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氣候變化的積極影響范文1
關鍵詞季節變化;相關系數;K-W檢驗;滑動t檢驗;山東滕州
氣候變化是全球變化研究的核心問題和主要內容。科學研究表明,近百年來,地球氣候正經歷一次以變暖為主要特征的顯著變化。近50年(1951~2000年)中國氣候變化的顯著特點是大范圍的明顯變暖,尤以我國北方變暖明顯。全國年平均氣溫增暖0.84℃/50年,最低氣溫增暖1.41℃/50年,最高氣溫增暖0.45℃/50年。因此,相應寒冷期縮短,炎熱期延長[1]。于是我們按照候平均氣溫劃分四季,以候平均氣溫穩定<10℃為冬季,>22℃為夏季,在10~22℃之間為春秋兩季,來研究滕州市季節變化對氣候變暖的響應。
1資料與方法
本文使用滕州市1952~2005年的逐候平均氣溫資料,按照候平均氣溫劃分四季的標準,以候平均氣溫穩定<10℃為冬季,>22℃為夏季,在10~22℃之間為春秋兩季,統計滕州市近54年四季開始時間及持續期。使用相關分析、K-W檢驗[2]、線性趨勢分析、累積偏差量檢定(C-D)、滑動t檢驗[3]等方法分析了四季開始時間及持續期的變化特征。
2結果與分析
2.1季節變化的基本特征和相關性
2.1.1季節變化的基本特征(見表1)。表1給出了滕州市1952~2005年季節變化基本統計量。從表1可以看出,滕州市四季開始時間的平均值分別為春季17候、夏季30.5候、秋季50.7候、冬季63.2候,標準差以春季最大,秋季最小。四季持續期平均值冬季最長為25.7候,其次是夏季為20.2候,春季第三為13.5候,秋季最短為12.5候,標準差以冬季最大,秋季最小。冬季持續期平均值是秋季的2倍多。
2.1.2季節變化相關分析(見表2)。表2為滕州市1952~2005年各季節變化相關系數或落后交叉相關系數。從表2可以看出,通過顯著性檢驗的相關系數開始時間與持續期之間有11組,其中最顯著的是夏季開始時間與持續期具有極顯著負相關,冬季持續期與落后1年的春季開始時間具有極顯著負相關;開始時間之間有2組:春夏兩季具有顯著的正相關,夏冬季具有顯著的負相關;持續期之間有4組,其中最顯著的是冬季與落后1年的春季持續期具有極顯著的負相關。
2.2四季開始時間與持續期的年代際變化
將資料按年代分為5組,其中A至E依次代表20世紀50年代(1952~1960年)至90年代后(1991~2005年)。用K-W檢定方法分析5組樣本是否存在顯著差異,如有差異,并進一步檢定差異年代,結果見表3。從表3可以看出,春夏兩季開始時間及冬季持續期年代間顯著差異均為50年代與90年代后,夏季持續期年代間顯著差異為50年代與90年代后及70年代與90年代后2組。秋冬兩季開始時間及春秋兩季持續期年代間無顯著差異。
2.3氣候變暖的反映
2.3.1四季開始時間與持續期變化線性趨勢分析(見表4)。表4給出了滕州市1952~2005年季節變化氣候傾向率、趨勢系數及顯著水平。從表4可以看出,春夏季開始時間提前趨勢均超過0.05的顯著水平,而秋冬季開始時間變化趨勢均不顯著。四季持續期夏季變長、冬季變短趨勢均超過0.05的顯著水平,而春秋季持續期變化趨勢均不顯著。
通過四季開始時間和持續期變化趨勢對比分析發現,夏季持續期變長主要原因是夏季開始時間變早,結束期(即秋季開始時間的前1候)并無顯著變化。冬季變短主要是因為冬天結束期(即春季開始時間的前1候)變早,冬季開始時間并無顯著變化。
2.3.2四季開始時間與持續期突變分析。用C-D累積偏差量檢定季節開始時間及持續期變化是否存在均一性,若為非均一性,則找出前后發生顯著變化的改變點,并用滑動t檢驗(取n1=n2=10)進一步確定改變點的位置。利用K-W檢定法來檢定前后樣本是否具有顯著差異,結果見表5。從表5可以看出,四季開始時間春夏秋三季均有突變點:春季于1988年、夏季于1993年發生由偏遲向偏早的突變,秋季于1989年發生由偏早向偏遲的突變,冬季開始時間無突變點。四季持續期夏冬兩季均有突變點;夏季于1991年發生由偏短向偏長的突變,冬季于1986年發生由偏長向偏短的突變,春秋兩季持續期無突變點。突變點前后樣本均有顯著差異。
3結語
在全球增暖的大背景下,滕州市季節變化呈現如下特點:
(1)一年之中,冬季最為漫長,夏季次之,秋季最短。冬季持續期平均值是秋季的2倍多。四季開始時間以春季波動幅度最大,而持續期以冬季波動幅度最大。夏季開始時間與持續期相關性最好,其次是冬季持續期與落后1年的春季開始時間,相關系數均達0.80以上。
(2)春夏季開始時間及冬季持續期年代間顯著差異均為20世紀50年代與90年代后,50年代春夏兩季開始時間最遲、冬季最長,而90年代后,春夏開始時間最早、冬季最短;夏季持續期年代間顯著差異為20世紀50年代與90年代后及70年代與90年代后2組,70年代夏季最短,其次是50年代,而90年代夏季最長。秋冬兩季開始時間及春秋兩季持續期年代間無顯著差異。
(3)近54年來,滕州市四季開始時間春夏兩季提前趨勢顯著,秋冬兩季變化趨勢不顯著。四季持續期夏季變長、冬季變短趨勢顯著,春秋兩季變化趨勢不顯著。夏季變長是由于夏季開始時間提前,冬季變短是由于冬天結束期提前。20世紀80年代中期以后,冬季持續期、春季開始時間、秋季開始時間、夏季持續期和開始時間陸續發生明顯突變:冬季變短、春季開始時間變早、秋季開始時間變遲、夏季變長開始時間變早。
4參考文獻
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[3] 丁裕國,江志紅.氣象數據時間序列信號處理[M].北京:氣象出版社,1998.
氣候變化的積極影響范文2
關鍵詞:儋州市;氣候變化; 農業
中圖分類號:P467 文獻標識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.02.013
Climate Change and Impacts on Agricultural Production in Hainan from 1971 to 2011——A Case of Danzhou
HAN Qi1, ZHAO Cong-ju1, HUANG Qiu-ru2
(1. School of Geography and Tourism, Hainan Normal University, Haikou, Hainan 571158, China; 2. Hainan Meteorological Service, Haikou, Hainan 570203,China)
Abstract: Studied the climate change in Hainan through the meteorological data of Danzhou from 1971 to 2011. The results showed that: during the study period temperature fluctuated and increased slightly. The inter-annual variation of precipitation was larger, and the precipitation slightly decreased, especially in recent 10 years, the decrease of precipitation was obvious. After that, taking Danzhou as an example, analyzed the influence of climate change on tropical agriculture, and put forward countermeasures and suggestions how to develop tropical and efficient agriculture under the background of global climate change.
Key words: Danzhou;climate change;agricultural
氣候變化對各個行業部門均有不同程度的影響,尤以農業部門最敏感和脆弱。氣候變暖、變干或變濕導致農業生態環境改變,引起農業結構和生產布局變化,進而增加農業生產的不穩定性,產量波動隨之增大,甚至會威脅到國家糧食生產安全[1]。20世紀80年代以來,氣候變化逐漸成為全球關注的熱點問題。《氣候變化國家評估報告》中指出,氣候變化將對我國的農業生產產生重大影響,如果不采取任何措施,到21世紀后半期,我國小麥、水稻和玉米的產量最多可下降37%[2]。學者林學椿等[3]研究近40年我國氣候趨勢指出,我國年平均氣溫以每10年0.04 ℃的傾向率上升,年降水量以每10年-12.66 mm的速度減少。陶忠良[4]分析海南島20世紀80年代的氣候變化及其對農業生產影響,發現氣溫、降水、雨日、干燥度、最低氣溫、低溫日數等變化均對熱帶作物生產產生影響:一方面氣溫升高,熱量增加,提高了作物的產量,也擴大了適宜播種的面積;另一方面:隨著氣候變暖,登陸的熱帶氣旋數目增多,風害成為熱帶作物主要的農業氣象災害;臺風雨增多,降水更加集中,而氣溫上升幅度較大,蒸發散增加,干、濕季更加明顯,旱害進一步加重。
海南島處于海陸相互作用、生態環境比較脆弱地帶,對氣候變化抵抗力以及受損生態恢復力都較弱。儋州為海南面積最大的縣級市,其農業生產是海南農業發展縮影。本研究以海南省儋州為例,通過分析1971—2011年氣溫和降水量數據,探討近40年來儋州氣候變化特點及其對農業生產影響,進而提出以儋州為代表的海南熱帶高效現代農業,應對氣候變化的發展對策和建議。
1 資料來源和方法
1.1 資料來源
儋州市位于海南省西北部,地屬熱帶季風氣候,日照充足,雨量充沛,具有大陸性熱帶島嶼氣候特征。多年平均溫度23.1 ℃,多年平均降雨量為1 486 mm。其中5—10月為雨季,降雨量占全年的83.4%;11月—次年4月為旱季,占年雨量的16%。雨量分布趨勢是由東南向西北逐漸遞減。多年平均蒸發量1 200~2 400 mm。
本研究所用的氣象數據主要源于海南省儋州市氣象觀測站,在1971—2011年的歷史逐月氣溫和降水量等氣象資料。研究過程中采用每10 年為一個基準研究周期,其中1971—1980為70年代氣候變化研究周期,1981—1990為80年代,1991—2000為90年代,2001—2011為21世紀初,共計4個研究周期。在季節上,以3—5月的平均氣溫和降水量總和代表春季氣溫和降水量,6—8月代表夏季,9—11月代表秋季,12月到翌年2月代表冬季。農業資料主要源于海南省及儋州市統計年鑒。
1.2 研究方法
本文的研究方法主要采用距平分析法和最小二乘法。
1.2.1 距平分析法 采用1971—2011年間的年平均氣溫和年降水量作為長期平均值,通過這一時間段內各年份與平均值的正距平和負距平來反映某個時間段的真實水平。同時運用正負距平百分率來表示顯示不同年代氣溫和降水量變化幅度。
1.2.2 線性趨勢分析 運用Excel統計分析軟件對儋州1971—2011年氣溫和降水量變化特點進行線性分析,以顯示某一個時間段某個氣象要素的變化趨勢。通過繪制歷年平均氣溫、多年四季平均氣溫、氣溫變化趨勢線和年降水量、多年四季平均降水量、降水變化趨勢曲線,分析以氣溫和降水為代表的氣候變化趨勢,揭示40年來海南省儋州市氣溫和降水變化特點。
2 結果與分析
2.1 氣溫變化趨勢
2.1.1 歷年氣溫變化趨勢 通過對氣象數據的分析研究發現,儋州市近40年間年平均氣溫為23.72 ℃,氣溫總體變化呈現波動式略微上升的趨勢(圖1)。20世紀70年代、80年代氣溫增溫幅度相對平緩,平均氣溫較低,平均距平為-0.48 ℃和-0.23 ℃。進入20世紀90年代,氣溫升溫幅度增加,平均距平為0.16 ℃。21世紀初表現為正常偏高,平均距平為0.55 ℃。統計顯示,近40年儋州市的升溫平均達每10年0.34 ℃,高于我國50年來平均升溫每10年0.22 ℃的水平[5],表明儋州市氣溫增加趨勢更為明顯。
2.1.2 四季氣溫變化趨勢 從季節上來看,儋州四季溫差變化不大,近40 年春季年平均氣溫24.8 ℃;夏季最高,為27.8 ℃;秋季24.0 ℃;冬季氣溫最低,為18.4 ℃。秋季年平均氣溫上升最為明顯,高達每10年上升0.53 ℃;夏季和冬季增溫幅度同年度增溫幅度,為每10年0.34 ℃和0.28 ℃;春季最為不明顯,為每10年0.13 ℃(圖2)。20世紀80年代和21世紀初秋季的年度增溫高達 每10年0.7 ℃。
2.2 降水量變化趨勢分析
2.2.1 歷年降水量變化趨勢 儋州市研究周期內多年平均1 765.966 mm,降水量年際變化明顯,波動較大,總體呈現略微下降趨勢(圖3)。通過對各個年代變化趨勢比較分析發現,20世紀90年代降水量最多,10年距平值達到124.7 mm,降水量波動較明顯;70、80年代為多雨期,10年距平值67.2 mm和61.3 mm;21世紀降雨量明顯減少,其中多年份降雨量低于40年平均值,10年距平值為-202.5 mm,特別是2010年,僅為878.5 mm,為近40年內最低值。
2.2.2 四季降水量變化趨勢 儋州四季年降水量總體與年度變化相似,但冬季無明顯變化。儋州有明顯的雨季和旱季,其中冬季和春季多為旱季,多年平均降水量分別為330.87 mm和72.06 mm。夏季和秋季為雨季,降水量明顯增多,多年平均降水量分別為750.32 mm和619.39 mm。從年際變化趨勢來看,夏季和秋季的降雨量減少最為明顯,高達每10年減少68.11 mm和每10年減少46.76 mm,而春季和冬季的變化比較不明顯。
2.3 極端天氣
雨季降水集中、強度大,影響降水利用效率;旱季降水少,容易形成季節性干旱,甚至發生嚴重的旱災;海南是我國災害天氣較為頻繁出現的地區。海南旱災平均1.3年發生1次,中西部一些市縣幾乎年年發生旱災[6]。近40年間,影響海南省最嚴重,波及范圍最廣泛,持續時間最長的干旱發生在1976年11月—1978年4月的連年干旱,連續干旱時間長達一年半,期間降水量普遍減少六成,南渡江、萬泉河、昌化江出現歷史最低水位。1997年6—9月,儋州市出現夏季早旱,給農業生產和人民生活帶來重大影響。儋州2010年平均氣溫高達25.1 ℃,高出近40年平均氣溫1.22 ℃,其中6月份和7月份高達30.3 ℃和29.9 ℃;當年的降水量為1971—2011年最低值,全年降水量僅為878.5 mm,氣溫較高的6月和7月降水量僅為92.3 mm和41.3 mm。暴雨發生幾率高,強度強,主要集中在4—10月。如1999年11月上旬,受冷空氣和南海熱帶云團的影響,海南省出現長時間大范圍的降水天氣,儋州市從11月4日20時—13日20時累計降水量達391.7 mm,僅11月6日一日降水量高達251.3 mm,5—7日當地發生洪澇災害[7]。
3 小結與討論
近40年儋州市的升溫平均每10年達0.34 ℃,高于我國50年來平均每10年升溫0.22 ℃的水平,表明儋州市氣溫增加趨勢更為明顯。其中秋季年平均氣溫上升最為明顯,每10年升溫高達0.53 ℃;夏季和冬季增溫幅度同年度增溫幅度,春季最為不明顯。降雨量總體呈現略微下降趨勢,21世紀以來降雨量明顯減少,其中多年份降雨量低于40年平均值。從年際變化趨勢來看,夏季和秋季的降雨量減少最為明顯。極端性天氣災害對當季減產或絕收的短期效應非常突出,長短期氣候變化因子間相互作用與交錯疊加,帶來的不利效應會嚴重放大。氣候變化對農業的影響更加深遠,為此應結合當地農業特點,剖析氣候變化對農業發展的影響。
3.1 對農業生產布局和結構變動與調整的影響
氣候變化會引起熱帶農業生產布局和結構變動與調整,進而導致熱帶作物種類、品種的布局和比例的變化。目前,熱帶作物在海南省的布局主要是依據氣候條件與水資源條件進行區劃的。隨著氣候的變化,熱帶作物的布局和結構將面臨一個大的調整。近年來,儋州市大農業格局正在逐步優化調整,種植業和林業產值有所下降,漁業和畜牧業產值有所上升。而種植業中,糧食作物播種面積大幅度下降,蔬菜瓜果、經濟作物播種面積有所上升,橡膠面積有所增加,糖蔗、水果面積波動較大。
3.2 氣溫增高、降水減少和社會發展,加劇水資源緊張態勢
21世紀以來,10年距平值為-202.5 mm,降雨量明顯減少。氣溫增加趨勢更為明顯,致使水資源量減少;另一方面,儋州農業用地面積不斷增加,1997年農業用地17.49萬hm2,2011年增加到24.91萬hm2,尤其是瓜果、蔬菜、花卉等特色農業比例不斷增加,農業用水需求快速增加;再加上社會經濟發展,行業耗水增加,局部水污染問題未能有效管控,使水資源供求矛盾更加突出。水資源不足已經成為儋州農業以及社會發展的主要制約之一。
3.3 氣候變暖導致病蟲害加重,其中高溫干旱位列影響因素的首位
隨著氣候變暖,作物生長季延長,病蟲害的生長季節也延長,害蟲繁殖代數增加,而冬季氣溫偏高也有利于病蟲越冬,因此各種病蟲害出現的范圍擴大,加劇了流行和危害[9]。
3.4 極端天氣對農業影響進一步加劇
在全球氣候變化背景下,異常氣候出現的概率大大增加,而這些極端天氣事件將對農業的生產和可持續發展產生重要影響。例如:橡膠的生長需要高溫、多雨、沃土、靜風的生態環境,近年來,海南氣候變化呈現增溫,變干的趨勢,登陸的熱帶氣旋增多,橡膠風害進一步加重。2008年初,一場50年一遇的持續低溫陰雨天氣以及2005年9月26日“達維”臺風均給海南橡膠的生產造成了嚴重災害性影響[10]。
4 對策與建議
4.1 合理謀劃、科學規劃,推進熱帶高效農業建設
海南光照、熱力資源充足,但季節性缺水、工程性缺水并存。加強氣象數據監測與氣候變化研究,科學評價海南農業發展利弊,并提出應對措施。大力發展沿海防護林和田間防風林、選育抗旱抗風抗病蟲害新品種,研究高溫熱害、干旱等危害熱作生產天氣、氣候出現規律和形成機制,提出適應和防御的途徑與措施,為熱帶現代高效農業發展提供科學依據和技術支撐。
4.2 建立完善災害氣象預測體制及防災減災預警體系
極端氣象對海南熱帶農業的影響較大,加強長期天氣預報和極端氣候事件的預報工作,提高準確率,建立、健全防災減災的災害預警系統,設立專門的風險管理部門,并及時向相關部門提供決策氣象服務,是熱帶農業發展過程中急需不斷完善的工作。
4.3 調整作物結構和種植制度,優化農業生產布局
應針對未來氣候變化對作物造成的可能影響,適時調整作物品種、優化種植結構;大力發展生物技術,加強抗旱、抗高溫等抗逆品種的培育與篩選。研究作物生長發育、產量和氣象因素的關系,提出適應氣候變化的農業種植制度。調整和優化作物布局,形成農業生產對氣候變化趨利避害之農業布局。
4.4 加強農田水利建設,大力發展設施農業
海南降水集中,旱澇災害頻發。修建水庫與跨流域調水是調節水資源時空分配不均,減少災害損失的重要手段。隨著農業用水成本提高,現代農業必然向節水農業、精準農業方向發展。加強農業農村基礎設施建設,興修水利設施,引進先進農業生產技術,提高農業管理水平,大力發展設施農業,實現農業穩產高產與社會持續發展。
參考文獻:
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氣候變化的積極影響范文3
氣候變化及其對水資源的影響是國際地學界和水資源管理者關注的共同話題。我國積極應對氣候變化影響,跟蹤國際前沿,開展了包括氣候變化對水資源影響方面的許多研究,在認識氣候變化對水資源影響和適應氣候變化方面取得許多重要成果。對水資源管理者而言,關心的重要方面是氣候變化加劇了當前的水資源短缺和增加了洪水風險等問題,使其面臨更大的挑戰。結合國內外的新進展,本文扼要總結了氣候變化對水管理部門的主要影響和適應氣候變化的水資源管理對策。
1 氣候變化對水管理部門的影響
1.1 對可利用水量的影響
氣候變化對可利用的水量產生影響,影響水資源的供給。滿足市政、工業、灌溉、航運、水電和環境等可以利用的水量是各地區最關心的內容。潛在的氣候變化包括降水總量、強度、形態、歷時的變化,融雪時間的變化,蒸發和散發的變化。這些將影響可利用水量的變化。在我國最明顯的例子是氣候變化因素導致華北地區來水量的減少,據全國水資源評價最新成果顯示,1980―2000 年水文系列與1956―1979 年水文系列相比,分布于北方的黃河、淮河、海河和遼河4個流域降水量平均減少6%,水資源總量減少25%,其中地表水資源量減少17%,特別是海河流域地表水資源量減少了41%。對現有的水庫蓄水量的科學利用,地表水和地下水的聯合利用和管理,是水管理者采取的優化利用水資源的戰略。
1.2 對水資源需求的影響
隨著溫度升高導致的蒸發與散發的增加,農業灌溉用水的需求可能增加。然而由于二氧化碳濃度的增加,作物對水的利用效率的提高,可能減少這種影響。在一些地區可能經歷生長季節的延長,這可能增加對水資源的需求。火力發電對水的需求可能增加或減少,依賴于將來水資源利用效率的趨勢,以及新的電站的發展。在降水增多的地區,水資源的需求可能減少,取決于農業和市政部門的適應戰略。這些需求的可能變化,要求水管理者重新評估現有水需求管理戰略的有效性。
1.3 對水質的影響
氣候變化導致的降水和溫度變化將對水質產生影響。氣溫升高將導致水溫的增高,影響(動植物的)生活環境的適宜性,影響水化學過程。在湖泊和水庫中,水溫的改變將影響藻類的潛在暴發,進一步減少水中溶解氧的水平。可利用水量的減少,可能影響河流和湖泊懸浮物、營養物、化學污染物的濃度。降水強度和頻率的改變,影響非點源污染。在冰川冰和永久凍土融化的地區,原來固結的土壤可能更加易于侵蝕,改變沉積物的運移,同樣對水質產生影響。
2 應對氣候變化的水資源管理對策
下面主要從水資源管理和工程建設和運行層面提出適應性措施,提高適應氣候變化的能力,減少氣候變化的負面影響,保障經濟社會的可持續發展。
2.1 水資源綜合管理
減少水資源的需求,作為減少由于氣候變化引起的被管理水系統脆弱性的一種方式而被提倡。水需求管理是更好地利用水資源,減少污水和增加經濟效益的一個戰略。通過更有效地配置現有的供給,需求管理實現水資源需求與有限的可利用水資源供給的平衡。下面對需求管理措施進行分析。
減少水資源需求的大部分措施發生在由個體生產者、家庭實施的局地層次。水管理部門不僅需要促進不同部門水利用效率的提高,同時還需要提高其自身水系統的管理和傳輸效率。國家、省、區域和局地的各級水管理機構間更有效的協調和合作,將有助于資料和信息的交流,提高水資源規劃水平。中央政府應在研究開發減少水消耗的先進技術方面發揮主要作用。
2.2 水資源適應性管理
適應性管理是這樣一個決策過程,在面臨先前管理實施結果和其他信息增加時靈活調整決策制定過程。適應性管理提供了一個穩健決策標準的框架。適應性管理一般為6 個步驟的循環過程:①評估問題,②設計,③實施,④監測,⑤評估,⑥調整。適應性管理已被應用到評估不同的水庫下泄方案對提高下游水生生態系統的影響。實際上適應性管理可以被應用到任何的對于將來存在不確定的動態系統。隨著水資源日益緊缺,適應性管理可能得到更廣泛的應用。
2.3 加強水利工程設施建設
氣候變化的積極影響范文4
(1中國氣象局蘭州干旱氣象研究所/甘肅省干旱氣候變化與減災重點實驗室/中國氣象局干旱氣候變化與減災重點開放實驗室,蘭州730020;2甘肅省慶陽市氣象局,甘肅慶陽745000;3慶陽市西峰區瓜菜產業開發辦公室,甘肅西峰745000)
摘要:退耕還林還草是環縣半干旱區調整產業結構的主方向,也是生態環境建設的一項重要工作,研究氣候變化對其影響有重要現實意義。采用氣候趨勢系數、氣候傾向率、累積距平、YAMAMOTO檢驗法分析了環縣1957—2012 年連續55 年氣象資料。結果表明:55 年來,環縣年平均氣溫增幅為0.43℃/10a,顯著高于全國年平均氣溫增幅0.22℃/10a 的水平,而且年平均氣溫在1987 年存在偏冷向偏暖的突變現象,突變前后平均氣溫上升了1.2℃;55a 來,年降水量呈減少趨勢變化,減幅為15.4 mm/10a,年降水日數也呈減少趨勢變化;氣候暖干化,造成本區熱量增加,光照豐富,也致使干旱、山洪、冰雹、霜凍等自然災害加重,對退耕還林還草工作造成一定的影響。為了更好的應對氣候變化帶來的影響,建議該地應進行種植結構調整,由以糧為主轉為以牧草、林木為主的經營模式,改善生態環境。退耕還林還草應走防護林和經濟林相結合,喬、灌、草相結合的路子;應選抗旱性和抗寒性較強本土樹種草種;草類、灌木可利用雨季進行直播造林,提高在荒山、荒坡、荒溝等地的造林面積,喬木宜選用植苗造林方式,在春、秋兩季選取多株造林、遮陰造林等抗旱造林方法,噴灑增溫保墑劑,提高成活率;大力發展“121”雨水集流等水利工程,整地蓄水保墑,以水養林養草。
關鍵詞 :氣候變化;環縣;退耕還林還草;應對措施
中圖分類號:S162 文獻標志碼:A 論文編號:2014-0023
基金項目:國家級行業專項“西北地區旱作農業對氣候變暖的響應特征及其預警和應對技術”(GYHY200806021);西峰區2014 年中央財政“三農”服務專項。
第一作者簡介:劉英,女,1974 年出生,甘肅西峰人,工程師,本科,主要從事氣象監測和服務工作。通信地址:745000 甘肅省慶陽市氣象局,Tel:0934-8213386,E-mail:gshx_ly@163.com。
收稿日期:2014-04-24,修回日期:2014-06-18。
0 引言
環縣位于甘肅省東部,陜、甘、寧三省(區)交界地帶,地處毛烏素沙漠邊緣,屬黃土高原溝壑區,是半干旱區與干旱區的重要氣候過度帶,境內群山起伏,梁峁縱橫,植被稀疏,土松水苦,自然環境嚴酷;加之群眾廣種薄收,亂開濫墾,地面植被遭到嚴重破壞,森林覆蓋面積不足3%,水土流失嚴重,生態失去平衡造成惡性循環,降水少,蒸發大,風沙多,干旱化加劇,氣象災害頻繁。退耕還林還草是近年來中國西部地區農業生產和生態環境建設的一項重要工作[1],也是調整產業結構的主方向。環縣是一個生態和經濟非常脆弱的地區,1999 年國家開始在該地區進行退耕還林還草試點工作,并于2002年正式在全國啟動退耕還林還草工程[2]。氣候變化對西北地區生態環境的影響是多尺度、全方位、多層次的,正面和負面影響并存[3],氣候暖干化使得生態環境更加脆弱[4],大部分西北地區植被退化[5],西北地區東部草地退化率為45%[6],目前氣候變暖問題已成為國內外研究的重點,中外學者在這一領域進行了大量的研究工作,取得了很大的成果,尤其是氣候變暖對西北區和隴東地區的農業生產影響方面研究成果較多[7-11],張曉麗等[12]對退耕還林還草的政策、效益方面進行了分析,但對退耕還林還草的影響研究并不多。本研究重點分析氣候變化對環縣退耕還林還草的影響,從技術方面為環縣大面積實施退耕還林還草工程提出建議,有很重要的現實意義。
1 環縣55 年氣候變化情況
1.1 資料和方法
選取環縣國家基本站1957—2012 年的氣溫、降水量、日照、物候、災害等資料,采用氣候趨勢系數[13]、氣候傾向率[14]、累積距平、YAMAMOTO檢驗法[15],計算突變前后的信燥比,檢驗氣候突變點,分析環縣55 年來氣候變化情況及對退耕還林還草的影響。
1.2 氣溫的變化分析
從圖1 情況分析可見,環縣逐年平均氣溫呈波動上升趨勢,從表1 可見20 世紀60 年代平均氣溫最低,50年代后期為次低,70年代后期至80年代前期變化基本平穩,80 年代中期至90 年代前期又為一較冷時期,氣溫變化劇烈,90 年代后期到現在為一較暖時期,溫度距平均為正值。年平均最低氣溫為6.5℃,出現在1967 年,為有氣象記錄以來最低的;2006 年平均氣溫為10.9℃,為有氣象記錄以來最高的,最高與最低相差高達4.4℃。用最小二乘法計算變化趨勢系數,年平均氣溫的傾向率為0.43℃/10a,顯著高于全國氣溫增溫率0.22℃/10a,趨勢系數0.78。從表2 可見,環縣四季中都有明顯的升溫趨勢,春、夏、秋季的升溫貢獻都很大;環縣年平均最高、最低氣溫都有上升的趨勢,但最高氣溫對升溫的貢獻明顯大于最低氣溫,氣溫日較差增大。通過累積距平分析(圖2),平均氣溫在1987 年存在偏冷向偏暖的突變,通過YAMAMOTO檢驗。從表3 可見,突變前后年平均氣溫上升1.2℃,冬季平均氣溫上升1.3℃。
1.3 降水變化分析
從環縣年降水量變化曲線(圖3)可見,與全國的平均年降水量呈減少趨勢一致,環縣的55 年來降水量總體呈逐漸減少的趨勢,傾向率為-15.4 mm/10a。從表4 可見,環縣的年降水量出現兩高兩低,20 世紀60年代是最多雨期,80 年代是次多雨期,70、90 年代是相對少雨期,60 年代與90 年代相差122.9 mm,進入2010年后降水量略有回升。從季節變化趨勢來看,冬、春兩季的降水傾向率變化很小,分別為0.42 mm/10a、0.67 mm/10a,降水量的增加趨勢不明顯;夏、秋兩季的降水都是減少的,秋季降水減少最多,傾向率為- 13.9 mm/10a,全年的降水減少主要是秋季引起的。從圖4 可見,日降水量≥0.1 mm年平均降雨日數為83 天,其中春季雨日占全年的24%左右,夏季占39%,秋季27%,冬季僅占10%;計算的年降水日數的氣候傾向率為-4.75 d/10a,降水日數大約每10 年減少5天,大于年降水量減少程度,間接增大了降水強度,有利于局部大澇的形成。
2 氣候變化對環縣退耕還林還草的影響分析
2.1 對退耕還林還草有利的影響
2.1.1 熱量資源增加環縣有明顯的大陸性季風氣候特征:冬寒長,夏熱短,春暖遲,秋涼早,對樹木草類生長影響最大的是無霜期和冬季低溫。
隨著氣候變暖,1987 年突變前與突變后年平均氣溫上升1.2℃,>0℃林木生長平均時間為255 天,無霜期延長5 天,≥0℃活動積溫3456.9~4000.6℃,≥10℃活動積溫2573.5~3466.2℃,熱量資源增加,引起生長期相應延長,可以保證樹木、草類生長。
變暖后最冷月(1 月)平均氣溫-3.8℃,上升1.3℃,極端最低氣溫-25.1℃,樹木草類受凍害危害減輕,大部分樹木、草類可安全越冬。最熱月平均氣溫為21.5℃,極端最高氣溫38.6℃,高溫對樹木草類生長危害不大。
最高氣溫對升溫的貢獻明顯大于最低氣溫,造成氣溫日較差大,平均日較差為13.0℃,最大日較差為28.7℃,利于林木草類生長。
2.1.2 光能資源充分環縣地處北溫帶,日照長,太陽輻射強。隨氣候變化,降水量減小,降水日數減少,全年光照時數增加,年日照百分率為58%~62%,日照總時數為2596.2~2766.4 h,全年太陽總輻射為6095 MJ/m2,與同緯度的蘭州、青島等地比較,環縣為日照時間較長,總輻射較高的地方之一。目前環縣大部分地區光能利用率只有0.13%,水肥較好的地方,光能利用率也只有0.77%,可見退耕還林還草提高光能利用率大有可為。
2.1.3 山區降水資源充沛隨氣候變暖,環縣年總降水量呈減少趨勢,其中冬、春季有少量增加,夏、秋兩季的降水都是減少的,秋季降水減少最多。降水時空分布不均,由東南向西北逐漸遞減;降水年際變化大,最少年272.5 mm,最多年812.9 mm;降水季節分布不均,高度集中在7—9 月,占全年降水的60%以上,且該時段降水強度較大,多形成地表徑流,利用率低;春秋季節降水較少,冬雪特少。但環縣土地資源豐富,全縣土地總面積9236 hm2,其中70%以上為山地,按年平均降水量350 mm計算,山區年降水量2.26 億m3,是一個巨大的水資源庫[16],加以合理利用,可以滿足林木生長對水的需求。
2.2 對退耕還林還草不利的影響
2.2.1 干旱加劇環縣為內陸干旱氣候區,地表水匱乏,地下水位深,自然降水少且時空分布不均,局地性明顯,使干旱出現范圍廣,影響面寬。環縣50 年來年平均氣溫增幅達0.43℃/10a,高于全國平均增幅(0.22℃/10a),年總降水量呈減少趨勢,傾向率為-15.4 mm/10a,加劇了干旱化程度,年大旱的概率增加5%。環縣干旱主要分春旱、春末初夏旱、伏旱、秋旱;環縣春季降水少、風沙大土壤水分損失嚴重,出現春旱的幾率高達62%,直接影響植樹造林工作的開展和新植林木的成活,伏期(7 月中旬到8 月中旬)是林木蒸騰耗水最大時期,此期環縣一般降水較多,但降水強度較大,利用率低,出現伏旱的機率為40%,影響林木的生長和林區蓄墑。干旱成為當地退耕還林,植樹種草的最主要氣象災害,水分不足是環縣植樹造林的最大限制因子。
2.2.2 暴雨冰雹增多年降水量不多,且主要集中在汛期,多以陣雨形式下降,大—暴雨是全年降水的主要成分。50 年來總降水量呈減少趨勢,傾向率為-15.4 mm/10a,年降水日數的氣候傾向率為-4.75 d/10a,增大了降水強度,更有利于局地大澇的形成,夏季異常降水極端氣候事件出現頻率增加,使大澇概率由7%增至10%。大—暴雨引起山洪暴發,造成水土流失嚴重,加重林區干旱程度,使樹木根系露出土面,破壞林草生長。冰雹也是環縣活動頻繁的一種氣象災害,平均每年都有2~3 天,最嚴重的70 年代平均每年11 次,其中1977 年達19 次。冰雹對林木、花果造成機械砸傷,并常伴大雨出現,危害更大。
2.2.3 霜凍危害加重霜凍對樹木危害主要指早、晚霜凍。晚霜凍指出現在4 月后的霜凍,早霜凍指出現在10 月前的霜凍,環縣晚霜凍出現在5 月份的頻率達63%,出現在6 月份的頻率也有25%,早霜凍出現在10月前的頻率有42%,早、晚霜凍不但縮短林草生長期,還可以造成林草受凍死亡。氣候變暖造成生長期延長,根據環縣農氣站1986 到2012 年物候觀測資料分析,樹木春季萌動提早2~5 天,秋季落葉晚3~4 天,早、晚霜凍危害加重。
2.2.4 大風增多環縣地處毛烏素大沙漠南緣,四季風沙較大,氣候變暖,進一步加劇大風的危害,全年8 級以上大風達13~38 天,平均為18 天,最多達85 天,環縣素有“一年一場風,從春刮到冬”之說。大風造成土壤風蝕,肥力下降,跑墑快,林草的幼苗易發生風抽死亡,并造成林木機械損傷,危害較大。
3 環縣退耕還林還草應對措施
3.1 發展水利工程,整地蓄水保墑,以水養林水分不足是環縣造林的主要限制因子,環縣地下水和地表水資源極為貧乏,應高度重視環縣山區豐富的雨水資源,大力發展“121”雨水集蓄等水利工程。山坡平緩地帶修水平梯田,陡峭地段修反坡梯田或魚鱗坑,疏松土壤,加厚土層,改善土壤理化性質,增強土壤蓄水保墑保肥能力。在徑流線上,發展各種雨水積蓄工程,挖蓄水坑,修筑澇壩等攔截雨水,把雨季多余的水積蓄起來,即可防止水土流失也可在干旱時灌溉,以水養林,可大大提高造林的成活率和經濟效益。
3.2 合理調整造林布局
環縣屬黃土高原半干旱地區,植樹造林應走防護林和經濟林相結合,喬、灌、草相結合的路子,根據氣候學方法估算,甘肅黃土高原區喬木林年蒸散耗水量大約350~540 mm,環縣降水基本可以滿足喬木和灌木成活和生長對水分的需求;但從梁峁上現有的側柏、油松、楊樹、榆樹、山杏等喬木和檸條、沙棘、沙大王、苜蓿、毛條、柳等灌木長勢看,喬木生長10 多年后,樹高一般僅2~3 m,樹木直徑不超過5~10 cm,而且近幾年生長量極小,有的已成為“小老頭樹”,而灌木長勢基本良好;這些情況表明年降水量400 mm左右的環縣梁峁上,水分條件不能保證喬木良好成材,經濟效益不大,梁峁上應種植草類和灌木,陰坡上可種植少量稀疏的喬木,重點建設好防護林和生態林;河谷山川區應植喬木、灌木和一些經濟林木,重點建設好用材林和經濟林。
3.3 選擇造林方式,掌握造林適宜期
造林分為植苗造林和直播造林2 種方式。一般草類、灌木可利用雨季(5—9 月)進行直播造林,提高在荒山、荒坡、荒溝等地的造林面積;喬木宜選用植苗造林方式,以提高存活率。
造林適宜期應根據各季節的溫度、日照、降水及土壤墑情確定,造林時期一般為春季、雨季或秋季。環縣雨季氣溫較高,日照強烈,苗木水分蒸騰快,容易造成苗木脫水、風干,降低造林成活率。環縣秋季一般土壤水分較充足,但氣溫、地溫較高,早載植雖有利于根系愈合,但帶葉的苗木容易失水和出現根腐爛降低成活率,過晚載植,天氣已冷,苗木根系容易受凍,造林難以成活。環縣春季土壤返漿期是土壤墑情最好的時期,這時苗木已由休眠狀態復蘇,開始萌生新根,移栽后能較好的吸收土壤水分,根系從土壤中吸收的水分,能與苗木地上部分的蒸騰失水維持平衡,有利于苗木成活,因此環縣應在春季土壤返漿期苗木根系開始萌發時造林較適宜。
3.4 選用適宜樹種草種,提高成活率
選用樹種時應選抗旱性和抗寒性較強的樹種,防止早晚霜凍的影響。采用側柏、油松、楊樹、山杏、沙棘、毛條等本土樹種和紫花苜蓿、沙大王等本土草種[17],根系發達,抗旱性較強,不但能利用較深層次的水分,也能起到防止水土流失,成功把握性大;引進樹種必須經過較長時間氣候條件的試驗觀察,其環境適應性和生長表現確優于當地樹種才能推廣載植。
3.5 選用幾種抗旱造林方法
3.5.1 看墑造林土壤墑情好壞,直接影響造林成活率的高低。環縣多為沙壤土,沙壤土土壤重量含水率在10%~12%以上時,一般不灌水或少灌水可達到較高的成活率。土壤墑情較差的情況下,灌水有利于緩苗,生根和穩定成活。
3.5.2 借墑造林在干旱又無灌溉條件的地方,可在造林地附近的山洼、坡腳、溝底土層深厚處,取掉上層干土,取其下層濕土運往造林地,在載植坑內將一些濕土增培于苗木根部踩實,然后復上一層松土,增加了坑土底墑,容易踩實,以利緩苗,可提高林木成活率。
3.5.3 接墑造林在土層較厚而上層土壤干旱的地方,先取掉土層干土,到下層墑情好處刨坑,刨坑時濕土放開,在坑內植苗時再將濕土回埋到苗木根部,兩次埋土、踩實、再覆一層土。
3.5.4 開溝造林干旱的山坡采用開溝造林,可以攔蓄雨雪和雜草枯落物,減少日光照射和旱風吹襲,增加土壤水分,減少苗木蒸騰失水和土壤跑墑,有利于苗木成活。
3.5.5 采用化學藥劑造林用ABT生根粉處理根、增溫保墑劑噴灑穴面、蒸騰抑制擠處理葉面等技術,可增強土壤保墑能力,大大減少水分蒸發,增高地溫,保持體內水分平衡,促進苗木生長,提高成活率。3.5.6 多株造林在一個植株穴內載植多株苗木,增加苗木的成活機率。干旱季節和干旱山地采用此法造林,雖成本較高,但可以大大提高造林成活率。3.5.7 覆蓋造林遮擋法,在植穴陽光照射的一方,豎立起遮蔽體,遮擋陽光直射,減少苗木水分蒸騰,可以起到緩苗作用,有利于其成活。據環縣林業站研究,苗木新載植后,采用草類,石塊、地膜、黑網防曬膜等進行覆蓋,成活率提高25%以上。
4 結論
(1)環縣55 年來,平均氣溫呈波動上升趨勢,年平均氣溫的傾向率為0.43℃/10a,顯著高于全國氣溫增溫率0.22℃/10a;最高氣溫對升溫的貢獻大于最低氣溫,平均氣溫在1987 年存在偏冷向偏暖的突變,突變前后年平均氣溫上升1.2℃,冬季平均氣溫上升1.3℃。55年來,降水量總體呈逐漸減少的趨勢,傾向率為-15.4 mm/10a,秋季降水減少最多;年降水日數減少的氣候傾向率為-4.75 d/10a。
(2)氣候暖干化,致使該地干旱、山洪、冰雹、霜凍等自然災害頻發,但同時該地的熱量資源增加,生長期延長。為了更好的應對氣候變化帶來的影響,該地應進行種植結構調整,由以糧為主轉為以牧草、林木為主的經營模式。環縣地處毛烏素沙漠邊緣,多年來廣種薄收,亂開濫墾,地面植被遭到嚴重破壞,干旱化加劇,生態失去平衡造成惡性循環,氣象災害頻繁,順應天時,大力調整種植業結構,實行退耕還林還草工程將提高農業生態系統生產力,改善農業生態環境,有利于農業生態系統的穩定可持續發展,應該加大實施力度[18]。
(3)環縣退耕還林還草應對措施:植樹造林應走防護林和經濟林相結合,喬、灌、草相結合的路子;應選抗旱性和抗寒性較強的側柏、油松、楊樹、山杏、沙棘、毛條、紫花苜蓿、沙大王等本土樹種草種,根系發達,抗旱性較強,不但能利用較深層次的水分,也能林到防止水土流失;草類、灌木可利用雨季(5—9 月)進行直播造林,提高在荒山、荒坡、荒溝等地的造林面積,喬木宜選用植苗造林方式,在春、秋兩季選取多株造林、覆蓋造林等退耕還林還草方法,噴灑增溫保墑劑,提高成活率;大力發展“121”雨水集流等水利工程,整地蓄水保墑,以水養林養草。
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氣候變化的積極影響范文5
關鍵詞:社會變化;黑人;暴力犯罪率;影響。
經過戰后的民權運動,到20世紀中后期美國黑人社會發生了重大變化:黑人居住區域"內城化"、"隔離化";黑人受育機會平等但教育質量低劣;黑人家庭結構單親化、戶主女性化。這對黑人生活產生了巨大影響。本文試圖通過對該時期黑人社會的分析,指出社會變化成為這一時期黑人高暴力犯罪率的重要原因之一。
一、居住區域的“內城化”、“隔離化”。
20世紀70、80年代美國黑人居住區的"內城化"、"隔離化"使黑人陷于孤立地位【1】,處于社會邊緣地位。
由于二戰的需要,工廠招進了大量黑人勞動力,這使得黑人尤其是普通黑人民眾從南部的鄉村流入城市;50、60年代的"民權運動"也促成了黑人人口流動。到1960年,居住在城市的黑人比白人還多。1970年居住在中心城市的黑人白人都為58.2%,但二十年后居住在中心城市的黑人為56.7%,白人僅有25.2%。1990年美國人口普查表明,83.7%的黑人美國人居住在大都市,76.4%的白人居住在郊區。
在黑人人口超過50萬的12個都市化地區居住著全美43%的黑人,特別是芝加哥、費城、底特律、洛杉磯、華盛頓。這說明黑人居住區日益"內城化"以及"隔離化"。
黑人移居城市是為了追求幸福生活,但"內城化"以及"隔離化"使得他們的希望落空,白人的外移、新型產業的外遷,內城的貧困程度超過了農村。
以紐約黑人的主要居住區哈萊姆為例,到了70、80年代它原先的輝煌已不復存在。學者王作民在1982年訪美期間,曾對哈萊姆區作了考察,他在《美國萬花筒》中這樣評述:"哈萊姆正在死去,這不僅是學者的看法,也是生活在其中的黑人的觀點。""他(謝爾頓,哈萊姆區的一位居民)回答說:'哈萊姆正在死去!'……謝爾頓說,第一,從住房看,上百年的房子只住不修,住房完了。有的已被火燒掉,有的已經坍塌,有的釘死門窗等待坍塌,這才在馬路兩邊出現這么多的空場地,東一塊西一塊的。第二,從社會服務看,沒有醫院,沒有商店、市場,沒有中學,連公共汽車也停掉了。第三,從經濟上看,沒有就業機會。現在住在哈萊姆的人如果不失業的,就是不在哈萊姆工作的。人們在紛紛遷走。'就看我謝爾頓哪天被擠出去了',他嗓音嘶啞地說。"【2】p177-178
"內城化"以及 "隔離化"為黑人從事暴力犯罪"創造了有利條件"。
"學者雷蒙認為'下層階級'就是黑人少數民族聚居區,這里問題叢生:失業、犯罪、低劣的教育,認為那里的黑人的文化是一種價值少、多暴力、失敗教育、女性單親家庭的文化。"【3】
"格拉斯哥認為這類人群不僅威脅到社會秩序的穩定,更重要的是,他們也威脅到黑人社會的安全和存在。"【4】p274這種說法固然是對黑人暴力犯罪形勢的"夸張",但也說明了一個問題,黑人暴力犯罪的對象主要是處于相同地位、一樣貧窮的黑人。例如根據聯邦法律實施援助中心的報告,受害人為黑人的暴力犯罪中有87%是其他黑人所為。對此許多學者進行了研究。"伊利諾斯上訴法院的一位黑人法官皮查姆說:'黑人對白人的犯罪懲罰最為嚴厲,黑人對黑人的犯罪懲罰則較為溫和,這在一定程度縱容了黑人對黑人的犯罪'。"【5】p116
這種觀點很能說明黑人對黑人犯罪的動機,不過黑人之所以成為黑人暴力犯罪的主要受害者,還受其居住區域"貧困化"、"隔離化"、"集中化"的影響。歷史上的黑人犯罪對象主要是白人,是黑人對白人統治權的反抗,是黑人對不公平社會制度、社會結構的挑戰,暴力是他們謀求幸福所使用的極端方式。同時由于生活在同一區域,他們為了獲得更多的社會資源,為了盡早擺脫貧困,競爭取代了團結協作,同種族接觸的頻繁使得因小事結怨、復仇的可能性增大。
城市中這些貧民窟的存在以及這類人群的犯罪行為,使得內城更加衰退,成為社會矛盾的集中區,從這個意義上講,要降低黑人的高暴力犯罪率必須解決黑人居住區的"內城化"、"隔離化"問題。
二、教育質量的低劣
教育對一個社會來說有著極大的意義。"民權運動"后,白人的教育水平得到了很大的提高。與此相對,黑人則顯得緩慢,這主要體現在以下幾個方面:
第一,失學人數多。據有關統計,黑人貧困兒童失學人數是其他膚色的學齡兒童的3倍。
第二,受教育層次低,接受并能完成高等教育的人數少。1980年到1982年25歲以上高中畢業率黑人、白人的差距由20%降為13%,但至少獲有一門學科學士學位的差距依然為10%。1984年大概有70%的黑人大學生中途輟學,能完成學業的僅為12%。就全美而言,1990年大學畢業生占總人口的20%,而黑人大學畢業生占本種族人口的比例僅為11.4%。
"貧窮程度和教育水平之間存在著明顯的相關。將近一半的低收入家庭的家長只完成了高中一年級以前的學業,73%的家長根本就沒有上完高中。但是,盡管缺乏教育既是貧窮的原因又是貧窮的后果,差不多所有的職業中都有窮人的代表。"【6】p121教育上的劣勢使黑人無力擺脫貧窮地位,無力獲得發展機會,貧困與低劣教育之間形成了一種惡性循環的局面。
其次,這是他們在教育上遭受歧視的結果。第一,種族隔離影響到了黑人教育水平的提高。"民權運動"后,經過美國聯邦政府和聯邦法院的努力,學校中制度化的種族隔離已經被徹底打破,但是又出現了"第二代隔離"【7】。學校通過將白人學生分流進學術班,將黑人或其他少數民族學生分進其它班來達到種族隔離的目的。第二,學校中白人教師占多數,在學術上他們不愿意鼓勵黑人學生,對黑人學生放任自流。而且黑人學校的師資力量、圖書資料等也遠遠比不上白人學校。
三、家庭結構的單親化、戶主女性化
之所以產生這種現象,一是由于黑人結婚率低。從1960年以來黑人合法夫妻的數量飛速下降,在超過1000萬的黑人家庭中合法夫妻不到50%。
二是因為他們的離婚率高。從1980年到1999年西班牙語裔的婚姻最穩定,白人居中,黑人最不穩定。
三是因為隨著60年代性觀念的解放,黑人少女未婚先孕的現象十分普遍,加之天主教會禁止墮胎,黑人男子的放蕩、不負責任,單親家庭、女性戶主家庭日益增多。
根據美國犯罪的統計,在黑人的暴力犯罪中,犯罪人多為城市中的青少年,其中更以生活在單親家庭的為主。"而且降低他們的失業率是非常困難的,因為對工作機會的競爭越來越激烈。沒有工作更加深了黑人的貧困程度,也影響到了他們的婚姻和下一代教育。同時社會和國家對黑人青年人和成年人健康補助是不足的,從1976年到1986年參與醫療計劃的貧困家庭從65%下降到46%,1/4的非婚生子女完全沒有保障。"【4】p274-275
這些年輕人思想易偏離了主流社會的要求,易敵視社會。他們的行為常常使人感到困惑,他們沖動、任性,以個人的喜好決定一切,不顧社會、他人的感受。
"麥克卡倫和朋友去看望一位女友,當他們靠近女友公寓后門的時候,遭到了一群年輕黑人的嘲弄。麥克卡倫本想跟他們算帳,但在猶豫片刻后掉頭就跑,誰知那伙人中的一個拔出了手槍并朝他隨意開火,就這樣他倒在血泊中。"【5】p115 “當四個白人男子走在佛羅里達的棕櫚沙灘上,一輛汽車在他們不遠處停下來,從車上走下兩個黑人男子。這兩個人手放在背后,其中一個說:'你們這些蠢貨看什么?'白人答道:'不是在看你,黑鬼。'一聽到這話后,黑人男子立即從背后掏出了槍,開火射殺一人,射傷另一人。事后調查發現在這次事件中,襲擊者與受害者互不相識。"【8】p5
由此我們不難看出,單親家庭、女性家庭對下一代產生的負面作用,產生了嚴重的負面效應。所以要想降低黑人的高暴力犯罪率就必須解決黑人家庭的單親化、戶主女性化問題,就必須就降低黑人青少年的暴力犯罪率,就必須改善青少年的生活環境,為他們創造一個有利于成長的社會氛圍。
四、結語
綜上所述,20世紀中后期美國社會變化給黑人帶來了巨大沖擊,其生活方式、家庭結構等已大不同與以前。新的變化、新轉變對黑人社會產生了巨大影響,加重了其物質上的貧困,也導致了其精神上的迷茫。這些變化成為這一時期黑人高暴力犯罪率的重要原因之一。
參考文獻
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氣候變化的積極影響范文6
關鍵詞:腎;缺血-再灌注損傷;p38MAPK;銀杏達莫注射液
中圖分類號:R692文獻標識碼:A 文章編號:1673-7717(2011)04-0856-05
Effect of Injection of Ginkgo Biloba Extract and Dipyridamole on
p38MAPK Activation in Rats with Renal Ischemia Reperfusion
LI Dan【sup】2【/sup】,ZHANG Yan-hua【sup】2【/sup】, CHEN Shao-jie【sup】2【/sup】,YU Xu-guang【sup】1 【/sup】,LIN Xiang-dong【sup】1 【/sup】,
TANG Lan-lan【sup】1【/sup】,WANG Shu-jun【sup】2【/sup】,WANG Yuan-yuan【sup】2【/sup】, LI Guan-long【sup】2【/sup】, WANG Wan-tie【sup】2【/sup】
(1. The affiliated Yueqing Hospital, Wenzhou Medical College,Wenzhou 325035,Zhejiang,China;
2. Department of Pathophysiology, Wenzhou Medical College,Wenzhou 325035,Zhejiang,China)
Abstract:Objective:To explore the mechanism of protective effects of Ginkgo biloba extract and Dipyridamole injection (XGD) on renal ischemia-reperfusion injury (RIRI). Methods:The model of renal ischemia-reperfusion injury in male rats was made by removing the right renal ,and clamping of left renal artery for 1 hour and 1 hour of reperfusion.The rats with pretreatment were fed with XGD respectively at the dosage of 0.9,1.8,3.6mL/kg prior to operation for a week, The content of malondialdehyde (MDA), the activity of superoxide dismutase (SOD) in renal tissue and the levels of serum creatinine (Scr), blood urea nitrogen (BUN) were measured. The morphologic changes of renal tissue were observed by electronic microscope. western bloting was used to detect the protein expression and activation.Results:After ischemia-reperfusion,the activity of SOD in renal tissue was decreased,however,the content of MDA and p- p38MAPK protein in renal tissue and the levels of BUN,Cr in plasma were increased. Pathological changes induced by ischemia-reperfusion in renal tissues were observed clearly.The pretreatment of rats with XGD significantly prevented reduction of SOD activity and increasing of MDA content and p- p38MAPK protein in renal tissue,decreased elevation of concentration of BUN and Cr in plasma. Pathological changes of proximal tubullar cells in rat kidneys induced by ischemia-reperfusion were also prevented by the pretreatment with XGD.Different XGD dosage groups showed no significant differences.Conclusion:XGD can protect rats from renal injuries caused by ischemia-reperfusion. The mechanism of protective effects of XGD may be related to preserving the activity of SOD and alleviating lipid peroxidation to reduce the expression of p- p38MAPK protein to improve the ischemia-reperfusion injury in rat kidney function and to reduce the damage.
Key words:KidenyIschemia-reperfusion injury;JNK;Ginkgo biloba extract and Dipyridamole injection
腎臟對缺血-再灌注損傷(ischemia reperfusion injury)極為敏感。腎移植、嚴重創傷休克后延遲復蘇均會導致不同程度的腎臟IRI【sup】[1-2]【/sup】,腎缺血-再灌注損傷(renal ischemia-reperfusion injury,RIRI)是發生急性腎衰竭及影響移植存活的重要因素,機制十分復雜。如何采取簡便、有效的措施防止因腎臟IRI而導致的各種急慢性腎臟疾病,一直是國內外學者關注的重點、難點和熱點。
近年來,有關器官缺血再灌注后細胞內信號通路的變化日益受到重視。絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)是細胞內重要的信號轉導系統之一。MAPK家族由3個主要的亞族組成:ERK、JNK/SAPK和p38MAPK。ERKs主要作為細胞促有絲分裂增殖/分化的活化因子;JNK/SAPK和p38MAPK則主要參與細胞凋亡相關蛋白的應激活化【sup】[3]【/sup】。其中p38MAPK主要參與介導應激反應,細胞外多種應激原如放射線、紫外光、熱休克、高滲液、促炎因子(如TNF-α,IL-1)等都可激活p38MAPK通路【sup】[4]【/sup】,活化后的p38MAPK以轉位的方式進入細胞核,激活其下游的底物,影響細胞的增殖、分化、轉化、凋亡等生物效應【sup】[5]【/sup】。銀杏達莫注射液(Ginkgo biloba extract and Dipyridamole injection,XGD)是以銀杏葉提取物(EGB)為基礎的復合制劑,目前已在心腦血管疾病及糖尿病防治中發揮了重要的作用,但在防治RIRI方面的研究尚不多,值得進一步進行實驗研究。本實驗利用大鼠RIRI模型,觀察銀杏達莫注射對RIRI的保護作用及其對p38MAPK通路的影響,為臨床應用銀杏達莫注射液防治RIRI提供理論依據。
1 材料與方法
1.1 動物及試劑 健康雄性Sprague-Dawley大鼠(清潔級),體重200±20g,購自溫州醫學院實驗動物中心,許可證號:SCXK(浙)2005-0019;銀杏達莫注射液(山西普德藥業有限公司生產,批號:20070601),由樂清市人民醫院提供;超氧化物歧化酶(SOD)丙二醛(MDA)尿素氮(BUN)肌酐(Cr)檢測試劑盒及蛋白定量試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。Trizol試劑購自美國Invitrogen公司,逆轉錄試劑盒購自美國MBI公司。
1.2 儀 器 722N分光光度計(上海精密科學儀器有限公司),聚合酶鏈式反應DNA擴增儀(美國Bio-Rad公司),凝膠定量軟件Quantity One(Bio-Rad公司),Image-pro plus 5.0彩色圖像分析系統(美國Media Cybernetics公司),EXL-808酶標儀(美國Bio TeK公司)。
1.3 實驗動物分組及方法 50只SD大鼠隨機分為3組,每組10只。(1)對照組:按1.8mL/kg體重尾靜脈注射生理鹽水,每天1次,連續7天;(2)模型組:按1.8mL/kg體重尾靜脈注射生理鹽水,每天1次,連續7天;(2)銀杏達莫注射液處理(高、中、低)組:按0.9、1.8、3.6mL/kg體重尾靜脈注射XGD每天1次,連續7天。動物用藥量是根據銀杏達莫注射液的臨床用藥,利用大鼠與人的等效劑量換算方法計算得來。
1.4 標本收集 第8天每組大鼠經3%戊巴比妥鈉40mg/kg腹腔注射麻醉,麻醉成功后,仰臥位固定,作腹部正中3~4cm切口,分離腎周組織,暴露雙側腎臟,游離右側腎臟結扎腎蒂并摘除右腎。假手術組不做其他特殊處理,模型組和藥物處理組先用微動脈夾夾閉左腎蒂缺血1h,然后移去動脈夾再灌注1h建立缺血再灌注損傷模型。全部大鼠都經下腔靜脈取血,血液標本用4000r/min高速離心機離心10min,留取上清液進行血肌酐(serum creatinine,Scr)和血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)檢測,取腎組織分別以電鏡和生化測定需要(置于液氮或-70℃冰箱中)保存備用。
1.5 MDA含量和SOD活性檢測 用冰冷生理鹽水做勻漿緩沖液制備腎組織勻漿,羥胺法測定SOD活性,TBA法測定組織MDA含量。按說明書操作實驗步驟。
1.6 血清BUN和Cr含量的測定 取動物血清,二乙酰-肟法、苦味酸法分別測定血清BUN、Cr含量。實驗步驟按說明書進行。
1.7 電鏡檢查 取大約1mm【sup】3【/sup】腎上極皮質,用生理鹽水沖洗后浸入2.5%戊二醛溶液中固定2h,用生理鹽水沖洗3次,再用1%鋨酸固定1h。經丙酮梯度脫水,環氧樹脂丙酮混合液37℃浸泡24h,純環氧樹脂37℃包埋劑包埋成塊,修塊定位后,超薄切片(切片厚約1μm-10μm),電子染色,置于H-7500透射電鏡下觀察。
1.8 腎組織蛋白提取和蛋白印跡法(Western Blot)分析 把腎組織剪切成細小的碎片,取適量已加入PMSF的裂解液(50mM Tris (pH 7.4),150mM NaCl,1% Triton X-100,1% sodium deoxycholate,0.1% SDS,sodium orthovanadate,sodium fluoride,EDTA,leupeptin等),勻漿,充分裂解后,12000g離心5min,取上清,用BCA法測定總蛋白濃度后,在12%SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分離蛋白(80μg總蛋白/泳道),然后轉移到PVDF膜上,5%的脫脂奶粉封閉2h,分別加入p-p38MAPK抗兔多克隆抗體(1∶800)和p38MAPK抗兔多克隆抗體(1∶1000),4℃過夜。次日TBST洗膜后加入抗兔HRP抗體(1∶3000),室溫搖床2h,洗膜后ECL發光,在暗室中用X線片顯影適當時間,然后沖洗膠片,掃描各種樣品的蛋白條帶的吸光度(A)值,并分別算出與正常對照組吸光度(A)的比值,以求出其活化倍數。
1.9 統計學處理 兩組間比較采用獨立樣本t檢驗,數據以±s表示。采用Pearson法分析Cr、BUN、SOD、MDA與p-p38MAPK各參數間的相互關系,所有統計分析均經SPSS 13.0軟件處理完成,P
2 結 果
2.1 銀杏達莫注射液對大鼠腎組織SOD活性 MDA含量及血清BUN Cr含量的影響 由表1可知,模型組的血清BUN、Cr、組織MDA含量比對照組顯著升高,SOD活性比對照組顯著降低,銀杏達莫處理組血清BUN、Cr、組織MDA含量比對照組明顯升高,但顯著低于模型組的水平,SOD活性比對照組明顯降低,卻顯著高于模型組。表1 各組大鼠腎組織勻漿SOD活性 MDA含量及血清BUN Cr含量的變化及比較(n10,±s )
注:與對照組比較:P
2.2 銀杏達莫注射液對大鼠腎組織p38MAPK蛋白表達化水平的影響 Western印跡結果表明,與對照組比較,各組大鼠腎組織p38MAPK蛋白表達水平均上調(P
表2 各組大鼠腎組織p-JNK表達的
變化及比較(n10,±s)
注:與對照組比較:P
2.3 腎組織SOD、MDA與p-p38MAPK及p-p38MAPK與血清BUN、Cr各參數間的相互關系 直線相關分析顯示:SOD與p-p38MAPK之間呈明顯負相關,相關系數r為-0.640,P
2.4 腎組織病理改變 肉眼下:對照組腎皮質髓質顏色正常;模型組腎皮質較蒼白,髓質顏色呈暗紅色;銀杏達莫注射液處理組皮質輕度蒼白,髓質可見輕度淤血水腫,而高中低三組劑量之間無明顯差異。電鏡下:對照組近曲小管線粒體變化不明顯,無細胞溶解,足突清晰可見,足細胞未見明顯變化(圖2、7、12、17)。模型組近曲小管上皮細胞大量溶解,呈現空泡化,產生大量吞飲小泡,形成吞噬體,部分線粒體腫脹,形狀不規則,部分線粒體基質濃縮,外腔擴大,嵴稀疏散亂,大量足突融合,部分基底膜增厚不均,出現局灶性隆突,足細胞空泡化,胞核固縮,細胞中線粒體部分腫脹變形,部分基質濃縮(圖3、8、13、18)。銀杏達莫注射液處理組也出現近曲小管部分上皮細胞溶解,呈現空泡化,有吞飲小泡和吞噬體的產生,部分線粒體腫脹變形,部分線粒體基質濃縮,無外腔擴大,嵴清晰可見,無稀疏散亂等改變,部分足突融合,基底膜基本完整,無變形增厚等改變,足細胞結構完整,足細胞中的線粒體也有部分腫脹變形及基質濃縮改變,但程度都較模型組輕(圖4、5、6、9、10、11、14、15、16、19、20、21)。
3 討 論
腎缺血-再灌注損傷是缺血性急性腎功能衰竭的重要損傷環節,也是腎移植中影響移植腎早期功能恢復的主要因素、病理機制非常復雜。RIRI與自由基的產生密切相關【sup】[6-7]【/sup】。研究表明【sup】[8-9]【/sup】,在腎缺血-再灌注過程中產生大量氧自由基(oxygen free radical,OFR),這些自由基攻擊生物膜的多元不飽和脂肪酸發生脂質過氧化,生成脂質過氧化物(lipid peroxidation,LPO),LPO可分解產生丙二醛(malondialdehyde,MDA)。在IRI階段不僅產生大量氧自由基,而且清除自由基的酶類活性也受到抑制,更加重了大量自由基在體內的蓄積。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是超氧陰離子自由基的清除劑,可抑制自由基引起的脂質過氧化反應。
p38MAPK通路是MAPKs的亞家系,主要在細胞應激(如紫外線照射、高滲、機械應激等)條件下被激活,活化后的p38MAPK以轉位的方式進入細胞核,激活其下游的底物。已有研究發現氧自由基參與了p38MAPK的激活【sup】[10]【/sup】,本實驗相關分析的結果可知,SOD活性與p-p38MAPK表達存在明顯的負相關,而BUN、Cr、MDA含量與p-p38MAPK表達存在明顯的正相關,與已有的研究結果相符。而缺血缺氧本身也可以誘導p38MAPK的活化【sup】[11]【/sup】, p38MAPK都對炎癥因子、熱休克蛋白和ROS介導的細胞應激很敏感【sup】[3]【/sup】,p38MAPK的活化啟動了細胞凋亡的發生,進而損傷腎臟的組織結構和功能。本實驗發現,大鼠腎缺血-再灌注時p-p38MAPK表達明顯上調,同時伴隨著腎組織結構的嚴重損傷和腎功能的不同程度減退;而且p-p38MAPK與BUN、Cr之間呈明顯正相關關系,提示p38MAPK的活化介導了RIRI的發生、發展。
銀杏達莫注射液的主要有效成分為銀杏總黃酮(9.0~11.0mg)及雙嘧達莫(3.6~4.4mg),具有拮抗血小板活化因子,抗血栓,擴張血管、增加組織血流量、抗氧化,抗自由基作用,降低血中膽固醇及改善微循環等作用,可以通過擴張腎小球的出球小動脈,改善腎臟的微循環來改善腎臟的缺血缺氧狀態。因而可以改善血液流動特性,防止血栓形成,改善組織器官的血供。本研究結果發現:給予銀杏達莫注射液3個劑量0.9、1.8、3.6mL/kg治療后,腎組織MDA濃度降低和SOD活性增強,同時p-p38MAPK蛋白表達下調,腎組織損傷一定程度的減輕及腎功能指標不同程度的改善,而3個劑量組的結果雖有個別指標有差別,但無統計學意義。表明小劑量的銀杏達莫注射液就可達到保護腎臟缺血再灌注損傷的作用。同時,實驗結果也表明:銀杏達莫注射液可通過清除體內氧自由基,降低脂質過氧化反應程度,從而減少p38MAPK蛋白的磷酸化,進而對缺血-再灌注損傷腎發揮一定程度的保護作用。
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