effects that this is having and will have on our environment and on life on Earth. The Earth's climate is a complex system and in recent times, mounting evidence is beginning to show that human actions are causing changes to the climate system1. The main drivers of these changes are what is known as greenhouse gases. These are so-called because they cause solar energy, or heat, to remain trapped beneath the Earth's atmosphere, much like the process that you might see in your garden greenhouse that allows it to stay warmer inside than outside. So where are all these greenhouse gases coming from? Well, the ones that we are particularly interested in are the ones that contain carbon, particularly carbon dioxide and methane. Now much of the world’s carbon is stored in living organisms or in organisms that were once living. For example, trees hold a great deal of carbon and when trees die, much of their material is buried underground and goes on to form coal. Small organisms living in the ocean, when they die, can sink to the ocean floor and eventually, they become compressed and go on to form crude oil. These substances are often known as fossil fuels. Fossil, because they are formed of once living organisms that have not been allowed to decay; and fuel, because humans have recently found ways to extract their energy and use it for their own benefits. When this stored carbon is burned or allowed to decay, it can enter the atmosphere and goes on to exert its greenhouse effects. Many human activities can generate greenhouse gases2. Some of the most important ones include the burning of fossil fuels, perhaps for transportation or to generate energy to be used in homes or in industry. Greenhouse gases are also generated through the clearance of carbon- rich forests and the draining of wetlands to make way for agriculture and development. The raising of livestock can also generate greenhouse gases. Livestock are often very inefficient at storing the carbon that is found in their food and this passes right through their system and is emitted into the atmosphere in the form of methane. With all of the recent media coverage, it may be tempting to think that the greenhouse effect is a new phenomenon. In fact, the composition of the atmosphere and indeed the Earth’s climate system have been changing for as long as the atmosphere has existed which is around 4-5 billion years3. Well, the important thing to remember is that today’s climate system and the conditions that we experience on Earth have taken a long time to develop and this has allowed time for Earth’s ecosystems to adapt to these conditions accordingly. However, the climate is now changing much more rapidly than before which is posing a range of problems to biodiversity and ecosystems, especially as these are often facing other pressures which are reviewed elsewhere in the course. So what are these climate changes that we keep hearing about? Well, one thing that we can be sure of is that the Earth will become warmer2. This warming will not be uniform across the planet and it’s not possible to say exactly how warm things will become but one thing that we can say with certainty is that the Earth will become warmer. Patterns of precipitation in the form of rain, sleet, snow or hail will also change though it’s not always possible to say exactly how. In many areas, events such as droughts and floods may become more frequent or more severe. We might also see changes in the frequency and severity of other weather events such as storms or typhoons; for example, Typhoon Haiyan in the 1

Changing climates / Timing: 7:26 Philippines. From these direct climatic changes, there are a range of significant knock-on impacts2. For example, large extents of snow and ice such as those found in montane glaciers, at the poles or in permanent frosts are beginning to melt. This can cause the sea level to rise. Existing deserts are expected to expand while hotter temperatures and decreased rainfall are expected to lead to increases in the frequency and severity of wildfires. This has serious implications for us2 ̶ freshwater may become more scarce, challenging agriculture, industry and our ability to survive. Rising seas will threaten human coastal developments while extreme events such as wildfires and storms will continue to endanger human lives. As with humans, biodiversity will also be impacted by climate change4. Every species has certain requirements for life which can influence where it is found, for example, how hot or how cold it needs the temperature to be. When conditions change beyond tolerable levels, species either need to somehow adapt, to move somewhere more suitable or to die. In general, species can be expected to either move away from the equator or to higher altitudes where temperatures are cooler. However, this is really an oversimplification and in many cases, species are simply not able to move either because some kind of barrier prevents them from doing so or because they’re simply not good at moving. Simple instances of species negatively impacted by climate change include the familiar polar bear whose ice habitat is shrinking as it continues to melt5. In Southern Africa, the Quiver Tree which is the national tree of Namibia, is already known to be dying of drought and heat stress in the drier, more northern part of its range. Although it’s known to be extending its range into the cooler, more southern areas, this is not happening at a rate fast enough to keep up with losses in the north. As such, its overall global range is known to be shrinking6. Climate change can also affect freshwater systems. A good example of this is the salmon which needs to migrate from the sea into rivers and streams in order to breed. Many of these streams are fed by melting montane glaciers, which, if they melt too quickly, will fail to provide the water and thus, the conditions that the salmon needs in order to breed7. In the marine environment, warming sea temperatures can lead to coral bleaching events such as that seen on Australia's Great Barrier Reef in 2002. Coral bleaching occurs when the coral expels the symbiotic organism known as a zooxanthellae which lives within its tissues. This can result in increased coral mortality. Ocean acidification which is caused by CO2 dissolving into the ocean and causes its pH to drop, can lead to the dissolving of coral’s calcium carbonate skeleton8. This could also affect other species such as marine molluscs. There are some uncertainties surrounding climate change such as the rate of warming that we will see or the exact changes in precipitation patterns9. This can lead to confusion and often skepticism around climate change altogether. Nevertheless, it is important to realise that even though there are uncertainties surrounding climate change, 97% of climate scientists do agree that climate change is resulting from human actions and that we need to act now to reduce our emissions and to make sure that things do not become irreversible10. 2

Changing climates / Timing: 7:26 Now, complete the quick quiz to put what you have learned here into action. In the next lesson, we will be looking at how conservationists decide what to conserve. 1 Oreskes N (2004) Beyond the ivory tower – the scientific consensus on climate change. Science 306 (5702) 1686. 2 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (2014) Climate Change 2014: Impacts, Adaptation and Vulnerability. http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg2/ 3 Petit JR et al. (1999) Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica. Nature 399 (1): 429–436 4 Walther GR et al. (2002) Ecological responses to recent climate change. Nature 416, 389-395 5 Hunter CM et al. (2010) Climate change threatens polar bear populations: a stochastic demographic analysis. Ecology 91:2883–2897. http://dx.doi.org/10.1890/09-1641.1 6 Allen CD et al. (2010) A global overview of drought and heat-induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests. Forest Ecology and Management 259 (4): 660–684 7 Schindler DE et al. (2008) Climate Change, Ecosystem Impacts, and Management for Pacific Salmon. Fisheries 33 (10) 8 Hoegh-Guldberg O et al. (2007) Coral Reefs Under Rapid Climate Change and Ocean Acidification. Science 318 (5857): 1737-1742 9 Thornton PK et al. (2014) Climate variability and vulnerability to climate change: a review. Global Change Biology, 20: 3313–3328 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.12581/full 10 van der Linden SL et al. (2015) The Scientific Consensus on Climate Change as a Gateway Belief: Experimental Evidence. PLoS ONE 10(2): e0118489. http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0118489 3

Les changements climatiques / Timing: 7:26 Les changements climatiques Salut, je suis Jamie Carr et dans cette vidéo je parlerai du changement climatique et son effet de son effet actuel ou futur sur notre environnement et sur la vie sur Terre. Le climat sur terre est un système complexe et en ces temps, il y a de plus en plus de preuves que les actions humaines sont la cause des changements du système climatique1. Les principaux vecteurs de ces changements sont les gaz à effet de serre. Ils sont ainsi nommés car ils produisent de l’énergie solaire, de la chaleur, et restent piégés en dessous de l’atmosphère terrestre, comme le processus que vous pouvez éventuellement observer dans votre serre, qui permet de rester au chaud à l’intérieur. D’où viennent donc tous ces gaz à effet de serre? Eh bien, ceux qui nous concernent le plus sont ceux qui contiennent du carbone, et particulièrement du dioxyde de carbone et du méthane. La plupart du carbone mondial est contenu dans les organismes vivants ou qui ont vécu. Par exemple, les arbres contiennent une bonne quantité de carbone et lorsqu’ils meurent, la majorité de leur matière est enterrée sous terre et forme du charbon. Les petits organismes vivant dans les océans, lorsqu’ils meurent, peuvent sombrer jusqu’au fond de l’océan et éventuellement se compresser et former du pétrole brut. Ces substances sont connues comme étant des carburants fossiles. Fossile car ils sont formés d’organismes vivants autrefois qui n’ont pas pu se décomposer ; et carburant parce que les humains ont récemment trouvé des moyens d’extraire leur énergie et de s’en servir pour leur propre bénéfice. Lorsque ce carbone emmagasiné est brulé ou en décomposition, il entre dans l’atmosphère et exerce des effets de serre. Beaucoup d’activités humaines sont à l’origine de ces gaz à effets de serre2. L’une des plus importante consiste à brûler le carburant fossile, pour les transports ou pour la génération d’énergie utilisée dans les maisons ou les industries. Les gaz à effets de serre sont aussi générés par l’abattage des forêts riches en carbone et le drainage des zones humides pour l’agriculture et le développement. L’augmentation du bétail peut aussi être à l’origine de gaz à effet de serre. Le bétail ne garde pas du tout le carbone trouvé dans sa nourriture, le carbone passe directement dans leur système digestif et est émis dans l’atmosphère sous la forme de méthane. Avec toutes les récentes informations par les médias, il est tentant de penser que l’effet de serre est un nouveau phénomène. En fait, la composition de l’atmosphère et donc le système climatique de la Terre a changé depuis aussi longtemps que l’atmosphère existe, c'est-à-dire 4-5 billion d’années3. La chose importante à retenir est que le système climatique d’aujourd’hui et les conditions que nous expérimentons sur Terre ont mis du temps à se développer et ont permis aux écosystèmes terrestres de s’adapter à ces conditions. Cependant, le changement climatique est maintenant de plus en plus rapide ce qui cause un ensemble de problèmes à la biodiversité et aux écosystèmes, particulièrement lorsque ceux-ci font face à d’autres problèmes que nous avons vu dans ce cours. Quels sont donc ces changements climatiques dot nous entendons parler? Eh bien, une chose certaine est que la Terre deviendra plus chaude2. Ce réchauffement ne sera pas uniforme et nous ne pouvons pas prédire exactement à quel point mais nous pouvons être sûrs que le Terre se réchauffera. Les types de précipitations sous forme de pluie, neige fondue, neige ou grêle sans que l'on puisse dire comment. Dans certaines régions des évènements tels que sécheresses et inondations pourrons devenir plus fréquentes et sévères. Nous pourrons probablement voir des changements en termes de fréquence et 1

Les changements climatiques / Timing: 7:26 gravité d’autres évènements tels que les orages et typhons ; par exemple, Typhon Haiyan aux Phillipines. Ces changements climatiques ont un large éventail de répercussions2 Par exemple, des grandes étendues de neige et de glace comme celles trouvées sur les glaciers, aux pôles ou dans les neiges éternelles commencent à fondre. Cela cause l’élévation du niveau de la mer. Les déserts déjà existant sont présumés s’étendre alors que les températures plus chaudes et le déclin des chutes de pluie sont supposés engendrer des augmentations des feux spontanés en termes de fréquence et sévérité. Ceci a de larges conséquences pour nous2 ̶ l’eau douce devient plus rare, représentant un challenge pour l’agriculture, l’industrie et notre capacité à survivre. L’élévation du niveau des océans menace le développement humain sur les côtes alors que des évènements extrêmes tels que feux spontanés et les orages continuent de mettre en danger les vies humaines. Tout comme les humains, la biodiversité sera affectée par le changement climatique4. Chaque espèce a des besoins de vie qui peuvent influencer où elle se trouve, par exemple, la température. Lorsque les conditions changent au-delà du niveau tolérable, les espèces doivent soit s’adapter, soit changer pour un endroit qui leur correspond ou bien mourir. En général, les espèces sont supposées s’éloigner de l’équateur ou bien aller à des plus hautes altitudes où les températures sont plus fraîches. Cependant, ceci est une simplification et dans beaucoup de cas, les espèces sont tout simplement incapables de bouger soit à cause de barrières qui les en empêchent ou bien parce qu'elles ne peuvent pas bouger. Un exemple simple d’espèces affectées négativement par le changement climatique est la famille des ours polaires dont l’habitat de glace fond5. Au sud de l’Afrique, l’arbre à carcois qui est l’arbre national de Namibie, est déjà reconnu comme mourant de sécheresse et de stress de chaleur dans la partie la plus sèche, la partie nord de son périmètre. Bien qu’il soit connu pour étendre son périmètre jusqu’aux aires plus fraiches du sud, ce n’est pas assez rapide pour compenser les pertes du nord. Par conséquent, son territoire diminue6. Le changement climatique affecte aussi les systèmes d’eau douce. Un bon exemple est celui du saumon qui a besoin de migrer depuis les mers jusqu’aux rivières et aux ruisseaux afin de se reproduire. Beaucoup de ces ruisseaux sont alimentés par le fonte des glaciers, qui si ils fondent trop rapidement, échoueront à fournir de l'eau douce et donc à procurer les conditions favorables pour le saumon qui a besoin de se reproduire7. Dans les environnements marins, le réchauffement des mers peut causer le blanchissement du corail comme observé en 2002 à la Grande Barrière de Corail, Australie. Le blanchiment du corail a lieu lorsque le corail éjecte l’organisme symbiotique du nom de zooxanthelle qui vit dans ses tissus. Ceci cause l’augmentation de la mortalité du corail. L’acidification des océans qui est le résultat de la dissolution du CO2 dans l’océan et cause la baisse du pH, peut engendrer la dissolution du squelette de carbonate de calcium du corail8. Cela peut aussi affecter d’autres espèces tels que les mollusques marins. Il y a quelques incertitudes concernant les changements climatiques comme le taux de réchauffement à venir ou les changements exacts de précipitations9. Ceci peut engendrer confusion et souvent scepticisme autour du changement climatique dans son ensemble. Néanmoins, il est important de réaliser que malgré les incertitudes autour du changement climatique, 97% des scientifiques du climat sont d’accord sur le fait que le changement climatique est le résultat d’actions humaines et que nous 2

Les changements climatiques / Timing: 7:26 devons agir maintenant pour réduire nos émissions et faire en sorte que ces conséquences ne deviennent pas irréversibles10. Complétez maintenant le quiz afin de mettre en action ce que vous venez d’apprendre. Dans la prochaine leçon, nous chercherons à savoir comment les écologistes décident de ce qui doit être préservé. 1 Oreskes N (2004) Beyond the ivory tower – the scientific consensus on climate change. Science 306 (5702) 1686. 2 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (2014) Climate Change 2014: Impacts, Adaptation and Vulnerability. http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg2/ 3 Petit JR et al. (1999) Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica. Nature 399 (1): 429–436 4 Walther GR et al. (2002) Ecological responses to recent climate change. Nature 416, 389-395 5 Hunter CM et al. (2010) Climate change threatens polar bear populations: a stochastic demographic analysis. Ecology 91:2883–2897. http://dx.doi.org/10.1890/09-1641.1 6 Allen CD et al. (2010) A global overview of drought and heat-induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests. Forest Ecology and Management 259 (4): 660–684 7 Schindler DE et al. (2008) Climate Change, Ecosystem Impacts, and Management for Pacific Salmon. Fisheries 33 (10) 8 Hoegh-Guldberg O et al. (2007) Coral Reefs Under Rapid Climate Change and Ocean Acidification. Science 318 (5857): 1737-1742 9 Thornton PK et al. (2014) Climate variability and vulnerability to climate change: a review. Global Change Biology, 20: 3313–3328 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.12581/full 10 van der Linden SL et al. (2015) The Scientific Consensus on Climate Change as a Gateway Belief: Experimental Evidence. PLoS ONE 10(2): e0118489. http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0118489 3

Climas cambiantes / Tiempo: 7:26 Climas cambiantes Hola, soy Jamie Carr y en este video les voy a hablar sobre el cambio climático y el efecto que está ejerciendo y ejercerá en nuestro ambiente y en la vida en la Tierra. El clima de la Tierra es un sistema complejo y en tiempos recientes, una creciente evidencia está comenzando a mostrar que las acciones humanas están causando cambios al sistema climático1. Los principales impulsores de este cambio son lo que se conocen como gases de efecto invernadero. Éstos son llamados así porque causan que la energía solar, o el calor, quede atrapado debajo de la atmósfera del planeta, tal como el proceso que podría ver en el invernadero de un jardín, el cual permite que sea más caliente dentro de él que fuera. Así que, ¿de dónde vienen todos estos gases? Bueno, en los que estamos interesados son aquellos que contienen carbono, particularmente dióxido de carbono y metano. Ahora, gran parte del carbono del mundo se encuentra almacenado en organismos vivos o en los que vivieron en algún momento. Por ejemplo, los árboles contienen una gran cantidad de carbono y cuando mueren, mucho de este material es enterrado bajo el suelo y se convierte en carbón. Organismos pequeños que viven en el océano, cuando mueren, pueden hundirse hasta el suelo oceánico y eventualmente, se comprimen y luego forman petróleo crudo. Estas sustancias son comúnmente conocidas como combustibles fósiles. Fósiles porque están formados de lo que alguna vez fueron organismos vivos que no pudieron descomponerse y, la palabra combustible, es porque los humanos recientemente descubrieron formas de extraer la energía que contienen y de usarla para su propio beneficio. Cuando este carbono almacenado es quemado o se le permite descomponerse, puede entrar a la atmósfera y ejerce su efecto invernadero. Muchas actividades humanas pueden generar gases de efecto invernadero2. Algunas de las más importantes incluyen la quema de combustibles fósiles, quizá en transporte o generación de energía para ser usada en hogares o en industrias. Los gases invernadero también son generados a través de la tala de bosques ricos en carbono y el drenado de humedales para hacerle espacio a la agricultura y el desarrollo. El aumento del ganado también puede generar gases invernadero. El ganado es muy ineficiente en almacenar el carbono que se encuentra en su comida y éste pasa a través de su sistema y es emitido a la atmósfera en forma de metano. Con toda la cobertura que los medios han dado recientemente, sería tentador pensar que el efecto invernadero es un fenómeno nuevo. De hecho, la composición de la atmósfera y ciertamente el sistema climático de la Tierra, ha estado cambiando desde que la atmósfera existe, lo cual es aproximadamente hace 4-5 billones de años3. Bueno, lo que es importante recordar es que hoy en día el sistema climático y las condiciones que hemos experimentado en la Tierra, han tomado mucho tiempo para desarrollarse. Y esto le ha brindado tiempo a los ecosistemas de la Tierra para adaptarse acorde a esas condiciones. Sin embargo, el clima está cambiando mucho más rápido que antes, lo que representa una gama de problemas para los ecosistemas y la biodiversidad, especialmente porque éstos están frecuentemente enfrentando otras presiones que son mencionadas a lo largo del curso. 1

Climas cambiantes / Tiempo: 7:26 Así que, ¿qué son estos cambios del clima sobre los cuales seguimos escuchando? Bueno, una de las cosas de las que podemos estar seguros es de que la Tierra será más caliente2. Este calentamiento no será uniforme alrededor del planeta y no es posible decir con exactitud qué tan calientes se pondrán las cosas, pero una cosa que sí podemos decir con certeza es que la Tierra será más caliente. Los patrones de precipitación en forma de lluvia, aguanieve, nieve o granizo también cambiará aunque no siempre es posible decir exactamente cómo. En muchas áreas, eventos como sequías o inundaciones serán más frecuentes y severos. Podríamos también ver cambios en la frecuencia y severidad de otros eventos climáticos tales como tifones y tormentas. Por ejemplo, el tifón Haiyan en las Filipinas. De estos cambios climáticos directos, se derivan una serie de impactos “noqueadores”2. Por ejemplo, grandes extensiones de nieve y hielo como las encontradas en los glaciales de montaña, en los polos o en el permafrost se están comenzando a derretir. Esto pude causar un aumento en el nivel del mar. Se espera que los desiertos existentes se expandan, mientras que se espera que mayores temperaturas y la disminución de la lluvia conduzcan a un incremento en la frecuencia y severidad de los incendios forestales. Esto tiene serias implicaciones para nosotros2. El agua potable puede comenzar a escasear, dificultando la agricultura, la industria y nuestra habilidad de sobrevivir. El incremento en el nivel del mar amenazará al desarrollo humano en las costas mientras que eventos extremos, como los incendios forestales y las tormentas continuarán poniendo en peligro vidas humanas. Al igual que los humanos, la biodiversidad también será impactada por el cambio climático4. Cada especie posee ciertos requerimientos para la vida que pueden influir dónde ésta se encuentra, por ejemplo, qué tan caliente o frío necesita ser la temperatura. Cuando las condiciones cambian más allá de los niveles tolerables, las especies necesitan adaptarse de alguna manera, moverse a un sitio más adecuado o morir. En general, se espera que las especies o se muevan del ecuador o hacia altitudes superiores donde las temperaturas son menores. Sin embargo, esto es en muchos casos, una verdadera sobre simplificación; las especies sencillamente no son capaces de moverse ya sea porque existe algún tipo de barrera que se los impide, o sencillamente porque no son capaces de moverse. Algunas de las especies impactadas negativamente por el cambio climático incluyen al familiar oso polar, cuyo hábitat de hielo se está encogiendo a medida que continua derritiéndose5. En el Sur de África, el árbol carcajo, el cual es el árbol nacional de Namibia, está muriendo de sequía y estrés por calor en la parte más norte de su intervalo de distribución, que es más seca. A pesar de que se sabe que está extendiendo su intervalo hacia áreas más frías al sur, esto no sucede a un ritmo lo suficientemente rápido para equiparar las pérdidas del norte. En consecuencia, su intervalo global de distribución se está reduciendo6. El cambio climático también puede afectar los sistemas de agua dulce. Un buen ejemplo de esto es el salmón, que necesita migrar desde el mar hacia los ríos y arroyos para poder reproducirse. Muchos de estos arroyos son alimentados por el derretimiento de los glaciares de montaña, los cuales, si se derriten muy rápido, dejaran de proveer agua y por lo tanto, las condiciones que necesita el salmón para 2

Climas cambiantes / Tiempo: 7:26 reproducirse7. En el ambiente marino, las temperaturas más calientes en el mar pueden conducir a eventos de blanqueamiento coralino como los vistos en la Gran Barrera de Arrecife Australiana en 2002. El blanqueamiento coralino ocurre cuando el coral expele a sus organismos simbiontes, conocidos como zooxantelas, los cuales viven dentro de sus tejidos. Esto puede resultar en un incremento en la mortalidad de corales. La acidificación del océano, la cual es causada por la disolución de CO2 en el océano que lleva a la reducción del pH, puede conducir a que el esqueleto de carbonato de calcio de los corales se disuelva8. Esto puede afectar a otras especies como a los moluscos marinos. Existe incertidumbre alrededor del cambio climático, como por ejemplo la tasa de calentamiento que veremos, o los cambios exactos en los patrones de precipitación9. Esto puede llevar a la confusión y frecuentemente al escepticismo sobre el cambio climático. Sin embargo, es importante darse cuenta que aún cuando hay incertidumbre, 97% de los científicos de clima coinciden en que el cambio climático es el resultado de acciones humanas y de que necesitamos actuar ahora para reducir nuestras emisiones y asegurarnos de que las cosas no sean irreversibles10. Ahora, complete el quiz rápido para poner en acción lo que ha aprendido aquí. En la próxima lección, veremos cómo los conservacionistas deciden qué conservar. 1 Oreskes N (2004) Beyond the ivory tower – the scientific consensus on climate change. Science 306 (5702) 1686. 2 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (2014) Climate Change 2014: Impacts, Adaptation and Vulnerability. http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg2/ 3 Petit JR et al. (1999) Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica. Nature 399 (1): 429–436. 4 Walther GR et al. (2002) Ecological responses to recent climate change. Nature 416, 389-395. 5 Hunter CM et al. (2010) Climate change threatens polar bear populations: a stochastic demographic analysis. Ecology 91:2883–2897. http://dx.doi.org/10.1890/09-1641.1 6 Allen CD et al. (2010) A global overview of drought and heat-induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests. Forest Ecology and Management 259 (4): 660–684. 7 Schindler DE et al. (2008) Climate Change, Ecosystem Impacts, and Management for Pacific Salmon. Fisheries 33 (10) 8 Hoegh-Guldberg O et al. (2007) Coral Reefs Under Rapid Climate Change and Ocean Acidification. Science 318 (5857): 1737-1742. 9 Thornton PK et al. (2014) Climate variability and vulnerability to climate change: a review. Global Change Biology, 20: 3313–3328 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.12581/full 10 van der Linden SL et al. (2015) The Scientific Consensus on Climate Change as a Gateway Belief: Experimental Evidence. PLoS ONE 10(2): e0118489. http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0118489 3

气候变化/时间: 7:26 气候变化 大家好，我是杰米•卡尔（Jamie Carr），这节课，我将带您了解气候变化及其现在和将来对环境 和地球生物的影响。 地球的气候是一个复杂的系统。现在，越来越多的证据开始表明人类活动正在导致气候系统发 生变化1。造成这些变化的主要因素是著名的温室气体。之所以叫温室气体，是因为它们导致太 阳能或者热量停留在地球大气层以下，而这个过程非常像人们在温室中所见到的情形：在温室 里，气温要高于室外。 那么，这些温室气体又从何而来呢？实际上呢，我们所关注的主要是那些含有碳的气体，特别 是二氧化碳和甲烷。现在，全世界很多碳储存在有机生命体或曾经存活的有机体中。例如，树 木含有大量的碳，在死后，树木的大部分被埋入地下，进而形成碳。而海洋中的小型生物，在 死后则沉入海底，并最终经过压缩后，形成原油。这些物质往往被称作化石燃料。 这个称谓中 之所以用化石这个词，是因为这些物质是由没有腐烂的曾经的有机生命体所形成的；而用燃料 这个词，是因为人类最近发现了一些方法可以从这些物质中提取能量并用之造福自身。 当这些以不同形式储存起来的碳燃烧或者开始腐化分解的时候，便会进入大气层，进而产生温 室效应。人类的许多活动可以产生温室气体2，其中一些最重要的活动包括为了交通或者生产家 用或工业所需的能源而燃烧化石燃料。为了农业和发展而清除富含碳的森林以及排干湿地也可 以产生温室气体。此外，饲养牲畜也能产生温室气体。牲畜往往不具备储存食物中所含碳的能 力，这些碳经过它们的消化系统形成甲烷被排放到了大气中。 从最近所有的媒体报道中，人们很容易认为温室效应是个新的现象。而实际上，从大气诞生的 那一天起，大气的构成和地球的气候系统就一直处在变化之中，至今已持续了约四五十亿年了3。 所以，您应当记住，现在的气候系统和地球环境是经过了很长时间演变而来的，这同时也使地 球的生态系统可以有时间去适应这些环境。但是，现在气候变化的速度远远快于以往，给生物 多样性和生态系统造成许多问题，而除此之外，生物多样性和生态系统还承受着其他方面的压 力，对此我们稍后会予以讨论。 那么，我们耳熟能详的气候变化到底是哪些变化呢？有一点可以肯定，那就是地球会变得越来 越温暖 2。而全球变暖的步调并不一致，因此无法准确预测会变得有多暖，但有一点我们可以 肯定：地球将不断升温。雨、雨夹雪、雪和冰雹等降水模式也将发生变化，虽然我们并非总是 能够准确预测其变化方式。在许多地区，干旱和洪水等事件可能会更加频发或更加严重。其他 诸如风暴和台风等天气事件的频率和严重性也可能会发生变化，菲律宾的台风海燕便是很好的 例证。 这些直接的气候变化导致了一系列重要的连锁反应 2。比如，山岳冰川、两极和永冻土等地区 的大量冰雪正开始融化，这会导致海平面上升。再如，气温升高及降雨减少预计会导致野火频 率和严重程度的增加，从而可能导致现有沙漠的扩张。 1

气候变化/时间: 7:26 这对我们有着重要的影响 2，因为淡水可能会愈加稀缺，进而影响工农业和人类的生存。海平 面上升将影响人类对沿海地区的开发，而诸如野火和风暴等极端事件将继续威胁人类的生命安 全。 如同人类一样，生物多样性也将受到气候变化的影响4。每个物种的存活都需要一定的条件，而 这些条件会影响其分布，比如，对温度的要求。当环境变化超过可承受的范围，物种或者需要 设法适应新的环境，或者需要迁徙到更为适合的地区，或者就会死亡。一般而言，物种会迁离 赤道地区，或迁往较凉爽的高纬度地区。但实际远没有这么简单，在许多情况下，要么因为一 些屏障而阻止如此，要么因为其自身不善于移动，物种根本无法迁徙。 我们所熟悉的北极熊便是物种受到气候变化所带来的负面影响的一个很好的例子。北极熊的浮 冰栖息地因为冰块持续融化而正日渐萎缩 5。在非洲南部，位于其覆盖范围靠北部、更为干旱 地区的纳米比亚国树箭袋树正死于干旱和高温。尽管箭袋树正在向南部更为凉爽的地区扩散， 但速度跟不上其在北部地区的枯萎速度，所以，箭袋树在全球的覆盖范围正日渐缩小 6。 气候变化也影响到淡水系统。三文鱼便是一个很好的例子。它们需要从海洋洄游到河流溪水中 繁殖后代。而许多这些溪水的来源是融化的山岳冰川，如果融化过快，便会无法为溪流提供水 源，三文鱼也就因此失去了繁衍后代的环境 7。 在海洋环境中，海洋温度升高可导致 2002 年澳大利亚大堡礁所发生的珊瑚白化那样的事件。 当珊瑚驱逐生活在其组织内部的共生生物虫黄藻时，就会发生珊瑚白化，进而导致珊瑚死亡率 上升。二氧化碳溶入海洋后会导致海水 pH 下降，进而导致海洋酸化。海洋酸化可进一步导致 珊瑚碳酸钙质的骨骼融解 8。而这也会影响海洋软体生物等其他物种。 因为目前尚无法对气候变化中全球变暖的速率以及降水模式的变化给出确定、精确的答案 9， 所以这会导致人们对气候变化产生困惑，而且还往往伴有怀疑。但重要的是，我们需要意识到： 尽管气候变化存在着一些不确定的方面，但是 97%的气候科学家都认同气候变化是人类所造成 的，而且我们需要立刻行动起来，减少排放以避免出现无可挽回的局面 10。 现在，请完成这个小测验，以检验自己的学习效果。下节课，我们将一同了解环保主义者是如 何决定保护对象的。 2

气候变化/时间: 7:26 1 奥雷斯克斯, N (2004) 超越象牙塔——关于气候变化的科学共识. 科学 306 (5702):1686. 2 政府间气候变化专门委员会（2014） 气候变化 2014：影响、适应与脆弱性. http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg2/ 3 珀蒂, JR 等（1999） 南极东方冰芯所显示的过去 42 万年的气候和大气历史. 自然 399 (1): 429–436. 4 沃尔特, GR 等（2002） 对最近气候变化的生态响应. 自然 416, 389-395. 5 亨特, CM 等 (2010) 气候变化威胁到北极熊数量：一项随机人口学分析. 生态学 91:2883–2897. 6 艾伦, CD 等 (2010) 对由干旱和高温导致的树木死亡所做的全球概览显示了森林所面临的日益凸显的 气候变化风险. 森林生态与管理 259 (4): 660–684. 7 辛德勒, DE 等 (2008) 气候变化、生态系统影响及太平洋三文鱼管理. 渔业 33 (10). 8 霍格-古德伯格, O 等（2007） 快速气候变化下的珊瑚礁与海洋酸化. 科学 318 (5857): 1737-1742. 9 桑顿, PK 等 (2014) 气候变异与应对气候变化的脆弱性：综述. 全球变化生物学 20: 3313–3328 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.12581/full 10 范德·林登, SL 等（2015） 作为路径信念的关于气候变化的科学共识：实验证据. 公共科学图书馆·综 合 10(2): e0118489。http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0118489 3