气候变化下新疆及咸海流域河川径流演变及适应性对策分析

 中亚咸海流域地处全球气候变化的敏感中心,生态环境脆弱、水资源紧缺,过去百年来中亚咸海流域气候、人类活动、生态环境均经历了较为显著的变化,分析中亚咸海流域气候-水-生态-人类活动的关系,对自然与人文相近的新疆可持续发展具有重要的借鉴意义。以最新收集的资料为基础,对比研究近50 a来新疆及近80 a来中亚咸海流域的气温、降水和主要河流的径流变化情况,结合二者水资源开发利用的演变历程,分析气候变化与人类活动对研究区生态环境与持续发展的影响,最后借鉴中亚咸海流域气候变化、人类活动、生态环境的综合关系,讨论气候变化下新疆水资源开发利用的适应性对策。结果表明：近80 a来,新疆与中亚咸海流域气候呈现较为一致的变暖趋势,尤其是20世纪80年代以来,二者绝大部分地区气候呈现“暖干”向“暖湿”转型迹象,河川径流也有不同程度的增加,但由于人类活动规模与强度的迅速、持续增强,研究区生态环境呈现尚未得到有效遏制的恶化趋势。立足于有利的气候时期,强化水资源开发利用管理,提高水资源利用效率和效益,加快关键水源工程建设,完善水资源配置网络体系的建设,是未来一段时期内应对气候变化下新疆水资源开发利用的主要适应性对策。     

试论汉江流域农业生态环境问题和对策

汉江流域农业生态环境比较脆弱 ,它已给当地社会经济造成了不利影响 .从流域农业生态环境基础出发 ,着重探讨区内农业生态问题的现状 ,并建议从“硬件”建设和“软件”建设两方面加以整治     

基于CMIP5模式的干旱内陆河流域未来气候变化预估

我国西北干旱半干旱地区水资源短缺、生态环境脆弱,未来气候变化预估对水资源管理具有重要的现实意义。以黑河流域为研究区,基于1960-2014年月值NCEP再分析资料与气象要素实测资料,建立逐步回归降尺度模型;针对模型不足,提出一种补充逐步回归降尺度模型;经2006-2014年CMIP5中CNRM-CM5模式的区域适用性评价,选取适宜模型进行2016-2060年CNRM-CM5模式下的流域未来气候变化预估。主要结论为：（1）补充逐步回归模型的模拟效果总体要好于逐步回归模型,两模型对流域气温的模拟效果要好于降水。（2）降尺度模型的CNRMCM5模式适用性评价表明,RCP4.5与RCP8.5路径下,补充回归模型的适用性总体好于逐步回归模型。（3）两种路径下,黑河流域上中游未来年均降水量分别为324.94 mm、330.15 mm,未来流域降水分布的不均匀性增强。（4）两种路径下黑河流域中下游未来年均气温分别为10.25℃、10.77℃。     

川滇藏三江流域生态环境功能区建设目标及影响预测

三江流域具有特殊严酷的自然环境和相对落后的经济条件,本区域的生态环境极度脆弱,不但限制了本区域的经济发展,还严重威胁着中下游地区的安全。本文运用景观生态学原理,从流域生态环境功能区建设目标及影响预测两个方面分析,提出了三江流域生态功能区建设的措施,对生态功能建设的效果进行了预测。     

黑河流域环境退化特征分析及防治研究

生态环境条件的好坏,是制约我国社会、经济和人民生活可持续发展的重要问题之一,特别是在生态环境脆弱的西北干旱区的内陆河流域。本文以黑河流域为例,根据最新的野外调查数据,结合该流域已有的研究文献资料,分析了黑河流域生态环境退化的现状和主要特征。研究结果表明,黑河流域生态环境退化主要是由于人类不合理的经济活动造成的,具体表现在土地的沙漠化、水资源的变化、土壤盐渍化和植被退化等方面。在此基础上,初步提出了防止流域生态环境恶化的综合治理对策。     

气候变化和人类活动对白洋淀上游水源区径流的影响

白洋淀是华北平原最大的湖泊湿地,对维持华北平原生态平衡具有极其重要的作用。近年来,白洋淀流域水源减少已经引起了严重的生态环境问题,本文以唐河上游流域为例,根据流域内1960-2008 年水文气象数据,采用气候弹性系数和水文模拟方法,研究了气候变化和人类活动对白洋淀上游水源区径流量的影响。结果表明：年径流下降趋势显著,下降速率为1.7 mm/a,且径流在1980 年前后发生了突变;气候变化对唐河上游流域径流减少的贡献率为38%~40%,人类活动对径流的减少起主导作用,为60%~62%。为维持白洋淀的生态功能,必须保证一定的最小生态需水量,开展湿地生态用水调度与监管。     

气候变化对高寒山区流域径流量的模拟及预测

柴达木盆地气候干旱、水资源缺乏、生态脆弱,盆地周围的高寒山区是其重要的水资源形成区。关注柴达木盆地高寒山区流域未来气候变化及相应径流变化具有重要意义,然而相关研究较少。本研究选取柴达木盆地东北部典型高寒山区流域—巴音河上游祁连山区,采用局部缩放法和方差缩放法,基于实测降水、温度数据对CMIP6下BCC-CSM2-MR模式SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5 3种气候情景未来气候变化数据进行校准,将校准后的气候数据与SWAT模型耦合,模拟及预测历史及未来时期气候变化对巴音河出山径流的影响。结果表明,SWAT模型对巴音河出山径流的模拟效果满足评价标准,其适用性较好;巴音河上游祁连山区在3种气候情景下,2015—2100年降水量、最高温度、最低温度、出山径流量均增加,暖湿化趋势较为明显;3种情景下,2015—2100年巴音河流域地表径流将呈现先增加后减少的趋势。侧向流、地下径流、总产水量、融雪量将呈现增加趋势。研究结果可为柴达木盆地水资源管理和可持续发展提供科学依据和理论支撑。     

泾河流域气候变化及其与ENSO的关系

ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)常引起大气环流的改变并导致气候异常,探讨区域气候变化与ENSO的关系有助于理解区域水文等各方面的变化.通过Mann-Kendall、相关性检验和小波分析等方法.研究了1960-2005年泾河流域气候变化及其与ENSO的关系.结果表明,1960-2005年,泾河流域气候趋向暖干,且这种趋势在90年代以来愈加显著.气候变化与ENSO有显著的关系.降水对ENSO的响应程度强于温度;降水可能受南方涛动的影响比较大,而温度可能受海表温度的影响较多;ENSO暖事件对泾河流域气候变化的影响可能大于冷事件.     

基于统计降尺度模型的博斯腾湖流域未来最高和最低气温变化趋势分析

SDSM统计降尺度模型是解决空间尺度不匹配问题的有效工具,它使气候变化响应研究得以在区域尺度上展开。本文将SDSM模型应用于博斯腾湖流域分析它的适用性,并对流域未来最高和最低气温的变化趋势进行了预测。以日最高气温和最低气温为预报量,选取合适的NCEP大气环流因子为预报因子,建立预报量与预报因子间的回归关系。使用1961-1990、1991-2001年的实测数据和NCEP大气变量分别对SDSM模型进行率定和验证,效果较好。把HadCM3输出的A2、B2情景下的大气环流变量作为模型输入变量,模拟流域未来3个时期(21世纪20、50和90年代)的气温变化。结果显示,流域未来日最高气温和日最低气温都呈现明显上升趋势,升高幅度依次为:日最高气温日平均气温日最低气温,且A2情景下气温增幅略大于B2情景下的增幅;冬季气温增幅最小,夏季增幅最大。分析结果可为博斯腾湖流域开展气候变化的水文响应研究以及气候变化的适应性研究提供科学依据。     

纳木错流域冰川和湖泊变化对气候变化的响应

利用纳木错流域及其周边地区气象资料、地形图、遥感资料以及野外实地观测资料,对该流域过去37年来气候变化特征以及冰川、湖泊变化过程进行了分析.结果表明,自1970年以来,纳木错区域气温上升趋势明显,其中冬季升温幅度高于夏季;降水量变化冬、夏两季均呈增加趋势,但冬季增加量不显著.在整体升温的背景下,纳木错流域冰川整体呈退缩趋势.1970～2007年间,流域内冰川面积减少37.1 km~2,占流域冰川面积的18.2%,年变化率为-1.0 km~2/a.流域内扎当冰川和拉弄冰川末端GPS观测表明,1970～2008年间冰川末端分别退缩381.8 m和489.5 m,年均退缩量为10.3 m和13.4 m.1970-2007年间,纳木错湖面积增加了72.6 km~2,增加速率为2.0 km~2/a.1970-1991年、1991-2000年和2000-2007年三个阶段的年增加速率不断增大,分别为1.1、2.8、3.4 km~2/a;湖泊水在在夏季升高非常显著,与湖泊面积的扩张是一致的.     

不同森林生态系统对全球气候变化和经济活动响应的比较分析（英文）

本文对俄罗斯、蒙古和中国范围气候变化对不同生态系统(寒带、热带)空气记录分布的影响进行研究,并将这些生态系统对全球气候变化的响应进行比较分析,其中空气记录来自研究范围的关键区域。研究发现,森林生态系统对气候变化具有一定的响应。伴随着气候变化,社会经济活动对生态系统的影响显著。研究结果表明,气候驱动力和人类直接影响对森林和草原生态系统如何施加影响有待进一步研究。     

中国内陆河流域植被对气候变化的敏感性差异(英文)

Terrestrial ecosystem and climate system are closely related to each other. Faced with the unavoidable global climate change, it is important to investigate terrestrial ecosystem responding to climate change. In inland river basin of arid and semi-arid regions in China, sensitivity difference of vegetation responding to climate change from 1998 to 2007 was analyzed in this paper. (1) Differences in the global spatio-temporal distribution of vegetation and climate are obvious. The vegetation change shows a slight degradation in this whole region. Degradation is more obvious in densely vegetated areas. Temperature shows a gen-eral downward trend with a linear trend coefficient of -1.1467. Conversely, precipitation shows an increasing trend with a linear trend coefficient of 0.3896. (2) About the central tendency response, there are similar features in spatial distribution of both NDVI responding to precipitation (NDVI-P) and NDVI responding to AI (NDVI-AI), which are contrary to that of NDVI responding to air temperature (NDVI-T). Typical sensitivity region of NDVI-P and NDVI-AI mainly covers the northern temperate arid steppe and the northern temperate desert steppe. NDVI-T typical sensitivity region mainly covers the northern temperate desert steppe. (3) Regarding the fluctuation amplitude response, NDVI-T is dominated by the lower sensi-tivity, typical regions of the warm temperate shrubby, selui-shrubby, bare extreme dry desert, and northern temperate meadow steppe in the east and temperate semi-shrubby, dwarf ar-boreous desert in the north are high response. (4) Fluctuation amplitude responses between NDVI-P and NDVI-AI present a similar spatial distribution. The typical sensitivity region mainly covers the northern temperate desert steppe. There are various linear change trend re-sponses of NDVI-T, NDVI-P and NDVI-AI. As to the NDVI-T and NDVI-AI, which are influ-enced by the boundary effect of semi-arid and semi-humid climate zones, there is less cor-relation of their linear change tendency along the border. There is stronger correlation in other regions, especially in the NDVI-T in the northern temperate desert steppe and NDVI-AI in the warm temperate shrubby, selui-shrubby, bare, extreme and dry desert.     

Vulnerability of natural ecosystem in China under regional climate scenarios:An analysis based on eco-geographical regions简

Assessment of vulnerability for natural ecosystem to climate change is a hot topic in climate change and ecology, and will support adapting and mitigating climate change. In this study, LPJ model modified according to features of China＇s natural ecosystems was em- ployed to simulate ecosystem dynamics under A2, B2 and A1B scenarios. Vulnerability of natural ecosystem to climate change was assessed according to the vulnerability assessment model. Based on eco-geographical regions, vulnerability of natural ecosystem to climate change was analyzed. Results suggest that vulnerability for China＇s natural ecosystems would strengthen in the east and weaken in the west, but the pattern of ecosystem vulner- ability would not be altered by climate change, which rises from southeast to northeast gradually. Increase in ecosystem vulnerable degree would mainly concentrate in temperate humid/sub-humid region and warm temperate humid/sub-humid region. Decrease in eco- system vulnerable degree may emerge in northwestern arid region and Qinghai-Tibet Plateau region. In the near-term scale, natural ecosystem in China would be slightly affected by cli- mate change. However, in mid-term and long-term scales, there would be severely adverse effect, particularly in the east with better water and thermal condition.     

中国生态脆弱区全球变化风险及应对技术途径和主要措施

自工业革命以来,全球环境发生深刻变化。生态脆弱区生态系统稳定性差、抗干扰和自我恢复能力弱,在全球变化背景下,自然资源供给能力下降、土地退化、生物多样性减少、灾害频发,生态系统面临巨大风险,亟需开展生态脆弱区全球变化风险应对研究。本文重点对中国典型生态脆弱区全球变化风险来源、全球变化对生态脆弱区的影响、全球变化风险应对等研究进行总结,并提出未来全球变化应对策略,以期促进中国典型生态脆弱区生态系统对全球变化响应的深入理解,提高生态脆弱区应对全球变化的能力。生态脆弱区全球变化风险源于环境变化对自然、社会、经济复杂系统的影响。全球变化对生态脆弱区的影响是显著的,以气候变化为主要标志,人类活动为主要驱动力,引起极端气候事件、灾害频发、土地退化、植被生产力降低、生物多样性减少、冰川冻土消融和水资源格局改变等环境问题,并在未来全球变化持续影响下可能加剧,而生态建设工程的实施显著改善了生态环境。今后应加强自然、社会、经济系统耦合,加强资源环境要素监测和全球变化风险评估与预警等方面的研究。     

气候变化情景下中国自然生态系统脆弱性研究——一个基于生态地理区域的研究(英文)

Assessment of vulnerability for natural ecosystem to climate change is a hot topic in climate change and ecology, and will support adapting and mitigating climate change. In this study, LPJ model modified according to features of China's natural ecosystems was employed to simulate ecosystem dynamics under A2, B2 and A1B scenarios. Vulnerability of natural ecosystem to climate change was assessed according to the vulnerability assessment model. Based on eco-geographical regions, vulnerability of natural ecosystem to climate change was analyzed. Results suggest that vulnerability for China's natural ecosystems would strengthen in the east and weaken in the west, but the pattern of ecosystem vulnerability would not be altered by climate change, which rises from southeast to northeast gradually. Increase in ecosystem vulnerable degree would mainly concentrate in temperate humid/sub-humid region and warm temperate humid/sub-humid region. Decrease in ecosystem vulnerable degree may emerge in northwestern arid region and Qinghai-Tibet Plateau region. In the near-term scale, natural ecosystem in China would be slightly affected by climate change. However, in mid-term and long-term scales, there would be severely adverse effect, particularly in the east with better water and thermal condition.     

Vulnerability of natural ecosystem in China under regional climate scenarios：An analysis based on eco-geographical regions

Assessment of vulnerability for natural ecosystem to climate change is a hot topic in climate change and ecology,and will support adapting and mitigating climate change. In this study,LPJ model modified according to features of China's natural ecosystems was employed to simulate ecosystem dynamics under A2,B2 and A1B scenarios. Vulnerability of natural ecosystem to climate change was assessed according to the vulnerability assessment model. Based on eco-geographical regions,vulnerability of natural ecosystem to climate change was analyzed. Results suggest that vulnerability for China's natural ecosystems would strengthen in the east and weaken in the west,but the pattern of ecosystem vulnerability would not be altered by climate change,which rises from southeast to northeast gradually. Increase in ecosystem vulnerable degree would mainly concentrate in temperate humid/sub-humid region and warm temperate humid/sub-humid region. Decrease in ecosystem vulnerable degree may emerge in northwestern arid region and Qinghai-Tibet Plateau region. In the near-term scale,natural ecosystem in China would be slightly affected by climate change. However,in mid-term and long-term scales,there would be severely adverse effect,particularly in the east with better water and thermal condition.     

中国气候变化的植物信号和生态证据

全球平均气温上升、降水格局变化、极端天气事件发生的频率和强度增大等气候变化现象已经对陆地生态系统产生了影响,物种、群落和生态系统响应于气候变化而发生的改变,可以作为气候变化的间接生物学和生态学证据,对未来气候变化的影响评价有重要的价值,尤其是对减缓和适应全球气候变化的"地球系统科学"研究以及可持续生态系统管理与发展对策的制订,具有重要的意义。在国际气候变化的生物学证据研究的大背景下,总结了中国陆地生态系统响应过去气候变化的植物学信号和生态学证据:(1)物种水平:气候变暖导致中国33°N以北大部分地区植物春季物候期包括萌芽、展叶、开花期等显著提前,植被生长季延长;(2)群落水平:群落物种组成和分布发生改变,主要表现在长白山等高山群落交错带物种组成和林线位置的变化以及青藏高原高寒草甸的退化;(3)生态系统水平:全国总体植被盖度增加,植被活动加强,生产力增加;北方和西部地区农业植被的耕作制度、种植结构、耕种面积和产量发生变化,东北地区水稻种植面积和产量增加,但全国大部分地区农作物产量和温度呈负相关,这将威胁到未来的粮食安全。     

挠力河流域湿地景观演变的累积效应

基于累积效应方法和原理,利用遥感和GIS技术,分析了挠力河流域湿地景观时空演变过程及其产生的累积效应。结果显示,该流域湿地景观变化是人类土地开发活动不断叠加、影响强度和空间范围不断扩大的结果。产生的直接累积效应包括湿地景观面积丧失、景观结构破碎化、水文情势变化和生态系统退化;间接的累积效应主要包括生物多样性下降和区域气候趋暖变干。目前,挠力河流域湿地景观变化已经超过了阈值条件,累积效应达到了极为显著的程度。其中,湿地景观多样性趋于丧失,植物物种多样性发生显著变化,某些珍稀水禽种群数量显著下降,有些保护物种已经消失,流域湿地生态正面临极为严重的形势。     

农牧交错带近十五年生态环境变化评价——以鄂尔多斯地区为例

农牧交错带是我国生态最为脆弱的地区之一,生态系统极易受内外营力的影响产生扰动和变化,是我国生态状况变化最快最频繁的区域之一。该研究以Landsat的TM/ETM 、Spot的Vegetation数据为数据源,选取我国典型的农牧交错带鄂尔多斯地区为研究区域,根据两种数据的特点,对TM/ETM 影像以研究区域内土地退化、沙化为重点,对Vegetation以反映研究区域生物量变化的植被指数为指标,分析了近十五年来该地区生态环境的变化,并对研究区域近50年来的气候变化进行了研究。认为:该区域在研究时段的前段生态环境在持续退化,土地沙化和草地退化是这一时期的研究区域生态环境变化为主要特点,而后期生态环境出现了比较明显的恢复,时间转折点出现在2001年;气候变暖和降雨量的变化在这种变化过程中起了重要作用。其中,降水量的变化与生态环境的变化吻合良好。     

过去30年气候变化对黄河源区水源涵养量的影响

黄河源区高寒生态系统具有重要的水源涵养功能。基于改进的LPJ动态植被模型,模拟研究1981-2010年中国黄河源区水源涵养量的时空变化特征,进一步探讨气候要素变化的影响。结果表明：近30年来黄河源区水源涵养量整体略呈减少趋势,减少速率为-1.15 mm/a,区域差异特征体现为大部分地区以减少趋势为主,特别是黄河源区东南部。过去30年黄河源区降水量以及大气水分需求能力的变化是影响生态系统水源涵养量增减的主要气候因素。随着干湿条件不同,两者影响程度各异,降水减少和潜在蒸散增加共同导致黄河源区东南部半湿润地区水源涵养量减少,而降水增加则是北部半干旱地区水源涵养量增加的主要原因。