弹性、脆弱性和适应——-IHDP 三个核心概念综述

弹性、脆弱性和适应是全球环境变化人文因素计划( IHDP) 中三个非常重要的核心概念。 由于各自学科研究传统的差异, 不同学科在使用这些概念时其含义有很大差异, 有的甚至是不可 比的。本文主要根据《Global Environmental Change》2006 年第3 期发表的IHDP 学术委员会专题 研讨会成果, 结合UNU 关于脆弱性的研究成果, 重点介绍了这三个核心概念的演变以及相互联 系等方面的最新研究进展。     

3500aBP我国北方农牧交错带降水突变的幅度与速率

考古信息与历史文献记载一样是环境演变研究中独具特色的信息源。文章以考古信息为依据对中国北方农牧交错带地区 35 0 0aBP前后降水突变的幅度与速率进行了推断。中国北方农牧交错带分布在年降水量 2 5 0～ 40 0mm的地区 ,降水变化对该地带的影响十分显著。在位于北方农牧交错带内的内蒙古中南部及陕北、晋西北地区 ,大量的考古遗存详细记录了 35 0 0aBP前后该地区内土地利用性质的时空变化过程 ,可以用来定量地估算 35 0 0aBP降水突变的幅度和速率。 42 0 0～34 0 0aBP期间 ,在内蒙古中南部及陕北、晋西北地区先后发育了朱开沟文化和李家崖文化。文化的演变过程可分为两个阶段 :从朱开沟一期到朱开沟二期为第一阶段 (cal.40 0 0～ 380 0aBP) ,在朱开沟文化区发生了从农业文化转变为农牧交错文化、进而变为畜牧业文化的过程 ,相当于从农业区的北界变为农牧交错区的北界 ;从朱开沟文化二期结束到李家崖文化为第二阶段 (cal.380 0～ 34 0 0aBP) ,期间农牧交错带的北界显著地向东南退缩。上述考古学文化的变化可以看作是人类对 35 0 0aBP前后降水突变的响应。 40 0 0aBP前后是从农业文化向半农半牧文化转变的临界点 ,其降水量大致与现代农牧交错带南界的降水量相当 ,为 35 0～ 40 0mm ;380 0aBP前后是从半     

过去2000a中国东部冬半年温度变化序列重建及初步分析

首先简要介绍了中国历史文献中的冷暖记载及其气候信息提取方法 ,并利用现代仪器观测资料对中国东部地区 (10 5°E以东 ,2 5°～ 40°N)气候变化一致性、站点的空间代表性及贡献率进行了分析。在此基础上 ,集成利用物候学与统计学方法 ,根据近年收集、整理的历史文献冷暖记载及其过去有关研究结果 ,对中国东部地区过去 2 0 0 0a冬半年的温度状况进行了定量推断 ,建立了中国东部地区过去 2 0 0 0a分辨率为 10～ 30a的冬半年温度距平变化序列 ,分析了中国东部过去 2 0 0 0a的冷暖变化特征 ,并将其与自然证据进行了对比。主要结论是 :自公元初起 ,中国东部的冬半年温度在波动中下降 ,至 490’s前后下降到最低点 ,降温率达 0 17℃ / 10 0a ,最冷时期的 30年平均值较 195 1—1980年均值低 1℃。此后气候转暖进入温暖期 ,在以温暖气候为主的 5 70’s— 1310’s中 ,温度在波动中略呈上升趋势 ,其间暖峰时期 30a平均温度值较 195 1— 1980年高 0 3～ 0 6℃ ,最高达 0 9℃ ,暖峰之间冷谷的 30a平均温度值较 195 1— 1980年低 0 5～ 0 7℃。 1310’s之后气候又迅速转冷 ,温度再次迅速下降 ,并保持在一个较低的水平上波动 ,其间 4个冷谷的 30a温度平均值较 195 1— 1980年低 0 6～ 0 9℃ ,最低达 1 1℃ ;冷     

过去2000年中国农耕区拓展与垦殖率变化基本特征

通过梳理和集成近年研究成果,综述了过去2000年中国主要农耕区拓展的阶段性及其间全国耕地面积和其中近千年垦殖率变化的主要特征。主要结论有：① 中国主要农耕区第一次大规模拓展出现在西汉,从黄河中下游拓至整个长江以北地区;第二次在唐宋时期,主要是长江以南农耕区域从平原低地拓垦至丘陵山地;第三次在清中叶以后,主要是对东北、西北和西南等边疆地区的拓垦和山地的深度开发。② 过去2000年中国耕地面积呈波动增加趋势,公元初突破5亿亩（1亩≈ 667 m²）,8世纪前期突破6亿亩,11世纪后半叶达近8亿亩,16世纪后期突破10亿亩,19世纪前期突破12亿亩,1953年逾16亿亩,1980年逾20亿亩。③ 中国耕地空间分布的主体格局至11世纪前后就已基本奠定。1080年前后,黄淮海、关中平原等的垦殖率达30%以上,长江三角洲、鄱阳湖平原、两湖平原和四川盆地等达30%左右。1850年前后,华北平原、汾渭盆地和陇东地区、四川盆地、两湖平原、鄱阳湖平原及长三角地区等的垦殖率均超过30%。2000年前后,东北平原、黄淮海地区、汾渭盆地和陇东地区、四川盆地、长江中下游平原等农业区中有2/3以上垦殖率超过50%,辽西丘陵、坝上高原、黄土高原及南方各省的丘陵山地也多达15%以上;西北绿洲农业带及青藏高原河谷农业带的局部地区也达50%以上。     

气候变化对中国古代财政平衡的影响

以当代历史和经济史著作为资料,建立与历朝财政盈亏状态相关词汇的语义分级标准,重建了中国自秦朝至清末（220 BC~1910 AD）10 a分辨率的财政等级序列,并分析其与气候变化的关系。结果表明,秦朝至清末的财政平衡大体经历了4个相对充裕阶段（220 BC~31 BC,441~760 AD,961~1210 AD,1381~1910 AD）和3个相对匮乏阶段（30 BC~440 AD,761~960 AD,1211~1380 AD）。财政危机在寒冷-干旱的气候背景下爆发的可能性最大。财政平衡与温度和降水变化均成正相关,财政平衡的趋势性变化受长期的温度和降水变化影响较为明显。但受多因素的复杂反馈环节影响,两者在某些时段呈现反相位关系。     

环境演变对中华文明影响研究的进展与展望

近年来自然环境演变研究和中华文明演变研究的大量科学积累显示,中国的地理环境及其演变与中华文明的产生和发展之间存在着多样而复杂的相互影响关系。从已有的研究成果可以概括出以下认识：(1) 中华文明具有“多元一体结构”,其连续性得益于与巨大的生存空间相联系的多样的环境类型与环境演变的区域差异。(2) 尽管并非所有的暖期中华文明都繁盛,但中华文明繁盛的时期往往是各种时间尺度上的暖期。(3) 环境极端恶化事件对中华文明产生严重冲击,同时也促使文明发生重大变革,中华民族在对不利环境影响的适应过程中不断开拓创造、不断积累经验,从而促进社会的更大进步。进一步开展有关环境演变对中华文明影响的过程与机制研究,应以重大环境演变事件的识别为基础,以环境变化引起的资源变化为切入点,通过文明发展对环境演变影响的适应研究来深化对文明内涵的理解。     

基于遥感的黑龙江省西部水稻、玉米种植范围对温度变化的响应

利用多时相遥感数据,生成黑龙江西部地区1988年和1998年两个序列的农作物种植范围图,结合相应时段的该地区≥10℃积温数据进行分析。研究表明,黑龙江省西部地区农作物种植结构对气候变暖有明显的响应变化:随着等温线的大幅度整体北移,水稻的种植北界随着≥10℃积温的2200℃等温线向北移动约1.5个纬度,水稻集中种植区随≥10℃积温的2300~2400℃等温线北移约1个纬度;分布在≥10℃积温2800℃等温线和2400℃等温线附近的两个玉米密集种植区随着上述两条等温线北移1个纬度左右。在上述玉米、水稻种植范围北移过程中,同时出现玉米的种植区被新增的水稻种植区大范围替代的现象。     

19世纪后半叶至20世纪初叶梅雨带位置的初步推断

提取《湘绮楼日记》中1869~1916年间长沙、衡阳地区夏半年(4~9月)的逐日天气记录,重建4~9月逐旬平均降水日数序列和6~7月逐候平均降水日数序列,与现代(1951~1980)长沙气象观测数据进行对比,发现当时梅雨期结束于7月3候,较现代推迟2候;梅雨持续时间2~3旬,比现代长约1旬。参考物候信息(历年平均蝉始鸣日期)得出结论:19世纪后半叶至20世纪初,冬季风势力强于现代,压制了副热带高压北进,当时梅雨带位置较现代偏南1~2个纬度。长衡地区因此较现代更接近梅雨带中心,出现了更明显的梅雨。     

中国全新世气温序列的集成重建

从文献中搜集整理1 397条古气温记录,建立全新世古气温记录数据集,该数据集多数时间段每百年的记录在10个以上。利用经剔除奇异值后的1 140条有效记录,采用单样本区域订正-多样本平均集成法,定量重建中国全新世百年分辨率气温集成序列。集成重建序列表明:全新世中国气温可以明显划分为三个阶段,早全新世(11.5~8.9 ka B.P.)为波动升温期;中全新世(8.9~4.0 ka B.P.)暖期的气温高出现代1℃上下,8~6.4 ka B.P.的暖期鼎盛期高出现代1.5℃左右;晚全新世(4.0 ka B.P.以来)为变冷期。     

中国东北地区17世纪后期的自然植被格局

通过整理、分析历史文献中的自然植被记录,复原了中国东北地区近代大规模农垦前(17世纪后期)的自然植被格局。结果表明,当时的主导植被类型是森林和草地,森林主要分布于山区,其中大兴安岭北端主要是寒温带落叶针叶林,长白山南端主要是温带落叶阔叶林,其余山区是针阔混交林,草地主要分布于东北平原和内蒙古高原,林-草的分界线与地表等高线有很好的对应关系;在三江平原分布有大面积的沼泽。潜在植被格局与历史自然植被格局基本一致,但是林-草分界线有明显差异,且潜在植被图中没有沼泽。