气候变化对甘肃定西、安徽合肥小麦生产影响研究

由于大气中温室气体的不断增加, 全球气候发生了巨大变化。据最新气候模式模拟研究表 明未来全球气候将发生更为剧烈的变化, 这必将对很多部门产生显著的影响特别是对气候变化 十分敏感的农业。尤其对于中国这样的人口大国, 农业作为社会最基本也是最重要生产部门之 一, 气候变化将对中国的农业生产带来巨大的影响。小麦是中国的第二大作物, 其中冬小麦占全 国小麦总产量近90%, 因此评价气候变化对中国小麦生产影响是十分必要的。为了分析在未来气 候变化情景下中国小麦生产可能遇到的风险, 以15 年ECMWF 再分析实验数据(1979~1993)作为 边界条件驱动PRECIS 区域气候模式模拟产生作物模型所需要的气候资料并输入CERES-Wheat 模型, 验证CERES-Wheat 模型与区域气候模式PRECIS 结合的模拟能力。在以上验证工作的基 础上, 将区域气候模式PRECIS 的模拟结果与作物模型CERES-Wheat 相连接, 同时考虑到CO2 对小麦的直接施肥作用, 模拟了两个小麦站点(定西和合肥)在IPCC SRES A2 和B2 情景下雨养 和灌溉小麦的变化趋势。得到如下结论: 无论是在A2 情景还是B2 情景, 定西和合肥的小麦产量 都会有所增加, 但增加的幅度相差很大。A2 情景的增产效应一般要大于B2 情景的增产效应, 灌 溉小麦比雨养小麦更加受益于气候变化, 冬小麦(合肥) 产量的增长幅度要大于春小麦(定西) 增 长幅度。CO2 对小麦生长的肥效作用十分明显, 产量增幅很大。以上结果说明未来气候变化可能 会对我国的小麦生产带来益处, 但由于未来气候情景模拟的不确定性以及CO2 肥效作用通常是 在作物过程中的水肥条件完全满足的情况下才充分体现, 这都给研究结果带来了不确定性, 但本 项研究为评价未来气候变化对中国小麦生产影响提供了一种全面的评价方法。     

全球气候变化条件下云南生态环境变化趋势研究

全球气候变化对全球的生态环境、社会和经济等产生了巨大的影响,也是影响区域变化的重要因素。在全球气候变化的大背景下,特殊的地理环境以及地形使得云南气候与生态环境的演变存在特殊性。近50来,云南气候与生态环境发生了明显的变化,极端气候事件频繁,生物多样性丧失,生态环境恶化。通过收集调查相关部门多年资料数据,咨询相关专家意见,对全球气候变化条件下,云南气候变化趋势,以及云南生态环境变化趋势进行了研究和分析,提出了促进云南生态环境建设与社会经济协调发展的对策与建议,以便有效应对和减缓气候变化对云南生态环境、经济社会发展和人民生活造成的影响。     

气候变化对海河流域主要作物物候和产量影响

基于海河流域30 个气象站点1960-2009年的实测资料,分析该流域1960年以来农业气象指标的变化趋势,并利用VIP模型模拟分析大气CO₂浓度增加、温度、降雨和日照时数变化对作物产量的影响。结果显示：冬季温度的显著上升使冬小麦种植北界在50年间向北移动大约70 km;在品种和灌溉条件不变的前提下,小麦产量平均每10年上升0.2%~3.4%,其中CO₂浓度增加、温度、降雨及日照时数变化对其产量的影响分别为11.0%、0.7%、-0.2%和-6.5%;大气CO₂浓度增加的产量正效应大于日照时数减少的负效应。气候变化使夏玉米产量呈下降趋势（0.6%~3.8%/10年）,其中大气CO₂浓度增加、温度、降雨及日照时数变化对其产量的影响分别为0.7%、-3.6%、-1.0%和-6.8%,温度上升和辐射下降是玉米产量下降的主要原因。研究结果可为气候变化影响的评估和适应性对策制定提供科学依据。     

气候变化对海河流域主要作物物候和产量影响简

基于海河流域30 个气象站点1960-2009年的实测资料,分析该流域1960年以来农业气象指标的变化趋势,并利用VIP模型模拟分析大气CO₂浓度增加、温度、降雨和日照时数变化对作物产量的影响。结果显示：冬季温度的显著上升使冬小麦种植北界在50年间向北移动大约70 km;在品种和灌溉条件不变的前提下,小麦产量平均每10年上升0.2%~3.4%,其中CO₂浓度增加、温度、降雨及日照时数变化对其产量的影响分别为11.0%、0.7%、-0.2%和-6.5%;大气CO₂浓度增加的产量正效应大于日照时数减少的负效应。气候变化使夏玉米产量呈下降趋势（0.6%~3.8%/10年）,其中大气CO₂浓度增加、温度、降雨及日照时数变化对其产量的影响分别为0.7%、-3.6%、-1.0%和-6.8%,温度上升和辐射下降是玉米产量下降的主要原因。研究结果可为气候变化影响的评估和适应性对策制定提供科学依据。     

气候变化背景下青藏高原地区游客决策与体验分析

青藏高原地区生态环境脆弱,其特殊的自然地理环境使其旅游活动对气候变化的反应更为敏感。本文基于545位入藏游客的问卷调查,实证分析青藏高原地区游客对气候变化因子的认知和体验状况,探究气候变化对青藏高原地区旅游活动的影响机理。得出以下主要结论：① 入藏前游客对天气和气候状况的关注度并不高,但是在旅行中这一因素却是旅游体验的最大影响因素;② 优美的高原自然风光是游客对西藏的核心认知之一,直接影响游客的决策与体验;③ 不同地理区域的游客对高原气候因子的关注度和自然环境要素的重视度并不存在显著差异,动机类型才是显著影响这二者的重要因素。研究进一步表明,青藏高原气候的暖湿化趋势对提升该地区的游客体验有积极作用,但气候变化带来的优势并不能够直接转化为潜在游客的出游活动。     

应对全球气候变化云南可持续发展对策研究

全球气候变化大背景下,特殊的地理环境以及地形使得云南气候与生态环境的演变存在特殊性,表现出气温升高、降雨日数减少、极端气候事件增多等气候响应,以及水资源短缺、水土流失严重、生物多样性减少等生态响应。社会经济也受到相应的影响,给农业、工业、旅游业带来危害。通过收集分析相关数据资料,咨询专家意见,提出了应对全球气候变化云南生态环境和经济社会可持续发展的对策建议,主要有:提高水利资源调控能力,加强基础设施建设,兴修水利,加大对农业的投入,提高气候预测能力及防灾减灾能力,建立良好的生态环境保护系统,加强生态建设,保护生物多样性,加快水环境治理,节约用水,调整产业结构,减少对生态环境造成的负面影响等。     

哀牢山北段地区气候特征及变化趋势

以哀牢山北段地区不同位置的景东（西侧盆地）、徐家坝（山顶）和楚雄（东侧盆地）为研究对象,利用三地1980～2005年同期气候观测资料,通过统计分析,探讨了哀牢山东、西侧盆地及山顶气温和降雨特征及长期变化趋势。结果表明：哀牢山北段地区最热月均出现在6月;最冷月,西侧盆地和山顶为1月,东侧盆地最冷月为12月;降雨的季节差异十分显著,雨季降雨量占全年的85％以上,以7月降雨量最多。从气候的长期变化趋势来看,年、季和月平均气温均呈现显著的升高趋势,气温的显著升高主要发生在干季,增温率为干季〉年〉雨季。最冷月均温增温率最大,最热月均温没有显著增加,气温年较差呈减小趋势。研究表明,哀牢山北段地区山顶及两侧盆地均呈现显著的变暖趋势,与植物生存直接相关的∑t≥0℃有效积温和∑t≥10℃活动积温也显著增加。气温的变化具有显著的空间差异,增温速率为东侧盆地〉山顶〉西侧盆地。山地迎风坡面（西坡）气温垂直递减率显著减小,背风坡面（东坡）气温垂直递减率整体呈增大趋势。降雨整体呈增加趋势,不同季节间降雨的变化差异显著,年降雨量的增加主要由于雨季降雨的增加,干季降雨呈微弱上升或下降趋势,降雨的增加率为东侧盆地〉山顶〉西侧盆地。哀牢山北段地区干季的干热气候特征进一步加剧,这种变化趋势在山地的背风坡面（东坡）表现得更加剧烈。     

增温和隔离降雨对杉木幼林土壤养分和微生物生物量的影响

在全球气候变化背景下,中国亚热带地区独特的地理位置决定了该地区在气候变暖的同时还会伴随干旱,但对于增温和隔离降雨的研究多集中在中高纬度地区,对亚热带等低纬度地区的研究较少。本研究通过设置对照、增温、隔离降雨和增温+隔离降雨4种处理,探讨增温和隔离降雨对杉木幼林表层土壤养分和微生物生物量的影响。结果表明:增温和隔离降雨均可使土壤养分有效性发生变化,增温使土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮、有效磷浓度有所增加,而隔离降雨主要影响了N有效性,表现为土壤铵态氮浓度显著下降(P0.05)。增温后微生物生物量碳、氮均显著下降(P0.05),增温和隔离降雨的交互作用对微生物生物量磷影响显著。在亚热带地区,氮磷养分有效性有可能是全球气候变化背景下影响土壤微生物生物量的重要因素,未来还需结合野外原位实验做进一步的研究。     

多模式气候预估对华北冬小麦产量模拟的不确定性分析

基于CMIP5的多模式气候预估资料,应用集合方法,评估了未来中国华北地区冬小麦产量受气候变化影响的不确定性,并给出未来中国华北冬小麦增产或减产可能的概率。利用CMIP5的15个全球气候模式2006-2030年4种排放情景的54组逐日气候预估结果,运用CERES-Wheat模型模拟了未来华北地区冬小麦的产量。结果表明,气温的预估结果较好,降水量和太阳辐射的气候预估值的不确定性较大。河北、山东和河南的3个代表点小麦产量的模拟集合表明,未来冬小麦产量年际波动较大,以弱增产的概率为主,但是随气候变化的冬小麦产量的低产概率明显上升。最后本文还给出了2011-2030年间华北地区冬小麦产量不同等级的概率分布。     

气候保护及其对社会经济影响的模拟研究

对国际上气候变化与应对气候变化的气候保护经济影响模拟研究状况进行了讨论,认为气候保护研究应该侧重模拟分析;评价了在IPCC第四次评估报告中使用的排放情景专门报告中依赖的6个模型特点,指出IPCC的SRES模型不仅忽视了内生技术进步和国际GDP溢出,而且是缺少反映人类应对行为的被动型模型,现在需要发展主动型模型。还讨论了我国面对气候变化与应对气候变化的气候保护模拟研究的不足,认为我国过分依赖适应气候变化分析的统计学模型,而不是适合气候保护研究的动力学模型。建议开展经济动力学模型、非线性CGE模型和基于自主体的模拟模型研究,提出全球气候保护的中国方案。本文介绍了LRICE模型框架,该模型的特点是干中学的技术进步,能反映发展中国家通过技术进步减少二氧化碳排放的潜力,更接近真实情况。     

不同水平分辨率BCC_CSM模式对中亚夏季降水模拟能力评估北大核心CSCD

地处干旱和半干旱气候区的中亚地区脆弱的生态环境对气候变化非常敏感,提高气候模式在中亚地区的模拟能力为应对未来气候变化制订科学的措施非常必要。利用两种分辨率的北京气候中心BCC_CSM模式(低分辨率BCC_CSM1.1模式和高分辨率BCC_CSM1.1m模式)提供的1948-2012年间CMIP5历史模拟试验结果系统评估了不同水平分辨率BCC_CSM气候模式对中亚夏季降水的模拟性能,并进一步揭示了水平分辨率对模式性能的影响,同时探讨了可能原因。结果表明:提高模式水平分辨率能够较明显地改善BCC_CSM气候模式对中亚夏季降水年际变率和长期变化趋势的模拟能力,但对整个中亚地区以及中亚西部地区夏季降水气候平均态的改善并不明显。相对于BCC_CSM1.1模式,BCC_CSM1.1 m模式对中亚东部地区夏季降水气候平均态、年际变率以及长期变化趋势的改善比西部地区更加显著。BCC_CSM1.1 m模式改善了对中亚地区夏季大尺度和对流性降水的长期变化趋势以及大尺度降水的气候平均态和年际变率的模拟能力,但对对流性降水气候平均态以及年际变率的模拟效果变得更差。总的说来,BCC_CSM1.1 m模式对中亚夏季总降水模拟性能的提高主要归功于对大尺度降水模拟的明显改善。机制分析表明提高模式水平分辨率能够改善BCC_CSM气候模式对200 h Pa西风环流以及850 h Pa环流场的模拟进而提高对中亚夏季降水的模拟性能。     

闽东茶叶气候适宜度变化特征

茶是中国主要的经济作物之一,气候变化对茶叶生长具有重要的影响。采用福建省主要产茶区闽东9县市1981—2013年气候要素资料,应用模糊数学方法构建茶叶适宜度模型,分析茶叶气候适宜度年际、年代及季节变化特征,运用Arcgis地理信息软件对闽东茶叶气候适宜度年代空间变化分布进行区划分析。结果表明,闽东地区总体茶叶生长的气候条件好,适宜度高。但也存在一些制约因素,影响山区茶叶适宜条件的主要气候要素是积温,而沿海则是相对湿度和干燥度。受气候变化影响,闽东茶叶适宜度随年际波动明显,沿海茶叶适宜度年代变化幅度比山区大,波动更不稳定,其变差趋势也比山区更显著。季节性特征显示春、夏、秋3个季节适宜度也都随年代波动幅度增大而数值呈减小趋势,其中春茶适宜度变化小,而夏、秋茶变差趋势显著。针对气候变化对闽东茶叶适宜度的不利影响,建议可以通过基础设施建设,改善茶园小气候条件和加强防灾能力加以应对。     

中国作物物候对气候变化的响应与适应研究进展

以气候变暖为主要特征的气候变化对作物物候产生了重要的影响,通常气温升高会导致作物生长速度加快,生育期缩短,从而造成作物产量下降,不利于农业发展。同时,作物物候变化可以直接或间接反映气候变化情况,对于气候变化具有重要的指示意义。作物物候的研究对于农业气象灾害的预防、农业生产管理水平的进步以及农业产量提高都极为关键。随着全球地表气温的持续升高,作物物候相关研究也越来越引起科学家的关注。论文结合作物物候的主要研究方法,综述了中国近几十年来小麦、玉米、水稻以及棉花、大豆等主要农作物的生育期变化特征以及主要的驱动因子,得到以下主要结论：①在研究方法上,统计分析方法应用最为普遍,其他几种方法都需要与统计分析方法相结合使用。另外,作物机理模型模拟方法易于操作、可行性强,在物候研究中应用也比较多。遥感反演方法对作物生育期的特征规律要求较高,一般主要关注作物返青期。②整体上,小麦全生育期主要呈缩短趋势,而玉米和水稻全生育期以延长趋势为主。③作物物候变化的驱动因子主要是气候变化和农业管理措施改变,其中,气候变化是主导驱动因子,对作物物候变化起决定作用,而调整农业管理措施,在一定程度上抵消气候变化对作物生育期的不利影响。作物物候对气候变化的响应和适应研究可以为农业生产适应气候变化提供重要的理论依据和对策。     

不同水平分辨率BCC_CSM模式对中亚夏季降水模拟能力评估

地处干旱和半干旱气候区的中亚地区脆弱的生态环境对气候变化非常敏感,提高气候模式在中亚地区的模拟能力为应对未来气候变化制订科学的措施非常必要。利用两种分辨率的北京气候中心BCC_CSM模式(低分辨率BCC_CSM1.1模式和高分辨率BCC_CSM1.1m模式)提供的1948-2012年间CMIP5历史模拟试验结果系统评估了不同水平分辨率BCC_CSM气候模式对中亚夏季降水的模拟性能,并进一步揭示了水平分辨率对模式性能的影响,同时探讨了可能原因。结果表明:提高模式水平分辨率能够较明显地改善BCC_CSM气候模式对中亚夏季降水年际变率和长期变化趋势的模拟能力,但对整个中亚地区以及中亚西部地区夏季降水气候平均态的改善并不明显。相对于BCC_CSM1.1模式,BCC_CSM1.1 m模式对中亚东部地区夏季降水气候平均态、年际变率以及长期变化趋势的改善比西部地区更加显著。BCC_CSM1.1 m模式改善了对中亚地区夏季大尺度和对流性降水的长期变化趋势以及大尺度降水的气候平均态和年际变率的模拟能力,但对对流性降水气候平均态以及年际变率的模拟效果变得更差。总的说来,BCC_CSM1.1 m模式对中亚夏季总降水模拟性能的提高主要归功于对大尺度降水模拟的明显改善。机制分析表明提高模式水平分辨率能够改善BCC_CSM气候模式对200 h Pa西风环流以及850 h Pa环流场的模拟进而提高对中亚夏季降水的模拟性能。     

Impacts of climate change in Central Planins of China： on winter wheat yield Case study of Shangqiu

为探明气候变化对商丘地区冬小麦产量的影响,根据1991～2010商丘市气候资料和小麦产量资料,利用数学统计与Thornthwaite Memoriae模型,结合未来气候预测结果定量分析了气候变化对冬小麦产量的影响。结果表明,冬小麦产量整体上呈波动上升趋势;主成分分析表明,气温、降水量、蒸发量与极端温度为影响冬小麦产量的主要气候因子,蒸发量过大及极端低温对冬小麦生产不利。商丘地区“暖湿型”气候有利于冬小麦生产力的提高,“冷干型”气候对冬小麦生产最为不利;未来几十年内气候可能将向“暖湿型”变化,对商丘地区粮食作物产量的提升较为有利。     

中原腹地气候变化对冬小麦产量的影响——以商丘地区为例

为探明气候变化对商丘地区冬小麦产量的影响,根据1991～2010商丘市气候资料和小麦产量资料,利用数学统计与Thornthwaite Memoriae模型,结合未来气候预测结果定量分析了气候变化对冬小麦产量的影响。结果表明,冬小麦产量整体上呈波动上升趋势;主成分分析表明,气温、降水量、蒸发量与极端温度为影响冬小麦产量的主要气候因子,蒸发量过大及极端低温对冬小麦生产不利。商丘地区"暖湿型"气候有利于冬小麦生产力的提高,"冷干型"气候对冬小麦生产最为不利;未来几十年内气候可能将向"暖湿型"变化,对商丘地区粮食作物产量的提升较为有利。     

陆地生态系统土壤呼吸、氮矿化对气候变暖的响应

土壤呼吸和氮矿化对气候变暖的响应是影响陆地生态系统碳收支的主要因素之一,也是当前全球变化研究的主要内容之一。短期内温度升高能明显提高土壤呼吸速率,随着温度的进一步升高和升温时间的延长,土壤呼吸速率对温度升高的敏感性可能逐渐降低。由于土壤呼吸的温度敏感性与土壤水分含量、气候、植被、凋落物等多种因素有关,并随时间和空间的变化而变化,因此,用一个固定的Q10（土壤呼吸的温度敏感系数）来计算土壤呼吸对温度升高响应的量,会给研究结果带来很大的不确定性。生态系统对气候变暖的响应除了直接的反应外,还具有复杂的适应性。尽管模拟研究表明未来气候变暖将使土壤呼吸增加,但是有关土壤呼吸对气候变化适应性的试验数据比较少,对未来气候变化背景下土壤呼吸的模拟仍有很大的不确定性。气候变暖将促进土壤氮素的矿化速率,其影响程度的强弱不仅与温度有关,而且与土壤基质的质量与数量、土壤水分、升温持续的时间等有关,这使目前有关研究结果出现了很大的不确定性。针对上述研究中存在的问题,今后应统一土壤呼吸的测定方法,区分土壤呼吸各组分对温度升高的响应,在研究土壤呼吸和氮矿化对温度升高的响应时结合考虑其它因素能在一定程度上减少研究结果的不确定性。     

三江源区径流演变及其对气候变化的响应

利用水循环模型、统计检测、对比分析等手段对三江源区水循环过程进行了分析,模拟和检测了1958-2005 年黄河源区出口唐乃亥站、长江源区直门达站、澜沧江源区昌都站汛期、非汛期和年径流过程的变化趋势。在此基础上,检测CSIRO和NCAR两种气候模式A1B和B1 排放情景下未来2010-2039 年源区出口断面的径流演变趋势,对比分析了气候变化的影响。研究表明过去48 年三江源区出口唐乃亥站年径流和非汛期径流过程呈显著减少趋势,而直门达和昌都站径流过程变化趋势并不显著。这将导致对黄河中下游地区的水资源补给显著减少,加剧黄河流域水资源短缺。气候变化背景下,未来30 年黄河源区径流量与现状相比有所减少,尤其是在非汛期,将持续加剧黄河中下游流域水资源短缺的现象。长江源区径流量将呈增加趋势,而且远远高于现状流量,尤其是在汛期,长江中下游地区防洪形势严峻。而澜沧江源区未来30 年径流量均高于现状流量,但汛期和年径流变化并不显著,而非汛期径流变化存在不确定性,CSIRO模式B1 情景显著减小,而NCAR模式B1 情景显著增加。气候变化对长江源区径流影响最显著,黄河源区其次,而澜沧江源区最小。     

甘肃天水近30a气候变化对桃产量形成的影响分析

采用统计学方法,利用甘肃天水1981-2011年桃单产量和相关气象资料统计分析了气候变化对桃产量形成影响,为果树生产和管理部门有效应对气候变化提供决策依据。研究表明:20世纪90年代以来天水桃树栽培区气温升高,降水减少,暖干气候特征明显,极端最高气温的显著升高是气候变暖的主要表现。气候变暖导致桃树发育进程明显加快,初春气温、仲春最高气温的快速升高和降水量的明显减少,造成桃树花芽发育-盛花期高温干旱对花蕾发育、开花坐果的危害及盛夏7月降水量的增加和7月下旬至8月上旬气温日较差的减小,对果实干物质累积、着色成熟的影响均呈明显加重趋势,7月相对较多的降水还可造成果树大量落果而减产,但仲秋10月降水量的增加不仅有利果树正常越冬,还可缓解来年春季暖干气候对果树产量形成的不利影响。     

基于生境分布模型的气候因素对三江平原沼泽湿地影响分析

气候因素是沼泽湿地的发育的主要驱动因素,是沼泽湿地形成、发育及不同特征差异的控制因素。作为中国主要沼泽湿地分布区和气候变化显著地区之一,三江平原沼泽湿地受气候和非气候因素的共同影响。非气候因素对三江平原沼泽湿地的影响强度在加大,沼泽湿地被开垦为农业用地,大型水利工程的修建导致流域水资源减少,使得该区沼泽湿地供水不足。以三江平原为研究区,利用生境分布模型,采用该区沼泽湿地分布数据、气象数据和地形数据,模拟沼泽湿地生态系统在气候因素变化下的演替过程,定量评估气候因素对沼泽湿地的影响程度。研究结果表明,自20世纪50年代至2010年,三江平原地区的气候呈暖干趋势,气候变化对沼泽湿地分布起正增益作用,1951~1980年期间,气候变化对沼泽湿地分布的影响程度为5.21%,1981~2010年期间,气候变化对沼泽湿地分布的影响程度为4.33%;在三江平原地区,非气候因素对沼泽湿地的影响起主导作用,不但导致该区已有湿地发生缩减、退化,还干扰新的湿地自然形成与演替。