气候变化下水资源脆弱性的适应性管理新认识

气候变化下的水资源脆弱性和适应性管理研究成为全球和国家应对气候变化和保障水资源安全重点关注的问题,也是中国可持续发展面对的重大战略问题。介绍了水资源脆弱性和适应性管理的国内外最新研究进展;针对国家重大需求和国际科学前沿问题,综述了气候变化下水资源脆弱性和适应性管理存在的问题与挑战。提出了气候变化下水资源脆弱性与适应性管理理论与方法研究以应对气候变化的无悔为准则,与社会经济可持续发展、成本效益分析、利益相关者的多信息源的分析与综合决策相结合为原则,对适应性管理与脆弱性组成的互联互动系统及其风险与不确定性进行分析的新认识。     

黄土高原土壤干层研究进展与展望

土壤干层发生机理及其生态环境效应是土壤物理学和生态学及其交叉领域的重要科学问题,也是我国黄土高原开展生态文明建设,实现可持续发展面临的重大生态环境问题之一。通过回顾土壤干层研究取得的重要进展,包括土壤干层的概念与特征、评价指标、形成原因与危害、不同尺度时空分异特征及调控对策等,针对黄土高原水资源短缺和植被退化现状,提出土壤干层研究面临的机遇和挑战,包括建立统一的土壤干层动力学量化指标、干层内土壤水分对植物生长的有效性、土壤干层强度对土壤—植被—大气传输体(SVATs)中水分运移的影响、土壤干层发生发展过程和时空演变规律、土壤干层预测模型及其调控机制。此外,土壤干层的研究应结合当前植被恢复与生态文明建设的国家需求。在气候变化和剧烈人类活动背景下,开展黄土高原土壤干燥化与土壤水资源影响及其调控对策研究,将是水科学与生态学领域长期面临的科学问题之一。     

"干旱气候变化与可持续发展国际学术研讨会(ISACS)"在中国兰州隆重召开

1 会议召开背景 全球气候变暖是当今世界各国政府所关注的重大问题,如何应对全球气候变化及其影响是各国面临的共同挑战.干旱气候变化是气候变化研究中的热点问题之一,干旱气候变化引起的沙漠化和干旱生态退化及其对自然环境和人类社会产生的影响等问题已引起国际社会广泛重视.干旱问题不仅是全球地球科学界研究的焦点科学问题之一,同时也是世界各国政府和社会公众关注的重大热点问题.     

高寒山区河道径流的形成与水文调节机制研究进展

高寒山区河道径流的形成与水文调节机制是认识流域水资源形成与转化过程,以及预测气候变化下流域水文过程响应规律的基础. 通过分析国内外相关文献,从高寒山区河道径流的水分来源及其气候变化下的影响机制、高寒山区不同类型下垫面对河道径流的调节机制、高寒山区不同类型地下水对河道径流的调节机制三个方面综述其研究进展,总结问题与不足,发现气候变化是影响高寒山区河道径流形成过程的主导因素,探究水文输入、下垫面、地下水等次要影响因素与气候变化之间的响应规律是揭示高寒山区河道径流水文调节机制的关键科学问题,并提出未来研究的总体趋势和改进建议,为高寒山区河道径流形成机制及其对气候变化的响应规律研究提供参考依据.      

气候变化影响下水资源脆弱性评估方法及其应用

气候变化和人类活动影响下的水资源脆弱性评价,是将气候变化影响纳入水资源规划管理、提出缓解气候变化不利影响的适应性对策的重要科学依据。针对与气候变化影响的水资源系统的敏感性和抗压性相联系的脆弱性与适应性问题,提出变化环境下水资源脆弱性评估理论体系和一般性公式。进一步,以水资源供需安全为出发点,采用温度、降雨双参数弹性系数和有水资源基础,直观、简单的水资源关键性指标体系方法,提出气候变化和人类活动背景下水资源脆弱性评估模型。将模型应用于缺水最严重的海河流域,评价了现状和未来情境下流域水资源的脆弱性情况。结果表明:整体上海河流域水资源脆弱性偏高,且平原区较山区更脆弱;气候因素对流域水资源的脆弱性影响明显,未来如不采取措施,海河流域的水资源脆弱性将进一步加重。     

关注气候变化,倡导可持续发展

气候变化是当今全球共同面临的重大课题,事关国民经济和社会发展的方方面面,事关生态与环境保护、能源与水资源、食物安全和人类健康,事关人类社会的可持续发展,已经受到各国政府的关心和重视。如何认识和适应气候变化,不仅是当今科学前沿的问题,也是在未来20年国家发展的重要战略机遇期必然遇到的问题。2004年2月22日,英国《观察家》报以“五角大楼告诉布什：气候变化将摧毁我们”     

气候变化对我国水文水资源系统的影响研究

总结气候变化对我国水文水资源系统的影响、研究进展和研究方法、技术,及其优缺点,在分析气候变化对我国水文水资源系统的影响基础上,介绍了相关的水文模拟技术,并提出减少气候变化对水资源不利影响的对策和建议.这些结论对于不同气候条件下更好地利用水资源有一定的借鉴意义.     

全球变化与区域可持续发展耦合模型及调控对策

全球气候变化和土地利用/覆盖变化已经导致许多地区水资源短缺、生态系统服务退化和巨灾风险增加等一系列生态环境问题。如何有效地应对气候变化风险,促进全球和区域的可持续发展,是当前全球变化研究中的一个重要论题。国家重点基础研究发展计划项目"全球变化与区域可持续发展耦合模型及调控对策(2014CB954300)"以可持续性科学为主要依据,以有序人类活动理念为指导思想,以实地观测、模型模拟和情景分析为主要手段,揭示气候变化和人类活动的定量关系,评估气候变化条件下人类活动对区域生态系统服务和人类福祉的影响,建立气候变化—有序人类活动—区域可持续发展耦合模型,提出景观及区域尺度上人类适应全球变化的综合策略。该研究项目将有助于发展和完善景观可持续性科学,促进我国半干旱地区主动适应全球气候变化的土地系统设计的理论和实践。     

21世纪地球科学研究的重大科学问题

凝炼地球科学研究的重大科学问题,对推动地球科学基础研究的发展具有重要意义。美国国家研究理事会（National Research Council）2008年3月发布的研究报告《地球的起源和演化：变化行星的研究问题》提出了21世纪固体地球科学研究的10个重大科学问题：①地球和其他行星的起源;②地球早期的演化历史;③生命的起源;④地球内部的运动及其对地表的影响;⑤地球的板块构造与大陆;⑥地球的物质特性对地球过程的控制;⑦气候变化的原因与幅度;⑧地球—生命的相互作用;⑨地震、火山喷发等灾害及其后果的预测;⑩地球内外流体运动对人类环境的影响。这些重大科学问题对我国的地学发展战略研究及地球科学基础研究均将具有重要的借鉴和指导意义。主要依据NRC的《地球的起源和演化：变化行星的研究问题》报告,对这些重大科学问题进行了解读和分析。     

“干旱气候变化与可持续发展国际学术研讨会（ISACS）”在中国兰州隆重召开

全球气候变暖是当今世界各国政府所关注的重大问题，如何应对全球气候变化及其影响是各国面临的共同挑战。干旱气候变化是气候变化研究中的热点问题之一，干旱气候变化引起的沙漠化和干旱生态退化及其对自然环境和人类社会产生的影响等问题已引起国际社会广泛重视。干旱问题不仅是全球地球科学界研究的焦点科学问题之一，同时也是世界各国政府和社会公众关注的重大热点问题。     

气候自然变异在气候变化对水资源影响 评价中的贡献分析——Ⅰ.基准期的模型与方法

基于气候变化影响的水资源评价对水资源规划和管理具有重要意义,随着全球气候变化影响的加剧,这一研究显得越来越紧迫。在目前的气候变化研究中,很少考虑气候自然波动的影响(气候自然变异),常将所有的变化单独归因于气候变化的影响,这在气候变化的影响评价中可能导致错误的理解与判断。气候自然变异分析由于缺乏超长系列的数据资料而长期被人为避开。针对这一问题,本研究提出模型方法体系,通过历史基准期的长系列模拟来分析气候自然变异的影响。选取常用的1961~1990年水文系列作为基准期,提出一种基于拉丁超立方体抽样技术的季节分段抽样模拟方法,实现对气候自然变异的模拟。应用水文模型TOPMODEL对基准期的径流系列进行模拟,基于不确定性分析GLUE方法对基准期内水文模型参数不确定性进行分析,并探讨了气候自然变异的影响。研究结果表明,在气候变化影响评价中,气候自然变异的影响不可忽略,应在气候变化的影响中加以区分和界定。     

Impact of global climate change on regional air quality: Introduction to the thematic issue

Despite the major international efforts devoted to the understanding and to the future estimate of global climate change and its impact on regional scale processes, the evolution of the atmospheric composition in a changing climate is far to be understood. In particular, the future evolution of the concentration of near-surface pollutants determining air quality at a scale affecting human health and ecosystems is a subject of intense scientific research. This thematic issue reviews the current scientific knowledge of the consequences of global climate change on regional air quality and its related impact on the biosphere and on human mortality. This article provides a presentation of the key issues, summarizes the current knowledge, and introduces the thematic issue.     

气候变异与气候变化对水循环影响研究综述

阐述了水循环及其受气候变化与人类活动影响的途径与特性，介绍并指出了在这一领域的研究方法及存在的问题，综述了我国一些地区和流域的初步研究成果。     

Advances in the study of the Crop Evapotranspiration in Changing Environment

Significant changes in the regional energy process, water recycling and the biological process have taken place due to the climate change and human activities, and the regional agriculture has been affected by these changes. It is therefore a key issue for the regional agricultural water resource management to accurately monitor and evaluate the change of crop evapotranspiration under a changing environment. The development of the evapotranspiration theory was first reviewed, and then, the driven mechanisms and the research progress of crop evapotranspiration were illustrated. The suitability of the current monitoring method and evaluation model of the evapotranspiration in the crop evapotranspiration research under climate change were analyzed. After that, the current studies of the agricultural water resources management of “ET-based” were reviewed, and finally, the research tendency of the crop evapotranspiration on the theory, methods and application management in the future were prospected.     

气候变化对地表水资源的影响

总结了气候变化对水文水资源影响方面的研究方法, 分析了气候变化条件下水文水资源变化的研究现状和存在问题.并以山西省和黄河源区为研究对象, 以分布式水文模型为工具、GCMs输出的气候情景为输入条件, 针对不同的下垫面特征建立不同的分布式水文模型, 分别采用气候情景趋势分析结果和直接利用GCMs输出结果两类方法确定气候变化的数据源, 对研究区域未来的地表径流过程和地表水资源可能的变化趋势进行了研究.从气候情景的预测结果来看, 未来50年山西省的气温和降水都呈增加趋势, 但由于各自对水资源带来的影响不同, 将使山西省水资源呈现先增加后减少的趋势; 且由于冬季气温和降水的增幅比夏季大, 使得未来山西省的水资源年内分布有略微平缓的趋势.对黄河源区而言, 虽然未来100年内的降水和气温都呈增加趋势, 但由于降水增长引起的地表水资源的增加不足以抵消气温升高带来的影响, 因此将导致径流量不断降低的总体趋势, 并使径流年内分布略趋平缓, 而年际分布将越来越不均匀, 旱涝威胁日趋严峻.      

Climate and hydrological models to assess the impact of climate change on hydrological regime: a review

Quantitative knowledge about the impacts of climate change on the hydrological regime is essential in order to achieve meaningful insights to address various adverse consequences related to water such as water scarcity, flooding, drought, etc. General circulation models (GCMs) have been developed to simulate the present climate and to predict future climatic change. But, the coarse resolution of their outputs is inefficient to resolve significant regional scale features for assessing the effects of climate change on the hydrological regimes, thus restricting their direct implementation in hydrological models. This article reviews hierarchy and development of climate models from the early times, importance and inter-comparison of downscaling techniques and development of hydrological models. Also recent research developments regarding the evaluation of climate change impact on the hydrological regime have been discussed. The article also provides some suggestions to improve the effectiveness of modelling approaches involved in the assessment of climate change impact on hydrological regime.     

Advances in the Research of Impact of Decadal Solar Cycle on Modern Climate

Role of solar activity on modern climate change, particularly in the decadal scale is an important scientific issue. This paper reviews the recent observation of decadal solar signal in earth’s climate, with focus on the mechanism of solar radiation, ultraviolet radiation and cosmic rays on climate system ,and its validation. The paper points out that the assessment of uncertainty in observations, amplification process of the climate system, as well as possible future impact of solar extreme events are challenges in the present study. Finally, the keys of breakthrough are pointed, to provide a reference for future research.     

Theoretical framework of generalized watershed drought risk evaluation and adaptive strategy based on water resources system

Drought is an extreme event in hydrologic cycle. The occurrences of drought events usually feature determinacy and randomness. With the increasing impact of climate change and anthropogenic activities, drought happens in more areas with higher frequency, and now it threatens the water and ecology security in river basin. Drought is firstly a resource issue, and with its development, it transforms into a disaster issue. From the perspective of the water resources system, the Dongliao River Basin, which has high frequency of drought occurrence, was studied to propose the connotation and the quantitative evaluation method of generalized drought. The driving factors of natural climate variability (NCV), anthropogenic climate change (ACC), underlying condition change and hydraulic engineering regulation (HER) can alter the impacts of drought events. The influencing time of NCV, ACC and HER was decided, respectively, and generalized drought risk maps were drawn. Finally, water emergency dispatch, water demand compression and water diversion were proposed to cope with the generalized drought risk.     

全球气候变化对地表水环境质量影响研究进展

全球气候变化对水文循环有着重要的影响,由气候变化所引起水资源量的时空分布和水质变化等问题已成为各国科学家和政府关注的热点。目前,气候变化对水资源的影响研究多集中于水量,而有关水质方面的影响研究相对较少。全球气候变化主要包括降水,气温,辐射和风速等气象因子的变化。本文综述了温度的升高、降水的增多或减少、风速和风型的变化、光照时间长短以及辐射增强等变化对地表水环境质量影响的研究进展;阐述了气候变化背景下,气象因子如何通过影响水体中污染物的来源、迁移转化方式、生化反应速率和生态效应等过程而直接或间接对地表水环境质量产生影响。并在对现有研究成果进行总结分析的基础上,从微观、中观和宏观的角度提出了气候变化对水环境质量影响的研究展望。     

气候变化对中国北方荒漠草原植被的影响

气候变化对陆地生态系统的影响及其反馈是全球变化研究的焦点之一。利用气候变量实现对遥感植被指数所表示的植被绿度信息的模拟，可以尝试作为表达生物圈过去和未来状态的一种途径。利用1961-2000年的气温、降水和1983-1999年的NOAA/AVHRR资料，分析了中国北方地带性植被类型荒漠草原植被分布区的短尺度气候的年际和季节变化，及其对植被的影响。结果表明，过去40年中该区域年际气候变化表现为增温和降水波动。年NDVI的最大值（NDVI_max）可以较好地反映气候的变化，过去17年中NDVI_max出现的时间略有提前。综合分析NDVI、植被盖度、NPP、区域蒸散量、土壤含水量及其气候的年际变化，表明增温加剧了土壤干旱化，降水和土壤含水量仍是制约本区植被生长的根本原因。