我国冰冻圈及其变化的脆弱性与评估方法

基于脆弱性研究文献,从脆弱性概念、评估内容、评估方法等方面系统总结了脆弱性评估研究的特点和趋势,开展脆弱性评估时应注意的系统、关注特征、灾害、尺度与时间等五个方面,剖析了区域尺度脆弱性评估涉及的一系列问题,介绍了脆弱性评估方法及其优缺点和适用性.探讨了我国冰冻圈及其变化的脆弱性概念,分析了二者之间的关系,论述了我国冰冻圈及其变化的脆弱性评估内容、评估尺度和评估方法.     

冰冻圈变化对经济社会系统的综合影响及其适应性管理策略

冰冻圈是气候系统影响最直接和最敏感的圈层。在全球变化背景下,冰冻圈变化与生物圈、岩石圈、水圈、大气圈、人类圈之间的相互作用日趋加剧。特别地,冰冻圈快速变化对其影响区经济社会系统产生了广泛而深刻的负面影响,甚至危及人类福祉、经济社会系统的健康、和谐、持续发展。鉴于冰冻圈区位劣势及其较为落后的经济水平,其应对冰冻圈变化的能力极为有限。目前,适应仍然是冰冻圈应对气候变化的主要途径。冰冻圈变化对经济社会系统的综合影响分析是适应冰冻圈快速变化的基础,其适应性管理战略则是减轻冰冻圈快速变化不利影响、降低自然和经济社会系统防御其不利影响脆弱性的最终目标。     

冰冻圈变化的适应框架与战略体系

冰冻圈变化的适应研究是冰冻圈科学领域的新兴研究方向, 是当今全球变化研究中自然科学与社会科学交叉融合研究的典型代表。文章阐述了冰冻圈变化适应研究的内容框架, 分析了目前国际冰冻圈变化适应研究的现状、 动态与发展趋势。在此基础上, 从理论探索与实践研究两方面, 详细介绍了中国冰冻圈变化的适应研究。在理论与方法研究方面, 中国冰冻圈变化适应研究2007年起步至今, 已建立了由冰冻圈变化影响（冰冻圈服务和冰冻圈灾害）-风险-恢复力-适应构成的中国冰冻圈变化适应研究理论与方法体系; 在实践研究方面, 从致利与致害两条线, 开展了冰冻圈服务与冰冻圈灾害风险研究; 从冰冻圈与人类圈交互视角, 开展了冰冻圈变化的脆弱性、 恢复力与适应典型案例研究。未来, 一方面需进一步完善和深化现有理论体系, 尤其是冰冻圈与人类圈相耦合的灾害风险、 脆弱性与适应定量评估方法; 另一方面, 既要针对不同冰冻圈问题, 加强案例研究, 又要拓展尺度, 深入宏观研究, 为国家和地方政府决策提供科学依据与对策建议。     

冰冻圈及其变化的脆弱性与适应研究体系

冰冻圈及其变化的脆弱性与适应研究是以探索冰冻圈及其变化的脆弱性概念为前提和基础,以冰冻圈变化的自然影响为链接点,以社会经济影响研究为突破,以脆弱性研究为桥梁与纽带,以应对与适应冰冻圈变化影响、风险为目的的冰冻圈科学领域的新兴研究方向。探讨了冰冻圈及其变化的脆弱性概念,并以影响—脆弱性—适应为主线,针对冰冻圈变化的社会经济影响研究、脆弱性研究、适应研究内容及其关键科学问题、脆弱性评估模型、尺度问题进行了较为详细的阐述,初步搭建了中国冰冻圈及其变化的脆弱性与适应研究体系。基于冰冻圈要素的多样性、变化影响的复杂性与显著的区域差异性,从2个梯度勾绘了冰冻圈及其变化的脆弱性与适应研究格局与空间布局。中国冰冻圈及其变化的脆弱性与适应研究除深化冰冻圈变化的影响与脆弱性研究之外,应加强不同利益相关者协同设计、共同参与的冰冻圈变化适应应用研究,并关注冰冻圈灾害风险、渐变风险研究。     

水-生态-经济系统中人文因素作用研究进展

水资源系统的状态受人文因素与自然因素的影响,人文因素也受水资源系统的状态和自然因素的影响.要从中辨析人文因素的作用,需将人文因素和自然因素纳入统一的框架中分析.目前采用的统一框架主要有统一的分析尺度和时空尺度两种.在辨析当前国内外人文因素作用研究的趋势和热点的基础上,从分析尺度和时空尺度的角度系统全面的总结了相关研究的国内外进展,并针对我国典型内陆河流域的特征,提出了研究水-生态-经济系统中人文因素作用的几点展望.     

我国冰冻圈变化的影响在气候变化背景下的识别

全球气候变化对自然生态系统和人类社会系统的各个方面产生了很重要的直接影响,其中冰冻圈由于其脆弱性与灵敏性而首当其冲.同样,气候变化通过影响冰冻罔而对自然生态系统和人类社会系统产生很重要的间接影响.通过论述冰冻圈变化的影响,选取较为典型的领域,在时空尺度、作用机制以及影响过程等方面,对气候变化背景下我国冰冻圈变化的具体影响进行了识别.结果表明,气候变化的正面或者负面影响通过冰冻圈变化的作用之后可以加强或者削弱,从而为制定冰冻圈变化的适应对策提供科学依据.     

干旱区内陆河流域不同特征居民对气候变化及冰冻圈变化的感知差异分析——以乌鲁木齐河流域为例

选择冰川典型发育的乌鲁木齐河流域,基于面向普通民众的657份调查问卷,将气候变化与冰冻圈变化有机的结合起来,尝试分析不同特征民众对二者变化的感知差异状况,为因地制宜制定适应性措施以及普通民众有计划、有目的地调整生产和生活策略,适应未来环境变化等提供公众参与的社会依据.调查结果显示,乌鲁木齐河流域不同特征居民之间有着复杂...     

中国冰冻圈水文未来变化及其对干旱区水安全的影响

受气候变暖持续影响, 中国冰冻圈水文过程正在发生着显著变化。在梳理已有过去冰冻圈融水变化基础上, 重点分析了冰冻圈融水径流未来变化特点, 尤其是对冰川融水拐点及温升2 ℃阈值情况下, 到2050年和21世纪末, 冰川融水的可能变化进行了辨析, 进而研判了冰冻圈水文变化对流域、 重点是干旱区内陆河流域水安全的影响。研究表明, 中国未来大部分流域冰川融水径流总体呈现减少趋势, 并呈现冰川径流持续减少、 在不久的将来出现峰值和持续增加三种情况; 单条冰川融水可能会出现拐点, 而且拐点是否出现和出现的时间与升温速率和冰川面积大小有关; 在流域尺度上, 冰川覆盖率较大、 大型冰川面积占比较高的流域, 到2050年融水径流持续稳定增加; 冰川规模较小的流域, 冰川径流峰值早已出现; 介于上述两种情况之间的大多数流域, 冰川融水峰值在2020 - 2030年相继出现或变化呈现不显著增加或减少, 相对稳定; RCP情景温升2 ℃阈值下, 到21世纪末, 西北干旱区冰川融水量减少34% ~ 74%。冰冻圈水文变化导致水源涵养能力下降、 径流补给量减少、 对水资源的调节作用减弱、 流域径流变化幅度增加、 发生旱涝的风险增加、 春汛提前进而影响用水制度。     

基于土地利用变化的生态风险评价——以广西岑溪市为例

该文以1999年及2009年岑溪市土地利用数据为来源,在GIS的支持下,分析了10年来研究区内的土地利用变化的时空特点及其转化过程,结合土地利用综合指数、耕地垦殖指数、植被覆盖指数、景观破碎度指数评价了土地利用变化的生态风险。研究表明：研究区域内10年间土地利用类型发生了复杂的相互转换,其中林草地、建设用地和耕地为研究区内变化面积最大的3种土地利用类型;受经济快速发展和城市化进程加快的影响,土地利用的广度和深度不断增大,全市土地利用趋于破碎化,土地生态风险程度有所增加。     

旅游活动与水环境耦合分析 ——以玉龙雪山-丽江盆地为例

玉龙雪山是我国季风海洋型冰川发育最为典型的代表性地区,也是北半球最靠近赤道的现代冰川区.丽江市的部分水源来自于玉龙雪山冰川融水,同时玉龙雪山景区每年吸引着上千万的游客来欣赏现代冰川.旅游活动与水环境息息相关且相互作用,水环境的准确刻画是指导与优化区域旅游活动的基础.以世界著名旅游城市丽江市为例,基于实地采样与数据分析,...     

生态地质调查评价——以辽宁铁岭地区为例

参照俄罗斯生态地质调查评价方法,结合辽宁铁岭地区资源与环境状况,增加了土壤侵蚀、土壤厚度及植被发育状况等相关调查内容,建立了基于“土壤、植被、水文及地质灾害发育程度等”评价指标的“生态地质综合评价法”.由此将工作区划分出5类生态地质景观,提出了相应的资源开发与环境保护建议.     

典型冰冻圈地区植被变化对人类活动的响应研究 ——以祁连山为例

在全球气候变化、种植业结构调整等背景下,亟需对祁连山区的植被展开长期有效的监测和持续研究。基于2000-2017年分辨率为250 m的MODIS数据,采用Mann-Kendall时间序列非参数估计模型、相关分析等方法,分析了祁连山区生长季NDVI与植被盖度的时空变化特征及其与气候因子的相关性,并从正反两方面就人类活动对对植被的影响做了讨论,得出结论如下：（1）从东向西祁连山年平均NDVI整体上逐渐减小,NDVI随海拔升高呈先增大后减小的特征,NDVI最大的区域分布在海拔2 700~2 900 m的范围内;（2）祁连山区域内NDVI显著减小的区域占祁连山总面积的0.6%,而显著增加的区域占总面积的33.6%,植被呈现出整体向好,局部退化的趋势;（3）2000-2017年,林地、草地和其他土地利用区的植被盖度分别以0.0029、0.0026和0.0004的速率增加,工矿用地的覆盖度以0.0112的速率在减少,反映出工矿业开发活动是造成植被盖度下降的主要因子;（4）植树造林区植被NDVI以0.0455的速度增加,而工程实施和矿产开发区NDVI以0.0125速度降低,表明人类活动是导致植被群落变化的主要因素之一。     

国家重点基础发展计划(973计划)2010年应对全球变化项目《北半球冰冻圈变化及其对气候环境的影响与适应对策》简介

<正>全球气候变化已成为当今世界热点问题,为加强中国在全球变化关键科学问题的话语权,国家科技部组织实施了全球变化研究国家重大科学研究计划项目.该计划第一批19个重大项目2010年正式启动实施,研究计划第一届专家组组长由徐冠华院士担任,秦大河院士和吴国雄院士     

基于景观生态学的喀斯特生态脆弱区土地利用/覆被变化评价——以贵州猫跳河流域为例

通过运用遥感、地理信息系统以及全球卫星定位系统等技术手段,借助于景观生态学中的景观格局指数以及构建生态价值指数,对位于贵州中部典型喀斯特地区的猫跳河流域1973年以来的土地利用/覆被变化及其对整个区域生态环境状况的影响以及近30年来土地利用的合理性进行了评价。研究表明,在过去的30年间,研究区的土地覆被发生了显著的变化,并对区域的生态环境造成了深刻的影响。1973- 1990年,猫跳河流域的景观趋于破碎化,斑块总数从3 438个增加到3 619个,生态服务价值指数从3 626. 58降低到3 343. 47,土地利用具有明显的不可持续性; 1990- 2002年,猫跳河流域的景观破碎度降低,斑块数量从1990年的3 619个减少到3 312个,整个流域的生态服务指数从3 343. 47上升到3 738. 4,生态环境质量开始向好的方向发展。      

地下水开采下的植被生态风险评价——以鄂尔多斯乌兰淖地区为例

当地下水开采引起地下水位埋深超过当地原生植被的适宜水位时就会诱发植被生态风险,对植被生态风险进行定量评价可以为保护生态环境和地下水资源可持续开采提供指导.以鄂尔多斯乌兰淖水源地为例,以大量的现状植被样方调查和水文地质调查成果为基础,选取高斯模型(基于植被数量生态学的生态关系模型)回归分析方法对乌兰淖水源地的地下水位埋深和植被数据进行分析,得到植被多度同地下水位埋深的数学模型并确定乌兰淖地区适宜生态水位,在此基础上建立以地下水位埋深为变量的植被生态风险评价指标.建立研究区地下水流数值模型对拟选开采方案开采时段的流场进行预报,依据未来开采条件下地下水位的变化程度,对植被生态风险进行计算并分区.从评价结果来看,乌兰淖地区在规划开采条件下植被生态安全区和低风险区占70%以上,对于高中风险区依据各种植被的适宜生态水位提出保护建议.     

城市生态安全评价及应用——以西安市为例

在城市高速发展过程中,人口急剧膨胀、经济发展速度加快、对环境超负荷开发等原因,导致城市生态安全性降低,人居环境质量变差。对城市生态安全进行评价,分析城市生态安全状态及其原因,确立城市生态安全阈值,为城市发展提供参考,以西安市为例,对城市生态安全进行评价,并根据评价结果给出相应的建议,使得城市在生态安全的环境下可持续发展。     

国家重点生态功能区生态系统服务价值时空变化研究——以江西省大余县为例

研究国家重点生态功能区生态系统服务价值的时空变化可为生态政策制定提供指导。以江西省大余县为研究区,在5期土地利用覆盖数据的基础上,基于修正后的当量因子表估算该县生态系统服务价值,并在500m×500m格网下对生态系统服务价值进行空间重构,运用空间自相关方法研究其生态系统服务价值的空间集聚特征。结果表明：大余县生态系统服务价值总体上呈下降的态势,20年共减少1.49亿元;林地生态系统服务价值比重大,是主要的贡献者和敏感因素,在单项生态系统服务类型中水资源供给服务功能价值损失最大;生态系统服务价值在空间上呈现显著正相关,高高集聚区、低低聚集区分布广泛,前者分布于西部、北部和南部的山地丘陵区,后者分布于东部盆地。大余县建设用地急剧扩张,林地持续减少,应充分挖掘存量建设用地,推进城乡增减挂钩,严格保护生态公益林及水源涵养林等生态环境脆弱地区的林地,大力发展旅游业,引导国家重点生态功能区绿色发展。     

黄土高原西部土壤水分时空变化模拟研究——以安家坡流域为例

土壤水作为陆地水循环和水量平衡的一个重要组成部分,在土壤-植被-大气连续体物质与能量转化中起着重要的作用,成为陆面过程研究中的重要参量.选择黄土高原西部的安家坡流域,采用多点长序列观测方法,对该区域土壤水分的时空变化规律进行研究.结果表明:坡向和土地利用类型是小流域土壤水分变异的重要影响因素,得出了不同立地条件下土壤水分的剖面变化与时间的动态规律.在此基础上,利用土壤湿度指数结合主要影响因素预测土壤水分的时空变化,旨在为黄土高原大中尺度的土壤水分模拟提供思路.     

岩溶地区旅游生态安全评价及趋势分析——以广西为例

岩溶地区拥有丰富的旅游资源,但是生态环境相对脆弱,根据岩溶地区旅游发展的特点,以"压力-状态-响应"（PSR）模型为基础,同时从生态安全的概念出发,涵盖生态风险、生态健康和生态足迹指标,建立了岩溶地区旅游生态安全评价指标体系。调整的主要指标包括:土地压力指标、旅游经济密度、年平均气温和年平均降雨量指标、旅游空间密度、游客密度指数、旅游收入指标等。采用综合指数法和熵权法,分别引入2012年和2007年两年的数据,对广西岩溶地区旅游生态安全的现状、发展趋势及变化趋势的内在原因进行了分析。实证结果表明:（1）从现状评价看,2007、2012年广西岩溶地区旅游生态安全水平总体较低,处于安全级别的城市主要位于广西中部区域,其他城市则处于不安全级别;（2）从影响指标看,经济状态和旅游生态状态对当地的旅游生态安全影响较大;（3）从变化趋势看,广西岩溶地区旅游生态安全状态逐渐好转,广西中部地区保持安全状态,紧邻广西中部地区的地市处于持续危险区域,但综合指数呈上升趋势;梧州和贵港两个位于广西东部的城市同样处于持续危险区域,但是旅游生态安全综合指数呈小幅下降趋势;（4）旅游生态安全状态和趋势与岩溶分布没有显著的相关关系。      

农业生态地质调查初探——以辽宁鞍山南部地区为例

以鞍山南部地区农业生态地质调查为例,阐述了通过测定主要元素在土壤中的分布,综合评价农业生态地质背景,从而研究土地种植适宜性及土壤环境安全性和治理对策,进而讨论在辽宁省开展农业生态地质调查研究的主要内容及意义.此外,对特种经济作物南果梨专项调查表明,土壤中铁、锰、镁、钾、钴元素含量决定了南果梨的独特品质,以变辉长岩或片岩和花岗岩混合岩为成土母岩地区是南果梨生长的最佳区域.