全球变化对自然资源开发利用的影响

自然资源是各种物质能量循环过程相互作用的产物，因此，自然资源系统的状态是各种物质能量循环、转换过程相互作用的结果。物质能量平衡的变化及转换过程的改变将引起自然资源系统的变化。^[2]在自然资源形成及转换中，物质能量循环及转换主要有以下五个过程：

（一）气候系统与水文循环过程

气候系统与水文循环过程，决定和支配着地球系统热量、水分的流动和在区域之间的重新分配。该过程的物质与能量基础是太阳辐射和地表物质物理化学性质的区域差异。

太阳辐射的变化是由太阳辐射强度、地球轨道参数、地球的行星反射率、进入地球系统的太阳能在地球系统中滞留时间所决定的，而地表的覆被类型、土壤物理化学性质的差异对于地表的长波辐射及热量在大气中滞留时间的长短具有重要影响。

水分是热量和能量的载体。水分的流动和在区域上的再分配，不仅使水资源的分布格局发生变化，同时也使热量的区域分配发生变化。因而，陆地生态系统过程也随之发生变异。

（二）固体地球系统与岩石圈循环过程

岩石圈是固体地球系统的主体。固体地球系统本身同时受地球内力和外力的驱动，其变化过程包括了由地球内力驱使的板块运动和由太阳能直接或间接驱动的风化、侵蚀、搬运、堆积等一系列过程。

板块运动的结果导致海陆分布格局的变化、高海拔山地和高原的隆起以及火山喷发等，这种变化通过热力学和动力学作用对全球大气环流、生物进化都产生了深刻的影响。以青藏高原为例，自新生代中期（大约40MaBP）形成以来，平均高度占据平流层1/3的青藏高原对季风环流和北半球气候产生了巨大影响。根据GCM模型的模拟结果，当青藏高原不存在时，现今东亚大陆上冬季的西伯利亚高压和夏季南亚低压都不出现，即不存在现代季风；青藏高原的隆起导致西风带的弯曲，并在东亚和北中西部形成两个大槽。由于北美洲中西部大槽的形成将加强携带水汽的气旋系统北移的程度，因而有利于在高纬度地区形成冰盖。以上模拟结果也得到了地质记录的证实。

多数学者认为东亚与印度、非洲的现代季风环流只是在青藏高原急剧隆起超出一定高度（2000m）之后才得以建立，而且季风的强度和影响范围随高度的继续升高而不断加大。不仅如此，青藏高原的阶段性隆起还可能与极地冰盖的扩张发生耦合作用，进而对全球环境变化过程产生影响。火山活动并不是孤立的现象，而是在较短时间尺度上板块运动的一种表现形式。强烈的火山喷发能够把大量的气体和火山灰抛向高空，从而改变平流层的化学成分，造成化学过程异常，并将对大气中的CO2、O3等的平衡产生影响，而受火山影响最大的可能是平流层中气溶胶及其光化学性质的变化所造成的太阳辐射收支的变化。例如，1991年6月15日菲律宾皮纳图博火山喷发是20世纪最强烈的火山喷发，它把约2×105t的SO2及大量的灰尘喷射到平流层中。在此后的几个月中，到达低层的太阳辐射量下降了2%，在以后的两年时间里，全球温度平均降低了0.25℃。也有迹象表明，1991年和1992年的一些异常天气型（如中东地区的异常冷冬和西欧的暖冬）也与火山灰的作用有关。(www.xing528.com)

风化、侵蚀、搬运、堆积等过程及其所形成的各种各样的地貌形态对其他自然过程有直间或间接的影响。这些过程跨越了多种时间尺度，其中的许多过程所导致的自然资源特性和分布特征的变化要经过相当长的时间才能明显地显露出来。

（三）生物地球化学循环过程

生物地球化学循环是进入地球系统的能量流动导致的必然结果，是连接地球各个圈层的重要环节之一。H、O、C、N、P、S是有机质的主要化学元素，随着这些元素组合成生命组织，将增加系统的能量状态；随着生命组织的分解而降低能阶，从而形成一个封闭的循环。自然界中存在着100多种元素，现已知道其中1/3以上的元素都是生命物质所必需的，它们由生命物质直接从大气圈和水圈获得。大气圈和水圈则通过与固体地球的相互作用，或通过水与大洋底部的沉积物或火成岩的物质交换来释放这些元素。生物在其生命活动过程中或死后在微生物的分解作用下，向水圈、大气圈和岩石圈释放这些元素，从而完成整个循环。

（四）生态系统过程

生态系统过程研究包括全球变化对全球生态系统（陆地生态系统、海洋生态系统）及其多样性（物种多样性、生境多样性、基因多样性）的结构与功能的影响，以及生态过程对全球变化的响应或反馈。

（五）人类活动对区域系统的影响过程

自工业革命以来的200多年来，人类对地球系统的影响日益加剧，在几十年至几百年的时间尺度上，人类活动对自然环境的影响较为显著。因此，人类生态系统已经成为全球变化过程的一个不可忽视的组成部分。

人类活动通过对自然资源的开发利用对地球系统产生影响。由人类建造的农业生态系统和城市生态系统取代自然生态系统是人类活动导致全球变化的一种主要形式，它不仅使得土地覆被的状况发生显著改变，而且使得自然生态系统的许多功能也随之丧失。人类活动影响全球变化的另一种形式是为维持农业和城市等人为生态系统的正常运转，进行大量物质和能量的输入，与之相联系的自然资源开发和大量废弃物的排放均对自然环境产生巨大的压力。当其超出自然环境的承受能力以后，全球变化的发生就不可避免了。