30年来武昌湖湿地退化过程与原因

湖泊湿地是敏感脆弱的生态系统,极易受气候变化和人类活动的影响。通过对长江中下游沿岸武昌湖湿地1980-2010年生态系统变化进行分析,具体包括：(1) 选择Landsat MSS影像进行遥感解译,结合GIS技术分析武昌湖集水区的景观变化情况;(2) 统计研究区1980年以来的气象水文数据,分析湿地生态系统主要气候因子的变化趋势;(3) 结合气候因子和土地利用变化,初步分析武昌湖湿地生态系统变化的自然-人工原因。结果表明,1980年以来,湿地景观发生较大程度的变化：湖域面积减少了近40%,尤其是下湖青草湖水域面积从52.76 km²减少为13.92 km²,萎缩约73.62 %。跨湖公路建成以后,集水区内与人类活动关系密切的建设用地面积显著增加。武昌湖湿地温度呈明显的上升趋势,而降雨、蒸散发等气候变量变化趋势均不显著。建设用地、气温与湿地退化的相关性显著,降雨和蒸散发与湿地退化无明显相关性,公路的跨湖修建加速了湿地的退化速度。     

气候变化对沼泽面积影响的定量分析

定量判别气候变化对湿地生态系统的影响是目前全球气候变化中的难点与热点问题。基于《中国沼泽志》中沼泽的面积、地理位置、海拔高度和气象因子等资料,初步建立了中国沼泽面积-气候因子之间的关系模型;以三江平原沼泽为例,定量判别气候变化对沼泽面积波动的影响。研究结果表明,气温、降水量和海拔是影响沼泽面积的主要因素,可以通过线性模型模拟沼泽面积的变化;近几十年的气候变化对三江平原沼泽面积具有正效应,其贡献率约为+17%~+30%;非气候因素导致湿地丧失,对三江平原沼泽面积具有负效应,其贡献率为-82%~-70.1%。     

基于生境分布模型的气候因素对三江平原沼泽湿地影响分析

气候因素是沼泽湿地的发育的主要驱动因素,是沼泽湿地形成、发育及不同特征差异的控制因素。作为中国主要沼泽湿地分布区和气候变化显著地区之一,三江平原沼泽湿地受气候和非气候因素的共同影响。非气候因素对三江平原沼泽湿地的影响强度在加大,沼泽湿地被开垦为农业用地,大型水利工程的修建导致流域水资源减少,使得该区沼泽湿地供水不足。以三江平原为研究区,利用生境分布模型,采用该区沼泽湿地分布数据、气象数据和地形数据,模拟沼泽湿地生态系统在气候因素变化下的演替过程,定量评估气候因素对沼泽湿地的影响程度。研究结果表明,自20世纪50年代至2010年,三江平原地区的气候呈暖干趋势,气候变化对沼泽湿地分布起正增益作用,1951~1980年期间,气候变化对沼泽湿地分布的影响程度为5.21%,1981~2010年期间,气候变化对沼泽湿地分布的影响程度为4.33%;在三江平原地区,非气候因素对沼泽湿地的影响起主导作用,不但导致该区已有湿地发生缩减、退化,还干扰新的湿地自然形成与演替。     

气候变化对中国内陆湿地空间分布和主要生态功能的影响研究

近百年来全球气候呈现以变暖、降水格局改变和极端天气、气候事件频繁发生为主要特征的显著变化。中国气候变化具有区域差异性,对湿地生态系统带来不同影响。气候变化通过影响湿地的水温、土温和水文节律,影响着湿地生态系统的格局和过程,甚至会影响湿地生态系统的演替。归纳、总结了气候变化对中国内陆湿地空间分布和主要生态功能的影响研究结果;通过分析湿地分布及面积、湿地水文过程、湿地生物多样性和湿地生态系统碳循环的影响发现,气候变化通过水源补给方式和水文过程影响湿地的分布和生态功能;随着气候变暖,以冰雪融水为主要补给源的湿地的面积逐年增加;随着气候变化,湿润区的湿地面积发生明显波动,气温升高导致半湿润区的湿地面积减少,但是却在一定程度上减缓了干旱区湿地面积的萎缩;同时,气候变化通过对大气降水和蒸散等环节的影响,间接地影响湿地水位和水文周期;气候变暖严重威胁了湿地系统内的生物多样性,导致湿地生境质量下降和湿生生物种群数量减少,也改变了湿地生态系统碳循环,加速了CO2和CH4等温室气体的排放。     

生态保护工程和气候变化对长江源区植被变化的影响量化

分析长江源区生态保护工程和气候变化对植被变化的影响程度,对于长江源区生态工程的生态效益评估,以及区域植被适应性生态管理政策的制定具有重要意义。因此,本文基于1982-2015年的归一化植被指数数据(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)和气象数据,分析长江源区植被NDVI的时空变化规律,构建预测植被NDVI对气候因子响应的人工神经网络模型,在此基础上,在年和季节尺度上量化气候变化和生态保护工程对长江源区植被变化的影响程度。结果表明:①在长江源区气候条件变化和生态保护工程影响下,长江源区植被退化得到遏制,植被生长呈好转趋势;②海拔相对较低的通天河附近植被NDVI增加幅度较大,高海拔的沱沱河和当曲流域的植被NDVI增加幅度相对较小;③长江源区植被NDVI对气候因子响应存在1～2月的滞后性。构建的人工神经网络模型的拟合优度参数人工神经网模型具有较高的预测精度,可以用来模拟植被NDVI对气候因子的响应;④年尺度的植被NDVI增加受到生态保护工程的影响程度(58.5%)大于气候变化的影响程度(41.5%)。生长季生态保护工程对NDVI的影响程度(63.3%)大于气候变化对NDVI的影响程度(36.7%),而非生长季气候变化是影响长江源区植被生长的关键要素(52.8%)。研究结果有助于为长江源区植被生态系统恢复、管理和利用战略的科学制定提供决策依据。     

气候变化对扎龙湿地景观破碎化过程的影响

扎龙湿地位于黑龙江省西部,是我国东北最大的湿地自然保护区。近年来湿地景观破碎化程度日趋严重,因此探究该湿地景观破碎化的原因和影响机制尤为重要。基于扎龙湿地区域1903-2017年植被生长期气候资料,从影响湿地蒸发量的气象要素入手,采用小波分析和对比分析法分析了扎龙湿地气候变化的背景和影响扎龙湿地蒸发量变化的气象要素的变化规律。结果表明:20世纪80年代以来的气候变暖事件以及在这一变暖事件下发生的水汽环境变化是湿地景观破碎化的影响机制;25 a左右的降水量周期变化是湿地景观破碎化明显波动变化过程的主要原因。该研究揭示了气候变化对扎龙湿地景观破碎化过程的影响机制,提高了应对气候变化对湿地生态环境影响的预防能力。     

维管植物遗传多样性与气候因子的关系（英文）

遗传多样性对植物响应全球气候变化至关重要,研究遗传多样性和气候因子之间的关系有利于预测未来全球气候变化对植物遗传多样性的影响。然而,到目前为止,气候因子对植物遗传多样性影响的范围和程度目前并不清楚。从68篇已发表的文献中,我们收集了79种维管植物的两种常用的种群遗传多样性指标(平均期望杂合度和平均观测杂合度)及种群坐标数据,并从WorldClim提取了19种气候因子数据。然后,利用线性回归分析了遗传多样性与气候因子之间的关系。在用平均期望杂合度来度量遗传多样性的75种植物中,58.7%(44种)植物的种群平均期望杂合度与某种气候因子显著相关,而在用平均观测杂合度来度量遗传多样性的63种植物中,65.1%(41种)植物的平均观测杂合度与某种气候因子显著相关。其中,最湿季均温、降水季节性、最干季降水量和温度季节性对平均期望杂合度的影响最为广泛,而平均观测杂合度则与最暖季降水量、最湿季均温、最干季降水量和最干月降水量的相关性最为广泛。木本植物种群遗传多样性与气候因子之间的显著相关比例高于草本植物,不同气候因子对这两种生长型植物遗传多样性的影响不同。这些研究结果表明,气候可能在植物种群遗传多样性的形成过程中起着重要的作用,未来气候变化可能改变植物的遗传多样性,以及不同类型植物的遗传多样性可能对气候变化有不同的响应。     

气候变化与湿地

概括介绍了湿地的重要性,详细论述气候变化对不同类型湿地的影响,以及湿地作为温室气体的库、汇和源在缓解气候变化方面所起的作用,并从湿地保护和合理利用的角度,提出缓解气候变化影响的对策,包括:开展湿地资源清查,收集全球各种类型湿地的数据和信息,建立更加完善的气候变化模型,以便将气候变化纳入保护和管理活动;保护、维持或恢复湿地生态系统是减缓全球气候变化的重要措施。     

1993—2017年气候变化对西藏谷物单产的定量影响

气候变化对农业的影响是全球关注的热点问题之一,青藏高原对气候变化尤其敏感,但气候变化对青藏高原农业产量的定量影响缺乏系统研究。为定量评估气候变化对西藏谷物单产的影响,本文使用气象数据与年鉴统计数据,选取了固定效应模型、差分模型和线性去趋势模型3类统计模型,分析了1993—2017年间气候变化（最低气温、降水量、生长度日和太阳辐射）对西藏县（区）级、市级和自治区3个尺度的谷物单产的影响。结果表明：西藏整体对于温度（最低气温和生长度日）的敏感性大于降水量和太阳辐射。各项气候因子对西藏谷物单产的整体影响为正影响,但不同区域对气候因子的敏感程度和显著性不同。除了生长度日对于拉萨为负影响以外,最低气温、降水量和太阳辐射对于所有市均为正影响。气候趋势对于西藏整体谷物单产的影响为正影响,不同模型计算结果集中在1.5%~4.8%区间内。3类模型中固定效应模型稳定性最好,线性去趋势模型好于差分模型,差分模型在引入气候因子间的交互项后模型稳定性降低。本文有助于西藏实施更加有空间针对性的农业适应气候变化措施,以应对气候造成的青藏高原农业生态系统变化。     

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。     

1990—2010年黄河宁蒙段所处流域土地利用变化

以Landsat TM和ETM+遥感影像为基础数据源,应用地理信息系统技术,对黄河宁蒙段所处流域1990-2010年土地利用变化进行了监测,并结合气候变化、人类活动和政策因素探讨了土地利用变化的驱动力,初步分析了土地利用/覆被变化对流域水-沙关系的影响。结果表明：（1）20年来研究区建设用地面积增加了1 310.04 km²,耕地面积增加了611.15 km²,水域和草地面积分别减少了1 499.51 km²和474.93 km²;（2）20年来黄河宁蒙段所处流域土地利用变化速度经历了缓慢变化-显著变化-急剧变化的过程。各土地利用类型在后10 年（2000-2010年）的变化速度均比前10年（1990-2000年）大;（3）研究时段内草地和未利用地转化为林地,草地和耕地被开发为建设用地,未利用地和草地被开垦为耕地;（4）人类活动和政策因素是影响20年来土地利用变化的主要驱动因子,但人口数量的增加、经济的发展及环境政策的调整对研究区土地利用变化的影响更为显著;（5）1990-2010年流域耕地和林地面积分别增加了611.15 km²和543.19 km²,植被覆盖度由1990年的34.7%增加到2010年的40.8%。林地和耕地面积的增加均使得流域总蒸发量增加,灌溉用水增加,从而径流量减少,植被覆盖度的增加使得流域径流量和输沙量均降低。     

黄河上游气候变化对地表水的影响

利用1961~2002年黄河上游唐乃亥水文站水文资料及同期该流域气象资料,研究黄河上游流域气候变化及其对地表水资源的影响,结果表明: 黄河上游年流量呈现出逐年减少趋势,20世纪90年代以来减少趋势更为明显;黄河上游流域气候变化表现出气温升高、降水减少和蒸发增大的干旱化趋势,这一变化趋势在90年代以来尤为突出;气温升高、降水量减少和蒸发量增大是导致黄河上游流量减少的气候原因,其中降水量是影响流量的主要气候因子,降水量的减少特别是夏季降水量的减少直接导致了黄河上游流量的减少。     

三江源区径流演变及其对气候变化的响应(英文)

Runoff at the three time scales(non-flooding season,flooding season and annual period) was simulated and tested from 1958 to 2005 at Tangnaihai(Yellow River Source Region:YeSR),Zhimenda(Yangtze River Source Region:YaSR) and Changdu(Lancang River Source Region:LcSR) by hydrological modeling,trend detection and comparative analysis.Also,future runoff variations from 2010 to 2039 at the three outlets were analyzed in A1B and B1 scenarios of CSIRO and NCAR climate model and the impact of climate change was tested.The results showed that the annual and non-flooding season runoff decreased significantly in YeSR,which decreased the water discharge to the midstream and downstream of the Yellow River,and intensified the water shortage in the Yellow River Basin,but the other two regions were not statistically significant in the last 48 years.Compared with the runoff in baseline(1990s),the runoff in YeSR would decrease in the following 30 years(2010-2039),especially in the non-flooding season.Thus the water shortage in the midstream and downstream of the Yellow River Basin would be serious continuously.The runoff in YaSR would increase,especially in the flooding season,thus the flood control situation would be severe.The runoff in LcSR would also be greater than the current runoff,and the annual and flooding season runoff would not change significantly,while the runoff variation in the non-flooding season is uncertain.It would increase significantly in the B1 scenario of CSIRO model but decrease significantly in B1 scenario of NCAR model.Furthermore,the most sensitive region to climate change is YaSR,followed by YeSR and LcSR.     

1960-2015年青海三江源地区降水时空特征

青海三江源地区是中国生态系统最为敏感和脆弱的地区,其降水特别是生长季降水的波动,是影响本区及江河中下游水资源安全、生态系统可持续发展的关键因素。综合线性趋势、Mann-Kendall检验、BG分割算法、R/S、EEMD等多方法细致辨识了1960-2015年研究区降水量序列的时空特征。结果显示：① 三江源降水量总体呈现弱增趋势,21世纪以来降水量显著增加,各子源区气候倾向率不尽相同;② 年、季降水量自东南向西北递减,澜沧江源区夏季降水和黄河源区秋季降水呈弱减趋势,雨量弱减区在空间上呈斑块状分布;③ 年、季降水量年代际变化和增湿率的空间差异较明显,春夏季降水气候倾向率与经纬度、海拔的复相关性显著高于冬季;④ 20世纪90年代中后期,各子源区降水总体显现增强信号,并于2002年前后发生突变;⑤ 年际和低值年代际显著周期是造成降水量变动的主要因素;⑥ 除澜沧江源区夏季降水趋于减少外,其他年、季降水量变化呈现增幅不一的转湿趋势;⑦ 横向比较各子源区可见,长江源区降水变化更能表征高原气候变化。研究结果显示,研究区降水时空序列变化具有明显的区域和季节差异性特征,与以往类似研究存在些许差异,可见为有效提高气候序列演变过程及突变诊断的准确性,仍需进一步融合多方法实施集成分析。     

Assessment of sandy desertification trends in the Shule River Basin from 1978 to 2010

Sandy desertification in the Shule River Basin has expanded dramatically during the past 30 years. We evaluated the status, evolution, and main causes of sandy desertification by interpreting Landsat images which were acquired in 1978, 1990, 2000, 2005, and 2010, and analyzing the relevant meteorological data. The results show there was 3,477.95 km2, 3,733.32 km2, 3,620.29 km2, 3,565.65 km2, and 3,557.88 km2 of sandy desertified land in 1978, 1990, 2000, 2005, and 2010, respectively. From 1978 to 1990, not only the area of sandy desertified land （SDL） but also the degree of SDL levels increased. From 1990 to 2010 there was widespread restoration of SDL but the recovery trend of SDL gradually slowed. Although climate change contributes to expanding sandy desertification, human activities can either accelerate or reverse trends of natural sandy desertification. Some detrimental human activities can accelerate sandy desertification, but, conversely, desertification control measures such as the Three-North Shelter Forest Project and watershed rehabilitation programs in areas including the Shule River Basin resulted in many SDL being turned into grasslands or forest lands when shrubs and trees were planted to fix mobile sands at the edges of oases and cities. With population growth, much SDL has been reclaimed as farm land using water-saving agricultural methods or has been turned into built-up land as a result of urbanization.     

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。     

1957-2012年讨赖河流域潜在蒸发量变化

在气象观测数据基础上,运用数理统计方法对讨赖河流域1957-2012年潜在蒸发量变化的研究表明：（1）讨赖河流域潜在蒸发量的季节变化不尽相同,秋、冬季潜在蒸发量20世纪60、70年代偏少,80、90年代及2000年后偏多;春、夏季潜在蒸发量60、80年代偏高、90年代及2000年以后偏低,年和湿季变化趋势相似,均表现为60-80年代偏低,90年代及2000年以后偏高。（2）就年际变化而言,年和湿季潜在蒸发量的变化趋势较为相似,季节潜在蒸发量均表现为增加趋势,夏季增幅最大,秋季最小。（3）各季节和年序列均存在10～15年的短周期变化及26～28年的长周期变化。（4）流域春、夏、秋、冬以及年和湿季潜在蒸发量分别在1995、2000、1984、1980、1997年和1992年突变增加,并通过了0.01的显著性水平检验;干季潜在蒸发量经历了两次突变增加,分别发生在1980年和1995年。     

Impact of climate change on the surface water of Kaidu River Basin

To reveal the changing trend and annual distribution of the surface water hydrology and the local climate in the Bayanbuluk alpine-cold wetlands in the past 50 years, we used temperature, precipitation, different rank precipitation days, evaporation, water vapor pressure, relative humidity, dust storm days and snow depth to analyze their temporal variations. We conclude that there were no distinct changes in annual mean temperature, and no obvious changes in the maximum or minimum temperatures. Precipitation in warm season was the main water source in the wetlands of the study area and accounted for 92.0% of the annual total. Precipitation dropped to the lowest in the mid-1980s in the past 50 years and then increased gradually. The runoff of the Kaidu River has increased since 1987 which has a good linear response to the annual precipitation and mean temperature in Bayanbuluk alpine-cold wetland. Climate change also affected ecosystems in this area due to its direct relations to the surface water environment.     

开都河流域气候变化对地表水的影响

1IntroductionWetlands, forests and oceans are the three main ecosystems with the highest ecological values in the world. According to the data of United Nations Environment Programme in 2002, the annual production value of the wetland ecosystems per hecta…     

三江源气候变化及其对径流的驱动分析

以1965-2004 年三江源地区12 个气象台站的降水和气温资料以及长江源区直门达、黄河源区唐乃亥和澜沧江源区昌都水文站的径流资料为基础,分析三江源地区的降水、气温和径流的变化趋势,并采用Mann-Kendall-Sneyers 方法进行趋势显著性检验;采用Makkink 公式计算三江源区12 个气象站点的潜在蒸发,建立三江源区降水和潜在蒸发对径流的驱动模型,并对气候变化(降水和气温的变化) 对径流的驱动进行情景分析。研究表明：1965-2004 年三江源区气温升高,径流减少,并且气温和径流都在1994 年发生突变,但降水的变化趋势不明显。降水和潜在蒸发对径流深的驱动模型表明三江源区降水对径流起正向的驱动作用,潜在蒸发对径流起负向的驱动作用,具体来说,澜沧江源区潜在蒸发对径流的驱动力最大,长江源区次之,黄河源区最小。借助驱动模型对三江源气候变化(降水和气温的变化) 对径流的影响进行情景分析,结果显示,降水和气温对径流的驱动在总体上虽然分别是正、负方向上的驱动,但在具体情景下其各自的驱动作用又呈现出波动的特征。