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中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0188-02
一、教材分析
全球气候变化尤其是近代气候变化对植被、植物资源的影响已经成为植物地理学研究中的热点问题,但目前中国高校采用的教材中普遍缺失对这部分内容。为使学生了解研究前沿、拓展知识面,有必要在植物地理教学中补充这部分内容。全面阐释全球气候变化与植物分区变化的关系,内容应包含三部分:(1)气候、气候变化的概念,气候变化的分类及特征;(2)地质时期尺度上的气候演变与植物分布区的关系;(3)近代全球气候变化趋势下植物分布区变化预测的研究进展。在本教案设计中以第二、第三部分为主要内容。第二部分主要参考武吉华主编的《植物地理学》第二章第二节中“环境演变与植物分布区的变化”;第三部分为作者综合、总结文献而成。
二、教学目标
1.理解气候变化的基本概念、特征、分类。
2.了解气候变化如何影响植物的生长和分布。
3.理解地质时期尺度上的气候演变与现代植物种分布区的重要影响。
4.理解近代全球气候变化的主要特征,及全球气候变化对植物分布区影响。
5.联系实际,人类应如何应对全球气候变化的影响。
三、教学内容的重点及难点
1.重点:不同时间尺度上气候变化的特征及其对植物种分布的影响。
2.难点:近代全球气候变化特征及其对植物分布区的影响。
四、设计思路
1.先概述气候变化的基本概念、分类和特征,再分述不同时间尺度上气候变化对植物中分布的影响,最后联系实际,分析人类如何应对全球气候变化。设计问题程序环环相扣,教给学生建立知识网络、理清知识线索的学习方法。
2.注重联系实际,让学生搜集资料并分析近代气候变化的特征及其对植物分布的可能影响。引导他们思索人类应该如何应对全球气候变化带来的变化。
五、教学过程
本文重点分析“不同时间尺度上气候变化的特征及其对植物种分布的影响”这一重点知识来体现设计思路,流程如下:
(一)概述气候变化的基本概念、特征及分类
讲述气候变化对植物分布的影响,首先学生需要明白什么是气候变化。考虑到本课程是对自然地理专业的学生开设,这个专业的课程安排中另有一门《气象学与气候学》中会详细讲述气候学的基础知识,所以这部分内容只需简单明了地带领学生温习一下相关知识点。
(问题设计)以问题引入。师:“昆明号称‘春城’,天气宜人,四季温差不大”和“今天气候不好,出去别忘记带伞”这两句话有什么问题?什么是气候?和天气是一回事吗?以此引导学生对比天气和气候的不同,从而理解气候的概念,并突出气候“多年常见”和“某地区特有”这两个特征。在此基础上气候变化的概念也就呼之欲出,非常容易理解了。
(课件展示)
需要掌握的知识点:
1.概念:天气:短时间的大气过程和现象。当代气候:按照世界气象组织(WMO)的规定,以30年为整编气候资料时段长度的最短年限,每过10年更新一次。气候:指某地区多年间常见的和特有的大气过程和现象的综合。气候变化: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。
2.气候变化的分类及特征。(1)从跨越的历史时期来看,气候变化可以分为:a地质时期的气候变化:时间跨度最大,变化周期最长的气候变化;b历史时期的气候变化:距今1万年以来的气候变化;c近代气候变化:最近一二百年有气象观测记录时期的气候变化。(2)气候变化的特征:a全球气候一直处于变化之中,变化是常态。b时间越长,气候变化幅度越大,如以105年为单位的亚冰期和亚间冰期温度变幅可达10~15℃;而以101~102年为单位的近代气候变化温度变幅
(二)不同时间尺度上的气候演变与植物分布区的关系
地质时期尺度的气候变化对植物种分布区的影响。(探究活动)
材料1:播放多媒体材料“森林之歌——银杉”。师:大家看到的这种美丽植物叫做银杉,是20世纪50年代我国植物学家陈焕镛教授和匡可任教授在广西花坪发现的松科植物的新属、新种。由于银杉产自中国,叶的背面具有两条银光闪闪的气孔带,所以两位教授就把银杉的属名定为Cathaya(“华夏”之意),把种名定为argyrophylla(“银色的叶”之意)。银杉被植物学界公认是世界上最珍贵的植物之一,享有“植物中的熊猫”的美誉。目前只有我国一些低纬度的群山高耸、地形复杂的局部地区,如广西龙胜、四川南川金佛山以及贵州道真县一带有分布。但植物学家们曾分别在北纬62°的原苏联西伯利亚地区和法国西南部的第三纪地层中发现过银杉的球果化石和花粉化石。这说明了什么?答:说明银杉的分布区域曾经向北深入到欧亚大陆。师:使银杉“退缩”的原因是什么?答:各种植物有自己适宜的气候条件,银杉曾经广泛分布于气候温暖适宜的欧亚大陆。第四纪冰期的降临,冰期时高纬度地区和中纬高山首先变冷,原有植物一代一代向南方和低处迁移,因此银杉的分布区域向低纬度温度较高处退缩。银杉这个例子说明地质时期气候变化对植物分布的影响。并由此例导出地理残遗分布的概念。这种第三纪时分布很广的植物在冰期时分布范围急剧缩小,至今仍仅保存狭小的分布区,这类情况称为“地理残遗分布”,这种物种叫“地理残遗种”。
材料2:落叶松属在欧亚大陆的分布(示地理替代种类)图(《植物地理学》第39页)[1]。
师:请同学看图,分析为什么落叶松属植物的分布不连续,而是呈现间断分布呢?答:在第四纪冰期来临之际,古气候变化导致落叶松向南扩展;当第四纪冰期结束后,气候回暖又使落叶松转向后方退缩,返回原地时因两地植物已混杂,便形成分布区间断。(课件展示)总结上述材料,可以得出知识点:地质时期尺度的气候变化对植物种分布影响严重,通常可以造成某些物种在山地的间断分布,或者形成新的特有分布的规律。
(三)近代气候变化特征及其对植物分布影响的预测研究进展
(过渡设计)20世纪后期以来人们开始认识到人类所面临的许多全球性问题,如自然灾害环境污染、气候变化、资源匮乏等。以“气候变暖”为突出标志的全球环境变化已经引起了科学家、各国政府与社会各界的极大关注。虽然从目前已有的研究结果来看,短时间尺度内的气候波动仅会造成植物分布区呈现摆动趋势,而造不成严重影响。但如果近代气候变化趋势持续下去,未来植物分布所受的影响仍不容忽视。这部分内容利于学生了解研究前沿和热点,在教学过程中主要采用启发发现式教学法。(探究活动设计)课前安排学生分组,搜集近代气候变化相关的文献资料,由各组在课堂上分别总结近代全球气候变化的特征及可能原因。在讨论中学生对近代全球气候变化的主要特征——温度升高、大气CO2浓度升高达成共识,在此基础上再引导学生思考预测气候变化在未来对植物个体及分布影响的方法,并根据已经学过的植物与生存环境间的关系分析近代气候变化对植物分布的可能影响。师:如何准确评估陆地生态系统对于全球变化的响应,以最大限度地减小全球变化的不良影响是全球变化研究者面临的严峻挑战。目前最常用的预测当代和未来的气候变化产生的影响的方法是情景驱动影响法。
需要了解的知识点[2](课件展示):
1.预测气候变化对植物分布影响的方法:目前最常用的预测当代和未来的气候变化产生的影响的方法是情景驱动影响法。这种方法常常用50~100年的气候变化情景去驱动生物物理环境变化模型。
2.预测气候变化对植物分布影响方法的步骤为:(1)采用情景假设的方法模拟未来气候变化。(2)在不同气候变化情景下再根据植物或植被分布与环境因子定量关系来模拟气候变化对植被分布的影响。
3.在分析气候变化对植物分布影响方面,主要进行两个层次分析,一个层次是分析单一植物物种分布变化,另一层次考虑植物群落或植被分布变化。(课后活动)
(1)通过查找资料,分析气候变化的概念形成及影响等(拓展课堂问题);(2)分组调查近代气候变化对家乡植被或农作物的影响,思考人类应对气候变化的影响(探究生活实际问题)。
参考文献:
关键词:气候变化;能源系统;能源供给侧;能源需求侧
中图分类号:F206 文献标识码:A 文章编号:1671-0169(2014)01-0041-06
气候变化是当前国际社会普遍关注的全球化重大问题。许多观测资料表明,地球正在经历以全球气候变暖和极端气候事件频率/强度增加为主要特征的气候变化问题。气候变化正成为~种缓慢发生的灾害,给人类社会带来严重影响,其潜在损失给世界各国提出了适应气候变化的要求。
有关气候变化影响的研究,主要集中在由气候变化带来的一般性物理影响,包括作物生长和虫害、径流量及水资源短缺、疾病与健康、生态系统、动物迁移等。对能源系统与气候变化之间的关系,更多的研究关注“能源消费对GHG排放及气候变化问题”,而对能源部门的气候变化易损性研究并不多,且大多仅着眼于能源系统一个方面。从能源供应链不同层次的视角,Schaeffer等对目前能源系统的气候变化易损性问题进行了总结和归纳;Mideksa等综述了气候变化对电力市场的影响;从区域的视角,Wil-banks研究了气候变化对美国能源生产和使用的影响;Ebinger归纳了能源部门适应气候变化影响的若干关键问题;Yau等则综述了气候变化对热带地区商业建筑和技术服务的影响。
本文以气候变化对能源系统的影响为主题,对近十几年来的最新国际文献进行全面的综述及展望。在阐述主流研究问题的同时,归纳比较了其中的关键研究方法及各自优缺点。最后根据目前研究的特点,提出了可能的发展方向。
一、气候变化对能源需求侧的影响研究
气候变化对能源需求端影响的研究广泛关注气温变化对建筑/居民部门能源需求,尤其是电力需求。这是因为,气温升高趋势导致冬季更为舒适而夏季更为不适,进而使取暖需求降低,制冷需求增加,取暖制冷又大多由电力支撑。McGilligan等指出建筑部门是容易受到气候变化尤其是全球变暖挑战的部门。IPCC第三次评估报告将气候变化对建筑部门的影响总结为“电力需求增加,而能源供给可靠性降低”。
许多学者针对不同国家、地区,探讨了气候变化/CO2浓度增加对能源需求/消费的影响,其中大多数研究针对取暖制冷能源需求。如Bhartendu等用回归方法估算了在大气中CO2浓度增加一倍情景下,美国安大略省的冬季取暖和夏季制冷带来的能源需求变化。Baxter等采用能源终端利用模型估计了到2010年全球变暖的两种情景下,美国加利福尼亚州的能源消费和用能峰值变动情况。Ruth等综合气候因素和社会经济因素,研究了气候变化对美国马里兰州能源需求的影响,并依据HadCM2提供的温度情景进行预测,指出经济因素的影响要大于气候因素。Mirasgedis等利用PRECIS(Providing RegionalClimates for Impacts Studies)模型得到气候参数情景,进一步建立了希腊气候变化对电力需求的影响模型,并用模型预测未来气候情景下电力需求的变化口妇(如表1所示)。
从表1中可以看出,气候变化对能源需求影响的研究结果差异较大,主要是因为:(1)研究对象的不同;(2)研究方法的区别;(3)预测情景的选取不同。这说明,为了解气候变化对一个国家或地区能源需求的影响,不能直接挪用其他国家或地区的研究结论,而应该采用合适的研究方法并根据预设的气候变化情景开展特定国家或地区的研究。
二、气候变化对能源供给侧的影响研究
气候变化对能源供给端的影响研究中,大多是围绕可再生能源的开发利用,主要研究由气候因子变化所造成的能源资源禀赋以及生产能力的改变。可再生能源生产受气候条件影响比化石能源更大,因为这种“能源”与全球能量守恒及所导致的大气流动柏关心。因此,未来全球气候变化将对可再生能源供给产生较大影响。
Pasicko等研究了气候变化对克罗地亚太阳能、风能和水能的影响,其气候情景数据来自全球气候模型ECHAM5-MPIOM和区域动态降尺度气候模型RegCM,在IPCC未来气候情景A2(2011-2040和2041-2070)基础上得比结论:气候变化对克罗地亚沿海及濒临区域可再生能源的影响最大,其巾第一阶段风速预计增加20%,将使风力发电增产一倍,对光伏发电的影响为中性,2050年以后水电生产预计将减产10%。Pryor等综述了气候变化对风能的影响,并得出结论:有时气候变迁可能会使风能产业受益,有时则对风能发展有负面影响,具体地,(1)对风力资源(风力强度和风力资源变化)的影响;(2)对风力农场运营维护及涡轮设计的影响,包括极端风速/狂风、冰冻、海面结冰/永动等因素的影响。
巴西的能源供给很大程度上依赖于可再生能源资源,2007年可再生能源占总能源生产的47%,所以巴西可再生能源的气候变化易损性问题引起较多关注。De Lucena等分析了在一系列长期气候预测排放情景下(IPCC的A2和H2),巴西水电生产和液态生物燃料生产的易损性,结果表明最贫穷地区的能源易损性逐渐增大,生物燃料(尤其是生物柴油)和电力生产(尤其是水电)将受到负面影响。他们还通过模拟IPCC的A2和B2情景下的风力条件,分析了全球气候变化对巴西风力发电潜力的可能影响。其中,巴西的降尺度风力预测数据源自由Hadley中心开发的PRECIS模型。
三、现有研究方法
很大比例的研究均涉及以不同气候情景来分析能源供需的变化。因此,下面分别就气候情景预测方法和供需影响评估研究方法来论述现有的关键研究方法。
(一)气候情景预测方法
目前IPCC气候情景是应用最为广泛也较为权威的温室气体排放及气候变化情景。IPCC致力于开发大气海洋一般循环模型(General Circulation Model,GCM),可以预测较高精度的5*5经纬度格点气候模式,主要包括英国的HadCM3、美国的PCM、加拿大的CGCM2。IPCC根据不同的社会、人口、环境、技术和经济发展轨迹,开发了四组全球范围内的排放预测情景(如表2所示)。
由于气候变化对能源的影响研究基本上集中于局部区域或城市尺度,非全球尺度,而IPCC提供的预测情景难以直接应用手微观区域范围,因此,需要得到降尺度的气候情景。从现在文献来看,降尺度气候变化情景预测方法大致可以分为两类;动态降尺度方法和统计降尺度方法。其中,动态降尺度方法主要指的是应用区域气候模型(Regional Climate Model,RCM)来分解气候情景,如美国的NARCCAP项目,欧洲的PRUDENCE和ENSEMBLES模型。统计降尺度方法则主要是通过运用大尺度气候资料和局部区域气候变量间的实证关系函数,推测区域未来气候情景。动态降尺度在理论上优于统计降尺度,并且即使无法获取区域地表观测变量,也可以应用于任何区域地点,但缺点是计算量大且对计算机的要求很高。统计(实证)降尺度方法不需要诸如地标山川、粗略地图等额外数据,但需要气候原地数据,相对RCM来讲,计算成本小。
(二)供需影响评估研究方法
从目前文献来看,评估气候变化对能源供需影响的研究方法大致包括三类:热平衡模拟法、度日回归的计量方法和能源生产仿真模型。
1.热平衡模拟法。热平衡模拟法以能量平衡和热传导为基础,建筑物参数(窗体材料等)、住户参数以及气候参数为主要指标,用仿真软件来模拟天气变化对建筑物热量收支及能耗的影响。如Roetzel等用建筑模拟软件EnergyPlus,模拟了希腊雅典不同的建筑设计方案和居住人数情景下,IPCC气候变化A2情景(2020,2050,2080)对单元办公室舒适度和能源消费的影响。Xu等利用降尺度的GCM气候数据预测了2040、2070、2100年加利福尼亚建筑能源消费,研究发现:制冷技术条件若保持不变,在IPCC最差的碳排放情景(A1F1)下,加利福尼亚一些地区未来100年制冷用电将增加50%;在IPCC最可能情景(A2)下,制冷电耗将增加25%。仿真软件是EnergyPlus和DOE-2.1E,模拟方案包括16种不同的商业建筑原型。热平衡模拟法的优点在于不需要详尽的能源消费或能源需求的实地数据,减轻了数据收集负担。但其缺点是软件内部参数较多,模拟较为复杂,系统性差,仿真结果与实际建筑能效结果可能出现不一致。
2.度日回归的计量方法。基于度日(冷度日和暖度日)指标的计量经济学回归方法是气候对能源需求侧的影响评价研究中最常采用的研究方法类型,这方面的研究始于1980年代后期。度日是研究气温与能源消费之间关系时最常用到的一种时间温度指标,是指日平均温度与规定的基准温度间的实际离差。为了研究方便,度日又分为:采暖供热度日(Heating Degree Day,HDD,简称热度日)和制冷降温度日(Cooling Degree Day,CDD,简称冷度日)。凡是平均温度低于基础温度的均计入热度日数,而高于基准温度的均计入冷度日数。基准温度由人为设定,一般取18℃作为人体最舒适温度。将冷度日和暖度日作为回归元引入能源供需回归模型中,即为最常见的度日回归的计量方法。度日计量回归模型由于方法简单、适用性强、结果稳健等得到广泛应用,但其缺点在于需要收集大量的时间序列数据作为变量条件。
3.能源生产仿真模型。能源生产仿真模型主要用于气候变化对可再生能源生产影响的研究中,一般将气候因子变量作为原始输入变量,进而利用降尺度方法得到对机组运行起作用的有效气候因子,最后由产量仿真模型进行模拟。如De Lucena等胡在分析巴西水电生产和液态生物燃料生产的气候变化易损性时运用了能源生产仿真模型。首先,由大尺度GCM模型预测得到目标年的天然降雨量,然后用统计降尺度方法ARMAl2季节调整模型预测得到局部盆地详细的水流量信息,两者结合预测水电机组注入水流量,最后以此作为输入变量输入到能源生产仿真模型来预测水电产量。
四、当前研究特点及未来发展方向
(一)供需预测研究中存在较多的不确定性问题
由于气候变化是较长期的影响和反应过程,考虑气候变化影响的能源供需预测研究的预测范围大多是几十年甚至上百年。不同的气候情景直接影响预测结果,而未来温室气体排放总量、大气温室气体浓度和全球气候变化均存在较高的不确定性,这直接导致能源供需的长期预测结果同样存在不确定性。例如,水电生产取决于水流量和全年不同时间的变化,长期趋势预测不会捕捉到这样详细的信息。此外,能源生产与使用除受气候变化的影响外,还会受众多其他因素的影响,如经济增长模式、土地利用、人口增长、技术水平、社会和文化差异等。因此,目前气候变化对能源系统影响的预测研究还仅仅是方向性和趋势性的情景分析,而非准确的预测结果,更加确定性的预测是未来研究中的重要问题。
(二)气候变化影响研究较多,适应性研究较少
在已有文献中,有关气候变化对能源系统影响的研究探讨较多,而专门针对能源系统适应气候变化的研究较少。如果包括气温升高和极端气候事件增多的气候变化事实无法避免或快速减少,而通过适应措施能够有效降低其潜在的负面成本,那么,提高能源系统的气候变化适应性问题就显得尤为重要和紧迫。例如,改进建筑防护标准以适应可能出现的暴雨现象,提高风机的耐狂风、耐永冻性能,开发设计智能电网以适应气温变化带来的用电峰谷等重要措施均可提高能源系统的适应性。因此,为有效适应气候变化,实现可持续发展,在脆弱性研究基础上的适应性研究尤为重要。有关能源系统对气候变化的适应性是未来的重要研究方向。
作者简介:许光清,博士,副教授,主要研究方向为环境与自然资源经济学、可持续发展理论与实践、气候变化管理。
基金项目:中国人民大学科学研究基金;中央高校基本科研业务费专项资金(编号:11XNI017)。
(1.中国人民大学环境学院,北京 100872;2.北京大学经济学院,北京 100871)
摘要 本文首先总结了气候变化意识的定义和内涵,认为气候变化意识包括对气候变化的原因、影响和应对措施等问题的认知和应对气候变化的行为意愿两部分。其次基于问卷调查的数据,统计了企业管理人员对气候变化问题的认知和应对气候变化的行为意愿的各项问题的得分率。在气候变化的认知方面,受访者对于气候变化的原因的认知水平比较低,对于气候变化的全球协议和中国政策的认知水平非常低,对于气候变化的原因和减缓气候变化的措施的认知水平比较高,对于适应气候变化的各项措施的认知程度则有明显的差异;在应对气候变化的行为意愿方面,大多数受访者愿意在日常生活中采取行动减缓气候变化,也有大部分受访者认为企业是应对气候变化的主要利益相关方之一,企业应对气候变化的最主要的推动力是强制性的标准和法令的执行以及经济激励政策的引导,中国企业已经采取的应对气候变化的措施主要是节能减排取得了明显成效、淘汰了落后产能、开展了清洁生产及循环经济等。
关键词 企业;气候变化意识;认知;行为意愿
中图分类号 P467文献标识码 A文章编号 1002-2104(2011)07-0062-06doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.07.011
全球气候变化正在深刻影响着人类的生存和发展,是当今国际社会共同面临的重大挑战。气候变化已经成为全球工商业的重要议题,作为社会责任的履约者以及气候变化的利益相关者之一,企业在应对气候变化中担任着重要的角色。
国内外学者开始意识到气候变化背景下企业受到的影响及面临的机遇和挑战,邓梁春认为气候变化本身以及应对气候变化的国际国内行动都将对企业产生影响,气候变化还将使得企业的原材料投入、中间产品以及最终产品的价格产生变化,从而影响到企业的市场竞争力,同时也是企业实现生产运营方式和产品服务市场战略转型的重大机遇[1]。潘家华等认为企业界之所以越来越重视气候变化问题,有其内在原因。第一,企业已经或者将不可避免地受到更为严格的限制温室气体排放措施的限制,提前行动可以规避因气候变化以及监管措施变动所可能带来的风险;第二,越来越多的公众也开始关注气候变化问题,因此,采取积极态度有利于企业迎合社会舆论,体现社会责任,树立良好商业形象,增加无形资产;第三,关注气候问题有利于企业实现技术创新,保持和提高核心竞争力;第四,关注气候变化问题带来了新的商业机会[2]。
国内也有研究已经意识到气候变化背景下中国企业界在企业战略层面上的欠缺,如姜克隽等认为,中国企业对气候变化和低碳经济的认识起步较晚,大多数中国企业还没有从战略角度来思考低碳发展问题,也没有以全球视野来研究应对气候变化的重要性[3]。碳信息披露项目中国报告发现,从总体上看,中国企业多数还是将气候变化视为风险,尤其是将其视为政府的政策要求,被动应对,但也有部分行业的龙头企业采取了更积极主动的策略[4]。
近十几年来,国内外有关公众气候变化意识的调查非常多[5-12],但这类调查研究主要集中于对公众的研究,而对于作为节能减排、发展低碳经济主力军的企业,专门的调查研究非常少。
气候变化意识属于广义的环境意识的一部分,是伴随着人们对气候变化问题的认识和人类应对气候变化的努力而产生的。气候变化意识也主要包括两方面的涵义,其一是对气候变化问题的认识水平,其二是应对气候变化的自觉程度。企业管理人员的气候变化意识主要指企业管理人员做为企业决策、企业行为的主体时的气候变化意识,不完全等同于其做为普通公众的气候变化意识[13]。
本文基于作者所做的一项针对企业管理人员气候变化意识的调查,认为气候变化意识包括对气候变化问题的认知和应对气候变化的行为意愿两部分,其中对气候变化问题的认知包括对气候变化原因的认知、对气候变化全球协议和中国政策的认知、对气候变化的影响的认知、对减缓气候变化的措施的认知和对适应气候变化的措施的认知几个方面;应对气候变化的行为意愿主要包括愿意采取的减缓气候变化的个人行为、各利益相关方在应对气候变化中的责任分担、企业应对气候变化的主要推动力、企业已经采取的应对气候变化的措施等。
1 被调查者的原始信息
本次调查采用访问调查的方式,时间从2010年1月至2010年8月,共发放问卷380份,收回366份,其中有效问卷358份;回收率为96%,有效回收率为94%。
1.1 性别比例、年龄及受教育程度
在所有的被调查者当中,有男性240人占67%,女性118人占33%。年龄在36岁到45岁之间的占到39%,26岁到35岁之间的占31%,46-55岁之间的占18%。本科及以下学历的占到了近八成,研究生及以上学历的占近两成,而博士及以上学历的占3%。
1.2 所在企业的基本情况
从被调查者所在企业来看,第三产业和第二产业居多,分别占到总体的50%和49%;第一产业仅占1%。国有企业占到被调查者的一半,其次是私营企业,占到27%。同时,来自大型企业的占34%,来自中型企业的占44%,来自小型企业的占22%。
1.3 所在工作部门
本次调查所涉及的企业管理人员所属的工作部门的分布如下:董事和监事占17%、技术占22%、销售占21%、人事和财务占29%、其他占11%。
2 企业管理人员有关气候变化问题的认知
2.1 气候变化的原因
表1列出了有关气候变化的原因和受访者的正确答题率。总体来说,企业管理人员对于气候变化的原因的认知水平处于中等偏下的状况,平均正确率为44%。58%的受访者认识到全球平均温度上升有90%以上的可能性是人类活动造成的,36%的受访者认识到气候变化是由于大气中温室气体浓度升高造成的,32%的受访者认识到温室气体主要是由化石燃料燃烧排放的,59%的受访者认识到大气中的温室气体绝大部分是工业革命以来发达国家排放的,37%的受访者认识到人类土地利用方式的改变也造成了大气中温室气体浓度升高。
2.2 气候变化的全球协议和中国政策
表2列出了有关气候变化的全球协议和中国政策的基本问题以及受访者的正确答题率。总体来说,企业管理
表1 对气候变化原因相关知识的了解
Tab.1 Understanding of the causes and driving forces
of climate change
人员对于气候变化的全球协议和中国政策的认知水平相当低,平均正确率只有27%。应对气候变化的相关国际组织和国际公约,包括《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》和《京都议定书》的三个灵活合作机制――排放贸易、联合履约和清洁发展机制,有35%的企业管理人员选出了正确答案。在被问及《京都议定书》定义的人类活动排放的六种温室气体时,正确率只有25%,大多数受访者将氮气排除在温室气体之外,但很少有人能将二氧化硫排除在温室气体之外。
受访企业管理人员对于欧盟提出的全球升温的安全幅度的答题正确率只有21%。2℃上限属于共同愿景的部分内容,是当前国际谈判的一项重要议题,共同愿景是《巴厘行动计划》在《联合国气候变化框架公约》长期合作行动中列出的要素之一,是一个非常综合而复杂的问题,交织着科学、经济、政治、伦理等诸多因素,与减缓、适应、技术和资金等议题都有联系。无论是欧盟推崇的2℃上限,还是450 ppmv或550 ppmv危险浓度水平,以及3 W/m2或4.5 W/m2辐射强迫的稳定情景,都是同一个问题的不同表现形式[2]。由于该问题的难度和复杂性,受访企业管理人员的答题正确率偏低是可以理解的。
只有约1/4的受访者正确选出了中国2020年控制二氧化碳排放强度的目标。该40%到45%的目标充分体现了中国作为一个负责任的大国的形象,并且广泛宣传。受访者对该问题的答题正确率依然很低。由此可见,企业管理人员对于气候变化的全球协议和中国政策的知识有所欠缺,由于传统媒体、网络和看到或听到的环保宣传活动是企业管理人员了解气候变化问题的最主要的途径,企业
表2 对气候变化全球协议相关知识及中国政策的了解
Tab.2 Understanding of the climate-change related
global agreements and protocols and China’s policies
管理人员了解气候变化问题主要是被动的,自觉程度较低,其气候变化知识缺乏系统性和应有的深度。
2.3 气候变化的影响
在对气候变化的影响的认知上,受访者的平均正确率达到了60%,远远超出了对气候变化原因的认识和对气候变化全球协议及中国政策的了解。75%的受访者认识到极端气候事件出现的频率增加是由于气候变化的影响,65%的受访者认识到局部地区的洪涝、干旱加剧也是由于气候变化的影响,64%的受访者认识到海平面上升也是由于气候变化的影响,63%的受访者认识到生态系统和生物多样性受影响也是由于气候变化,55%的受访者认识到气候变化还会影响人类健康。由于这些气候变化的影响比较直观,也由于近年来中国国内气象、自然灾害频发,造成了巨大的经济损失,媒体报道的力度也比较大,引起了人们的普遍关注,使得受访者对这部分气候变化影响的认知水平比较高。但是仅仅有35%的受访者认识到气候变化会使粮食产量受影响,这主要是因为受访的企业管理人员主要分布在第二、第三产业,缺乏对农业领域的直观认识。
2.4 减缓气候变化的措施
在对减缓气候变化的措施的认知上,受访者的平均正确率也达到了60%,75%的受访者认识到改变消费模式和生活方式可以减缓气候变化,73%的受访者认识到植树造林保护森林可以减缓气候变化,66%的受访者认识到开发利用可再生能源可以减缓气候变化,52%的受访者认识到提高能效可以减缓气候变化。这些减缓措施的认知程度比较高,主要因为受访的企业管理人员主要分布于第二和第三产业,对上述减缓措施有比较直观的认识,同时也得力于媒体的广泛宣传。但是,对减缓气候变化的具体技术,仅有约1/3(35%)的企业管理人员认识到推广使用碳捕获与封存(CCS)技术可以减缓气候变化,主要由于该技术的成本过高,很难在现阶段大规模推广,导致其在企业管理人员中的认知偏低。但是该技术做为一项重要的在未来有巨大潜力的减缓气候变化的技术,在国际社会上已经得到众多政府官员、研究人员、企业界人士的认可,由此可见,国内受访的企业管理人员对具体的减缓气候变化的技术措施还缺乏系统全面的了解和认识。
2.5 适应气候变化的措施
在对适应气候变化的措施的认知上,受访的企业管理人员的平均正确率达到了46%,但是对各项适应气候变化的措施的认知程度有明显的差别,说明企业管理人员缺乏适应气候变化领域的系统知识,其知识呈现零散化的特点。强化对生态系统的保护是受访企业管理人员认识到的最主要的适应气候变化的措施,有88%的受访者选择了这一项;强化水资源管理和提高气象灾害防御能力也是受访的企业管理人员认识到的比较主要的适应气候变化的措施,分别有58%和42%的受访者选择了这两项;仅有三分之一左右的受访企业管理人员认识到控制沿海地区地下水超采和保护红树林也是适应气候变化的措施,分别有35%和27%的受访者选择了这两项,可见受访的企业管理人员普遍对海岸带环境与生态系统在气候变化中的脆弱性和我国海岸带在国民经济发展中的重要作用认识不足;在农业领域,仅仅有23%的受访者认识到选育推广农业抗逆优良品种也是适应气候变化的措施,这与前述仅有35%的受访者认识到气候变化会使粮食产量受影响相
呼应,再一次印证了受访的企业管理人员缺乏农业领域受气候变化影响及如何适应气候变化的相关知识。
3 企业管理人员应对气候变化的行为意愿
3.1 愿意采取的减缓气候变化的个人行为
企业管理人员也是社会公民的一分子,首先应当承担作为一个公民的环境责任和应尽的义务。表3显示了受访者作为公民为了减少温室气体排放而愿意采取的个人行动。总体上看,分别有86%、84%、77%受访的企业管理人员非常愿意采取节约用水、节约用电、购买节能产品等行动来减缓气候变化,分别有61%和60%受访的企业管理人员愿意采取低碳办公和减少奢侈品的购买和使用等行动来减缓气候变化。然而,在购买当地当季水果和蔬菜、尽量乘坐公共交通工具、尽量减少坐飞机的次数等减缓气候变化的个人行为上,选择肯定会这么做的企业管理人员比例明显下降,分别为40%、39%和28%,这可能与企业管理人员普遍生活节奏紧张、公务繁忙有关,可见当
表3 愿意采取的减缓气候变化的个人行为
Tab.3 Intended individual behavioral changes
in mitigating climate change%
减缓气候变化的行动与工作效率发生矛盾时,大多数人的选择还是以工作效率为主。
3.2 各利益相关方在应对气候变化中的责任分担
表4是受访者选出的应对气候变化各利益相关方应当承担的责任,可见大部分企业管理人员认为中央政府、地方政府、企业和社会公众是应对气候变化的主要利益相关方。
表4 应对气候变化各利益相关方应当承担的责任
Tab.4 Divided responsibilities of stakeholders
when addressing climate change%
3.3 企业应对气候变化的主要推动力
图4是调查中关于企业应对气候变化的主要推动力的结果。从图中可知,69%的受访者选择了强制性的标准和法令的执行、61%的企业管理人员选择了经济激励政策的引导,这两项是企业应对气候变化的最主要的原因。
同时,46%的企业管理人员选择了新商机和新的利润增长点的驱动,有43%的企业管理人员选择了树立良好的企业和品牌形象、提升企业竞争力的需要,有36%的企业管理人员选择了企业管理观念和意识的转变,由此可见,已有少部分的企业管理人员主动将企业的长期发展战略、发展目标和应对气候变化有机结合,并能意识到气候变化带来的新机遇。
另外,仅有24%的企业管理人员认为应对气候变化是国际竞争和开辟国际市场的需要,这可能与此次调查的大多数的企业管理人员来自内向型企业有关,同时也说明大多数的企业管理人员无论在应对气候变化问题上还是在企业发展问题上还没有全球视野;仅有23%的企业管理人员认为应对气候变化是由于受到了来自社会舆论的压力,这说明了全社会应对气候变化的氛围还比较弱,同时也说明在我国,对企业行为来说,社会公众的影响力很小。
3.4 企业已经采取的应对气候变化的措施
图5是企业在应对气候变化方面已经采取的具体措施。从图中可知,57%的企业节能减排成效显著;53%的企业已经提高了能效;有49%的企业已经采取了淘汰落
后产能,39%的企业开展了清洁生产和循环经济,另有38%的企业利用了可再生能源。由此可见,中国企业已经采取的应对气候变化的具体措施主要是节能减排取得了明显成效、提高了能效、淘汰了落后产能、开展了清洁生产及循环经济、利用了可再生能源。
仅有11%的企业申请了清洁发展机制项目,虽然CDM项目在我国发展迅速,截至2009年底,我国企业通过参与CDM项目,已获签发的减排量达2.2亿tCO2当量,但是,对大多数的企业来说,由于信息、能力等障碍,或者产业类型、主营业务的不同,并没有从CDM项目中受益,也没有通过CDM项目获得相关的气候变化知识,从而提升气候变化意识。
4 结论与建议
基于上述分析和总结,并综合多位专家、学者、政府官员的观点[14-17],本文提出以下的政策建议,以提高企业管理人员的气候变化意识,从而使我国企业在应对气候变化的进程中,发挥其应有的重要作用:
(1)与媒体宣传相结合,对企业管理人员加强气候变化方面的培训,使企业管理人员对气候变化问题的认知更加具体化、系统化。
(2)积极实行促进企业应对气候变化的经济激励政策,建立有效的监督机制,鼓励企业进行低碳产品认证、自愿碳减排协议、碳交易、碳中和等尝试,使企业管理人员特别是高层管理人员的气候变化意识进一步提高,使中国企业从被动迎接气候变化的挑战转变为从企业战略的高度上主动出击。
(3)与节能减排政策相结合,重视强制性的标准和法规的作用,进一步实行可再生能源强制入网、提高能效标准、循环经济立法和试点、淘汰落后产能、关停并转、上大压小等一系列命令控制型手段,促进企业采取应对气候变化的战略和行动。
(4)积极发挥学术团体和环保民间社团的作用,提高公众的气候变化意识,创造全社会积极应对气候变化的氛围,充分发挥公众的作用,对企业行为加强监督,从而进一步提升企业的气候变化意识。
(5)通过增加投入,加强国际交流与合作等各种形式,鼓励民间资本进入新技术行业,创设公平的竞争环境,加强企业创新能力,使企业有足够的能力和潜力主动应对气候变化。
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Statistical Analysis on the Climate Change Awareness
of Enterprises’ Management Personnel
XU Guang-qing1 DONG Zhi-yong2 GUO Ying2
(1.School of Environment and Natural Resources, Renmin University of China, Beijing 100872,China;
2.School of Economics, Peking University, Beijing 100871,China)
[关键词]气候变化 成本—收益分析 国际框架 均衡点
[中图分类号]P476
[文献标识码]A
[文章编号]1006-1568-(2013)04-0042-15
自1988年国际社会在加拿大多伦多首次召开半官方的气候会议,到2012年联合国气候变化应对框架的多哈会议(COP18/CMP8),有关气候变化应对的国际谈判已走过25年历程。多伦多会议提出了应对气候变化的碳减排目标,即以1988年的排放水平为基准,到2005年全球减排20%,这一目标史称应对气候变化的“多伦多目标”。现在看起来,这一目标显然过于理想化。因为在2012年多哈会议最终通过的决议里已经找不到明确的全球碳减排目标,更多的则是“希望”、“理应”、“自愿”等字眼。这意味着,经过25年的努力,国际社会在应对气候变化和碳减排上的意愿和进展可谓是不进反退,尽管全球的碳排放水平已经远高于当年。因此,颇有必要对既有的具体应对策略特别是指导国际社会气候变化应对实践的理论加以总结和检讨。
要回答这个问题,首先必须了解各国参与全球气候变化应对框架和机制的决策依据。一般认为,气候变化应对框架的有效性根本上取决于各国的参与度,国际社会最终之所以能达成这样或那样的决议,也正是因为决议必须在最大程度上反映各国的参与度。因而,作为全球气候变化的重要里程碑,最初的《京都议定书》(以下简称“议定书”)才将其生效条件设定为55%的排放比例,也就是附件一国家名单中至少有足够占到全球排放总量55%的国家和地区加入该议定书,其规定的各项条款才能真正生效。
需要指出的是,决定各国参与度的,是各国对参与全球气候变化治理的成本—收益计算;换句话说,成本—收益计算是各国气候变化外交的决策基础。例如,美国参议院在讨论表决议定书时有过这样的阐述,“任何(气候变化)国际协议都必然会对国内经济产生系列的金融(经济)影响”。具体而言,所谓的“经济金融影响”实际上指的便是成本与收益,即加入气候变化的相关国际协议究竟会给美国带来怎样的收益,同时又增加怎样的成本。也就是说,美国唯有在明确了这样的成本一收益关系后才能做出是否加入议定书的判断和决策。对此,在美国国会一次有关气候变化的听证会上,与会参议员在回答为何美国仍没有加入气候变化国际协议的问题时解释,“因为美国还没有弄清楚国际气候变化协议对国内经济造成的各种影响”。
基于上述逻辑,本文将以成本—收益分析为切入点,分析缘何当前全球气候变化治理机制停滞不前,认为这一现状恰好是出于成本—收益考虑导致的各国参与全球气候变化的低水平均衡。基于对更高水平平衡存在的乐观判断,本文认为,国际社会需要进一步推动各国提高参与度,使国际应对气候变化努力向更高水平的均衡迈进。
一、全球气候变化应对框架的成本收益计算
国际学术界有关全球气候变化应对框架的成本—收益分析主要通过建立各种经济学模型进行测算,其中较有代表性的方法是利用一般均衡的经济学分析方法,将一定时期内(如到2055年或者2100年等)的经济增长、能源利用、碳排放、气候变化模式、气候变化影响以及各种碳减排和气候变化适应政策等因素作为变量纳入到模型中,同时赋予各个变量以各种参数,然后计算出在不同排放及减排情景下的碳排放价格,以及由此产生的成本与收益。
以动态综合气候—经济模型(DICE,Dynamic Integrated Climate-Economy Model)的研究为例,笔者对在2009年12月国际社会就应对气候变化达成的《哥本哈根协议》进行了成本收益分析(表1)。在这一模型中,成本和收益的计算依据有三个:
一是在《哥本哈根协议》的气候变化应对路径下,全球及各国由于受气候变化影响而造成的直接净损失,净损失的含义其实已经包括了成本和收益两方面的因素;
二是在《哥本哈根协议》下,全球及各国设定的减排路径和政策给社会经济带来的减排支出成本,这个成本大小与《协议》的规定有着很大的关联,包括技术变迁、经济增长、社会福利都会受到减排过程的极大影响;
三是在《哥本哈根协议》下,根据作者通过同一模型模拟出来的碳排放价格(包括碳税和碳排放权的交易),以及各国要达到各自碳排放配额范围所需购买的额外碳排放量,最终计算出一个全球及各国用于支付额外碳排放配额的成本。需要指出的是,由于各国在《哥本哈根协议》下的碳减排配额分配并不均匀,考虑到各国减排能力的差异,会出现“富余”和“不足”两种情况,因而这项成本对于一些国家为正,而对于另一些国家则为负。当然,从全球的角度来看,其总额为零。
按照这样的计算框架,威廉·诺德豪斯(William D.Nordhaus)得出的结论是《哥本哈根协议》下到2055年全球应对气候变化的直接总支出为16,470亿美元。这个支出水平究竟是高还是低呢?在稍早的同系列研究中,诺德豪斯通过同一模型对各种气候变化应对情景下的支出成本进行了核算。他根据性质的不同将总支出分成两部分,第一部分是气候影响损失和减排成本,比较的结果是:从最优应对情景下的低成本,一直到不采取任何措施以及设定过高减排或温度控制目标情景下的高成本;第二部分的支出来自碳排放配额的购买,其中碳排放价格决定了最终的购买支出,而不同气候变化应对情景意味着不同的碳排放价格。作者对此进行了排列,结果表明,气候变化应对的策略越激进,国际社会未来承担的碳排放价格就越高,这也就意味着不同国家为完成减排目标必须为购买额外的碳排放配额付出更高的成本。
值得注意的是,限于科学研究和社会经济发展上的极大不确定性,诺德豪斯及其他经济学家和气候变化研究小组,如政府间气候变化专门委员会(IPCC)和斯特恩报告,对全球气候变化应对成本一收益的计算结果在数量上未必是完全精确的。但从不同情景的排列顺序来看,他们的结论在逻辑上是站得住脚的,即对应不同的气候变化应对和发展情景,国际社会将共同承担不同的成本和收益。那么从成本一收益的视角出发,我们如何进一步理解不同气候变化应对及发展情景的主要区别呢?是什么关键因素影响着全球气候变化应对框架的成本与收益?理解这些问题将有助于构建一个国际气候变化应对的经济学意义上的成本一收益模型。
二、碳排放价格、参与度与成本—收益分析
按照诺德豪斯和理查德·托尔等人有关气候变化经济影响的分析,应对气候变化的净成本影响主要有三个来源,即:气候变化的直接影响,碳减排进程的影响和碳排放价格的影响。对全球而言,前两种来源的影响总体上体现为正的净成本,而碳排放价格对净成本的影响在名义上是在各国间相互抵消后为零。但实际上,全球碳排放价格有两个源头:碳税和碳交易,如果全部的碳价格都以碳税的形式体现出来,均衡状态下碳排放价格应等同于碳减排的边际成本,从而意味着一国为本国配额之外的碳排放支付了成本。如果进而将气候变化对全球造成的损失影响纳入碳排放价格的计算范围,即完全而充分地将气候变化的外部影响内化到碳价格中,那么碳排放价格更可以成为衡量全球气候变化应对框架成本收益的指标。就此而言,在不同全球性气候变化应对框架的路径下,会产生高低不等的各种碳价格,也就体现了全球为这些不同的气候变化应对框架所支付的净成本水平。
如果赋予碳价格以新的含义,即把气候变化影响和碳减排支出都折算为碳排放价格,然后将碳排放价格作为衡量全球性气候变化应对框架成本一收益的标志性指标,则可对以往在一般均衡基础上所得出的成本收益比较结果进行重新组合和排列。以诺德豪斯在其研究中设定的15种气候变化应对情景为例,在给定时期内且其他条件不变的情况下,可对15种情景加以重新排列(图1)。这个新的排列说明,如果仅从时间序列的角度来看,不管国际社会采取何种减排策略和路径,都会从初期的最低点然后慢慢上升。但如果采取横截面的比较,不同情景间的区别就一目了然,根据前面的分析,碳排放价格的区别实则也代表了各种气候变化应对机制在成本收益上的区别。
从图1可以得出一个基本结论,即气候变化应对机制导致碳排放价格越高,其成本也就越高。如相对议定书的应对机制,能将全球气温上升控制在2~C范围内的应对机制明显成本更高;同时,相对于不包括美国碳排放的议定书而言,能够覆盖美国碳排放的议定书的成本就更高。
如果进一步比较导致碳排放价格的各种应对情景,可以发现,各种应对情景间最大的差异在于各国的参与度不同,或者说是对全球碳排放的覆盖度不同。因此可以认为,参与度是决定碳排放价格及应对机制的成本一收益水平的重要因素。
无论是议定书的应对机制,还是设定2℃的升温限制,其本质都是全球碳排放的覆盖面大小的问题。从绝对意义上讲,应对机制的覆盖度越高,则碳排放价格会越高,尽管从应对的结果看也会越有效。但问题在于,在国际社会中,应对机制的覆盖范围并非取决于碳排放价格或者应对有效性,而取决于各国对应对机制的认同度,具体表现为参与度。可依据官方表态将参与度分为三类:参与、不参与和有条件参与。以各国对议定书的态度为例,美国属于有条件参与,欧盟属于参与,中印等发展中国家属于不参与。又以《哥本哈根协议》为例,中印也都加入了有条件参与阵营。需要指出的是,从非官方角度衡量的参与度相对更为复杂,因为市场、部门或地区的参与度与官方表态未必一致,导致实际的参与度发生变化,而市场最终形成的碳排放价格反映的正是实际参与度。这样,可将图1中的纵轴换成“参与度”,进而用不同的方法观察15种不同应对机制和情景间的区别,从最低的参与度到最高的参与度,决定了具有不同特性的应对机制和情景。
将参与度与应对机制的上述关系应用到全球气候变化应对机制的实践中,并从1988年国际社会开启气候变化应对机制的谈判到2012年多哈气候大会落幕期间选取几个重要节点,便可发现,基于碳排放覆盖率的各国气候变化实际参与度的差异以及变化,决定了应对机制和目标的变化起伏(图2)。
在图2中,尽管控制2℃升温的应对情景要求较高的参与度(接近100%),并被《哥本哈根协议》所确认。但该目标并没有被具体落实,在《哥本哈根协议》中体现为碳排放覆盖率的全球参与度非但没有提高,反而因为资源减排机制而有所下降。因此,从1988年至今,全球气候变化应对机制的参与度一直在递减。同一时期,国际市场的碳价格也在持续下滑,进一步说明国际社会应对气候变化和碳减排的总体意愿呈减弱趋势,印证了基于成本一收益衡量方法的气候变化应对机制在不同阶段对净成本水平评估的演变过程。
三、全球应对气候变化框架的成本—收益模型
本节将对气候变化应对的成本—收益模型加以考察。在下文所应用的函数中,Cost指应对气候变化的总成本,Benefit指应对气候变化的总收益,Y指应对气候变化的总产出或福利水平,Commitment指各国在不同时期(i)的参与度或碳减排承诺水平,ert指各期的贴现程度。
(一)成本函数:Cost=∑f(Commitmenti)ert;
在技术进步、气候变化趋势、经济发展等因素都给定的情况下,国际社会开展气候变化应对合作的成本(现值,下同)取决于各国的参与度或承诺程度。既有研究表明,随着各国参与度的提高,国际社会将在参与度较低时(参与初期)付出更大的增量成本,但在参与度较高时(参与后期)成本上升趋缓。换句话说,成本函数的曲线将是递增和凸起的,即先快后慢,即图3中的成本曲线。最终,如果全球各国全部参与到合作框架中,那么成本将被固定在某个最高点上,不会无限增加。这是因为,一旦在全球建立有效合作机制控制碳排放,将全球温度的变化控制在一个可承载的范围,那么碳排放价格便不会再继续提高(如图3),应对成本也就会趋于停滞。
(二)收益函数:Benefit=∑f(commitmenti)ert;
同样的,在其他条件给定的情况下,国际社会开展气候变化应对合作的收益也取决于各国的参与度。根据相关研究和上述分析,参与度的提高会给全球带来更多的收益。当然,收益曲线的特征有别于成本曲线。首先,在参与度较低时(初期),因为“漏出”效应的存在,提高合作水平带来的全球收益增长速度较慢;一旦合作水平达到特定水平,随着“漏出”效应显著下降,全球碳排放相关政策的有效性也会显著提高,如碳税、碳交易等。此时,全球将从合作中获得更大的好处,并出现快速的增长;这意味着,收益曲线总体将呈现出先慢后快的递增性(图3中收益曲线)。
收益曲线的第二个重要特征在于:在初期,由于各国参与度较低,相应国际框架的收益水平将低于成本水平,甚至在某些极端情况下收益为负。但随各国参与深入,收益曲线会以更快的速度攀升,在达到特定参与水平后将超过成本曲线。这个参与水平也就是一个均衡的参与度。
收益函数还有第三个特征,即在参与度进一步提升后,收益的增长速度极有可能出现下滑,即增长速度放慢并逐渐向成本曲线靠拢(图4中收益曲线),这会使收益曲线出现变化(如图4)。这样便会改变成本一收益曲线间的关系,出现了两个均衡点。可把第一个均衡点(Q1)称之为低水平的参与均衡,第二个均衡点(Q2)则称之为高水平的参与均衡。
(三)均衡条件
第一,当成本曲线高于收益曲线时,称之为“参与不足”(Under-commitment),此时全球将为之付出净成本,从而推动参与度的继续提高,一直到两者相等为止;
第二,当成本曲线低于收益曲线时,称之为“参与过度”(Over-commitment),此时全球将从更高的应对参与水平中获得净收益。尽管如此,但参与度不会继续提高,而是向反方向发展即出现下滑,一直到净收益为零时。这主要是因为,当参与度过高时,一方面气候变化应对部门的净收益增加本身会削弱各国在此领域的继续投入及参与积极性,凸显其他部门投入的短缺和气候变化应对部门的投入过度;另一方面,尽管全球的总收益继续增加,但在地区分布上,收益的分配显然是不均匀的,因此也会形成和增加进一步提高参与度获得更多净收益的各种政治经济障碍。
第三,两个均衡水平的比较。根据上述分析,对全球气候变化应对的收益曲线进行仿真,则会出现先凹后凸的结果。相对于固定的成本曲线,这导致了一低一高两种均衡水平。在均衡条件都成立的情况下,两个均衡水平都可以帮助国际社会实现“参与度”的优化。也就是说,在这两个参与度水平上,至少在气候变化应对部门内部都足以形成相对稳定的状态。但显然,低水平参与度上的均衡尽管实现了部门的稳定,它对全球总产出和总福利的益处则低于高水平参与度。
(四)双均衡条件:Y=∑f(Commitmenti)ert
由第三点讨论而来的,需要引入第四个条件,即考虑了两部门产出的一般均衡条件。如果将各国气候变化应对参与度纳入到整体福利考虑,参与度会通过影响气候变化应对部门的内部成本一收益均衡,继而影响其他部门的成本一收益均衡,最终作用于总体福利水平。在目前的科学认知水平和发展阶段上,气候变化应对的参与度对经济增长总福利现值存在递增影响。但以一般均衡的现有分析为基础,有理由相信,气候变化应对参与度并非始终增加经济总福利,因为在参与度高于特定水平后,无论气候变化应对部门内部的净福利如何变化都会反作用于经济总体福利,从而导致既有成本一收益关系逆转,如图5所示。
这样,两个均衡的参与度便产生了不同的福利影响,低水平的均衡参与度带来较低的产出水平,高水平的均衡参与度带来较高的产出水平。从产出水平的角度来看,前者属于低收入均衡,并非理想结果,而后者则可以带来更优的福利。全球气候变化应对的发展历程其实就是一个既寻求成本一收益均衡,同时又实现更高产出水平的过程。总体而言,当前的国际气候变化应对框架更加接近于低收入的均衡状态,即各国在自身成本收益核算的基础上,“自由地”确定各自的参与度,先是通过2012年的多哈气候大会进行了初步确认,然后到2015年在进行反馈和总结,届时形成新的国际应对框架,进一步强化和固定气候变化部门内部的均衡。
从全球角度看,这一均衡并非最优。如图5所示,如果参与度提高,总体产出和福利水平也将更高。问题在于,一旦低收入的参与度均衡状态在确立后迅速得到强化甚至被固定,那么打破这一均衡、推动参与度提高并实现更优化的产出和福利水平将很困难。有两种可能局面将推动实现这一突破。
第一,外部条件变化,如气候变化程度加剧、国际社会对应对气候变化的偏好增加、各国政府对气候变化应对的认同提高及技术进步等,都会同步提高气候变化应对不同参与度上的成本(或降低收益),从而推动成本曲线上移(或使收益曲线下移),迫使最优的均衡参与度向右延伸。这种情况相对于外部条件发生变化后,气候变化应对部门的估值水平有所提高,从而增加了各种投入的相对价值,使参与气候变化应对进程可带来更低的机会成本和更高的总产出和福利。
第二,也存在内生机制推动参与度提高的可能,最主要的是参与国/地区/部门带来的示范效应。在现实世界中,各国/地区/部门对于气候变化应对的参与呈现极不均匀的状态,有的出于自发,有的则仅仅跟随。这样,参与度本身存在着微小变动的可能:主要出于各种内生原因和激励因素,参与度会不断提高,这一提高本身会带来收益和成本,而一旦参与者从中获得净收益,就有可能对其他未加入者形成示范效应,进而吸引更多的参与者。当然,如前所述,考虑到均衡条件,由示范效应导致的更高参与度所形成的额外净收益在最初阶段未必会推动参与度继续提高,反而可能使参与度下滑回落至均衡水平。但这里面存在一个“临界点”,即在某些关键性的国家/地区/部门加入到气候变化应对进程,或执行了某些标志性的减排政策后,参与度的提高便难以逆转,从而加速向下一个均衡点即高收入均衡水平汇聚,并在这个均衡点上逐步稳定下来。
基于参与度边际产出递减规律,产出函数有一个重要的假定,即100%的参与度未必导致产出最大化。正如IPCC的第四次评估报告所指出的,国际社会面临多种可供选择的排放及减排情景,从“一切照旧”(Business as usual)到最为积极的应对情景,其排序正好是从最低的参与度(>=0),到最高的参与度(
四、模型的应用
以上理论模型分析对当前国际社会的气候变化应对实践有着两方面的重要解释意义。一方面,国际社会在气候变化应对框架上的发展路径将受以下两种情况约束:其一,沿着本部门内部的净收益曲线移动,随着世界各国参与度的提高,国际减排应对框架的净收益会出现相应的变化(图6),基于双均衡的存在,因此该曲线将呈现出倒U型的形状,与横轴(参与度)有两个交点(Q1,Q2),意味着可能的参与度也仅会维持在这两点之间;其二,由于实现均衡的需要,Q1和Q2仍然是稳定后最有可能出现的参与度选择结果。因此,以参与度高低来衡量的气候变化应对框架将围绕这两个点出现波动。同时,在内部和外部条件的作用下,可以在两点间进行过渡。也就是说,最后参与度的选择范围将限制在Q1和Q2两点间。
另一方面,上述约束条件也符合当前各国在应对气候变化上的现实选择。第一,各国/地区/部门都不同程度地参与到气候变化应对框架中,最终必将在全球范围内体现为一个适度而均衡的参与水平(Q1
第二,近25年来国际社会在气候变化应对上进展缓慢甚至有所倒退这一事实说明,从一般均衡角度来看,尽管参与度提高有利于增加产出,但应对程度还取决于部门内部的成本收益均衡。在关键的临界点没有突破前,国际社会应对气候变化还较难跳出低收入的均衡参与水平。这样,各国显现出各种积极或消极的政策波动也就在情理之中。
第三,国际社会要走出当前的气候变化应对困境,跳出低水平均衡,就必须探索和研究影响参与度的临界物及其临界水平。可能的临界物包括:更加准确的气候变化科学研究和认知,更加巨大的气候灾难,更加系统的社会动员,更加有效而可行的政策工具,等等。当然,要想找到这一临界物及临界水平,全球还需通过更多的试错来验证。
联合国环境规划署的《气候变化的影响和适应评估报告》,呼吁各国迅速采取行动措施适应气候变化,在制定经济发展计划时将适应气候变化问题纳入其中。将适应气候变化纳入到我国战略环境影响评价在目前构建环境友好型社会中有积极的现实意义,应该得到政府决策部门和科学研究机构的广泛关注。宁夏自治区把适应气候变化纳入了“十一五”规划,成为我国第一个把应对气候变化纳入地方中长期规划的省份。
将适应气候变化纳入战略环评的必要性
由于全球环境演变,可持续发展面临新问题,突出表现在全球温室气体减排效果不明显,气候问题会更加突出。面对国际前沿热点以及国家迫切需要,环境学科发展面临新的机遇与挑战,未来要应对气候变化和气象灾害,确保粮食及水安全,因此须加强研究已有气候变化对环境影响的规律,抓住气候变化与全球减灾热的机遇,努力使环境学科的发展适应全球主流政策,按市场机制的发展模式,开发新技术,推动多元化投资方式的实现。为此有必要在战略环评中纳入适应气候变化的内容,从战略高度评价应对气候变化的行动与计划。
(一)国际社会关于气候变化响应的认识
由于过去温室气体的累积排放,气候变暖已不可避免,有必要采取适应措施以应对变暖所造成的影响。目前我们尚未对适应的限制因素或成本有清晰的了解,还因为有效适应措施在很大程度上取决于具体的、地理的和气候的风险因子。也取决于制度、政治和财政方面的制约。虽然多数技术和策略已被一些国家了解并得到开发,但已有的评估并未指出,各种措施选择是如何有效降低风险的,特别是在变暖更厉害、影响更严重的情况下以及脆弱群体的反应。此外,履行适应措施在环境、经济、信息、社会、态度和行为等方面还存在着相当大的障碍。对发展中国家而言,特别是资源的有效利用以及适应能力建设尤为重要。
非气候压力的出现会加剧气候变化的脆弱性。例如气候波动和气候灾害、不能公平地获取资源并导致贫穷、无法保障的粮食安全、经济的全球化趋势、冲突以及艾滋病等疾病的发生等。
未来气候变化影响的脆弱性不仅取决于气候变化,还取决于发展途径。在不同情景下,地区之间在人口、收入和技术发展上可能存在巨大差异,而这些因素通常对气候变化的脆弱性程度起到很大的决定性作用。在中高排放情景(以人均收入较低、人口增长巨大为特征)下预估的受影响人口数量相当大。
可持续发展能够降低对气候变化影响的脆弱性,气候变化也能阻碍各国实现可持续发展的能力。通过提高适应能力并增强恢复能力,可持续发展能够降低对气候变化影响的脆弱性。然而,目前几乎还没有促进可持续发展计划把适应气候变化的影响或提高适应能力明确地纳入其中。
(二)国际社会关于气候变化响应的行动
现在已针对观测到的和预估的气候变化采取了部分适应措施,但仍有限。自政府间气候变化专门委员会(IPCC)第三次评估以来,有越来越多的人类活动适应已有和未来气候变化的证据被观测到。例如,在基础设施项目的设计中考虑应对气候变化因素,如在青藏铁路设计和建设中考虑了未来气候变暖对冻土地带路基的影响。
兼顾适应和减缓的措施,最能够降低与气候变化有关的风险。提高适应能力的途径之一就是把气候变化影响纳入到发展规划中予以考虑,如通过“把适应措施包含在土地利用规划和基础设施设计中”,“把降低脆弱性的措施包含在现有的降低灾害风险策略中”等方式。
气候变化影响造成的损失将因全球温度的不断升高而逐年增加。IPCC评估清楚地表明,未来温度升高不足1℃-3℃的气候变化的区域影响是混合的,但会增加适应成本。然而,如果温度升高超过约3℃,很可能所有区域不利影响更为严重,而发展中国家预期会承受大部分损失。如果变暧4℃,全球平均损失可达国内生产总值(GDP)的1%-5%。目前。国际社会正在制定针对不同阶段影响的应对措施。
如何把适应气候变化纳入战略环评
(一)战略环评和气候变化
与战略环境影响评价相关的气候变化问题可以归纳为下面几点:
气候变化:包括对已有变化的评估和对未来变化的预测。这些变化包括海平面上升、温度和降雨的变化、极端事件(如暴风雨和干旱事件)发生频率的变化。
影响复杂:气候变化无疑会产生一系列的影响,正面影响和负面影响的类型和强度在不同的区域表现也不一致。
适应措施:气候变化影响的严重程度取决于所采取怎样的适应措施。这些措施包括改善洪水风险管理和防止在海平面上升地段建设不合适的建筑。
减缓措施:人类采取的减少人为活动对气候系统影响的直接行动,特别是减少温室气体排放的措施,这些措施包括提高能源效率,提高建筑物的绝热效果,增加可再生能源的比例等。
人类共识:未来的人为活动必须减少温室气体的排放,走低碳经济的可持续发展道路。
(二)战略环评各个阶段都要考虑气候变化的影响以及适应气候变化的措施
在战略环评中开展评价气候变化对规划的影响不同于评估其他方面的影响。首先,气候变化是多种原因复合累计效应的结果,是多种活动(包括人类活动)累积产生的效果,虽然每一个单独的活动所产生的影响可能很有限,但是这些有限的影响累积起来就会造成非常严重的影响;其次,在战略环评中一般需要考虑下面两项与气候变化有关的重要内容,包括:气候变化对规划所产生的影响及约束(一般在战略环评前言部分描述);规划对未来温室气体排放的影响(一般在战略环评的预测和评估阶段)。
(三)与气候变化一致的目标和指标:气候变化基准的描述和监测
战略环评的目标和指标中应该包括未来可能的气候变化相关内容,与可能的应对气候变化相关的目标和指标要一致,并可以实施。
(四)确定未来可能的气候变化导致的主要问题和约束
气候变化可能导致的影响包括高温的风险,暖冬后的寒潮、干热的夏天、海平面上升,以及洪涝风险的增加、某些极端天气气候事件(强风暴、干旱等)增加等。这些影响结合其他因子的作用可以导致对以下领域的重要影响。
对水供需和水质的影响:气候变化可能会导致夏季河流水位下降,冬季上升,这一影响可能恶化(或加重)水质问题和水资源问题。
对粮食安全的影响:气候变化可能增加粮食生产的波动性,使粮食供不应求、全球粮价持续上涨。
对生物多样性的影响:夏季的洪涝可能严重影响湿地。温度升高可能影响物种习性,导致物种迁移甚至消亡。
对人体健康的影响:事故和某些疾病对天气非常敏感,热的天气可以加速疾病和病菌的传播。
(五)将气候变化的适应措施纳入到评价规划中
气候变化的影响只有通过多方面的行动才能得以解决。我国已经提出并采取了一系列有效措施减少温室气体的排放,下一步,要优先把减少温室气体的建议纳入到评价规划中。
今年3月1日,由联合国世界气象组织(WMO)和世界科联(ICSU)联合发起的“第四次国际极地年”活动在法国巴黎启动,从2007年3月1日到2009年3月1日的两年时间内,来自世界60多个国家的几千名科学家将展开超过200个与极地有关的科学项目研究。中国将在极地年推出名为PANDA的核心计划,主题是研究两极地区海洋、大气、冰雪等的相互作用,包括大气、冰川、生物、海洋等学科的中国科学家将连续3年在极地做集中、加强的观测研究。
与此同时,今年世界气象日也将目光对准了极地,今年气象目的主题是“极地气象,了解全球影响”。
极地气象研究为何如此重要?它对我们的生活和环境会有怎样的影响呢?
极地在哪里
南极、北极和青藏高原素有地球三极之称。极地通常指的是南极和北极。
北极,泛指北极圈(66°33′N)以北的地区。包括北冰洋的绝大部分面积、海冰区、岛屿和欧洲、亚洲、北美洲及格陵兰岛在北极圈以内的陆地,总面积约2200多万平方公里。
南极泛指南纬60°以南的海洋、岛屿和大陆,总面积约5200万平方公里。南极大陆冰盖的平均厚度超过2000米,最厚的冰层可达4800米。
两极在地理地貌上最显著的差异是,北极是地球在其最北端的凹陷部分,四面由大陆环绕、近于封闭的永久性冰冻海洋,被喻为白色的海洋或北冰洋,是一片被大陆包围的冰雪海洋。平均水深约1225米,是世界四大洋中面积最小、平均水深最浅的一个海洋。而南极洲是地球在其最南端的凸出部分,是一个四周由海洋包围的冰雪大陆,被喻为白色的大陆或南极洲。其平均海拔高度为2350米,是世界五大洲中平均海拔高度最高、面积最小的大陆。
由于南北两极地处高纬度,因此,在气候和环境上存在许多相似之处:它们分别位于地球的南北两端,大部分地区都终年为冰雪所覆盖,自然环境恶劣,气候寒冷,暴风雪频繁,都是地球上的气候敏感地区,也是制约和影响全球变化,特别是全球气候变化的两大冷源、驱动器和敏感器。但南、北极在环境气候上又存在着明显差异,北极的年平均气温为10℃左右,较南极高15℃~20℃,记录到的最低气温也相差20℃。一般来说,北极的冬季相当于南极的夏季,而南极的冬季则是世界上最为寒冷的季节和地方。
南北两极都是全球著名的暴风雪地区,暴风既频繁又强烈。相比之下,北极暴风的强度较弱,即使在暴风雪强烈的冬季,平均风速也只有10米/秒。而南极地区暴风的年平均风速达17~18米/秒,冬季平均风速可达25~30米/秒,南极内陆高原风速达到45~60米/秒。在东南极大陆沿岸的法国迪蒙・迪尔维尔站上,曾记录到100米/秒的最风,所以,南极被喻为“世界的风极”、“暴风的故乡”。
两极储存了全球冰雪总量的98%以上,世界淡水总量的80%以上。北极的冰雪主要在格陵兰岛,冰雪总量约为300万立方公里,约占全球总冰量的5.4%,冻结的水量约等于世界淡水总量的9%。如果这些冰雪全部融化,全球海平面将上升7.5米。南极大陆的总冰量约为2400万立方公里,约占全球总冰量的90%以上,冻结的水量约等于世界淡水总量的72%。如果这些冰雪全部融化,全球海平面将猛升66米。所以,南极被喻为“地球的冰库”、“冰雪的大陆”。
极地气象学研究什么
气象学家把研究南北极地区各种气象问题的学科称为极地气象学。随着全球气候变化研究的不断深入,极地气象科学也从传统的气象学、气候学、高空气象学、高层大气物理学等,向包括大气物理、大气化学、大气环境和空间天气等更广泛的领域拓展。极地气象的研究历史不算长,仅为100年左右。
极地气象的研究包括两层含义,一是南北极对全球变化有什么反应,即极地的响应,另一点是南北极的变化对全球有什么作用,即极地对全球的反馈。
由于全球大气是一个相互作用和影响的统一整体,南北极是全球气候系统的冷源,赤道地区是全球气候系统的热源,两者遥相呼应,组成了全球气候系统的两极,影响着全球气候的变化。要了解全球气候变化,必须对南北极地区有所研究。
极地大气边界层与冰雪下垫面之间的动力和热力相互作用,不仅影响着大气层结构和局地天气气候,而且对全球大气环流和气候演变也有重要的作用。在中长期天气预报模式、全球气候动力诊断和模拟模式中,都需要了解两极地区的各种热力和动力参数。目前许多先进的大气环流模式和气候模式对极地大气环流和气候的模拟存在较大偏差。其主要原因之一就是因为对北极和南极地区冰雪与大气相互作用的过程认识不足。所以,必须对极地的辐射平衡、水汽、动量输送和能量交换过程及其参数化方案进行深入研究,为气候模式提供更适合极地大气边界层的物理特征参数,进而合理评估极地在全球气候变化中的作用。
极地大洋环流和海冰变化与极地大气环境有密切关系,在全球能量平衡中起重要作用。极地冷水通过沉降从海底向较低纬度地区输送,在全球海洋温盐环流中起启动作用,对全球各大洋的热量和气体交换起重要作用。海冰范围及冰密集度的减少使下垫面反射率和对海-气热量交换的抑制减少,使海洋获得更多的太阳辐射能,与此同时,海水暴露在大气中范围的增加会使从洋面进入大气的水量增加,海洋的热量损失也随之增加,并引起云量的增加,导致洋面接收的太阳辐射能减少。
极地冰盖和大洋沉积物中保留着地球大气地质时期和历史时期气候变化的详细记录,是获取极地气候代用资料的载体。目前利用南极东方站和DOME-C的深孔冰岩芯,俄罗斯(前苏联)、法国和美国科学家通过对冰岩芯同位素、气泡成分及微量物质的研究,获得了近42万年和近74万年以来南极地区温度和二氧化碳及甲烷等气体浓度变化的资料,为判断“温室效应”的影响程度提供依据。在北极格陵兰冰盖也已获得过去25万年以来的气候环境变化记录。这些记录表明全球气候环境变化存在着以大约10万年为周期的冰期、间冰期的循环。在这个循环周期中,间冰期(暖期)一般持续一万年左右,其他时间主要为冰期(冷期)和过渡期。在气候变化的过程中,从冰期(冷期)到间冰期(暖期)的变化速率较快,而从间冰期到
冰期的过渡较慢。
南北极是目前全球受人类活动影响和环境污染最少的地区,开展大气臭氧变化规律和氟里昂等气体向两极输送过程的研究将为揭示“南极臭氧洞”产生机理,以及人类活动对臭氧层破坏的影响程度提供线索。
我国为何研究极地气象
极地冷暖和冰雪状况的变化及其对我国大气环流和天气气候的影响一直是我国气象研究人员十分关心的问题。
我国位于北半球,北极对我们的影响更加直接,比如大家熟知的冷空气活动,冷空气就是从北极的北冰洋、西伯利亚、北极圈里来的,这是北极对我国气候最大最直接的影响,在进行冷空气预测预报时必须考虑北极。
我国科学家还用观测资料诊断分析和数值模拟方法,研究了春季白令海和鄂霍次克海的海冰范围极端异常与东亚夏季风降水变率之间的关系和相关的动力学机制,结果表明:当春季白令海和鄂霍次克海的海冰范围偏少时,夏季东亚高纬度地区存在一个异常高压,该异常高压使我国南方冷空气活动频繁,阻止了东亚副热带夏季风向北推进,使梅雨锋及其降水加强。
南极离我国很远,但南极的冷空气活动同样会对北半球产生影响。1930年代,我国就有学者提出东亚大寒潮穿过赤道后会使印度尼西亚和澳大利亚等国家产生暴雨。这是北半球对南北球的影响。另外,南半球的冷空气活动也会穿过赤道,对北半球太平洋的台风产生影响。这些观点在今天都被研究证实是正确的。事实上,南北半球是相互影响的,南极地区冬季海冰的多少和活动状况会在半年后对东亚和我国东部地区的降水产生影响。这种影响从空间和时间看都是很远的,我们习惯称为遥相关。另外,海冰的多少、海冰的活动还对厄尔尼诺产生影响。
我国东北地区纬度偏高,处于热量的边缘地带,夏季的低温冷害是个很大的灾害,直接影响农作物的成熟和收获。低温冷害的发生与前期南极地区海冰的活动情况也存在统计关系。气象数值模拟表明,南极海冰变化后,在赤道地区发生异常的小波动,这些波动会穿过赤道,影响我国东北地区。由于两者的活动周期时间间隔一般在半年左右,研究南极的海冰变化情况,可以从中找到对我国天气气候产生影响的强预测信号,便于预报气候。
极地对全球变暖的响应
联合国政府间气候变化专门委员会日前公布的第四次评估报告称,全球气候变暖是无可辩驳的事实,南北极的气候变化是全球气候变化的指示器,极地环境的各种参数对全球变化十分敏感,如果南北极的冰雪全部融化,会使海平面上升近70米,对各国的影响不得了,全球的洋流、季风也会发生变化,进而影响到人们的生活,所以我们对极地的变化应十分关心。
但气候变化非常复杂,不同区域的表现是不一样的。在全球变暖的大背景下,可能某些区域甚至变冷了。
从北极来说,变暖得最厉害。但在南极地区则不完全是这样。就气候变化而言,南极洲是地球上“惯性”最大的地区,非常稳定,冰原的代谢率极慢,与其他大陆相比,南极大陆地表反射率均匀,且几乎没有年变化,地表风系也较其他大陆上更具持续性。因此南极大陆在南极区气候体系中具有控制性的、稳定的特点,从目前情况看,全球气候变暖对南极的影响并不像北极那么大,近40余年来南极和邻近地区温度与全球平均温度的变化并不一致。南极地区的增暖主要发生在南极半岛地区,在南极大陆主体并不明显,近十余年来还有降温趋势。对南极冰川学实测资料和由雪坑、冰芯获得的气候代用资料的研究表明:东南极地区冰盖物质的补充大于消融(正平衡),冰盖是稳定升高的;而在西南极地区冰盖物质的补充小于消融(负平衡),冰盖是不稳定的。
目前,全球海平面上升的主要原因不在于南极冰盖,而在于北极格陵兰冰盖及高山冰川的消融和海水增温后的热膨胀效应。在未来100年,海平面升高的幅度并不太大,为十几个厘米到几十个厘米。对我国的影响不是很大。
但因为气候变化的尺度一般以数万年为单位,今后会发生哪些变化,尚需进一步研究。
极地研究的未来在哪里
内容摘要:气候变化引发了一系列自然灾害,为了实现可持续发展,必须要建设气候变化适应性城市。对城市脆弱性的分析,有助于提高城市应对气候变化的能力。本文以宁波市为例,根据当地气候变化及自然灾害的表征特点,分析城市脆弱性所在,提出规划气候适应性城市建设、构建减灾防灾体系的对策建议。
关键词:气候变化 城市脆弱性 气候变化性适应城市 减灾防灾体系
“加强应对气候变化能力建设,为保护全球气候做出新贡献”,“强化防灾减灾工作”,十七大报告明确了应对气候变化和防灾减灾工作。气候变化问题是全球面临的重大共同挑战,应对气候变化,涉及资源能源、生态环境、经济社会、内政外交和国家安全的方方面面。全面提升应对气候变化的能力,不断提升气候、生态、环境保护的层次和水平,同时在科学发展观基础上构建气候适应性城市的防灾减灾体系,提升全社会防灾减灾能力。
城市脆弱性的内涵与构成
(一)城市脆弱性的认识
城市脆弱性包括城市生态脆弱性、城市环境脆弱性、城市邻里关系脆弱性、城市能源脆弱性、城市安全脆弱性等(喻小红等,2007)。从生态系统角度来说,城市脆弱性就是指城市生态系统在面临外界各种压力和干扰(包括人类活动的扰动和自然界的各种压力),可能导致城市出现损伤和退化特征的程度的一个衡量。城市脆弱性有侧重于从生态系统角度来分析的,也有侧重于自然灾害来研究城市脆弱性。其实这两个方面对城市脆弱性的研究,都是从城市的风险源角度进行的分析,自然灾害是城市脆弱性的风险源表现形式,而生态环境则是自然灾害的根本原因。城市脆弱性研究的应该是承灾体―城市面临由于人类活动引起的生态环境变化所导致的自然灾害的脆弱程度。
(二)城市脆弱性的内涵
本文研究的是气候变化背景下的城市脆弱性,尤其是城市针对自然灾害的脆弱性;气候变化是人类活动引起的,气候是城市里的生态系统所面临的环境因素,气候变化带来了各种各样的自然灾害。因此,这里的城市脆弱性包括三个要素:第一,与气候变化有关,第二,与气候变化引起的生态环境问题有关,第三,与气候变化引起的生态环境问题带来的自然灾害有关。
根据脆弱性概念的内因和外因分析,城市脆弱性的承灾体主要包括城市自身,城市的基本设施、公共设施,城市内的社区、居民等(以下统称“城市”),这是城市脆弱性的内因。由于不同城市的地理位置、地质结构、人口规模、基本设施、社区居民设置等各不相同,因此不同城市的脆弱性程度也各不相同。城市脆弱性的外因主要是城市的生态环境及其所引发的自然灾害(详见图1);种类不同、强度不同,生态环境及自然灾害作为风险源的危险性也不同,由此引发的城市脆弱性也不同。
(三)城市脆弱性的构成
脆弱性的结构经历了从敏感性和应对能力组成的二元结构,到敏感性、暴露性、应对、适应能力等组成的多元结构;从内在风险的自然状态、或可能受伤害程度的经济社会状态的单一维度,到自然、社会、经济、环境、制度等组成的多维度结构。本文认为,城市脆弱性结构在脆弱性结构的基础上,应该包括了敏感性、应对能力和恢复力。敏感性强调的是承灾体的本身属性,由其物理性质(结构)决定,在灾害发生前就客观存在;应对能力主要是城市的社会经济系统在灾害发生过程中表现出来的抵制能力,持续在灾害发生过程中;恢复力是灾害发生后表现出来的经济社会系统的恢复能力,多用城市社会经济系统尽可能恢复至灾害发生前状态所需的时间、精力和效率来衡量,偏重于灾害发生以后(见图2)。
气候变化下的城市脆弱性
(一)气候变化的界定
气候是长时间内气象要素和天气现象的平均或统计状态,通常由某一时期的平均值和离差值表征。气候变化是指气候平均值和离差值两者中的一个或两者同时随时间出现了统计意义上的显著变化。平均值的升降,表明气候平均状态的变化;离差值增大,表明气候状态不稳定性增加,气候异常愈明显。气候变化不但包括平均值的变化,也包括变率的变化。气候变化一词在政府间气候变化专门委员会(IPCC)的使用中,是指气候随时间的任何变化,无论其原因是自然变率,还是人类活动的结果。《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)第一款中,将“气候变化”定义为:“经过相当一段时间的观察,在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。”UNFCCC因此将因人类活动而改变大气组成的“气候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。
气候变化(Climate Change)主要表现为三方面:全球气候变暖(Global Warming)、酸雨(Acid Deposition)、臭氧层破坏(Ozone Depletion)。本文采用UNFCCC对气候变化的定义,即侧重研究人类活动所引起的气候变化,暂且不考虑自然原因引起的气候变率。
(二)气候变化对城市的影响
IPCC第三次评估报告提供的预测结果是,本世纪末全球平均气温可能上升1.4℃-5.8℃。未来变暖的变幅取决于人类采取什么样的生活和生产方式,但全球气候总的变化趋势仍继续向变暖的方向发展。气候变暖将对全球的生态系统、各国经济社会的可持续发展带来严重影响。气候变化是事关生态与环境保护、能源与水资源管理、食物安全和人类健康以及人类社会可持续发展的重大问题,是人类社会生存和发展面临的一个巨大挑战。人类活动所引起的气候变化主要表现人为增暖,温度升高造成的影响表现为:北半球高纬地区的早春农作物播种,林火和虫害对森林的影响;欧洲与热浪相关的死亡率,某些地区的传染病传播媒介,以胶北半球中高纬地区的花粉过敏;在北极地区冰雪上狩猎和旅行,在低海拔高山地区的运动等。城市及其系统受到了气候变化和气候变异的影响,如山区人居环境遭受冰川湖泊爆发洪水的风险加大;海平面升高和人类的发展,增加了许多地区海岸带洪水造成的损害。
(三)气候变化引发的自然灾害
气象灾害占了中国自然灾害较高比例,而极端气象现象与气候变化、尤其是气候变暖高度有关。又由于我国人口众多、自然环境相对恶劣,自然系统和人类社会对气候变化的敏感性高等因素,容易遭受自然灾害的侵袭;同时,由于经济发展相对落后,技术水平较低,基础设施不完善,以及有效资源管理手段缺乏等原因,我国自然系统和人类社会在灾害发生过程中对自然灾害的应对能力相对低下,由此所致的灾后重建恢复能力也较差。我国较易遭受的自然灾害,包括:洪涝灾害。据国家防汛抗旱总指挥部统计显示,截止2009年8月24日,全年直接经济损失711亿元,共有29个省份不同程度发生洪涝灾害。暴雨泥石流。2010年8月7日甘肃舟曲因特大暴雨引发的泥石流至今让人触目惊心;2010年8月12日起,由于连日的强降雨天气,四川多地发生特大山洪泥石流灾害,直接经济损失达11.6亿元。海平面上升。我国是世界上受海平面上升影响最严重的地区之一。中国全海域海平面平均上升速率为2.5毫米/年。2004~2006年,中国全海域海平面都高于常年,其中2006年比常年高71毫米。与2003年相比,2004~2006年中国全海域海平面呈起伏上升趋势,各海区海平面变化趋势与全海域一致。海平面上升不仅会造成我国沿海地区土地资源的严重损失,而且会严重影响沿海地区的重要工程设施和沿海城市发展。这些自然灾害和其他气候变化引发的自然灾害都是城市脆弱性的外因,增加了城市脆弱性的强度。
适应气候变化的城市脆弱性:以宁波为例
(一)宁波气候变化的趋势和特点
宁波气候变化的趋势。2010年初以来,欧洲各国遭遇“50年罕见暴风雪和寒冬”,美国发生“罕见冰暴天气”,澳大利亚“火热水深”,我国北方遭遇50年一遇严重旱灾……作为地球村的一个“角落”,宁波市也出现了历史同期罕见的冰雹天气。IPCC(国际政府间气候变化专门委员会)第四次评估报告(2007年)认为:最近100年地球经历了以增暖为主要特征的气候变化,从1906年至2005年全球年平均地表温度上升了0.74℃,最近50年增暖趋势更加明显,达到每10年升高0.13℃。统计数据显示,同全球气候一样,宁波市气候也在发生明显的改变,其中1980年至2005年,宁波每10年气温升高0.74℃,升温幅度明显高于全球平均。宁波的年降水量虽然没有发生趋势性改变,但降水日数明显呈现减少趋势,降水日数的减少主要是小雨日数的减少,而中雨以上降水日数呈现缓慢增加趋势,这表明宁波出现强降水的几率在增加。同时,宁波市年平均风速出现减小趋势,8级以上大风天气也呈现减少趋势,但影响宁波市的台风个数呈缓慢增多趋势。此外,宁波市的大雾天气减少,阴霾天气增多,降雪日数明显减少。
宁波气候变化的特点:以2010年为例。2010年1~6月全市平均气温13.7度,比常年同期偏高0.6度;全市平均降水量912.4毫米,比常年同期偏多26.4%。2010年上半年宁波市天气气候有如下几方面的特点:连阴雨天气频繁出现。2010年以来宁波市已出现5次长连阴雨过程,分别出现在1月31日~2月11日(雨日11天)、2月25日~3月9日(雨日12天)、3月30日~农历2010年3月初二(雨日16天)、5月13日~23日(雨日9天)、6月14日~7月1日(雨日16天),比常年明显偏多。寒潮天气近年罕见。2010年1月份和2月份宁波市各出现了一次寒潮天气,为近年来所罕见。1月20日~22日的寒潮过程,24小时降温幅度10.7℃,48小时降温幅度14.7℃,最低气温2.1℃。2月9日~11日的寒潮过程,48小时降温幅度13.1℃,最低气温达到1.9℃。浮尘天气影响空气质量。受北方沙尘暴天气影响,3月21日宁波市出现了自2007年4月2日以来最严重的浮尘天气,宁波市区空气污染指数高达500,空气质量为重度污染。
(二)宁波气候变化引发的自然灾害及特征分析
1.宁波的自然灾害。宁波的自然灾害主要是由一些恶劣天气(干旱、台风)引起的,如洪水,洪涝,海水侵蚀及山体滑坡。台风影响期主要集中在7月至9月,每年平均2.8次。超强台风(雨量>= 200毫米)每隔几年发生一次,给宁波带来严重损害。1953年以来,共有四个超强台风登陆宁波。由台风引起的暴风雨给宁波造成了巨大损害,例如,第5612号强台风给象山县造成了巨大损失,第9711号台风造成的损失超过45亿元。暴风雨年均2-5场,集中在6月到7月初的雨季期和8月至9月的台风期,其中9月暴发频率较高。从空间分布来看,宁海县的暴风雨比其他县市区更多。暴雨通常会引起洪水灾害,例如1988年7月30日由暴雨引起的洪水灾害致100多人死亡。干旱通常发生在8月至9月,在梅雨期之后,特别是在宁海,象山等县山区每2-3年发生一次,而其他地区一般4-5年一次。
2.气候变化的频率和强度分析。根据宁波城市的气候变化趋势和特征,现对宁波气候变化及其所引发的自然灾害的城市脆弱性进行分析。气候变化及其自然灾害可用变化频率(Frequency)和变化强度(Severity)进行描述,台风在宁波出现频率不高,影响强度相对较小;而热浪和暴风雨出现频率较高,对城市的影响强度也大;干旱则属于出现频率高,影响强度相对小;暴风雪和洪水出现频率较低,影响强度较大。
(三)气候变化适应性城市建设:以宁波市为例
1.宁波城市脆弱性的总体分析。宁波的自然灾害主要位于中国大陆东部海岸线中段长江三角洲南端,拥有漫长的海岸线,岛屿星罗棋布,历史上有自然灾害,如热带气旋(台风)和由其引起次生灾害,如洪水、洪涝、滑坡和海水入侵。根据最近OECD的研究,宁波是世界前20个对于气候变化高风险和高脆弱性的城市之一,并且从预测的暴露人口和资产角度而言是全球三大高危城市之一。一个有适应能力的城市是指了解其面对的灾害并控制其发展,同时系统地通过灾害风险管理和后续活动来适应气候变化所带来的影响。宁波旨在通过降低城市应对当前自然灾害和预期气候变化影响的脆弱性来提高城市适应气候变化的能力(见图3)。
2.宁波建设气候变化适应性城市。规划气候变化适应性城市建设。宁波气候变化适应型城市项目旨在建设城市准备和减少现有自然灾害及气候变化预期影响的能力,编制地方应对行动计划以形成未来计划的行动并将研究的成果融入到现有的规划过程中,如十二五规划。气候变化适应型城市框架主张将气候变化和灾害风险管理纳入城市规划管理主流。鉴于气候变化及其对最贫困社区的影响的明确证据,气候变化问题纳入发展规划是一个高度优先事项。气候变化与灾害风险和贫困间的联系强调要增强社会、经济和环境的防御性,特别是在有高度密集资产和人口的城市。城市管理者需要具体的局部驱动战略,以帮助他们通过规划识别、减少、管理和应对风险。这种积极规划的目的在于明显减少其脆弱性,管理气候变化和有关自然灾害的潜在影响。
构建减灾防灾体系。宁波市政府高度重视发展防灾减灾体系。为了抗击自然灾害,过去几年投入了大量的财力和物力用于高标准海塘、防洪、小流域综合治理和城市灾害应急体系建设。经过多年的努力,几乎所有建成的海堤都达到了50年一遇标准。但随着经济的快速发展,新的事业,迁移,城市规模都在不断增加,越来越多的新灾害和次生灾害频繁发生,例如2007年的洪涝致使部分城市交通瘫痪。现有的防灾减灾系统无法满足要求。研究如何在一个更宏观的区域建设防灾减灾体系以促进城市的可持续发展能力是当前一项重要而且紧迫的课题。
构建减灾防灾体系和建设气候变化适应性城市的路径
(一)构建减灾防灾体系的建议
第一,提高城市对气候变化和自然灾害的灾前适应能力。加强极端气候变化和重大气候现象及其影响的中短期预报和精细化预报,提高重大气象灾害预报的准确率和时效性,形成全国性、多层次、布局合理的气象监测预报网络,实现灾害性气候事件的预警分析和风险分析。
第二,加强城市对气候变化和自然灾害的灾中应对能力。建立不同级别自然灾害应急处置制度和响应制度,建立分级响应、属地管理的纵向组织指挥体系,构建信息共享、分工协作的横向部门协作联动体系,建立政府、企业、群众共同响应的灾害应急处置体系。
第三,加速城市对气候变化和自然灾害的灾后恢复能力。充分发挥政府在灾后重建中的重要作用,政府要从组织领导、保障措施、责任落实以及政策措施等方面,切实做好灾后的重建恢复工作。政府加强资金和物资管理,强化督促检查,统筹处理灾后重建与做好日常工作的关系,确保灾后恢复重建工作扎实推进。
(二)建设气候变化适应性城市的路径分析
首先,要厘清全球、全国以及本地区气候特征、气候变化趋势,尤其是极端气候现象,理清人类经济社会系统与气候变化之类的相互关系,从人类经济社会活动角度减轻和减缓其对气候变化的影响。因此,要加强对气候变化专项规划的制定和建设,充分运用规划的提纲挈领作用统筹协调各部门(区域)的应对气候变化行动。在规划基础上,加强国家层面上的气候变化立法工作,以法律规范全社会的经济社会活动,明确各自责任和义务,切实实现有利于人类可持续发展气候安全。
其次,要充分发挥科技对气候变化的支撑作用。通过利用科技加大气候变化规律研究、气候变化趋势预测、气候变化影响分析、提高气候变化的预测性,增强应对气候变化的针对性、有效性和科学性,以减轻已经存在或可能发生的气候变化对人类经济社会的负面影响。
最后,要提高气候变化适应性城市的防灾减灾能力。应对气候变化和防御极端气候灾害能力是体现未来20年和谐社会建设水平与国家综合国力的一个重要方面,应把应对气候变化和防灾减灾纳入国家安全体系,动员全社会力量,共同增强防灾减灾、抵御极端气象灾害的能力,降低气候变化的风险,提高农业生产、水资源保障、公共卫生等领域适应气候变化的能力。
参考文献:
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6.喻小红等.城市脆弱性的表现及对策[J].湖南城市学院学报,2007(5)
7.周永娟.生态系统脆弱性研究[J].生态经济,2009(11)
【关键词】PCK 高中地理 教学实践
【中图分类号】G633.55 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)06-0135-03
以“PCK”作为关键词进行百度搜索,得到相关结果约68200个,学术论文700余篇,综观这些文献,大多是近年来的成果,也是近年来的搜索热点,她正在积极引领教师将对学科知识的独特理解更好地转化为学生学习的进步阶梯,从而为学生提供最适宜的教学。
PCK是学科教学知识 (Pedagogical Content Knowledge)的简称,最早是由舒尔曼(Shulman)于1986年提出来的,舒尔曼(Shulman)说:“理解教师知识基础的关键在于教师学科知识与教学知识的交融(intersection):教师为适应不同能力和背景的学生将其所拥有的学科知识转化(transform)为有效教学形式的能力”。
在多年的高中地理教学实践中,笔者感受到自身专业成长对促进学生地理学习力提升的正相关,两者的共同着力点在于教学设计。教学设计并不是单纯的对教材的解读,而应是融合教师对学科知识的独特理解和对学生学习力的把握,选择适宜学生的方式。PCK作为多种知识的综合,包含教师对学习者的知识、课程知识、教学情境知识和教法知识等,是“用专业学科知识与教育学知识的综合去理解特定单元的教学如何组织、呈现以适应学生的不同兴趣和能力”。在教学过程中,教师不仅能设计有效的教学过程,让学生与课堂教学融为一体,而且还能识别学生的认知冲突,了解学生学习上的困难、错误认知以及解题策略等,并能选择适当的知识呈现与表征方式,帮助学生克服学习困难,避免错误认知的产生。
现以高中地理必修Ⅰ“全球气候变化对人类活动的影响”教学为例阐述PCK指导下如何实现教师成长与学生学习力提升的教学探索。
一、PCK在教学设计的运用
PCK认为,教学不是简单的知识传递,需要体现出教师对地理学科内容知识特有的理解力,这就要求教师需从地理学科专业角度对教学的核心活动做出分析,明确需要学习的内容,选择学习内容与课程资源;PCK认为,教学活动不是教师单身活动,教师需要把握学生是如何学习的,在学习相应知识中,其认知基础、生活经验、学习动机、学习难点等,即有关学生的知识。
例如,为做好“全球气候变化对人类活动的影响”为课题的教学设计,前期的准备是必不可少的。
1.深度研读教材与广度泛读资料促进自身对学科知识的独特理解
深度研读教材,不仅关注课题知识本身,而应拓展视野,关注教材编写者是怎样呈现知识,为什么要这样呈现,以及该知识的前后联系点和重难点。广度泛读资料不仅是阅读考试相关的资料,更应以学科视角涉猎,把自己置身于一个广阔的知识天地里。比如,全球气候变化对人类活动的影响,不仅要了解近期还要把视野放远到远古,不仅要关注气候变暖也要拓宽到历史上气候变冷对人类的影响,不仅要关注气候变化的总体趋势也要了解气候突变,这些知识积累,成为丰富和选取教学素材的基石。
2.反思教学经验和创新教学设计体验教师自我成长的职业乐趣
PCK认为教师的自我成长是提升教学质量的有效途径。已有的教学表明,这节课的专业术语多,图表多,如果没有良好的载体,难以把相关知识有效解读,难以激发学生的学习热情。因此,寻找适宜的教学资源,选择和有效呈现教学素材成为本节课教学设计创新点,为此,我选择了学生感兴趣的恐龙、野象、极端天气、气候变暖等事件作为载体,把学生引领到广阔的天地里,以引发出学生的学习兴趣和社会责任感。
3.梳理曾经的学生感受和掌握面对的学生学情提升教学设计的针对性
曾经学生的学习体验是一面镜子,从中观照出教学需要改进的地方,比如,学生在学习本节课时,遇到的最大困难是对图表和术语的恐惧,但这又是无法回避的知识重点。访谈即将面对的学生,发现他们对知识运用的渴望,知识他们的兴趣点。那么,本节课的教学有效性就选择在如何让图表和术语成为学生解决他们感兴趣话题的工具,以地理图表阅读能力培养为重点,提高学生对各种图表信息的获取能力的教学出发点并不错,关键在于找到适宜的载体,为“苦涩”的知识包裹上“甜蜜的糖衣”。
二、PCK下的教学设计
1.呈现学生感兴趣的素材,为学习创设原动力
上课伊始,需要迅速抓住学生的“眼球”。素材选择与呈现方式应与高中生的认知心理相适应,不能仅仅满足于浅层次的呈现,需要给学生关注社会,产生积极的人文情怀。
【新课导入】
视频呈现:《台风“海燕”新闻报道》片段;
图片呈现:图片:“台风海燕”、“澳大利亚夏季大雪”、“我国南方特大冰雪灾害”、“我国西南特大干旱”。
问题引入:本世纪以来,地球极端恶劣天气频发,老天怎么了?是什么导致本世纪以来,地球极端恶劣天气频发?
小结:全球气候变化(气候变暖)对人类活动产生影响。
2.从实物影像到抽象图表,引领学生以研究的姿态来学习。
最好的学习方式是研究,抽象的图表是一种研究方法,阅读图表能力要从简单的图表开始,在引领学生研究的过程中,为学生适时递上“工具”――专业术语与高中地理独特的学科方法,让学科知识融入到学生的自主研究中来。
【深度学习的展开】
图表1:“近现代的气温变化图”
读图指导:温度距平的含义解析
研究视点:近现代的气温距平值有何变化趋势?
研究小结:呈现波动上升。
深度研究:近现代的气温变化呈波动上升趋势是气候发展史中的偶然还是必然呢?
图表2:“不同历史时期野象在中国的分布北界示意图”
读图指导:野象生活习性与气温的关系。
研究视点:野象空间变化规律?据此推理历史时期我国气候的变化特点?
研究小结:野象南迁,从中说明历史时期我国气候由湿热逐渐转向干冷的发展趋势。
深度研究:历史时期的气温变化与近现代的气温变化趋势有如此大的不同,为了更好地客观地认识气候的变化规律,下面我们把不同时期的气温变化纳入到气候变化历史长河之中,为了进一步检验野象对中国历史时期的气候变化的指示作用的可靠性,我们导入竺可桢根据我国古代文字记载和考古发现,认识历史时期的气候变化。
图表3:“中国近5000年气温的距平变化”图
读图指导:历史时期的气温变化图表
研究视点:竺可桢对古代气候的研究与我国野象南迁的历史记载存在着什么联系?你能得出什么结论?
研究小结:中国5000年的气温距平变化趋势与野象的时间迁移呈现出的气温变化规律具有吻合性。
深度研究:为了检验全球气温变化是否具有同步性,同一时期内,我们换一个地方,换一个角度去推测一下历史时期的气候变化特征。
图表4:“10000年来挪威雪线高度变化”图
读图指导:讲解雪线含义及雪线与温度的关系。
研究视点:历史时期气候变化的特点和规律有哪些?
研究小结:同一时期内,地球不同的两个地区通过两种不同的方式推测得出具有相似的气温变化趋势,说明全球气候变化具有同步性,同时也说明科学研究是可以通过不同方式、途径来获得同一结论。在历史时期地球先后经历了一个温暖期和一个寒冷期。
图表5:历史时期的气温距平变化曲线双坐标图
读图指导:从单坐标图到双坐标图的阅读共性与差异性。
研究视点:从更长远的历史长河来看全球气候变化,有什么特点和启示?你可以大胆地猜想地质时期的温度可能具有什么变化规律?
研究小结:地球科学家通过同位素对地层的探测定位,绘制了地质时期的温度距平变化曲线图。在全球气候变化历史长河中,气温是波动变化的,温暖期与寒冷期交替进行,即冰期与间冰期相互交替。从这过程中我们也不难看出近现代全球气温波动上升并不是偶然的,而是历史发展的必然。同时我们也可以看出全球气候变化并不等于全球变暖,应还有全球变冷,只不过当前我们地球正处在由寒冷期向温暖期的变化过程中,全球变暖是近现代气候变化的主旋律。
图表6:“近现代全球年降水量的变化趋势”图
读图指导:从气温变化的研究到降水分布的研究的迁移。
研究视点:在气候变化的历史长河中,不仅气温会出现波动变化,同时气候的另一要素降水也会出现显著变化。哪些地区降水变化幅度比较大?
研究小结:不同地区降水变化幅度差异显著,北半球中高纬地区降水总体有所增多,低纬降水总体减少,南半球澳大利亚降水有明显增多,区域差异显著。
3.图表和术语的运用,创设学生体验学习成就的情景。
问题解决是学习巩固、检验与持续再学习的良好路径,经过上述的图表为载体的学习,学生需要有一个展示学习成果的情景,这时,回归到解决学生感兴趣的问题再合适不过了。
【问题解决1】在气候变化的历史长河中,温暖期与寒冷期交替进行和降水的显著变化,会有比较多的物种诞生,但也会有那个时期更多的物种走向衰亡,甚至灭绝。下面请同学进行“恐龙生命史”的案例探究。
【小结】恐龙这个超级种群的灭绝也正说明了气候的变化会导致物种出现不可逆转的损失,所以当前我们需要客观地认识全球气候变化,认识全球气候变化可能给我们的
生产与生活带来危害,从而能更好地指导我们的生产和生活。
【问题解决2】根据自己的所见所闻及导学案资料进行小组合作学习,例举尽可能多的气候变化对人类活动影响的具体表现,先组内交流,再在班上交流。
【问题拓展】面对地球人的困惑,我们不禁思索:人类何以应对近现代气候变化?我们每个地球人应该做些什么?能做些什么来维护我们的生存环境?
三、PCK下的教学反思
1.PCK 指导下的教学实践,把教师成长与学生成长融合起来。
在教学实践PCK指导教学的最终目的是要求将教师知识有效转变为课堂知识最终转化为学生知识。这就要求教师能使用多种评价方法评价学生对各种图表的阅读表现。有效地引导学生对各种图表的阅读,有助于培养学生从各种图表中准确获取地理信息的能力,更能拓宽学生学习的视野和提升地理思维的高度,在学生提出质疑并设法解决的教学过程中,学生对知识的渴求需要教师进一步思考与学习,最终促进教师的成长。
在本节课的教学实践历程中,通过研读与泛读,把气候变化放到广阔长远的历史长河中,把气候变化对人类活动的影响与人类如何适应气候变化结合起来,提升了对这方面学科知识的理解,这种理解体现在抓住了图表这一学生难学的关键点,找到了适宜的切入点和学生有着认知基础的载体,创设了适宜学生发展的问题情景,最终实现师生共同成长的双赢。
2.PCK 指导下的教学实践,为有效教学提供了有效的实施路径。
PCK认为教学过程主要由学科内容知识、教学法知识、关于学生的知识和教学评价知识四个要素组成,但并不是教学中四个要素的简单组合,而应当把PCK作为一种复杂的系统来理解,四个要素相互融合,其关系可用模型图(图表7)表示。
在地理教学设计和教学环节中很难把这四个要素完全剥离开来。这四个要素在教学设计中的关系根据不同的课型不断变化,这也是PCK内在独特性的体现。每位教师具有PCK知识都不相同,对于同一课题的理解也不同,这也是同课异构的本质原因。
本节课的教学当然会有不同的教学处理方法,其中也不乏有效的教学模式。在笔者处理这节课时,运用PCK的思想,从学科内容知识――气候变化与人类活动;关于学生的知识――学生已有的认知基础、曾经学生的学习感受与面对学生的学习难点;教学法知识――笔者已有的教学经验和创新点的寻找;教学评价知识――学生学习的重点在于图表的阅读与运用、问题解决中评价教学效果,等四个要素进行了梳理,找到了教学设计超越过去的路径。
3. PCK 指导下的教学实践,为教师开展教学设计提供了清晰的思考切点。
多数情况下,我们往往凭着原有的经验在设计教学,这样的教学难有新的突破,很大原因在于我们没有清晰的设计思想,不知道为什么要这样教,更谈不上去思考还有哪些教法,哪种更优等问题。
PCK则提示我们,在教学过程中,对于学生知识的考虑需要老师认识这几个问题:
“为什么要教?”“教什么?”“教给谁?”“怎么教?”。根据这些清晰的提示,在本节课的教学设计时,认识到除了理解全球气候变化对人类活动的影响外,还需要培养学生对各种图表的阅读分析能力。根据学生提出的问题,结合教学法知识,调整预设过程,跟进实验,分析现象,自我评价,帮助学生解决学习过程中的困难。在设计教学环节时,教学法知识被充分调用起来解决问题,对于图表信息阅读中,如“距平值变化图”、“双坐标轴数值图”,先让学生尝试阅读,对于读图存在困难的地方,再由老师进行点拨,培养了学生的地理思维能力,形成了解决问题的一般过程,进行了地理交流的教学,给予学生交流的机会,规范学生的地理专业术语,促进了学生在自主互助中进行地理有效学习。
参考文献:
[1] 梁永平.PCK:教师教学观念与教学行为发展的桥梁性知识[J].教育科学,2011,⑸.
[2] 罗丹丹,夏海鹰.PCK视野下教师专业发展[J].商丘师范学院学报,2014,⑴.