祁连山中东部青海云杉径向生长对气候变暖的响应差异

气候变暖对森林生态系统产生了深刻影响,而树木生长对气候变化做出了不同的响应。本研究利用采自祁连山中、东部不同海拔梯度的青海云杉（Picea crassifolia）树轮样本,分别建立了中部和东部6个树轮宽度年表,分析了树木径向生长与各气候要素的关系以及随时间变化的稳定性。结果表明：祁连山中部青海云杉对降水和scPDSI较东部更为敏感。中部树轮宽度年表与当年5—7月的scPDSI极显著正相关（P<0.001）,东部树轮宽度年表与前一年9月和当年5月scPDSI显著正相关,表明中部LCH区域青海云杉径向生长主要受当年5—7月土壤水分条件的限制;东部XYH区域则受前一年9月和当年5月的土壤水分的限制。20世纪80年代中东部温度显著升高（P<0.001）,中东部树木生长受高温引起的干旱胁迫增强;20世纪90年代以后,由于中部降水增加而东部降水变化不明显,中部树木生长干旱压力得到缓解,东部森林受干旱的限制作用增强。此外,中东部青海云杉与温度、降水和scPDSI的相关关系逐渐趋向一致,未来气候的持续变暖或许将减小中东部树轮-气候关系的差异。     

1980年以来冰冻圈对气候变暖响应的若干证据

进入８０ 年代，气候较前１０－２０年显示出明显的变暖趋势。冰冻圈对此迅速作出了反应：出岳冰川物质平衡８０年代较６０－７０年代平均减少近１７３ｍｍ，相当于冰川敏感值升高约０．３８℃；对气候变化反应敏感的小冰川退缩比例增加了１５－２０％；冰土层中温度亦显示出强劲增势，冰土隔深、冻土界退的变化已有所表现。     

中国西部冰川对近期气候变暖的响应*

中国冰川主要分布在青藏高原及周边地区,在这一广大的区域内分布有冰川46377条。研究表明,中国西部变暖显著,1950年代以来平均气温上升0.2℃/10a,其中1990年代是近千年中最暖的10年;同时,1950s以来西北各省的降水量增加了约18 ％ 。为认识这一气候变化对中国西部冰川的影响,利用遥感和地理信息系统方法,获取了近50a来5000多条冰川的变化状况。结果表明,中国西部82.2 ％ 的冰川处于退缩状态,冰川面积减少了4.5 ％ ,同时也有一些冰川处于前进状态。此外,近数十年中国西部冰川变化表现出明显的区域差异,青藏高原中部和西北部地区的冰川相对稳定,而高原周边山区的冰川物质亏损严重,处于加速退缩状态。     

黄土高原降水对气候变暖响应的敏感性研究

利用黄土高原地区1951-2004年实测气象资料,采用小波分析、EOF分解等方法,研究了黄土高原降水诸要素对全球变暖的响应,非降水气候要素对降水响应的敏感性问题.结果表明: 秋季干旱化趋势突出,冬季降水增多,夏季高原西部湿润化、东部干旱化.各季节降水量的区域响应敏感程度和敏感区不同,敏感区从春到冬响应由东向西、由北向南移动.降水诸要素在不同时间尺度上的响应敏感性也不相同,但区域响应的年际变化基本同步,年代际变化的趋势、周期、阶段、转折等存在明显差异.大多非降水要素对降水变化响应不够敏感.     

甘肃省旱作区越冬作物对气候暖干化的响应及其原因研究

全球性的气候变暖极大地影响了农作物生长和农业种植结构,运用甘肃省冬小麦和冬油菜物候观测和统计年鉴资料,探讨气候变暖对越冬作物种植的影响.结果表明：冬小麦对气候变暖的响应主要表征为全生育期与越冬期的缩短,返青期与收获期提前;增温使越冬-起身、乳熟-成熟缩短,而使起身-拔节、孕穗-抽穗、开花-乳熟延长;冬油菜对气候变暖的响...     

乌鲁木齐河源区44a来气候变暖特征及其对冰川的影响

应用乌鲁木齐河源区大西沟气象站1961-2004年44 a逐日气象观测资料,从最高、最低气温、日较差及积温变化角度分析了河源区的气候变暖特征.结果表明:最低、最高、年平均气温、冬季极端最低气温均呈升高趋势,并且最低气温的上升幅度大于最高气温的上升幅度,呈非对称性变化;气温日较差有显著变小的趋势;日照时数有变少的趋势,可能与大气中水汽含量的增加、云量增多有关,显示了大气水汽温室效应在气候变暖过程中的重要作用.河源区云量出现主要在下午到晚上,其增多显示的水汽温室效应使最低温上升明显,进而对冰川的消融和冰川冰的增温产生影响.计算了稳定通过T≥0℃的气候积温,其与冰川物质平衡相关性最大.最后讨论了积温变化趋势与1号冰川物质平衡的关系以及冰川对气候变化的敏感性.     

物候对全球变暖响应的研究综述

近100年来，尤其是在最近20多年，全球平均表面温度出现了显著上升，全球变暖已成为全球关注的重要问题。物候现象与气候等环境因素息息相关，物候对全球变暖的响应研究正在成为物候研究的一个新的热点领域，NDVI正日益成为植被对气候响应研究的重要手段。概述了当前物候对全球变暖响应研究的主要进展。基于实地动植物等物候观测和遥感监测的大量研究表明，近期动植物等物候正发生着显著变化：北半球中高纬度地区植被生长季延长、植物提早开花、昆虫提早出现、鸟类提早产蛋以及冰川退缩、永冻土带融化、江河湖泊结冰推迟而融化提早等，与气候变暖有密切关系，是对全球变暖的明显响应。目前国内的许多研究者在物候对气候变暖响应方面做了一些工作，但与国际研究进展相比，还有许多研究工作有待于进一步开展。     

干旱生态环境及水资源对全球气候变暖响应的研究进展

西北地区现代气候变化基本特征是冬暖夏干,采用脆弱度和影响指数方法定量评价了生态环境对全球气候变暖响应,重点阐述了西北现代气候变化对干旱生态环境和水资源这两个领域的影响.结果表明: 由于现代气候变干变暖的自然和人为因素的共同作用,导致我国西北地区的黄土高原、黑河流域、石羊河流域、甘南高原和黄河首曲的地域生态环境有不断退化的趋势.气候变干使渭河上游、黄河上游(洮河和大夏河)以及黄土高原中部7条主要河流的径流量呈明显下降趋势,引起水资源短缺.     

吉林中部平原区浅层地下水温度对全球气候变暖的响应

水温变化除引起水的多种物理性质的变化外, 还会引起水化学反应速度等方面的变化. 以吉林中部平原地区为例, 对影响浅层地下水温因素的分析发现, 研究区浅层地下水温变化的本质原因是受全球气候变化的影响, 降水量的减少以及地下水位的下降对浅层地下水温受气候变化的影响起到削减作用. 通过对全区近200眼地下浅层观测井水温的多年变化分析, 发现在研究区气温近20 a来升高(约1.5 ℃)的影响下, 浅层地下水温从1978年的7 ℃左右上升到2001年的8.3 ℃, 在20余年间水温升高约1.3 ℃     

气候变暖对黄河源区生态环境的影响

黄河源区位于多年冻土区,严酷寒冷的气候条件和冻土共同构建成一种特殊的冻结水环境,使地下水类型和水文地质结构均发生变化,与非冻土区有显著的差别,形成特殊的水文地质区。近几十年来,由于全球性气候温变暖,出现大面积冻土退化,以及过度放牧、鼠害加剧等原因,造成草场退化,沙漠化趋势日渐明显,严重地冲击着黄河河源区的水源养涵功能,导致黄河在源头段多次出现断流。通过水平衡计算,探讨了气候变暖对黄河源区多年冻土退化的影响,并阐述了冻结层上水环境变化和人类活动对生态环境的影响。     

气候变化对半干旱雨养农业区春小麦生长的影响

利用甘肃省定西农业气象观测站1986—2004年的观测资料,就气候变化对黄土高原半干旱雨养农业区春小麦生长的影响进行了初步探讨。结果表明,近19年来该地区气候变化呈现暖干化趋势,春小麦对气候变化的响应表现在生长季提前、生长期缩短、产量下降。相关分析也显示,降水量对春小麦生长的影响程度要高于温度。在春小麦整个生长发育过程中,其阶段生长和产量对气候变化的响应不完全一致：气候变化使该地区春小麦出苗期、拔节期、抽穗期和成熟期的出现时间均提前,而乳熟期出现时间推迟,导致播种—出苗期的营养生长阶段缩短、出苗—拔节期的营养生长阶段延长、拔节—抽穗期的生殖生长阶段缩短,抽穗—乳熟期的生殖生长阶段延长,乳熟—成熟期的生殖生长阶段缩短,最终造成全生长期缩短。出苗—拔节期、抽穗—乳熟期降水量减少对春小麦产量下降有显著的正效应（P<0.05）,拔节—抽穗期的增温对产量有极显著的负影响（P<0.01）。预计随着未来全球气候进一步的变暖和半干旱区降水量的减少,将会更加严重影响春小麦的生长发育。     

干旱灾害对干旱气候变化的响应

通过分析中国北方50 a来的降水资料,结果表明:干旱气候变化的主要特征表现在20世纪90年代夏季降水量有明显的减少趋势,干旱化趋势主要发生在北方,主要包括河北、山西、山东和西北地区东部.西北地区西部降水有明显增多趋势,西北地区东部降水量持续偏少,干旱连年发生.干旱气候的产生带来了严重的干旱灾害,无论从全国或甘肃省的近50 a来干旱灾害可以看出,90年代的干旱发生最为频繁,干旱灾情最为严重,2000年是干旱最严重的一年.干旱气候变化引发干旱化趋势明显,其影响程度非常严重和深远,应重视和加强干旱气候与干旱灾害的监测预测和防御对策的研究.     

Climate Change and Human Health: Risk Assessments,Early Signals and Response Strategies

Climate change is considered as the biggest global health threat of the 21^st century. The increasing adverse health effects of climate change has been a public concern worldwide. In order to develop the specific health response strategies, a key research project, "Climate change and human health: Risk assessments, early signals and response strategies", was approved by the National Key R & D Program of China in May 2018. This project will integrate researchers from multidisciplinary background, such as public health, medicine, meteorological sciences, disaster management, to address the following scientific questions: ①The impact of climate change on population health and its regional heterogeneity; ②The underlying mechanisms and pathways of how climate change and extreme events impact on health; ③Capture of the early signals of climate system anomalies which may lead to regional health risks; ④The comprehensive health risk assessments and development of coping strategies for tackling climate change. This project will improve our understanding of climate change and health and help policy maker to develop national and local responses to climate change in China.     

地表植被改变对气候变化影响的模拟研究

由于人类活动的影响,在过去的几百年里全球植被发生了很大的变化。地表植被的变化通过地面的能量和水汽交换而改变气候,研究目的是通过数值模拟认识这一过程的有关气候效应。方法上使用AGCM+SSIB模式对由于植被变化而可能导致的气候变化进行了敏感性模拟试验,研究区域为欧亚大陆。模拟主要对1700年、1800年、1900年、1950年所代表的气候特征时期植被改变所造成的气候变化响应进行平衡态试验。欧亚大陆在这些时段内植被变化是非常明显的,有大片的土地覆盖从森林变为草地或者耕地,或者从自然草地变为耕地。结果表明地表植被的改变对于气候的作用是非常复杂的,但中纬度地区在统计上有着比较明显的作用。得出的主要结论是,从1700年到1950年由于植被的退化,东亚地区夏季变得更热而冬季变得更冷,欧洲冬夏都变冷了;中国南部的降水在夏季不断减少,亚洲夏季风被削弱。     

辽河流域径流对气候变化的响应特征研究

近百年来,全球气候发生了以气温升高为主要特征的显著变化。东北是中国的重要粮食主产区,气候变化将可能加剧东北地区水资源短缺情势,进一步影响到国家的粮食安全。以辽河流域为对象,分析了近60年来降水径流变化特性,采用水文模拟方法,揭示了河川径流变化成因,基于假定气候情景,研究了河川径流量及土壤含水量对气候变化的响应。结果表明:铁岭站实测径流量自20世纪60年代中期以来,总体呈明显的阶段性减少趋势,人类活动是河川径流减少的主要原因。降水增加比减少对河川径流量的影响明显,土壤含水量对降水减少的响应更加敏感,气候暖干化趋势将非常不利于东北地区的水资源利用和农业生产。     

Groundwater Sustainability in Arid and Semi-arid Environments: A Review2

Groundwater is an important part of the global hydrological cycle. Sustainable utilization of groundwater is related to regional ecological security and food security, especially in arid and semi-arid environments. This paper reviewed the important achievements of the research on groundwater sustainability in arid and semi-arid environments during the past 30 years, and summarized the research progress in groundwater sustainability of arid and semi-arid environments from the conception evolution of groundwater sustainability, evaluation methods, influencing factors, sustainable management, and research frontiers. Our analysis suggests that groundwater in water limited environments around the world has shown unsustainable characteristics both in terms of quantity and quality. However, the existing research focuses more on the quantitative characteristics than the quality characteristics of groundwater, and thus the seriousness of the decline in groundwater sustainability is potentially underestimated. It is pointed out that more research efforts need to be done in the future in balancing the groundwater resources for human and nature, clarifying the impacts of human disturbance and climate change on groundwater sustainability, and strengthening groundwater sustainability through transboundary watershed management. We argued that the difficulty remains how to quantify the sustainable yield of a groundwater basin, and how to assess the groundwater sustainability. Further investigations are required in improving the theoretical framework of groundwater sustainability, modeling the impacts of the various alternative groundwater development scenarios, developing more flexible and efficient indicator frameworks for sustainability evaluation of groundwater system, and deploying more sophisticated groundwater monitoring network for real-time data acquisition. Finally, awareness should also be raised towards ground water sustainability both at the legal level and in the sphere of political action.     

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.     

Simulation and Projection of Climate Change in Qinling and Surrounding Areas with NEX-BCC Model

Based on NEX-BCC_CGM1.1 global daily statistics downscaling climate data set, the latest release by American National Aeronautics and Space Administration (NASA), which has representative concentration path, by using linear fitting and empirical orthogonal function (EOF) analysis methods, the simulation capacity on precipitation and temperature in Qinling and its surrounding areas of this data sets was estimated and the possible changes of the precipitation, daily maximum and minimum temperature in the next stage under the two scenarios of Rcp4.5 and Rcp8.5 were analyzed. Results showed that: ①The inter-annual trend of average daily precipitation, maximum temperature, minimum temperature is simulated well by NEX-BCC_CGM1.1. The spatial distribution was in accordance with the observations. The deficiency is that the elements value and extreme frequency have systemic bias compared with the observations. ②Average daily precipitation will have increasing trend in the future in Qinling and its surrounding areas under the two scenarios of Rcp4.5 and Rcp8.5. For different level precipitation frequency, light rains will reduce and rainstorms will increase in the future. The spatial modes of precipitation in the future are shown as the variation of the uniform increase in the whole region (EOF1) and anti-phase change in northern and southern Qinling (EOF2). EOF1 will be positive phase in medium-term in the Mid-21^st century, where there will be significantly more means precipitation. ③Under the two scenarios, temperature warming trend is obvious, daily maximum temperature increasing trend is greater than minimum temperature, and the amplitude of temperature increase under Rcp8.5 is higher than Rcp4.5. The frequency of daily maximum temperatures greater than 36 ℃ will increase and low temperature less than -15 ℃ will reduce in the future, at the same time, high temperature (low temperature) increase (decrease) rate is more pronounced under Rcp8.5. Average daily maximum and minimum temperatures are shown uniform warming in the whole region (EOF1) and anti-phase change in northern and southern Qinling under two scenarios, but the spatial distribution has great difference.     

干旱-半干旱区下垫面变化对地下水位的影响

土地利用格局的变化导致了流域下垫面环境的改变,进而对该地区水文循环的源汇项产生了影响,对地下水位也产生了较大的影响。为研究下垫面变化与地下水位的关系,对不同时期的海流兔河流域遥感影像进行定量化分析,收集了长序列地下水监测数据,通过计算不同土地类型的转移矩阵,绘制地下水位变幅图,在此基础上,对不同土地类型转移量的地下水位及影响因素进行了分析。结果表明：地下水位变化主要受到下垫面变化的影响;土地利用类型时空转换强烈,土地利用类型变化剧烈的地区均是地下水位急剧变化的区域,说明土地利用类型的变化对下垫面影响较大,和地下水位空间分布存在正相关性。     

亚洲中部干旱区气候变化与丝路文明变迁研究:进展与问题

亚洲中部干旱区是对全球气候变化响应最为敏感的地区之一,也是水文变化剧烈和生态环境脆弱的地区。该地区包括了古丝绸之路的主体,在东西方交流和丝路文明兴衰历史中发挥了关键的作用。科学评估全球增温背景下亚洲中部干旱区人类社会可持续发展面临的风险,是广受关注的重大科学问题。东西方交流和丝路文明发展历史及其与气候环境变化关系的研究,可为认识该地区不同时间尺度人地关系演变的规律提供科学依据。通过总结东西方交流与丝路文明兴衰历史、亚洲中部干旱区全新世气候变化过程、多时间尺度气候一水文变化机制以及人与环境相互作用的过程与规律等领域的研究进展,提出目前亚洲中部干旱区全新世气候环境变化时空格局和丝路文明演化的过程,以及人与环境相互作用机制的研究存在明显不足。破解亚洲中部干旱区气候变化和文化演化研究区域不均衡问题,加强地学与考古学等多学科交叉研究,是推进气候变化与丝路文明变迁研究的有效途径。这对理解该地区人地关系演化规律、应对气候变化带来的挑战、服务国家“一带一路”倡议具有重要的科学价值和现实意义。