气候变化对北方农牧交错带界线变迁影响的定量探测方法研究

气候对北方农牧交错带界线变迁的定量影响是目前生态脆弱敏感区对气候变化响应领域的研究热点问题。前人已在气候变化对农牧交错带界线的定性影响方面有较为深刻的认识,但仍缺乏在时间和空间上对气候贡献率进行有针对性的定量辨识。本文利用1970年以来长时间序列的国家气象站点数据和土地利用遥感解译数据,分别提取了基于气候要素和土地利用的20世纪70年代、80年代、90年代和21世纪前10年4个时期的北方农牧交错带界线,通过垂直和水平方向变动探测方法（FishNet）和界线变迁方向变动探测方法（DSAS）对气候界线与土地利用界线的时空变化进行探测,定量分析了不同时期气候对农牧交错带界线变迁影响的贡献率。结果表明,气候与土地利用界线空间分布格局及气候贡献率在不同时期、不同区域差异较大,在西北地区变幅最小,东北地区变幅最大。在大兴安岭东南缘农田控制水源涵养生态功能区西北段以及内蒙古高原东南缘农、林、牧业生态—生产功能区西北段,气候与土地利用界线空间耦合关系最为密切,在该地区基于FishNet方法下水平方向上气候贡献率达10.7%~44.4%,垂直方向上达4.7%~55.9%;基于DSAS方法下气候贡献率为1.1%~16.8%。两种方法探测结果大部分趋于一致,但DSAS方法精度高,适用于小范围精确探测;FishNet方法更简单,适用于精度要求不高、快速直观的统计分析。本研究可为北方农牧交错带内农牧业生产适应气候变化、合理开发土地生产潜力、保护农牧交错带区内生态环境提供科学依据和指导。     

内蒙古农牧交错带土地利用变化对土壤碳储量的影响研究（英文）

Soil organic carbon(SOC) stocks in terrestrial ecosystems vary considerably with land use types. Grassland, forest, and cropland coexist in the agro-pastoral ecotone of Inner Mongolia, China. Using SOC data compiled from literature and field investigations, this study compared SOC stocks and their vertical distributions among three types of ecosystems. The results indicate that grassland had the largest SOC stock, which was 1.5-and 1.8-folds more than stocks in forest and cropland, respectively. Relative to the stock in 0–100 cm depth, grassland held more than 40% of its SOC stock in the upper 20 cm soil layer; forest and cropland both held over 30% of their respective SOC stocks in the upper 20 cm soil layer. SOC stocks in grazed grasslands were remarkably promoted after ≥20 years of grazing exclusion. Conservational cultivation substantially increased the SOC stocks in cropland, especially in the 0–40 cm depth. Stand ages, tree species, and forest types did not have obvious impacts on forest SOC stocks in the study area likely due to the younger stand ages. Our study implies that soil carbon loss should be taken into account during the implementation of ecological projects, such as reclamation and afforestation, in the arid and semi-arid regions of China.     

气候变化与土地利用/覆被变化对中国北方农牧交错带水资源影响研究进展

中国北方农牧交错带对全球变化响应敏感,研究气候变化及土地利用/覆被变化（LUCC）背景下北方农牧交错带水资源问题,对变化环境下生态脆弱区的水资源利用与管理具有重要意义。通过对北方农牧交错带气候与LUCC演变特征及其对水资源影响等方面的综合研究,总结得出：（1） 近几十年,该地区气候呈暖干化趋势,气温升高速率与降水减少速率均高于全球平均水平。（2） LUCC以农牧相互转化为主,土地利用结构未发生明显变化。（3） 该地区流域径流、地下水位与气温负相关,与降水量正相关,且降水作用更明显;近几十年来,LUCC成为影响该地区生态水文过程的主导因素,对水资源影响的贡献率越来越大。同时,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需重点加强的研究方向。     

中国北方农牧交错带东南部环境考古研究

详细分析了中国北方农牧交错带东南部的西辽河流域及达来诺尔湖区新石器时代以来区域考古文化特征的变化及其与自然环境演变的关系,指出自新石器时代以来,区域考古文化特征有三次明显的“跃变”,即300aBP由农业文化跃变为游牧文化或半农半牧文化;1100aBP前由牧业文化跃变为农业文化以及750aBP由农业文化跃变为牧业文化。论证了三次考古文化特征跃变的原因主要是气候变化。区域考古文化特征的变化也与达来诺尔及大水诺尔湖面升降所反映的水热变化相吻合。     

气候变化对里海水位的影响（英文）

目前,关于里海的两个主要问题是水位变化及其生态条件。历史上,里海的海水入侵和衰退对该区域的生活和生产有很大影响。应用地质数据、历史数据和考古数据,以及观测数据,本文对地质历史时期里海水位的变化、年度和季度变化以及短期的波动进行了研究。文章对解释里海水位波动的两种不同的方法进行了论述,并认为里海水位变化是受地质、水文气候和水量平衡以及人类活动等因素的影响的多级过程,其中主要影响因素为水文气候的变化。     

中国生态交错带（英文）

生态交错带（Ecotone）是指两个群落或两类生态系统之间的过度带,具有脆弱、敏感和易变等特性。20世纪70年代以来,在典型生态系统研究的基础上,生态交错带逐步成为生态学研究的重点。中国地域广阔,地质、气候、植被等生态类型复杂多变,蕴育了不同类型、不同尺度和不同规模的多种生态交错带,不仅为科学研究奠定了广阔空间,而且对我国经济、社会发展,以及文化多样性保护具有重要支撑作用。本文根据我国大尺度下生态交错带的地理分布及其生态环境特点,构建了以土地利用类型、自然气候特征和农业经济发展＂三位一体＂指标体系,并以此为依据对中国典型生态交错带进行了划分和空间分布范围的界定;在此基础上,分别对北方森林草原交错带、北方农牧交错带、西北荒漠绿洲交错带、西南川滇农林牧交错带和东部海陆交错带的动态变化、基本特征和存在问题进行了研究,对全面认识我国生态交错带自然演变规律,促进区域生态环境保护和优化经济发展具有重要意义。     

水汽对气候变化海拔依赖性的影响（英文）

气候变化的海拔依赖性在世界上大多数山脉地区已有报道,但导致这种变异的原因尚不明确。本研究利用中国四个不同的观测和再分析资料数据集,主要研究气候变暖对海拔的依赖性,结果表明:无论是在青藏高原地区还是中国其他地区,气候变暖的程度与海拔高度的一致性并不明显。但是,气候变暖与不同海拔水汽的变异具有很好的相关性。比湿度较低时,气温变化随比湿度的增加而升高;当比湿度上升到一定值,气温变化则随比湿度的增加而下降。而地表温度变化的最大值出现在比湿度2.0–3.0 g kg~(-1)范围内。因此,本研究揭示了水汽对气候变暖的海拔依赖性起到调节作用。     

粮食单产视角下中国北方农牧交错带粮食安全研究

从中国北方农牧交错带粮食安全和粮食单产的重要性出发,利用空间自相关分析揭示带内粮食单产的空间分异及演化特征,作为划分农牧业发展地域的依据,进而利用地理探测器模型揭示控制单产分异的主导因子及其交互作用,藉此探讨提高带内粮食单产、保障粮食安全的对策。结果表明：（1）2000—2020年带内粮食单产呈现相对稳定的集聚分布态势,自然环境分异大势是其基础性控制因素,社会生产条件及其耦合水平则强化了粮食单产的空间分异特征。（2）单产热点区主要集中在带内东北部平原地区和西南部河湟谷地,冷点区分布在中部水土流失区和丘陵地区,次热和次冷点区则围绕热、冷点形成圈层结构;依据该格局可将热点区划分为宜农区,将次热和次冷区划分为农牧耦合区,将冷点区划分为生态修复区,以因地制宜地促进带内农牧业协调发展。（3）2000—2020年带内粮食单产的增长模式从以劳动力为主导转变为以现代农业技术为主导,但出现了劳动力与耕地、现代农业技术之间过度解耦,以及各种现代农业技术之间的耦合性不足等问题,因而提出了以“人-地-技”耦合发展促进粮食单产健康增长、提高粮食安全保障能力的建议。     

北方农牧交错带马铃薯沟垄集雨技术适宜性研究

北方农牧交错带是典型的雨养农业区,降水少且变率大,绝大多数农田缺乏灌溉条件,降水成为限制作物生产力的重要因素。以农牧交错带半干旱偏旱典型地区武川县为例,利用1960-2012年地面气象观测资料,对该地区马铃薯沟垄集雨技术适宜性进行了分析。结果表明:武川地区马铃薯全生育期内需水量为414.7 mm,平均水分亏缺为155.1 mm,占全生育期需水量的37.4%;马铃薯生育期内≥10 mm降水次数占18.5%,其降水量占总降水量的2/3左右,容易形成径流,有利于沟垄集雨集中有限降水用于作物生长;沟垄集雨可缓解北方农牧交错带半干旱偏旱地区马铃薯需水亏缺,丰水年、平水年和歉水年马铃薯全生育期裸地垄面径流深度分别为81.1 mm,49.0 mm和21.0 mm。在当地的气象条件和环境条件下,垄面为裸地时,种植马铃薯推荐采用的沟垄宽度比为1∶2.6,垄面覆膜时,推荐沟垄宽度比为1∶0.48。     

中国北方农牧交错带生态环境的空间格局演变

1 IntroductionThe scope of the farm ing-pastoral region of northern China begins from the w est of G reatH inggan M ountains, w estw ards passes through southeastern Inner M ongolia, northern H ebei,Shanxiand Shaanxi,and then reaches the O rdos Plateau.It…     

东北地区未来气候变化对农业气候资源的影响（英文）

In this study, the spatial distribution and changing trends of agricultural heat and precipitation resources in Northeast China were analyzed to explore the impacts of future climate changes on agroclimatic resources in the region. This research is based on the output meteorological data from the regional climate model system for Northeast China from 2005 to 2099, under low and high radiative forcing scenarios RCP4.5(low emission scenario) and RCP8.5(high emission scenario) as proposed in IPCC AR5. Model outputs under the baseline scenario, and RCP4.5 and RCP8.5 scenarios were assimilated with observed data from 91 meteorological stations in Northeast China from 1961 to 2010 to perform the analyses. The results indicate that:(1) The spatial distribution of temperature decreases from south to north, and the temperature is projected to increase in all regions, especially under a high emission scenario. The average annual temperature under the baseline scenario is 7.70°C, and the average annual temperatures under RCP4.5 and RCP8.5 are 9.67°C and 10.66°C, respectively. Other agricultural heat resources change in accordance with temperature changes. Specifically, the first day with temperatures ≥10°C arrives 3 to 4 d earlier, the first frost date is delayed by 2 to 6 d, and the duration of the growing season is lengthened by 4 to 10 d, and the accumulated temperature increases by 400 to 700°C·d. Water resources exhibit slight but not significant increases.(2) While the historical temperature increase rate is 0.35°C/10 a, the rate of future temperature increase is the highest under the RCP8.5 scenario at 0.48°C/10 a, compared to 0.19°C/10 a under the RCP4.5 scenario. In the later part of this century, the trend of temperature increase is significantly faster under the RCP8.5 scenario than under the RCP4.5 scenario, with faster increases in the northern region. Other agricultural heat resources exhibit similar trends as temperature, but with different specific spatial distributions. Precipitation in the growing season generally shows an increasing but insignificant trend in the future, with relatively large yearly fluctuations. Precipitation in the eastern region is projected to increase, while a decrease is expected in the western region. The future climate in Northeast China will change towards higher temperature and humidity. The heat resource will increase globally, however its disparity with the change in precipitation may negatively affect agricultural activities.     

气候变化对工业经济系统的影响研究进展（英文）

全球气候变化导致全球海洋酸化、冰雪融化、气温持续升高、极端天气发生频率增多,进而对社会经济系统产生深远影响。随着气候变化的加剧,抵抗气候风险能力较强的工业领域也遭受了严重的损失。目前,工业领域的脆弱性不断加深,工业经济损失的绝对量也在不断增长,定量评估工业经济损失是制定应对气候变化政策的重要依据,通过梳理当前的研究进展,可以为工业经济的评估提供思路和方法。因此,本文对工业领域受气候变化影响的正负面效应进行概述,发现不同工业部门受到气候变化的影响略有不同,部分区域的采矿业对气温升高的响应为正向,但风暴、干旱以及降雨会破坏采矿业的正常生产经营活动;制造业大多是室内作业,抵抗极端气候的能力相对较强,部分产业反应机制复杂;建筑业的损失多集中在间接损失,通过电力成本提高等反馈;电力、热力及水的生产和供应业在遭受极端气候时会出现传输供应损失,且作为碳排放最大的行业,其减排成本短期内会影响该部门的经济增长。工业部门为了应对气候变化付出了较大的适应和减缓成本,因此通过模型量化评估工业经济的损失,有利于制定合理的政策,保证工业经济平稳有序的增长。     

区域土地生产潜力对全球气候变化的响应评价——以中国北方农牧交错带中段为例

由于气候变化的不确定性,尤其由于区域对气候变化响应评价工作直接关系到区域气候变化对策的制定和区域发展,进行针对气候变化的响应研究比气候变化的影响评价研究更具现实意义。气候变化对区域土地利用会产生一系列的影响,这种影响作用下的区域的反应-相应的变化、必要的适应性调整和适应能力-即是对气候变化的响应。以敏感度和适应能力度量的脆弱性作为衡量区域对气候变化响应的指标,增强了不同研究工作的比较性,正在日益为有关学者接受,并在全球开始研究工作。本文对应用脆弱性理论进行区域气候变化响应研究做了有益的探索。选择气候变化的时间、空间变化明显的中国北方农牧业交错带的中段作为研究案例,分别对农牧业土地生产潜力相对气候变化的敏感度和区域对气候变化的适应能力进行了定量和半定量的计算与评价,从这两个方面给出脆弱性的表述作为对研究区域土地生产潜力对全球气候变化的响应评价。     

农牧交错带边界判定方法的研究进展

农牧交错带是我国传统农业区域与牧业区域相交汇的地带, 是我国生态环境的一条过渡带和生态安全的 重要屏障, 为此国内外学者对农牧交错带做了大量的研究, 但是迄今为止对于农牧交错带边界的认识尚未达成共 识。不同学者划分方法不一, 划分标准和指标不一致, 导致划分的农牧交错带在空间上差异很大, 因此有必要对农 牧交错带的边界做进一步的研究。农牧交错带的分布主要受降水等自然因素的限制, 但也与人类对土地利用的方 式密切相关, 因此它更是作为一种土地利用/土地覆被现状存在的。本文在总结以前农牧交错带边界判定研究中主 要用到的方法及存在不足的基础上, 建议从土地利用的角度考虑农牧交错带, 并就边界确定的研究方法做了探讨。     

气候变化和人类活动对淮河流域中上游地区径流影响研究（英文）

This study presents a soil and water integrated model(SWIM) and associated statistical analyses for the Huaihe River Basin(HRB) based on daily meteorological, river runoff, and water resource data encompassing the period between 1959 and 2015. The aim of this research is to quantitatively analyze the rate of contribution of upstream runoff to that of the midstream as well as the influence of climate change and human activities in this section of the river. Our goal is to explain why extreme precipitation is concentrated in the upper reaches of the HRB while floods tend to occur frequently in the middle reaches of this river basin. Results show that the rate of contribution of precipitation to runoff in the upper reaches of the HRB is significantly higher than temperature. Data show that the maximum contribution rate of upstream runoff to that of the midstream can be as high as 2.23%, while the contribution of temperature is just 0.38%. In contrast, the rate of contribution of human activities to runoff is 87.20% in the middle reaches of the HRB, while that due to climate change is 12.80%. Frequent flood disasters therefore occur in the middle reaches of the HRB because of the combined effects of extreme precipitation in the upper reaches and human activities in the middle sections.     

地域分异规律与北方农牧交错带的退耕还林还草

简要论述了北方农牧交错带的自然地理特征,评述了农牧交错带历史时期以来北移西进造成与自然地带的错位,过度垦殖不仅导致交错带本身的生态破坏,还对黄河流域下游及华北平原带来严重的负面影响。依据自然界的地域分异规律对交错带及毗邻地区还林还草进行了分区,并在退耕还林还草背景下,对"三北"防护林工程做了评价,指出东北西部、华北北部山地造林完全正确,而内蒙古和西北广大地域不宜造林,当务之急应该是制止植被破坏,保护沙生植被、荒漠草原和典型草原植被。并建议有关决策部门对"三北"防护林工程进行重新审视。     

北方农牧交错带植被覆盖的动态变化及其与气候因子关系

利用1991--2000年连续10a逐旬的NOAA时间序列数据,采用最大NDVI值法,分析我国北方农牧交错带植被覆盖的动态变化。结果表明：10a来,年最大NDVI值为0．736-0．848,1994年以后逐年下降;植被覆盖率呈降低趋势,轻度减少与轻度增加的比例差值平均达到38％。在此基础上,结合同期气象数据(月平均气温、降水数据),利用偏相关分析和复相关分析,探讨了不同时期(汛期与非汛期)农牧交错带最大NDVI变化气候驱动的区域分异,将研究区划分为气温相关型、降水相关型、降水气温相关型和非气温降水显著相关型四种类型。     

提高北方农牧交错带农业生态系统生产力的对策与建议

北方农牧交错带是中、东部平原农区的重要生态屏障,在我国具有重要的地位,并由于其系统生产力水平低下,生态和经济问题比较严重而倍受关注。如何协调农牧业生产及农牧民收入稳定增长,提高农业系统生产力是该区域的核心研究问题。围绕提高其系统生产力实现可持续发展的目标,提出了一些具体的对策和建议。     

中国北方农牧交错带土地利用变化驱动力的尺度效应分析

“可塑性面积单元问题”是对面积数据进行空间统计分析时不可回避的问题。该文以我国北方农牧交错带土地利用变化驱动力研究为契机,探讨了由于“可塑性面积单元问题”的存在而导致的土地利用变化驱动力研究中的尺度效应问题。通过构建土地利用变化驱动力模型,探究了20世纪80年代以来我国北方农牧交错带土地利用变化的驱动机制。研究表明,反映驱动因子与土地利用变化(耕地扩张与草地收缩)关系的Exponent Beta系数随研究尺度的变化而发生显著变化,反映了在研究土地利用驱动力时进行多尺度分析的必要性。     

宁夏农牧交错区（盐池）草地生产力对气候变化的响应

用宁夏农牧交错区(盐池县)1954—2004年的气候资料,分析了该地区51 a来气温、降水的变化趋势及其草地气候生产力的变化。结果表明：从1954年以来的51 a内,盐池气温呈明显上升趋势;春、夏季降水量和年降水量略呈增加趋势,秋、冬季降水量略呈减少的态势,但趋势不明显;草地气候生产力呈增加趋势。草地气候生产力与年降水量关系密切,水分是制约草地气候生产力的关键因子。未来“暖湿型”气候对盐池草地的干物质生产最有利,平均增产幅度为10% ,而“冷干型”气候对草地的干物质生产最不利,平均减产幅度为10%。若气温升高1～2 ℃,降水量增加10%～20% ,则盐池草地的气候生产力将增加10%～20%。