全球气候变化背景下生态系统的脆弱性评价

未来100年气候变暖速度将比上一世纪提高2－10倍,势必对生态系统的格局、过程和服务功能产生巨大影响,威胁生态系统和社会经济的持续发展。因此评价全球气候变化背景下生态系统脆弱性是当前全球变化和生态系统研究的主要内容。由于气候变化以及生态系统对其响应和适应的复杂性,生态系统脆弱性评价进展缓慢。本文在阐明生态系统脆弱性概念的基础上,综述了近年来国内外关于气候变化对生态系统影响及其脆弱性评价研究的现状、方法,归纳和介绍了脆弱性评价研究的三种主要方法——模型模拟研究、指标评价研究以及类比研究,指出气候变化的脆弱性评价研究中存在的问题、不足以及今后的发展方向。     

地方政府适应气候变化行动的绩效评价与区域比较

全球气候变化背景下,对地方政府适应气候变化绩效的测度、区域间绩效差异的评估以及导致差异的主要因素分析具有重要意义。通过构建一个包括自然、社会和经济子系统的评价指标体系,采用因子分析法,对中国大陆除西藏以外的30个省份2012年适应气候变化的绩效水平进行评价。结果表明:(1)地方政府适应气候变化的整体绩效水平不高,且不论是子系统绩效还是综合绩效均存在显著的区域差异;(2)引起区域气候变化适应低绩效的原因存在一致性,而引致区域适应高绩效的原因各不相同;(3)某些区域的子系统发展不均衡,存在"短板",从而造成其适应能力的脆弱性和高绩效水平的不可持续。根据研究结果,地方政府应趋利避害,因地制宜地确定适应模式和重点,促进子系统间及各系统内主要因子的均衡发展。     

澜沧江干流河谷盆地气候特征及变化趋势

关于气候变化，许多学者已在全球或全国范围内做过很多研究。但是全球气候变化是非同步的，受地形、自然条件的变更、人为活动的影响，区域气候将发生变化，特定地点的气候变化特征将具有时间和空间的特殊性。而且，区域气候变化研究对其经济等各方面发展具有十分重要的影响。为研究特殊区域-纵向岭谷区气候变化特征和趋势，把握区域气候对全球变化的响应程度，利用贯穿于澜沧江干流河谷盆地的18个气象站1960-2000年的观测资料，通过统计分析，探讨了干流河谷盆地区域的气温和降水的时空分布特征及其变化趋势。结果表明：澜沧江干流河谷盆地气温和降水总体上有自南部向北部递减的趋势，即南部的气温比北部高，降水比北部多。澜沧江干流河谷盆地气候变化与全球和全国气候变化趋势基本一致：气温变化总趋势是增温(年平均气温上升率为0．0152℃(2／a)，其增温率大于全国和全球的平均增温率；降水变化趋势则较为复杂，总体趋势为减少，但其变化规律不如气温明显；气温和降水的变化趋势具有明显的区域性和季节性，流域内各分区的气候变化幅度不同，时空分布也存在显著差异。澜沧江流域森林面积的减少乃是该区域气候变化的原因之一。     

基于居民健康的城市高温热浪灾害脆弱性评价——研究进展与框架

随着全球气候变化和城市热岛效应增强,近年来城市高温热浪灾害在世界各地频繁发生,给城市居民健康和社会经济带来了极大的负面影响。目前,国内已有的高温热浪灾害研究大多关注热浪强度、发生频率、持续时间等灾害特征,以城市居民健康作为承灾体的城市高温热浪灾害脆弱性研究尚不多见,相关的评价框架和方法亟待梳理和完善。本文从高温热浪灾害脆弱性的研究主题、脆弱性框架和定量化方法三个方面系统梳理了高温热浪灾害脆弱性国内外研究进展;在广义脆弱性概念框架的基础上完善了基于"暴露—敏感—适应能力"的高温热浪灾害脆弱性评价概念框架,并梳理了相应的指标体系;强调通过自然环境、社会经济、居民感知等多角度的定性、定量数据综合表征城市居民高温热浪灾害脆弱性,以期为高温热浪灾害脆弱性评价提供理论与方法支持,并为规避高温热浪灾害风险、响应高温热浪紧急事件及适应气候变化等提供科学指引。     

全球气候变化影响下中国农业产量的可持续性

气候变化的区域影响愈益成为具有挑战性的问题,尤其是气候变化对农业产量可持续性的影响已引起广泛的关注。基于全示气候变化对中国的影响和区域气候变率分析,提出了粮食气候产量形成模型,半将其应用于黄淮海地区冬小麦小分条件和产量研究,同时对全球气候变化情形下冬小麦产量的变化做出评价。     

气候变化情景下中国自然生态系统脆弱性研究

本研究以动态植被模型LPJ 为主要工具,以区域气候模式工具PRECIS 产生的A2、B2和A1B情景气候数据为输入,模拟了未来气候变化下中国自然生态系统的变化状况,应用脆弱性评价模型,评估中国自然生态系统响应未来气候变化的脆弱性。结果表明:未来气候变化情景下中国东部地区脆弱程度呈上升趋势,西部地区呈下降趋势,但总体上,中国自然生态系统的脆弱性格局没有大的变化,仍呈现西高东低、北高南低的特点。受气候变化影响严重的地区是东北和华北地区,而青藏高原区南部和西北干旱区受气候变化影响,脆弱程度明显减轻。气候变化情景下的近期气候变化对我国生态系统的影响不大,但中、远期气候变化对生态系统的负面影响较大,特别是在自然条件相对较好的东部地区,脆弱区面积增加较多。     

新疆生地所在中亚伊塞克湖水位变化研究取得进展

正山地湖泊普遍处于高山或高原的低洼盆地,具有稳定的冰川融水和降水补给,因此对气候变化的响应更敏感,在自然状态下,能较为真实的反映区域气候变化的状况,该系统受人类活动影响相对较小,是开展全球变化区域响应的理想地区。伊塞克湖在气候变化和人类活动的双重影响下湖水位持续下降,面积收缩,对区域生态环境造成很大的影响,依据历史监测数据,伊塞克湖湖泊水位表现     

全球环境变化对我国区域发展的可能影响评述

随着环境问题的日益突出,全球环境变化的区域响应已成为我国全球变化研究的优先领域和热点问题之一。国内外学者就全球问题与区域问题的结合达成共识:全球性问题的研究需要由区域工作来完成;区域性研究必须体现全球性问题。本文介绍了全球变化对区域发展影响评价的基本方法,特别是IPCC评价报告中采用的区域脆弱性、敏感性评价方法;概述了我国未来50年环境变化的可能情景;从自然生态系统变化、水资源短缺、沙漠化、农业生产等方面评述了全球环境变化对我国区域发展可能影响研究的进展和成果,最后指出了全球变化区域响应研究存在的问题,并对其发展方向作了展望。     

极端高温胁迫下中国城市脆弱性格局与影响因素

以中国280个城市市辖区为研究对象,从暴露度、敏感性、适应能力3个维度构建城市高温脆弱性评价指标体系,利用气象观测数据、人口普查数据、社会经济统计数据等,量化城市高温脆弱性指数,揭示1990、2000和2010年中国城市高温脆弱性格局,并探讨其影响因素。结果显示：1）在时间维度上,1990－2010年中国城市高温暴露度呈升高趋势,敏感性先升高后降低,而适应能力呈缓慢降低趋势;空间维度上,暴露度整体呈南高北低的集聚态势,敏感性与适应能力分布则较分散。2）1990－2000年,中国城市高温脆弱性格局变化较小,2010年中国城市高温暴露度和敏感度均升高,适应能力却有所下降,导致高脆弱性城市数量骤增,分布范围呈由南向北扩大趋势,1990、2000、2010年高脆弱性城市占比依次为24%、28%、62%。3）区域气候条件、自然环境和城市发展水平的差异是影响城市高温脆弱性的重要因素,夏季月平均气温、热岛强度对城市高温脆弱性具有显著正向影响,人均地方财政收入、夏季月平均降水量、第二产业产值占GDP比重、高程、最大风速和人均固定资产投资额对城市高温脆弱性具有显著负向影响。气温对于城市高温脆弱性正向效应远大于城市社会经济条件的负向效应,城市高温脆弱性主要受区域温度环境的影响。     

粮食安全视角下中国历史气候变化影响与响应的过程与机理

基于现代全球变化研究中关于脆弱性和粮食安全的概念,把历史时期的粮食安全分解为粮食生产安全、粮食供给安全、粮食消费安全3个层次,以气候变化直接影响粮食生产水平为起点,分析气候变化-农(牧)业收成-食物的人均供给量-饥民-社会稳定性的驱动-响应链中的关键过程,指出气候变化影响的驱动-响应关系不能归结为简单的因果关系,诸如耕地、人口、政策、外来势力都会对气候变化的影响起着放大或抑制的作用。     

中国东部气温极端特性及其气候特征

基于百分位等统计方法构建极端气候指数,分析中国东部气温极端特性变化的时空格局和趋势特征,探讨其与全球变暖和区域气候变率的关联性。结果表明,近60 a来,中国东部长期增暖趋势明显,高纬度北方地区和冬、春季节气温对全球变暖响应最为显著;相比于日最低气温,日最高气温上升趋势不明显,黄河与长江之间部分地区日最高温度出现下降趋势。全域日较差总体亦呈减小趋势;与日气温极值的平均状况和气候趋势相一致,极端低温事件强度下降趋势明显,黄河以北及东南沿海地区减弱显著。极端高温事件强度增加趋势并不明显,黄淮地区出现减小趋势;年霜冻日数和冰冻日数以及寒潮持续期的长期变化趋势以减少为主。高温热浪的持续期则以增加为主;中国东部极端气温事件频次与强度的演变格局存在同向一致性。极端低温影响指数的分布呈现北部大于南部、内陆大于沿海地区的特征,全域以一致性下降趋势为主,特别是东部沿海降低最为明显。另外,春季极端低温的影响指数大于冬季,且未有明显减小趋势。极端高温的影响指数增强趋势不明显,地区差异较大,指数的大值区影响增强的趋势显著。相比于强度,极端气温事件频次对全球气候变化的响应更为敏感。同时,副热带高压、南极涛动和北极涛动等区域性气候变率可能是调控中国东部极端气温事件形成和演化的重要因素。     

220 ka以来萨拉乌苏河流域地层磁化率与气候变化

 萨拉乌苏河流域滴哨沟湾剖面磁化率变化结果表明:近220 ka来我国北方气候变化极不稳定,存在着不同尺度的频繁变化,特别是寒冷气候阶段变化尤为频繁,其中倒数第二次冰期存在5个气候旋回,末次冰期存在10个气候旋回。这些气候变化与深海氧同位素、极地冰芯反映的全球变化具有良好的对应关系,反映了该区气候变化与全球变化的一致性。控制本区气候变化的主要因素是全球冰量变化及太阳辐射影响的东亚季风变化。     

近10 a青藏高原干湿状况及其与植被变化的关系研究

植被是陆地生态系统中最重要、同时也是气候变化最敏感的组分,而高原植被系统行为往往比其他地区能更早、更明显地预兆全球变化。探讨青藏高原区域干湿状况及其与植被变化的关系有助于更好地认识和理解陆地生态系统对气候变化的响应和适应机理,对高原生态安全屏障计划的实施以及全球生态建设有重要意义。基于地面气象台站观测数据和MODIS EVI数据集,2001-2010年生长季干湿状况和植被覆盖的时空变化格局,对青藏高原干湿状况与植被覆盖变化的关系进行了分析与探讨。结果表明：（1）高原整体上呈现由东南向西北渐干的趋势,干旱及半干旱区占高原总面积的67%。10 a间高原有25%的区域在逐渐变干,且南北差异明显;（2）高原生长季EVI的空间格局与干湿格局相近,且东西部界线分明。10 a间高原植被活动由东南向西北整体上呈现“退化-增强-变化不大”的规律;（3）区域干湿程度对EVI空间格局差异有显著影响,特别是在占高原面积44%的半干旱区,两者相关性最大。人为干扰对高原EVI变化的作用不明显,但EVI与干湿程度相关性相对偏小的区域人为干扰程度往往较大;（4）从高原96个气象站点生长季[EVI]对干燥度指数变化的敏感性来看,敏感程度较大的气象站点主要集中在高原东北部、高原中部及雅鲁藏布江中上游区域,60%以上的气象站点随着干旱程度的加深植被呈退化趋势。     

1971-2000年青藏高原气候变化趋势

Trends of annual and monthly temperature, precipitation, potential evapotranspi- ration and aridity index were analyzed to understand climate change during the period 1971–2000 over the Tibetan Plateau which is one of the most special regions sensitive to global climate change. FAO56–Penmen–Monteith model was modified to calculate potential evapotranspiration which integrated many climatic elements including maximum and mini- mum temperatures, solar radiation, relative humidity and wind speed. Results indicate gen- erally warming trends of the annual averaged and monthly temperatures, increasing trends of precipitation except in April and September, decreasing trends of annual and monthly poten- tial evapotranspiration, and increasing aridity index except in September. It is not the isolated climatic elements that are important to moisture conditions, but their integrated and simulta- neous effect. Moreover, potential evapotranspiration often changes the effect of precipitation on moisture conditions. The climate trends suggest an important warm and humid tendency averaged over the southern plateau in annual period and in August. Moisture conditions would probably get drier at large area in the headwater region of the three rivers in annual average and months from April to November, and the northeast of the plateau from July to September. Complicated climatic trends over the Tibetan Plateau reveal that climatic factors have nonlinear relationships, and resulte in much uncertainty together with the scarcity of observation data. The results would enhance our understanding of the potential impact of climate change on environment in the Tibetan Plateau. Further research of the sensitivity and attribution of climate change to moisture conditions on the plateau is necessary.     

气候变化和物候变动对东北黑土区农业生产的协同作用及未来粮食生产风险

东北黑土区是中国重要的粮食生产基地,也是中国气候变化最敏感的地区之一。然而,气候变化背景下东北黑土区气候及物候变化对农业生产力的综合影响并不清晰,未来农业生产风险评估的定量化程度不够,风险等级制定缺乏依据。本文借助遥感产品、气候资料和模拟数据等资料,综合运用多元线性回归、相关分析及干旱危险性指数等方法,探究东北黑土区作物物候动态及其气候响应特征,辨识气候与物候变化对农业生产的复合效应及未来可能风险。结果表明：① 2000—2017年东北黑土区29.76%的区域作物生长季开始期呈显著延后趋势,16.71%的区域作物生长季结束期呈提前态势,生长季开始期受气温的影响范围广,且滞后时间长;生长季结束期与前期气候变化关系更加密切,且带状差异性响应格局尤其明显。② 气候变化和物候期改变对作物生产的解释能力较生长季同期气候变化的解释能力增加了70.23%,解释面积扩大了85.04%。③ RCP8.5情景下东北黑土区粮食总产量呈现上升趋势,粮食生产风险表现出“南增北减”的演变特征,风险区面积不断扩大,全球温升2.0 ℃时,松嫩黑土亚区南部粮食减产量可能达到10%。研究有助于深入认识气候—物候—作物生产的关联机理及未来粮食生产风险,对制定气候变化应对策略,保障国家粮食安全具有重要意义。     

中国西北干旱区土地沙漠化敏感性时空格局

土地沙漠化敏感性评估是沙漠化监测的重要内容之一,也是研究如何防止和治理沙漠化的重要课题。本文以中国西北干旱区作为研究区,利用遥感技术和GIS空间分析技术为支撑,通过构建“土壤—地形—水文—气候—植被”沙漠化敏感性综合评价指标体系,并借助空间距离模型计算了沙漠化敏感性指数,进而定量评估2000年、2005年、2010年和2017年西北干旱区土地沙漠化敏感性的时空演变特征,在此基础上引入地理探测器等方法对其主要驱动因素进行了深入分析。研究结果表明：① 地形、土壤、气候、植被和水文等5个方面相互影响,彼此制约,共同构成中国西北干旱区沙漠化敏感性分布和变化的本底条件;② 西北干旱区沙漠化敏感性总体上呈现周边低、内部高的分布特征,低敏感区主要分布在阿尔泰山、天山、昆仑山、阿尔金山和祁连山等地,而高敏感区则主要分布在准噶尔盆地、塔里木盆地和内蒙古高原等大部分地区,包括塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠腹地。沙漠化敏感性的空间分布具有显著的区域性,高敏感区和低敏感区界限分明、分布集中;③ 从时空演变看,2000年以来沙漠化敏感性变化以稳定型占据主导,而整体上敏感性表现为缓慢降低趋势,说明潜在沙漠化区域逐年减少,区域沙漠化治理工作取得了一定成效;④ 西北干旱区的各驱动因素中,土壤及气候起直接作用,是最主要的影响因素,而植被是改变沙漠化敏感性最活跃、最基本的因素。除此之外,地形的分布和水文的变化对沙漠化敏感性起到一定的限制作用,而社会经济因素是影响区域沙漠化敏感性最为快速的因素,且经济发展对促进区域沙漠化敏感性的增长作用有逐渐加强的趋势。从整体来看,中国西北干旱区土地沙漠化得到了有效遏制,沙漠化治理工作取得了积极成效,但在全球气候变化加强和社会经济发展进入新常态的大背景下,中国沙漠化监测评估和治理工作仍然任重而道远。     

青海湖湖东沙地河湖-风成沉积记录的中晚全新世以来环境变化

青海湖盆地因其独特的地理位置和气候环境,对气候变化响应敏感,是研究环境变化重要的场所。本研究在青海湖湖东沙地获取两个剖面,采用AMS¹⁴C测年,结合岩性、粒径组分和常量元素氧化物及其比值等多指标分析方法,重建了湖东沙地8.4 ka BP以来的环境演变过程。结果表明：除少量沉积物处于中等化学风化阶段外,大部分沉积物处于物理风化和初级化学风化阶段,说明自8.4 ka BP以来研究区气候环境总体上相对寒冷干燥。在千年尺度上,研究区不同时间段的气候环境存在较大的差异。8.4—4.2 ka BP气候相对温暖湿润;其中,8.4—6.2 ka BP河湖相和风成相沉积互层,表明存在明显的百年尺度气候波动;6.2—4.2 ka BP化学风化和淋溶作用较强,表明季风降水较多,径流较强,发育了较为稳定的湖泊沉积环境。4.2 ka BP以来湖泊消失,化学风化和淋溶作用减弱,沉积物从砾石转变为砂质黄土,显示气候较为冷干且波动较大。对比分析表明,中晚全新世以来青海湖湖东沙地的气候变化特征与东亚季风边缘区其他区域基本一致,并主导了区域沉积环境的演变过程。     

岩溶地区人类活动的水文效应研究现状及展望

在全球气候变化背景下,加之岩溶生态系统的脆弱性及敏感性,地表水与地下水交换迅速,岩溶水动力系统对人类活动及其造成的生态环境变化反馈敏感。岩溶地区人类活动导致的植被退化、石漠化等环境问题已对岩溶地区的水文水循环过程造成了严重影响,水资源问题已成为岩溶地区发展的重要限制因素。本文在对岩溶生态系统及水文环境特性分析的基础上,从土地利用变化的水文效应,人类活动对降水—径流的影响、岩溶水资源的开发利用、岩溶地下水污染及水文模型在岩溶地区的应用等方面,概述了岩溶地区人类活动水文效应的相关研究现状与不足,总结了未来岩溶地区人类活动水文效应的5个研究趋势,并探讨了研究中的重点及难点问题。