气候变化影响下北海公园冰上运动季的特征与情景模拟

北海公园冰上运动是北京传统体育文化遗产的重要组成内容以及冬季休闲旅游的代表性符号,强化其气候变化影响与适应研究,对于应对全球变化的挑战、践行“大力发展冰雪经济”的指示具有重要意义。本文从多源文献中提取分析了其冰场多年启闭日期（间接指示冰层厚15 cm）的变化特征,并结合气温器测数据以及4种气候情景数据（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5）,利用留一交叉验证法探讨了不同温度指标和拟合方程的预测效果差异,进而对未来冰上运动季的变化、潜在影响与适应对策进行分析。结果表明：① 1989—2018年冰上运动季始日、末日和持续长度的均值分别为1月1日、2月5日和36 d,对应的趋势表现为不显著的推迟（1.00 d/10a）、提前（-0.77 d/10a）和延长（1.11 d/10a）,时序变化可区分为1989—2000年、2001—2013年和2014—2018年3个阶段。② 冰上运动季始、末日分别对其日期前59 d的日最低温和前94 d的日最高温有较好响应,利用这两个指标和玻尔兹曼函数可更好预测冰上运动季变化。③ 2021—2099年冰上运动季始日、末日和持续长度的均值分别较1989—2018年晚1 d、早1 d和缩短2 d,3个指标变幅一致缩小,对应的0.14 d/10a、-0.21 d/10a和-0.34 d/10a的趋势均达到0.01的显著性水平。④ 未来79 a内冬季两大节庆中元旦冰上运动的适宜性要大于春节,其中春节的适宜性在4种气候情景下相差不大,而元旦的适宜性则在4种情景下有一定差别。⑤ 在相关预估结果上,BCC-CSM2-MR、CanESM-5和UKESM这3种区域气候模式并没有太大差异,而热岛效应影响尚待深入研究。⑥ 为了在气候变暖背景下促进体旅融合消费、保障冰上运动产业高质量发展,运营企业应采取强化游客安全保障、扩展旅游产品谱系、购买冰量保险等全方位主动适应措施,研究者应加强研究气候变化影响的复杂性、改进旅游流的预测效果,而管理部门应大力推动产业风险管理报告的编制,充分重视气候变化风险的动态评估。     

The decreasing spring frost risks during the flowering period for woody plants in temperate area of eastern China over past 50 years

The temperate monsoon area of China is an important agricultural region but late spring frosts have frequently caused significant damage to plants there. Based on phenological data derived from the Chinese Phenological Observation Network （CPON）, corresponding meteorological data from 12 study sites and phenological modeling, changes in flowering times of multiple woody plants and the frequency of frost occurrence were analyzed. Through these analyses, frost risk during the flowering period at each site was estimated. Results of these estimates suggested that first flowering dates （FFD） in the study area advanced significantly from 1963 to 2009 at an average rate of -1.52 days/decade in North-east China （P〈0.01） and -2.22 days/decade （P〈0.01） in North China. Over the same period, the number of frost days in spring decreased and the last frost days advanced across the study area. Considering both flowering phenology and occurrence of frost, the frost risk index, which measures the percentage of species exposed to frost during the flowering period in spring, exhibited a decreasing trend of -0.37% per decade （insignificant） in Northeast China and -1.80% per decade （P〈0.01） in North China, implying that frost risk has reduced over the past half century. These conclusions provide important information to agriculture and forest managers in devising frost protection schemes in the region.     

生态系统服务价值评估理论框架与生态补偿实践

生态系统服务价值评估是生态系统保护和管理的基础。近年来很多研究对不同尺度和类型的生态系统服务价值进行了评估, 有效地增强了人类对生态系统服务及其与人类福祉关系的认识。但其中一些研究的生态系统服务价值评估结果偏离实际较多, 对生态补偿等生态系统管理实践作用有限。因此需要继续深入探讨生态系统服务价值评估的理论框架, 为客观认识生态系统服务价值提供科学的理论依据。基于上述考虑, 本文在已有研究基础上, 综合考虑了各框架的优点, 总结出完整的生态系统服务价值评估理论框架, 并强调了评估的经济学基础、研究尺度及利益相关者问题。该理论框架要求以人类的支付意愿(Wish To Pay, WTP)为基本原则对生态系统服务进行合理估价, 并将各项服务的具体价值分配到不同尺度的利益相关者。这可以增强价值评估结果的应用价值和可操作性, 为生态补偿标准及对象的确定提供指导性帮助。     

六盘山景观格局及与主要气候因子的关系

以六盘山为研究区,根据野外植被调查资料、Landsat TM影像和气象数据,利用遥感影像分类方法、回归分析方法等,在研究区从南向北选取三条东西走向的等大、平行样区,系统研究景观格局与主要气候要素之间的关系。结果表明：六盘山地区年平均气温为0.8℃-7.0℃,主要受高程控制,气温直减率为0.51℃/100 m;降水量为599-770 mm,在水平方向上东南多、西北少;在垂直方向上,先随着海拔高度上升而增加,至最大降水高度（2502 m）后呈下降趋势。六盘山地区主要植被类型为暖温带落叶阔叶林,随着南至北降水量的逐步减少,植被类型有从森林经由灌丛草甸向草原过渡的趋势,北部草原成分逐渐增加。因此区域降水条件对西北干旱区的植被格局起到决定性作用。该结论有助于理解气候变化背景下生态系统的响应机理,可为区域生态建设提供理论依据。     

1982-2006 年中国东部春季植被变化的区域差异

分析了中国东部1982-2006 年4-5 月归一化差值植被指数(NDVI) 的空间格局和变化趋势空间分布,通过聚类分析辨识了植被活动变化过程的主要模态,并探讨了他们与温度和降水变化的相关关系。结果表明：(1) 多年平均的春季植被活动呈现南强北弱的分布特征,由强到弱的过渡带大约位于34°~39°N;(2) 1982-2006 年,华北平原、呼伦贝尔草原和洞庭湖平原的春季植被活动呈显著增强的趋势,其中华北平原NDVI 增速高达0.03/10 年(r² = 0.52;p <0.001),长三角和珠三角地区则呈显著减弱的趋势,其中长三角地区NDVI减速达-0.016/10 年(r² = 0.24;p = 0.014);(3) 1982-2006 年春季植被活动变化过程的区域差异鲜明,并呈现层次性特征,首先是长三角和珠三角与其他地区的差异,前者呈减弱趋势,后者呈增强趋势,其次是呼伦贝尔草地、华北以及江南—华南地区与东北地区、内蒙古东部和东南部及长江下游地区的差异,前者持续增强,后者以1998 年为分界点先增强后减弱,再次是各个模态年际变率的差异;(4) 半湿润—半干旱的草地和农田区植被活动与降水量变化显著正相关,半湿润—湿润的森林区植被活动与温度变化显著正相关,温度或者降水最高能解释NDVI 60%的方差。     

近50年中国西北东部半湿润、半干旱过渡带气候变化及生态影响

以宝鸡、凤翔、千阳、陇县、西峰、环县、平凉、泾源、六盘山、固原市、西吉和海原等台站的气象数据为依据,对近50年来地处西北地区东部的半湿润、半干旱过渡带的气候要素进行了系统分析,发现区内各地气温有普遍升高的趋势。其中,冬季升温趋势更加明显。各地在20世纪90年代前后发生气温突变,以此为界,前后增加速度明显不同,此后的增温趋势明显加快。近50年以来,各地降水略有下降,主要是由夏季降水减少所引起,但是统计趋势不明显。受气温和降水变化综合影响,区域气候向变干和变暖的方向发展。根据Holdridge生命地带理论,初步分析了区域植被与气候之间的关系。计算表明,最近30年以来,西北东部半湿润、半干旱区过渡带的气候变化使区域植被也向干暖化类型变化。位于研究区中部的六盘山、泾源和西吉等地生命地带类型的变化都比较大。崆峒山(35°33′N,106°31′E)的圆柏(Sabina chinensis)树轮气候学分析表明,区域树木生长与前一年秋季降水呈显著正相关关系,与当年春季和夏季气温呈显著负相关趋势,说明生长季的缺水或高干燥度是树木生长的限制性因素。研究时段区域干旱频繁发生,使树木出现大量伪轮,为研究带来一定难度,但是也进一步验证了区域气候变化的干旱特征。干燥指数重建结果表明,研究区在20世纪20年代比较干旱,30年代是相对较为湿润的时期; 1940年和1960年左右较为干旱,但其间的干燥指数较低。60年代之后,区域干燥指数逐渐增加,表明干旱趋势日趋加重,与气象数据分析结果相一致。事实证明,研究区气候的干暖化变化对区域树木生长和生态系统具有非常不利的影响。     

国内外高山林线研究综述

高山林线作为山地郁闭林和高山草甸的分界在山地生态系统中占有重要地位。以往对山地生态的研究远少于对其它类型陆地生态系统的研究,高山林线方面的研究就更为缺乏。讨论了高山林线的概念和内容,对国内外高山林线研究及特点作了简单回顾,指出高山林线的研究意义及在我国开展此项研究的初步方案。     

气候变化背景下1981～2010中国小麦物候变化时空分异

物候是气候变化可靠有力的指示物之一,作物物候变化及其影响机制研究对于应对气候变化和指导地区农业生产有重要意义.由于缺乏长时段连续观测数据,全国尺度的作物生长季内连续多个物候期的变化,尤其是物候期变化趋势的时空分异特征研究报道较少.本文基于全国4个小麦种植区内48个农业气象站1981～2010年的长序列物候观测记录,量化了小麦10个关键物候期和相应生长阶段长度的时空变化.结果表明,1981～2010年期间,在小麦生长季内气候显著变化背景下,小麦物候也发生了显著变化.在全国尺度,播种期、出苗期、三叶期和乳熟期平均推迟幅度分别为0.19、0.06、0.05和0.06d a~(-1);而分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期和成熟期平均提前幅度依次为0.02、0.15、0.21、0.17、0.19和0.10d a~(-1);营养生长阶段长度和生长季长度分别平均缩短0.23和0.29d a~(-1),而生殖生长阶段长度平均延长0.06d a~(-1).不同种植区小麦物候期及生长阶段长度的变化趋势不尽相同.小麦生长季长度对生长季内气候因子变化敏感度的空间分异特征在春、冬小麦之间表现得尤为突出.春(冬)小麦生长季长度均随着生长季内平均温度上升而缩短(延长);所有种植区小麦生长季长度均随生长季内降水和日照时数增加而延长.其中,春小麦生长季长度对降水的敏感度小于冬小麦,但对日照时数的敏感度大于冬小麦.在进行农业生产管理时应因地制宜,充分考虑小麦物候变化及其对不同气候因子变化响应的空间分异特征.     

1992—2020年横断山区植被分布与植被活动变化

横断山区位于青藏高原东缘和多条重要江河的上游,是全球生物多样性最丰富的地区和生态保护的优先区域之一,区域植被对维系区域生态安全和可持续发展起着十分重要的作用。20世纪90年代以来,中国在横断山区实施了多项重大生态恢复和建设工程,但囿于资料和调查不足,对于横断山区全域性、长时段的植被变化及其与海拔关系研究相对较少。鉴此,本文结合使用1992—2020年间多种基于卫星遥感资料生产的土地覆被数据和2000—2020年间MODIS的归一化植被指数（NDVI）数据,采用转移矩阵、Theil-Sen Median趋势分析与偏相关分析等方法研究不同植被类型转换、植被覆被面积与平均海拔变化关系以及植被活动的时空变化趋势,并分析时空变化的主要影响因素。结果表明：① 横断山区分布最广泛的植被类型是常绿针叶林与灌丛—草地镶嵌类型。植被发生变化的区域集中分布在河谷和南部低海拔区域,草地多向森林特别是常绿针叶林转换,植被覆被逐渐向好。这表明封山育林、植树造林、退耕还林等生态保护政策起到重要积极作用。时间序列数据显示,植被覆被面积变化剧烈的时期往往处在政策实施的起始阶段。② 植被活动整体呈现增强趋势。在植被类型未变化的区域中,75%以上区域植被活动增强,其中超20%的区域显著增强（P < 0.05）,且森林植被活动增强趋势大于草地。③ 对植被活动影响较大的环境因子主要是气候变化和地形条件。尽管大部分区域植被活动受气候变暖影响而增强,但在干热河谷的植被活动明显受到降水减少的限制。有近1/4面积的植被活动在减弱,主要分布在山地东坡或南坡,或与降水较多、山高坡陡而造成滑坡、泥石流等自然灾害有关。这些发现可为横断山区生态保护政策效益评估、自然灾害综合风险评估和未来气候变化影响下的植被变化预测提供参考。     

全球变化下作物物候研究进展

作物物候是农作物重要的植物属性,不仅反映作物的生长发育状况,其变化也影响作物产量,是一种能够指示气候变化的综合响应指标。以气温升高为主要标志的全球气候变化对作物物候产生了重要影响,开展全球气候变化下作物物候变化特征及其影响机制研究对于揭示全球变化对作物生长发育过程影响及其产量形成机制具有重要的理论意义和实践价值。目前,作物物候变化及其影响因素是国内外研究的焦点和热点问题,前人已开展了大量而卓有成效的研究工作。本文侧重介绍全球气候变化下作物物候变化的主要研究进展,包括作物物候变化的驱动因子及其影响机制和作物物候主要研究方法,并探讨未来研究仍亟待解决的关键科学问题,以期为深入认识全球气候变化对农业物候的影响机理以及指导区域农业生产实践提供理论依据。