新疆年轮研究进展

新疆年轮工作始于60年代初期,主要开展年轮气候、年轮水文研究,至今近30年的发展,在某些方面已进入全国先进行列。1 新疆年轮研究发展阶段1.1初期阶段1962-1976年,是新疆年轮研究工作的启蒙时期,这个时期的主要工作是对单株树木采集标本,形成个体的独立样本,新疆最早的标本采集和研究,由中国科学     

新疆塔里木盆地环境变迁与人类文明兴衰初探——以克里雅河地区为例

本文以新疆克里雅河为重点研究,分析了塔里木盆地的环境变迁及其与人类文明兴衰的相关关系,并展示了未来的环境变化。盆地和沙漠的形成与青藏高原的隆起息息相关,第四纪的三次冰期和间冰期的发生,决定了高原和盆地环境变化的序列。其中,中更新世的高原隆升对现代地貌和环境有决定性意义,使沙漠和黄土形成,气候环境总体向旱化方向发展;全新世以来的环境变化或划分出早、中,晚三个不同的干湿期变化。历史时期,人类活动所引起的环境变化与塔里木盆地古丝绸南路文明兴衰紧密相连;近代人类正面临沙漠化扩展,气候变暖的严重挑战。     

新疆气候由暖干向暖湿转变的信号及影响

目前的全球气候变暖导致了水循环加快，尤其干旱区水循环加快更加明显，降水和蒸发增加。自19世纪末小冰期结束以来，新疆呈现出了与全球一致的变暖趋势，气候环境基本处于暖干状态之下。1987年起新疆出现了气候转向暖湿的信号，尤以天山西部地区为强劲。降水量、雪冰消融量和河川径流量连续增加至今日，导致平原湖泊水位持续上升，面积逐年扩大，早己干涸的湖盆也出现生机。与此同时，洪水灾害连年发生，而且越来越凶猛，不断出现百年，以至千年的洪峰。此间，植被环境改善，绿洲春色盎然，沙漠化止步，沙尘暴锐减。这种气候转变前景如何，应该引起人们高度重视。这个问题直接关系到新疆以至大西北的经济发展、水利建设、洪旱灾害减灾、生态环境保护以及人民生活改善等。因而必须加强监测与研究，尽早做出正确预测，为国民经济长远规划提出科学依据。     

新疆气候由暖干向暖湿转型

20 0 2年 6月 2 0日 ,中国科学院院士 ,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所名誉所长施雅风 ,在新疆生态环境、文化遗产与经济发展论坛上 ,作了《新疆气候由暖干向暖湿转型的信号、影响与前景》的学术讲演。施雅风院士指出 :“从 19世纪末寒湿的小冰期结束以来 10 0年左右时间 ,新疆处于变暖变干气候环境下 ,变暖和全球一致。中国西部以 0 .2℃ / 10年趋势升温 ,近 5 0年北疆升温达 1.4℃ ,远高于近百年全球升温 0 .4 - 0 .8℃ ,但降水量有所下降。乌鲁木齐冰川区比小冰期降水减少了 5 0ｍｍ ,树木年轮研究指示 192 0 - 1978年间降水负距平…     

新疆沙尘暴源区的气候与荒漠环境变化

根据新疆地区50年来的气候变化以及人类活动的影响,阐述了新疆沙尘暴源区气候与荒漠环境变化。结果表明,新疆地区的气候由暖干向暖湿发展。自20世纪70年代中期以来,暖湿过程非常明显,特别是新疆南疆与北疆的气候变化特点和高山与盆地的气候变化差异以及湖泊水域面积的变化,都明显地反映了干旱区域气候变化的敏感性,并且也反映了新疆区域气候与中国中、东部气候变化的差异性。由于气候的波动变化和人类活动的干扰,使荒漠环境也在不同区域受到不同程度影响,尤其是干旱地区的降水、大气湿润程度和下垫面状况都直接影响着沙尘暴的发生和发展。20世纪80年代后期以来,温度的突变是造成环境恶化、灾害增多的主要原因之一,同时也反映出干旱内陆区是气候变化过程中的敏感反应区。     

全新世以来南疆地区气候环境演变与人类活动的关系

根据南疆地区不同沉积相的沉积记录的研究 ,初步建立了南疆地区 1 2 ka BP以来气候环境演化序列。研究揭示 ,此期间南疆地区气候与环境的演变具有较为显著的西风型特征 ,共经历了 5次相对暖干和 4次相对冷湿时期。特别是在全新世大暖期中出现于 7.0～ 5.0 ka BP期间相对暖湿的气候环境特征可能与西南季风势力的增强有关 ,而且还揭示了此地区暖干化趋势存在阶梯式增强的特征 ,研究还发现 ,近 4ka BP以来 ,气候环境的变化与一些人文事件如古城的废弃、丝绸之路的兴衰和人地关系类型的演化存在着一定的关系。     

艾比湖周边灌丛沙堆风沙沉积记录的气候环境演化

选择位于西风区的新疆艾比湖周边灌丛沙堆为研究对象,利用光释光测年初步建立风沙沉积的时间序列,分析了风沙沉积粒度和地球化学元素两个环境代用指标的古气候意义,并通过区域对比和综合分析,初步建立区域风沙气候环境演变序列。结果表明:研究区灌丛沙堆主要发育于晚全新世,缺失早中全新世的风沙沉积。晚冰期以来,艾比湖地区的风沙气候环境演变经历了一系列冷湿（凉湿）-暖干（温干）的变化过程,其中暖干（温干）时期气候干旱,风力强劲,湖滨阶地主要发生风蚀过程,不利于灌丛沙堆的发育。晚全新世以来,艾比湖周边灌丛沙堆发育较普遍,风沙沉积至少记录了3次相对干旱期和3次相对湿润期。灌丛沙堆记录的风沙气候环境演化序列与北疆其他全新世沉积记录有较好的一致性,基本遵循晚次冰期以来气候变化的西风模式,同时也受到局地风沙地貌环境的影响。     

新疆文化遗址时空演变与人地关系

运用Arc GIS空间分析、耦合分析方法研究新疆432处文化遗址的时空演变及人地关系。结果表明:(1)新疆文化遗址以集聚模式分布于4个遗址集聚带、12个组群,呈现出"空间组群、线(带)状分布"的空间格局,其空间分布格局主要受控于自然环境;(2)不同历史时期中央政权经略西域策略的改变使得新疆的经济和政治重心发生转移,文化遗址分布重心轨迹呈"北→南→北"演变的规律,其时间上的演变较多地受人文因素的控制;(3)从旧石器时代至近现代,新疆文化遗址的变化经历了萌芽、发展、上升、繁荣、下降、巅峰6个阶段,遗址的盛衰演化与历史时期自然气候环境的变化、人文要素的兴衰等有良好的耦合关系。在人地关系地域系统内部及系统与外界环境之间的各个要素组合优良时期,政权强盛,屯垦发展,丝路繁荣,气候适宜,文化遗址增长迅猛(如西汉、隋唐)。     

黄土区沟谷发育与气候变化的关系(以洛川黄土塬区为例)

黄土区沟谷侵蚀与气候变化有密切关系。黄土是干冷气候环境中堆积的地质体,只有在干冷时期才是稳定的。气候变湿润时黄土区发生冲沟侵蚀。洛川黄土塬区20万年以来至少出现过五次明显的侵蚀时期,该区河流的侵蚀与堆积过程恰好和冲沟发育过程相反,但两者在时间上可以较好地对比。     

新疆若干地区全新世环境演变与开发利用

新疆若干地区全新世环境演变经历了早期凉、中期温暖湿润、晚期干冷偏旱的演变过程。而每阶段又各有不同时间尺度的小气候波动。新疆全新世气候变迁过程与全球气候波动规律基本一致,但具有明显的地区性特征。早全新世的现代构造运动深刻地影响着新疆内的自然环境的演变。中全新世以温暖湿润的气候为主要特色,晚全新世是干旱迅速发展时期,也是整个新疆全新世发展史上极为重要的一页。对新疆若干平原、山麓及山区不同时期各种沉积相的研究表明;整个全新世虽存在着干旱与湿润、冰期与间冰期的变化,但总的趋势向着更为干旱的方向发展。这些结果为未来气候预测和生产投资提供了重要的信息。     

近50a新疆气候变化对环境影响评估

利用新疆比较完整的气象观测记录，分析温度与降水的时空变化。结果表明，新疆气候变化与全球和全国气候变化趋势基本一致，但又具有显明的区域性特点：变暖脚步渐缓，增温势头不减。与此相伴随的暴雪、暴雨、低温冷害和干旱等气候极值事件频频出现，而寒潮天气明显减少，导致冬季增温高于夏季，使新疆光热资源变幅及时空分布发生变化。近50a，尤其近10多年来，气候的明显变温对新疆的生态与环境的变化有积极的影响，使新疆的农牧业结构悄然发生变化，对国民经济的发展起促进作用。     

气候变化下新疆及咸海流域河川径流演变及适应性对策分析

 中亚咸海流域地处全球气候变化的敏感中心,生态环境脆弱、水资源紧缺,过去百年来中亚咸海流域气候、人类活动、生态环境均经历了较为显著的变化,分析中亚咸海流域气候-水-生态-人类活动的关系,对自然与人文相近的新疆可持续发展具有重要的借鉴意义。以最新收集的资料为基础,对比研究近50 a来新疆及近80 a来中亚咸海流域的气温、降水和主要河流的径流变化情况,结合二者水资源开发利用的演变历程,分析气候变化与人类活动对研究区生态环境与持续发展的影响,最后借鉴中亚咸海流域气候变化、人类活动、生态环境的综合关系,讨论气候变化下新疆水资源开发利用的适应性对策。结果表明：近80 a来,新疆与中亚咸海流域气候呈现较为一致的变暖趋势,尤其是20世纪80年代以来,二者绝大部分地区气候呈现“暖干”向“暖湿”转型迹象,河川径流也有不同程度的增加,但由于人类活动规模与强度的迅速、持续增强,研究区生态环境呈现尚未得到有效遏制的恶化趋势。立足于有利的气候时期,强化水资源开发利用管理,提高水资源利用效率和效益,加快关键水源工程建设,完善水资源配置网络体系的建设,是未来一段时期内应对气候变化下新疆水资源开发利用的主要适应性对策。     

新疆地表水资源对亚洲中部未来气候变化的响应

在未来的亚洲中中气候变冷过程中，从咸海干涸海底和卡拉博加戈尔湾等等内陆湖泊和地区吹起的盐粒，农田排出的农药残余物，尘埃微粒等－固态大陆型气溶胶具有主要的作用。在这一过程中，环流及该区域的生物系统对气候的变化可能起着相反的影响。     

西北干旱区气候变化对水文水资源影响研究进展

西北干旱区是对全球变化响应最敏感地区之一,研究分析全球变暖背景下的西北干旱区水资源问题,对应对和适应未来气候变化带来的影响具有重要意义。本文通过对西北干旱区气候变暖影响下的水资源形成、转化与水循环等关键问题最新研究成果的总结分析,得出如下结论：(1) 西北干旱区温度、降水在过去的50年出现过“突变型”升高,但进入21世纪,温度和降水均处于高位震荡,升高趋势减弱;(2) 西北干旱区冬季温度的大幅升高是拉动年均温度抬升的重要原因,而西伯利亚高压活动和二氧化碳排放是引起冬季升温的重要影响因素;(3) 西北干旱区蒸发潜力在1993年出现了一个明显的转折变化,由显著下降逆转为显著上升的趋势。气候变暖、蒸发水平增大对西北干旱区生态效应的负作用已经凸显;(4) 西北干旱区冰川变化对水资源量及年内分配产生了重要影响,部分河流已经出现冰川消融拐点。在塔里木河流域,冰川融水份额较大 (50%),可能在未来一段时期,河川径流还将处在高位状态波动。全球气候变暖在加大极端气候水文事件发生频率和强度的同时,加剧了西北干旱区内陆河流域的水文波动和水资源的不确定性。     

新疆地区气候与环境变化对沙尘暴的影响研究

根据新疆地区50年来的气候变化以及人类活动的影响，阐述了新疆沙尘暴源区气候与荒漠环境变化。结果表明，新疆地区的气候由暖干向暖湿发展。自20世纪70年代中期以来，暖湿过程非常明显，特别是新疆南疆与北疆的气候变化特点和高山与盆地的气候变化差异以及湖泊其他水域面积的变化，都明显地反映了干旱区域气候变化的敏感性，并且也反映了新疆区域气候与中国中、东部气候变化的差异性。由于气候的波动和人类活动的干扰．使不同地区的荒漠环境受到不同程度影响。干旱地区的降水、大气湿度、下垫面状况等都直接影响着沙尘暴的发生和发展。沙尘暴的发生频率和强度与沙尘源区的状况及其气候与荒漠环境变化以及动力条件(即天气系统)等具有密切的关系。因此，20世纪80年代后期以来，气候变暖是造成干旱区生态环境恶化、自然灾害尤其是风沙灾害和沙尘暴增多的主要原因之一。同时，也反映出内陆干旱区是气候变化的敏感反应区。     

近60a来新疆不同海拔气候变化的时空特征分析

全球变暖是当前全球气候变化研究的热点之一，新疆深居亚欧大陆内陆，地形气候复杂，探讨该区域气候变化与海拔的关系对全球气候变化研究具有重要的参考意义。基于1958—2017年新疆41个气象站的月和年平均气候数据，采用一元线性回归、Mann Kendall（M-K）趋势分析和突变检验等方法分析该地区气候变化的时空分布与海拔的关系。结果表明：1958—2017年新疆年均气温、年均降水量均呈上升趋势，但增加幅度具有时间和空间差异。在时间上，北疆四季平均气温增温幅度均大于南疆（冬季除外），四季降水量增幅北疆大于南疆（夏季除外）；在空间上，北疆气温和降水的增幅均大于南疆。研究区各个站点气温呈现出南部高而北部低的空间格局，年均降水量北部多，南部低。各个站点气温倾向率总体随海拔增加而减少，年均降水量变化率随海拔升高而增加，在不同海拔带内部存在差异。综上所述，受全球气候变暖的影响，近60 a来新疆年均气温和年均降水量均呈上升趋势，尤其是北疆对全球气候变暖的响应较为敏感。     

西北干旱区极端气候水文事件特征分析

中国西北干旱区是对全球变化响应最敏感地区之一。气候变化导致气候水文系统的不稳定性加剧,极端气候水文事件的频度和强度增大、重现期缩短,灾害程度加重。借助资料分析和文献阅读,对过去50 a中国西北干旱区极端气候/水文事件的发生规律、影响机制及未来趋势进行了梳理总结,主要结论如下：（1）西北干旱区的极端气候/水文事件呈逐年增加趋势,特别是20世纪70年代以来增加显著;气温和降水极值都表现为一致的增强趋势。降水量的增多是降雨频率和强度共同增加的结果。（2）中国西北干旱区低温、降水极值在1986年左右发生了明显的突变,高温极值在1996年左右发生突变。突变后,气温和降水极值均发生了显著增强变化。（3）北半球极涡面积指数和青藏高原指数对西北干旱区气候极值变化具有重要影响,冬季极值还受冬季北极涛动和北大西洋涛动等影响。（4）新疆地区有变暖湿趋势,而河西走廊东部则为变干趋势。强大的西伯利亚高压和增强的贝加尔湖气流造成新疆地区降水增加,而河西走廊干旱增加是由东亚夏季风减弱引起的。     

准噶尔盆地的气候变化与荒漠环境研究

通过对北疆及准噶尔盆地的气候变化与荒漠环境效应研究认为,该区一是受气候变化的影响,其次是受地形和人类活动的影响。在气候变化和环境效应研究中,该地区有着不可替代的区域特征和学科意义。尤其是该区域受西风环流控制和受太平洋季风的影响较少,因此具有季风气候和地中海气候的双重性。因此,该研究区荒漠环境的正逆发展过程不仅受降水和温度的重大影响,而且季节性积雪和高山雪冰融水为荒漠植物的萌发与生长提供了有效的水资源。但是,该地区的生态环境十分脆弱,人类的过度开发和扰动对其的影响也非常严重。所以,加强气候变化与环境效应的相互影响研究,保护干旱生态的平衡发展,再造秀美山川,是该地区今后研究的重要任务和发展方向。     

基于HadCM3模式的我国主要气候区划界线时空预测研究

气候区域分异规律及其时空演变研究是气候变化研究的核心内容之一。以1951-2014年中国气象数据和基于HadCM3模式的1950-2059年气象模拟数据为数据源来分析中国主要气候区划界线的时空变化趋势。结果表明：我国寒温带界线北移,且速度呈加快趋势;中温带和暖温带的北部界线向北移动,且东段界线的移动趋势较明显;亚热带北部界线已越过秦岭-淮河一线,且其东段北移趋势较明显;热带范围逐渐向北扩张。东北地区由湿润转干燥,达到干湿并存的状态;河西走廊、青藏高原和新疆地区总体上呈转湿趋势,虽北方半干旱区有部分区域转换为干旱区,但未出现明显的移动;华北平原等地区的湿润-半湿润界线和干湿区分界线均向西北方向移动;南方湿润区的干湿状况未发生显著变化。