人地耦合系统脆弱性研究进展

当前在以人地耦合系统为中心的气候变化、生态风险和可持续管理等研究中,脆弱性理论及其评价已成为地理学及很多相关学科的研究热点,其涵义不断泛化,内容日渐扩展。不同学科背景的学者对脆弱性解释存在很大分歧,这阻碍了研究的科学化,也影响研究成果的实践意义,迫切需要一个可行的框架来系统整合其理论和实践的研究。从审视脆弱性的理论沿革出发,分析其在国内外可持续发展和全球变化领域的应用现状,总结出分歧的主要原因是对相关概念关系的不理解以及研究时空尺度和学科视角的不明确。基于对脆弱性评价的整合框架的研究现状,选取VSD模型作为统领具体的脆弱性评价的依据。VSD模型的优势在于:①有明确的定义,将脆弱性分解为暴露程度、敏感性和适应潜力3个维度;②用方面层—指标层—参数层逐级递进、细化的方式组织评价数据;③有规范评价流程的8个步骤。最后以我国典型的干旱区为例,运用VSD模型构建了示例区脆弱性评价的指标和参数。     

水分蒸散发研究国内外进展与趋势

蒸散发(evapotranspiration)是联系大气过程和陆面水文过程的关键环节,对区域/流域水循环过程和水量平衡具有重要影响。然而,随着全球气候变暖和人类活动的影响,近年来全球各地区(潜在)蒸散发及其对气象要素的响应发生了显著变化。如何精确测定和估算蒸散发已成为定量研究水循环响应全球气候变化的重要内容。本文从蒸散发理论方法的发展、国内外蒸散发的变化趋势及影响因素、蒸散发的时空变化及敏感性分析三个方面进行综述,总结了目前国内外蒸散发的主要估算模型。估算和测定蒸散发的主要方法有水文学法、微气象学法、植物生理学法、遥感方法和SPAC综合模拟法。本文综述了各种蒸散发估算、测定方法的适用性和优缺点,基于敏感性和趋势分析重点总结了蒸散发的变化趋势及影响因素。研究表明,全球范围内不同地区均出现"蒸发悖论"现象,潜在蒸散发或蒸发皿蒸发量呈减少趋势,日照时数和风速是影响蒸散发变化的主要因素。本文系统的对比分析可以为研究气候变化条件下的水循环过程及对水资源的影响、大气—土壤—植被系统的水文循环机理、农业管理等提供重要的科学依据。     

自然灾害脆弱性曲线研究进展

在全球变化与全球化背景下自然灾害风险逐年增大,灾害评估就成为风险防范的重要基础。灾害评估包括灾情估算与风险评估2个方面,而脆弱性分析是把灾害与风险研究紧密联系起来的重要桥梁。脆弱性曲线作为定量精确评估承灾体脆弱性的方法,近年来在多领域被广泛运用,成为灾情估算、风险定量分析以及风险地图编制的关键环节。从致灾因子角度综述脆弱性曲线的研究进展,重点阐述基于灾情数据、已有曲线、调查和模型的脆弱性曲线构建。研究表明脆弱性曲线构建由单曲线向多曲线库、单一参数向综合参数、单一方法向多领域综合应用发展,具有综合化和精细化的趋势。进一步开展多领域、多方法综合脆弱性曲线研究,对灾损快速评估及风险评价,防灾减灾具有重要意义。     

气候变化下水资源脆弱性的适应性管理新认识

气候变化下的水资源脆弱性和适应性管理研究成为全球和国家应对气候变化和保障水资源安全重点关注的问题,也是中国可持续发展面对的重大战略问题。介绍了水资源脆弱性和适应性管理的国内外最新研究进展;针对国家重大需求和国际科学前沿问题,综述了气候变化下水资源脆弱性和适应性管理存在的问题与挑战。提出了气候变化下水资源脆弱性与适应性管理理论与方法研究以应对气候变化的无悔为准则,与社会经济可持续发展、成本效益分析、利益相关者的多信息源的分析与综合决策相结合为原则,对适应性管理与脆弱性组成的互联互动系统及其风险与不确定性进行分析的新认识。     

风暴潮灾害风险评估研究综述

我国是受风暴潮影响最严重的少数国家之一,风暴潮灾害致灾机理的研究在过去几十年取得了极大的进展,而风暴潮脆弱性评估和综合风险评估还不能满足风暴潮灾害风险管理的需求.系统总结了风暴潮危险性、脆弱性、综合风险评估及其应用的研究进展,重点分析了典型重现期风暴潮估计、可能最大风暴潮计算、风暴潮物理脆弱性和社会脆弱性评估以及风暴潮风险评估及其应用的研究进展及不足,并对我国风暴潮风险评估急需解决的问题以及未来的研究重点进行了展望,指出了风暴潮灾害风险评估的模型化、系统化、定量化是未来风暴潮风险评估研究的发展趋势,风暴潮灾害的未来风险评估还需考虑全球气候变化以及海平面上升等因素的影响,而风暴潮灾害承灾体脆弱性的定量评价是风暴潮综合风险评估的重点和难点.     

中国冰川脆弱性现状评价与未来预估北大核心CSCD

冰川的脆弱性是指冰川对气候变化的脆弱性.基于科学性与实际相结合的原则、全面性与主导性原则、可比性原则、可操作性原则,以气候变化脆弱性的暴露度、敏感性与适应能力三要素为标准,遴选构建了我国冰川脆弱性评价指标体系.使用中国1961-2007年594个站点的年平均气温和590个站点的年降水量资料、中国第一、二次冰川编目数据,借助RS与GIS技术平台,使用空间主成分方法,构建了冰川脆弱性指数模型,在区域尺度上综合评价了中国冰川脆弱性的现状.基于IPCC A1B气候情景下气温和降水量变化预估数值、21世纪冰川变化预估数据,对2030年代和2050年代的冰川脆弱性进行了初步预估.依据自然分类法,将冰川脆弱性分为潜在脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、强度脆弱与极强度脆弱5个等级.结果表明:从现状看,中国冰川对气候变化很脆弱,约92%的冰川作用区存在不同程度的脆弱性,而且强度脆弱区和极强度脆弱区面积占研究区总面积的41%;情景和动态上,2030年代和2050年代仍有约80%的冰川作用区存在不同程度的脆弱性,但整体上冰川脆弱性呈减弱趋势,局部地区冰川仍处于强度和极强度脆弱状态.冰川脆弱性是多因素综合影响的结果,在现状情况下,冰川脆弱程度主要取决于冰川的地形暴露和冰川对气候变化的敏感性;2030年代和2050年代除地形因素之外,降水量变化上升成为冰川脆弱程度的关键影响因素.在未来气候持续变暖情况下,冰川脆弱性不增反降,冰川对气候变化的敏感性降低可能是主要原因.     

中国冻土对气候变化的脆弱性

冻土的脆弱性是指冻土对气候变化的脆弱性,是冻土易受气候变化,尤其是温度变化不利影响的程度. 研究冻土对气候变化的脆弱性是提高对自然生态系统、工程系统、生态-社会-经济系统对冻土变化影响的脆弱性的认知,科学适应冻土变化诸种影响的前提和基础. 基于科学性与实际相结合的原则、全面性与主导性原则、可操作性原则,以暴露度、敏感性与适应能力为标准,遴选构建了我国冻土脆弱性评价指标体系. 借助RS与GIS技术平台,使用空间主成分方法,构建了冻土脆弱性指数模型,在区域尺度上综合评价了冻土的脆弱性. 依据自然分类法,将冻土脆弱性分为潜在脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、强度脆弱与极强度脆弱5级. 结果表明：总体上我国冻土以中度脆弱为主,但青藏高原多年冻土对气候变化尤为脆弱;冻土脆弱性具有显著的地域分布特点,青藏高原、西部高山、东北多年冻土区脆弱性相对较高,季节冻土区相对较低. 与季节冻土相比,多年冻土对气候变化更脆弱. 在当前升温幅度条件下,冻土脆弱程度主要取决于冻土的地形暴露与冻土对气候变化的适应能力.     

气候变化影响下水资源脆弱性评估方法及其应用

气候变化和人类活动影响下的水资源脆弱性评价,是将气候变化影响纳入水资源规划管理、提出缓解气候变化不利影响的适应性对策的重要科学依据。针对与气候变化影响的水资源系统的敏感性和抗压性相联系的脆弱性与适应性问题,提出变化环境下水资源脆弱性评估理论体系和一般性公式。进一步,以水资源供需安全为出发点,采用温度、降雨双参数弹性系数和有水资源基础,直观、简单的水资源关键性指标体系方法,提出气候变化和人类活动背景下水资源脆弱性评估模型。将模型应用于缺水最严重的海河流域,评价了现状和未来情境下流域水资源的脆弱性情况。结果表明:整体上海河流域水资源脆弱性偏高,且平原区较山区更脆弱;气候因素对流域水资源的脆弱性影响明显,未来如不采取措施,海河流域的水资源脆弱性将进一步加重。     

全球变化人口与经济系统风险形成机制及评估研究

以增暖为主要特征的全球气候变化,已经对世界可持续发展和人类安全提出严峻挑战。在全球尺度上评价全球变化风险,开展有针对性的防范与适应,已经成为当前国际社会的重要共识。国家重点研发计划项目"全球变化人口与经济系统风险形成机制及评估研究",力图定量预估未来全球气候变化和人口与经济系统的暴露性与脆弱性变化,构建基于复杂系统动力学的全球变化人口与经济系统风险定量评估模型,集成具有自主知识产权的全球变化人口与经济系统风险评估模式,并在全球尺度上定量评估近期和中期全球变化人口与经济系统风险,编制全球变化人口与经济系统风险地图集。为我国参与全球气候治理及国际气候谈判,以及国际减轻灾害风险战略框架的实施提供科学支撑。     

基于SRP模型的四川省生态环境脆弱性评价

四川省地处长江上游,对其进行生态环境脆弱性评价与分析,有利于全省及下游地区社会经济发展及生态环境保护与建设。研究以生态敏感性-生态恢复力-生态压力度(SRP)模型为框架,从气象、地形、生态景观等方面选取14个评价指标,利用空间主成分分析综合评价对四川省生态环境脆弱性进行综合分析。结果表明:全省生态环境状况总体良好,大部分地区处于中度脆弱以下水平;生态脆弱度呈现由南向北逐渐增强的变化趋势。     

A Profile of International Climate Change Science in the Past One Hundred Years*

Climate change is one of the most active research fields currently, which has attracted extensive attention from the international community. In order to better understand the development situation and research status of international climate change science, in this paper we took the SSCI and SCI databases as data sources, collected the relevant literatures since 1900 based on the key words related to climate change, and made some statistics and analysis of the literatures of the past one hundred years to reveal the development process of climate change research as well as the development and evolution of its research topics and hot spots. The results showed that the climate change research began in the late 18 th century and early 19 th century, and the academic debate about global warming and global cooling started in the early 1970s. The international programs and projects led by a range of international organizations and intergovernmental bodies have contributed significantly to the rapid development of climate change research. The United States and the United Kingdom have long been the core countries of climate change research. The proportion of Chinese papers has risen rapidly in the last decade. The intensity and scope of scientific research cooperation are constantly expanding. Current research focuses on climate model/modeling, climate simulation, climate policy, climate sensitivity, climate change impacts, climate change adaptation, climate change mitigation, and rate of climate change.     

北方针叶林对气候变化响应的研究进展

北方针叶林地处北半球中高纬度地区,增温剧烈,是受气候变化影响最显著的地区之一.据预测,在未来气候变化情景下,北方针叶林将向北迁移,且可能完全移出我国,从而将对气候系统及全球碳收支产生重要的反馈作用.因此,北方针叶林在气候变化与全球碳收支中具有十分重要的作用.从气候变化的影响及碳循环研究方面综述了北方针叶林近年来的最新研究进展,探讨了未来北方针叶林拟重点加强的研究领域,为深入理解北方针叶林对气候变化的响应、制定适宜的气候变化对策提供参考依据.     

全球变化及其相关科学概念的发展与比较

在回顾全球变化科学产生和发展历史的基础上,针对当前全球变化、全球气候变化、全球环境变化、地球系统科学在概念和内涵上存在混淆的情况,就全球变化等概念的内涵、产生的过程及其联系进行了综述、分析和比较。提出全球变化是指对人类现在和未来生存与发展有重要的直接或潜在影响、由自然因素或人类因素驱动在全球范围内所发生的地球环境的变化,或与全球环境有重要关联的区域环境的变化。气候变化和全球环境变化的研究范畴包含在全球变化之中,但又各有其关注领域和交叉部分;而地球系统科学是解决全球变化问题的科学理念、思维方式和解决方案。]     

Relationship of Pollen-Vegetation-Land Use in Small Watersheds of Mountain Area: A Tentative Study of Quantitative Detecting Human Activities on Environment

With the progress of study on global climate change and the sensitivity simulation of various climate systems, human activities might be one of important factors driving climate change in historical periods. Therefore, since the beginning of this century, Land Cover Change has become the currently hot topic of global change research and climate simulation. The establishment of pollen-vegetation-land use relationship may be one of the effective ways to obtain quantitative estimates of human impact on natural environment. Therefore, in the Taihang Mountains,two small watersheds were selected to detect the relationships quantitatively among pollen, vegetation and land-use of small watershed by using pollen data. There are natural vegetation components and crop pollen types in pollen assemblages, which well reflect the relationships among pollen, vegetation and land-use in small watershed. As altitude decreases, the area of farmland, the intensity of human activities and the cereal, vegetable pollen percentages increases. The regression analysis of pollen percentages and land-use indicate that a linear positive relationship exists between the percentages of cereals, vegetables pollens and the area of farmland, which has a significance for human activities.     

土壤酸化研究进展

环境酸化是全球变化中的一个重要内容，土壤酸化是环境酸化的一个重要方面。综述了土壤酸化研究的进展，主要有土壤酸化的概念、表示方法、研究方法、土壤酸化敏感性、土壤酸化与元素淋失的关系等方面。最后提出了进一步研究的方向     

Sensitivity analysis of seismic hazard for Western Liguria (North Western Italy): A first attempt towards the understanding and quantification of hazard uncertainty

The use of logic trees in probabilistic seismic hazard analyses often involves a large number of branches that reflect the uncertainty in the selection of different models and in the selection of the parameter values of each model. The sensitivity analysis, as proposed by Rabinowitz and Steinberg [Rabinowitz, N., Steinberg, D.M., 1991. Seismic hazard sensitivity analysis: a multi-parameter approach. Bull. Seismol. Soc. Am. 81, 796–817], is an efficient tool that allows the construction of logic trees focusing attention on the parameters that have greater impact on the hazard.In this paper the sensitivity analysis is performed in order to identify the parameters that have the largest influence on the Western Liguria (North Western Italy) seismic hazard. The analysis is conducted for six strategic sites following the multi-parameter approach developed by Rabinowitz and Steinberg [Rabinowitz, N., Steinberg, D.M., 1991. Seismic hazard sensitivity analysis: a multi-parameter approach. Bull. Seismol. Soc. Am. 81, 796–817] and accounts for both mean hazard values and hazard values corresponding to different percentiles (e.g., 16%-ile and 84%-ile). The results are assessed in terms of the expected PGA with a 10% probability of exceedance in 50 years for rock conditions and account for both the contribution from specific source zones using the Cornell approach [Cornell, C.A., 1968. Engineering seismic risk analysis. Bull. Seismol. Soc. Am. 58, 1583–1606] and the spatially smoothed seismicity [Frankel, A., 1995. Mapping seismic hazard in the Central and Eastern United States. Seismol. Res. Lett. 66, 8–21]. The influence of different procedures for calculating seismic hazard, seismic catalogues (epicentral parameters), source zone models, frequency–magnitude parameters, maximum earthquake magnitude values and attenuation relationships is considered. As a result, the sensitivity analysis allows us to identify the parameters with higher influence on the hazard. Only these parameters should be subjected to careful discussion or further research in order to reduce the uncertainty in the hazard while those with little or no effect can be excluded from subsequent logic-tree-based seismic hazard analyses.     

国际全球变化研究发展态势文献计量评价

全球变化研究是国际上地球系统综合研究的重大跨学科研究领域.随着全球环境问题的日益突出,国际上先后组织发起了全球环境变化研究的四大科学计划WCRP、IGBP、IHDP、DIVERSITAS及其组成的地球系统科学联盟ESSP,开展对全球变化和地球系统科学的研究.当前,全球变化问题不仅是科学界关注和研究的问题,也是政治界、经济界都关注的重大问题.科技文献能够反映科学前沿的发展动态.对SCIE和SSCI数据库收录的全球变化研究文献进行统计,从文献计量学的角度,分析国际全球变化研究领域的发展态势,了解中国全球变化研究的国际影响力.可以看出:国际上全球变化研究的论文数量一直呈增长趋势,以地球科学多学科、生态学、环境科学、自然地理学、植物学等学科领域为主.中国自2000年以来在该领域的发文数量增长较快,特别是中国科学院的发文量已进入国际前列,但中国在该研究领域尚缺少高影响力的论文.     

区域研究：全球变化研究的重要途径

区域研究是全球变化研究的重要途径。国际上南部非洲、南亚、东亚、东南亚4个地区及若干重大区域研究项目如 LBA、AMMA、MAIRS及ProMed等典型案例研究表明：区域研究是全球变化研究的基础，区域的实验、模拟、分析是全球环境变化研究的有效方法。区域研究应关注：陆地表面过程、海岸带的陆—海相互作用过程、区域气候变化过程等关键过程对全球变化的响应及作用；区域边缘现象、阈值与突变问题；区域人类活动对全球变化的有序适应等。有必要制订国际区域研究计划，实施地球系统的区域观测，建立区域研究的集成新方法、区域实验与尺度转换方法，建立基于数理基础的区域地球系统模型和数值模拟等新方法。     

全球变化过程的数学模拟和定量预测

本文首先介绍了全球变化过程数学模拟问题的由来、主要研究内容和重要意义,进一步讨论了全球变化过程综合模拟的数学模型及其已经取得的进展和系统分析的可能应用,然后介绍了过去全球变化过程的数学模拟以及已有的部分区域性工作基础和几种数学方法的可能应用。作者综述了GCM模型的应用现状和存在问题,并讨论了全球变化过程的定最预测,分析了若干新技术的可能应用,提出了对开展此项工作的看法和建议。     

Review on Montane Forest Eco-hydrology in Arid Area

Since the forest eco-hydrology of arid area shows a well sensitivity of the global climate change, the relationship between forest and water and the hydrological function has attracted the attention of academic communites and management departments. This paper expounds the research progress in arid mountain forest eco-hydrology, and analyses the formation and stable mechanism of forest patch pattern, the relationship between forest and water yield and the response of forest eco-hydrology to climate change from three aspects: Forest spatial pattern, hydrological process and its response to climate change. In addition, combined with the current research progress, the research emphases in the future are put forward: Strengthening the research on the coupling of vegetation pattern and hydrological process; solving the scale problem by using remote sensing technique and model; enhancing the understanding towards the hydrological function of forest; determining the suitable forest scale which can balance the relationship of ecology and hydrological effect.