从地质时期大气CO_2浓度与温度的对应关系分析现代气候变暖不确定性

气候变化问题是近年来国际社会所关注的热点,对于近代全球是否在变暖？以及驱动变暖的因素到底是什么？是自然过程还是人为作用？科学家们一直对此有着不同的见解.政府间气候变化专门委员会（IPCC）认为现在全球变暖是因为人类活动排放了大量CO2,其浓度增加而导致增温,但是很多科学家并不赞同.为了理清这一问题,本研究整合了近年来有关地质时期及现代大气CO2浓度与温度的关系数据,对其进行了梳理分析,结果显示不论是从地质年代的长尺度上来看,还是从近代的短尺度上来看,CO2浓度变化与全球气温变化之间都不存在一个足以令人信服的关系,因此,以此证明现在温度的增加是由于CO2浓度增加所引起的是不科学的.关于温度变化的驱动因子还存在很大的不确定性,也就不能明确地判断大气温度增加的主导因素是自然过程还是人为作用.     

模拟气候变化和CO2增加对高寒草原土壤有机碳的影响

本研究的1／1标是利用CENTURY模型分析气候变化、大气CO2浓度倍增、气候变化与大气CO2浓度倍增共同作用对藏北高原高寒草原土壤有机碳的影响。结果表明：未来50年不同气候变化情景下土壤表层（0-20cm）有机碳呈降低趋势,变化率为49．77％-52．36％。P1T0情景（降水增加．温度不变）、POT1情景（降水不变,温度增加）和P1T1情景（降水增加,温度增加）下的模拟结果相近。其中P1T1情景下高寒草原土壤有机碳损失的最多（模拟结束时的土壤有机碳为844．40gCm^-2）,POT1情景下土壤有机碳损失49．77％。相对CO2不变情景而言,CO2倍增情景下土壤有机碳增加12．87％。CO2增加对土壤有机碳的影响大于气候变化单独作用对土壤有机碳的影响。气候变化与大气CO2浓度倍增共同作用导致土壤有机碳降低。未来50年P1T1＋2×CO2情景下土壤有机碳降低52．39％,POT1＋2×CO2情景下土壤有机碳降低49．81％,P1T0＋2×CO2情景下土壤有机碳降低52．317）％。因此,高寒草原土壤有机碳含量随降水、温度和大气CO2浓度的变化而变化。     

温度升高和CO2浓度增加对冬小麦生物量的影响和不确定性分析（英文）

Impacts of climatic change on agriculture and adaptation are of key concern of scientific research. However, vast uncertainties exist among global climates model output, emission scenarios, scale transformation and crop model parameterization. In order to reduce these uncertainties, we integrate output results of four IPCC emission scenarios of A1FI, A2, B1 and B2, and five global climatic patterns of HadCM3, PCM, CGCM2, CSIRO2 and ECHAM4 in this study. Based on 20 databases of future climatic change scenarios from the Climatic Research Unit (CRU) , the scenario data of the climatic daily median values are generated on research sites with the global mean temperature increase of 1 ℃(GMT+1D), 2 ℃ (GMT+2D) and 3 ℃(GMT+3D). The impact of CO2 fertilization effect on wheat biomass for GMT+1D, GMT+2D and GMT+3D in China’s wheat-producing areas is studied in the process model, CERES-Wheat and probabilistic forecasting method. The research results show the CO2 fertilization effect can compensate reduction of wheat biomass with warming temperature in a strong compensating effect. Under the CO2 fertilization effect, the rain-fed and irrigated wheat biomasses increase respectively, and the increment of biomass goes up with temperature rising. The rain-fed wheat biomass increase is greater than the irrigated wheat biomass. Without consideration of CO2 fertilization effect, both irrigated and rain-fed wheat biomasses reduce, and there is a higher probability for the irrigated wheat biomass than that of the rain-fed wheat biomass.     

CO2浓度升高对三江平原湿地活性有机碳及土壤微生物的影响

利用开顶箱薰气室,设置正常大气CO2浓度(Ambient CO2,350 umol·mol-1)和高CO2浓度(Elevated CO2,700μmol·mol-1)2个水平和不施氮(NN,0 gN·m-2)、常氮(MN,5 gN·m-2)、高氮(HN,15 gN·m-2)3个氮素水平,研究CO2浓度升高和氮肥施用对三江平原草甸小叶章湿地(Calamagrostis angustifolia)土壤活性有机碳及微生物的影响。结果表明,CO2浓度升高条件下,土壤微生物量碳(MBC)和溶解性有机碳(DOC)呈增加趋势,易氧化有机碳(LOC)和水溶性碳水化合物碳(CHC)的变化因生长期和氮素水平而异。CO2浓度升高,小叶章湿地土壤微生物数量在不同的生长时期呈现不同的响应趋势。细菌数量在腊熟期增幅最大,为31.4%;真菌数量在腊熟期增加16.6%,成熟期增加24.3%;放线菌数量没有发生明显变化。相关分析表明,细菌、真菌和放线菌数量都与土壤微生物量碳呈显著相关。湿地土壤中的活性有机碳可以为土壤微生物提供更多的有效能量,从而加快湿地生态系统养分循环过程。     

菌根真菌对CO2浓度升高和N沉降的响应

气候变化是全球普遍关注的环境问题,尤其是工业革命以来,全球CO2浓度升高和N沉降的增加,不仅改变了植物的生长发育、生态系统中碳、N生物地化循环,而且影响着与植物共生的菌根真菌。对外生菌根真菌（Ectomycorrhizal fungi, ECMF）和丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）的群落结构、真菌的侵染率以及菌丝生物量等方面如何响应全球CO2浓度升高和N沉降的增加进行了综述,同时对当前存在的问题和未来的发展方向进行探讨。     

作物水分利用效率对温度和CO2浓度升高的响应研究进展

以大气CO2浓度和温度升高为主要标志的全球气候变化对作物水分利用效率产生重要影响,作物水分利用效率对CO2浓度和温度升高的响应特征与机理研究,对揭示气候变化对作物生长的影响及其机制具有重要作用和意义。本文分别介绍了作物水分利用效率对CO2浓度和温度升高的响应研究进展,CO2浓度和温度升高对作物水分利用效率的协同效应,以及CO2浓度与温度升高对作物水分利用效率影响的实验研究方法,并提出了作物水分利用效率对CO2浓度和温度升高响应研究仍需要解决的几个关键问题:①多因子协同效应;②不同品种的响应差异;③不同尺度水平的响应过程;④作物水分利用效率对气候变化的适应性。     

土壤CO_2浓度昼夜变化及其对土壤CO_2排放量的影响

对石林地区两个研究点土下20、40和60cm土壤CO2浓度和土壤CO2排放量的昼夜变化进行的研究表明二者之间具有一定的正相关关系,因此土壤CO2排放量除受环境因子影响之外,还受土壤CO2浓度所控制。土壤CO2浓度和土壤CO2排放量之间的相关关系可以用来解释土壤有机碳含量及温度对土壤CO2排放量的影响,即土壤有机碳含量高和温度升高是通过影响土壤空气中CO2的形成速率,导致土壤CO2浓度升高,从而促进土壤CO2的排放。     

土地利用和气候变化对森林地上生物量的影响模拟——以江西省泰和县为例

以土地利用变化和气候变化为特征的全球和区域环境变化及其影响已经成为国际社会和公众关注的焦点,同时也是土地科学、全球变化科学和全球生态学关注的关键问题。由于土地、气候和森林生态系统之间存在着复杂而密切的关系,土地利用变化和气候变化将不可避免地对森林结构和功能产生重要影响。如何采用合理的适应措施降低这些变化可能带来的损失,是目前全球变化研究亟待解决的问题之一。因此,研究土地利用和气候变化对森林的单独及综合影响具有重要的科学意义。本文综合利用基于主体的土地利用模型（ABM/LUCC）、生态系统过程模型（PnET-II）以及森林景观动态模型（LANDIS-II）构建了综合模拟研究框架,选择森林类型多样且具有长期观测数据积累的江西省泰和县为研究区,模拟并对比了土地利用和气候变化组合情景下未来森林地上总生物量的变化差异。结果表明：① 土地利用变化对泰和县森林地上总生物量的影响比气候变化所带来的影响更加显著。研究区森林地上总生物量在有土地利用变化干扰的情景下与RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5单独的气候情景下相比分别减少33.13%、32.92%和32.42%;② 尽管未来气候变化可能有利于森林地上总生物量的积累,但土地利用变化将使森林地上总生物量显著减少,并将抵消气候变化带来的正效应;③ 本文提出的综合模拟研究框架可以很好地模拟土地利用和气候变化对森林生态系统的影响,可为提升和优化人工林结构和功能、开展可持续森林管理提供科学建议。     

样方面积和数量对沙柳生物量精度的影响

为了研究沙柳(Salix Psammophila)灌木种生物量的调查,本文设置了300m~2、200m~2、100m~2、50m~2、10m~2五种样方面积。研究结果,选用100m~2样方面积,其精度达到0.95以上,其调查样方数量比其它样方面积都少。如果调查对象是矮小灌木种,调查样方内又有10株以上的植株,则可采用10m~2样方面积,这样虽然调查样方数量比100m~2面积要增多,但工作效率和经济效益都能达到预期效果。     

气候变化对中国东北春麦播种区小麦产量的影响

以中国东北春麦区为例,实证分析了1978—2020年生长季积温、降雨和小麦单产的变化趋势,并分别应用一次多项式、二次多项式和柯布道格拉斯生产函数模拟了气候因素(尤其是积温)对小麦产量的影响。研究结果表明小麦单位面积产量和积温存在显著的升高趋势,而降雨的时间变化趋势并不明显;在对小麦产量和积温变量进行平稳化处理后发现,二次多项式可以更好地模拟天气因素对小麦产量的影响,且在近50年来积温对小麦产量存在显著的负向影响,而降雨对小麦产量的影响并不显著。研究认为气候变暖导致积温升高,从而对小麦产量产生不利影响。为规避积温升高对小麦产量的负面影响,建议开发抗高温小麦品种,调整播期,以及开发金融衍生品或指数保险等方式应对气候变化风险。通过定量分析气候变化对作物产量的影响机制,并提出针对性对策建议,为研究气候变化影响及适应对策提供了重要借鉴。     

大气CO2浓度变化与全球气候变化关系初步探讨

2007年IPCC公布的第四次评估报告AR4指出：过去50a观测到的地球平均温度升高很可能（90％以上）是由人类活动引起的,其中主要是人类活动引起的温室气体排放的增加．而地质气候记录证明,早在人类排放能够影响大气以前的CO2浓度变化均不同程度地滞后于气温变化．地质时期CO2浓度的波动是跟随气候变化而变化,是被大气温度驱动的结果,而非相反的CO,驱动温度变化．将现在全球变暖完全归因于人类排放CO2的增加,无法解释1940-1978年的降温事件．通过更长尺度的对比研究可以发现,现在气候是处于全新世变干变冷的大趋势之中,即使现在全球略有变暖,也只是处于变干变冷大趋势中的次级变暖波动．将近代全球气候变暖片面夸大归因于人类活动排放温室气体,而忽略了自然因素的贡献,其依据显得缺乏科学说服力,其做法不免有些令人担忧．     

陕甘宁地区气候变化及相关影响分析

陕甘宁地区是中国经济相对落后的地区,从气候方面分析研究它的贫困影响因素．探讨扶贫措施有着现实的意义。采用陕甘宁地区1971～2000年间的气温、降水等气象资料并进行了分析．结果表明：陕甘宁地区年平均气温以0．0379℃／a的速度递增．20世纪90年代以来递增幅度更大,且冬季增温尤其明显。降水以1．0639mm／a的速度递减．但80年代有上升趋势,90年代以来却成明显下降趋势。因此,20世纪90年代成为陕甘宁地区近30年间最暖干的时期。气候的日趋暖干必然对本区的工农业生产带来负而影响并导致该地区贫困现状的加剧．因此分析影响经济发展的气候因素,找出相互关系,制定合理的方法措施是陕甘宁地区扶贫项目的重要环节。     

土地利用/覆被变化对土壤温室气体排放通量影响

土地利用/覆被变化影响温室气体的净排放,改变了全球温室气体的收支平衡.森林、草地和农田之间的转化、湿地和旱地的转化及土地管理措施的不同,影响着土壤碳的释放和其他痕量气体的排放,从而改变全球变暖增温的综合潜力(GWP),因此要综合考虑土地利用/覆被变化对土壤CO2、CH4和N2O排放通量的影响.加强对温室气体发生机理的研究,选取合理的土地利用和士地管理方式,减少全球大气温室气体浓度增加,是未来研究的重点和难点.     

气候变化对中国农业生产的影响

根据１９５８￣１９９７年中国３１０个气象站的月平均最高、最低气温,月平均降水量,日照时数等气象参数分析了中国气候的背影特征。用３个大气环流模型,即ＨａｄＣＭ２、ＣＧＣＭ１、ＥＣＨＡＭ４来模拟未来中国气候变化的情景。同时,建立未来气候变化的６种方案。最后,根据３个ＧＣＭｓ模拟的结果,利用国际应用系统分析研究所（ＩＩＡＳＡ）发展并改进的农业生态地带模型（ＡＥＺ）评估气候变化对中国农业生产的影响。评估主     

土地利用对气候变化影响研究进展与图谱分析

本文利用知识可视化工具针对土地利用对气候变化影响研究进行文献共被引分析,整理得出土地利用和气候变化研究的主要知识聚类和研究热点,同时基于大气碳循环和土壤有机碳研究知识群进行施引文献分析并总结其研究主题,然后进一步归纳了气候变化背景下影响全球碳平衡的驱动因素及其对策。本研究可以详细分析基于土地利用对气候变化影响背景下不同知识群及其研究对象的特点,得出研究对象变化的驱动因素及对策,以期为科学研究提供基础。     

气候变化和人类活动对信江流域径流影响模拟

以1960―1990年为基准期、1991―2005年为影响期,使用HSPF（Hydrological Simulation Program-Fortran）水文模型定量分析了影响期气候变化和人类活动对信江流域径流的影响及其各自的贡献率。结果表明：1）相对于1960―1990年,1991―1995、1996―2000年的年平均径流深分别增加了271.9和246.3 mm,2001―2005年的年平均径流深减少64.1 mm。其中,气候变化对径流的影响分量在65.6%~88.0%之间,人类活动对径流的影响分量在12.0%~34.4%之间。2）人类活动对极值流量有影响。在影响期,年最大7 d平均流量和最大15 d平均流量模拟值大于对应的实测极值流量。3）在气候变化因子中,流域降水量的增加,是引起20世纪90年代信江流域径流显著增大的主要原因,其次是蒸发量的下降;人类活动包括植树造林、城市化以及水利工程修建,是影响流域径流变化的次要原因。     

Impacts of Climate Change on Growth Period and Planting Boundaries of Spring Wheat in China under RCP4.5 Scenario

This article contributes to research on how climate change will impact crops in China by moving from ex-post empirical analysis to forecasting. We construct a multiple regression model, using agricultural observations and meteorological simulations by GCMs, to simulate the possible planting boundaries and suitable planting regions of spring wheat under RCP4.5 scenario for the base period 2040s and 2070s. We find that the south boundary of possible planting region for spring wheat spreads along the belt: south Shandong-north Jiangsu-north Anhui-central Henan-north Hubei-southeast Sichuan-north Yunnan provinces, and will likely move northward under RCP4.5 scenario in 2040s and 2070s, resulting in the decrease of possible planting area in China. Moreover, the sowing and harvest date of spring wheat in the base period shows a gradually delayed phenomenon from the belt: south Xinjiang - Gansu, to the Tibet Plateau. As a result, the growth period of spring wheat in China will shorten because of the impacts of climate change. These results imply that a variety of adaptations measures should be set up in response to changing climatic conditions, including developing the planting base for spring wheat, restricting the planting area of spring wheat in sub-suitable areas at risk while expanding the planting area of optimal crops.     

气候变化对中国滨海湿地的影响及对策

我国滨海湿地面临着持续退化和损失的风险,其中气候变化通过海平面上升、海水表层温度上升、风暴潮、海水入侵和海岸带侵袭,以及海洋酸碱度变化等一系列影响,导致了沿海湿地的退化与消失,制约了沿海地区的可持续发展。在总结中国湿地退化现状的基础上,分析了气候变化对中国湿地的影响,并从自发性适应和计划性适应两个方面探讨了潜在的滨海湿地气候变化适应性对策。认为将来可进一步加强对滨海湿地气候变化影响与响应机制的监测和研究,为制定相关政策和培养相关管理人员提供依据。