科尔沁沙地典型区域地表环境变化与气候变化的响应关系

以科尔沁沙地阿古拉苏木为典型代表区域, 应用1987-2006年20 a间12幅遥感影像及相应气候数据, 分析了地表环境变化与气候变化间的响应关系, 提出了表征响应敏感程度、影响程度大小排序的气候因子影响指数(CFII). 结果表明: 近20 a研究区地表环境变化表现为不断恶化的趋势. 各类地表环境变化与气候因子变化间有着良好的响应关系, 各类气候因子变化以不同方式和过程不同程度地影响着地表环境的变化. 响应敏感度最大, 即对地表环境变化影响最大的是相对湿度, 其次为降水量和蒸发量. 水分条件是制约干旱半干旱地区地表环境变化的主导因素.     

全新世气候变化与中国北方沙漠化

气候变化是中国北方地区荒漠化形成发展的主要控制因素.新生代以来伴随着青藏高原的隆升和内陆盆地的下降逐渐形成的气候格局造就了北方地区荒漠化土地的分布.北方西部内陆盆地以干旱气候为主要特征,中部高原是受季风系统中夏季风和冬季风的消长变化影响最为显著的地区,东部地区则以暖湿气候为主,受夏季风控制.第四系以来气候的波动则控制着沙漠化的发展或逆转.末次间冰期以来一直持续的大约以1500a为周期的气候振荡对中国北方地区的沙漠化有重要的影响或控制作用.全新世以来,北方地区约在10000aBP、8000aBP、5500aBP、4000aBP、3000aBP、1500aBP的沙漠化过程分别与北大西洋第7、5、4、3、2和1次的浮冰事件相应,沙漠化扩大过程与全球气候变化的主要事件相一致.十年尺度上气候变化的周期性振荡对沙漠化有一定的影响,至少在生态环境脆弱的敏感地带对沙漠化可以起到控制作用.年际尺度上,6.7a和3.38a气候变化周期控制着我国北方地区沙尘暴的发生.此外,北方不同地区近150a以来的人类活动对沙漠化的扩大起到了重要作用.     

Holocene Treeline History and Climate Change Across Northern Eurasia

Radiocarbon-dated macrofossils are used to document Holocene treeline history across northern Russia (including Siberia). Boreal forest development in this region commenced by 10,000 yr B.P. Over most of Russia, forest advanced to or near the current arctic coastline between 9000 and 7000 yr B.P. and retreated to its present position by between 4000 and 3000 yr B.P. Forest establishment and retreat was roughly synchronous across most of northern Russia. Treeline advance on the Kola Peninsula, however, appears to have occurred later than in other regions. During the period of maximum forest extension, the mean July temperatures along the northern coastline of Russia may have been 2.5° to 7.0°C warmer than modern. The development of forest and expansion of treeline likely reflects a number of complimentary environmental conditions, including heightened summer insolation, the demise of Eurasian ice sheets, reduced sea-ice cover, greater continentality with eustatically lower sea level, and extreme Arctic penetration of warm North Atlantic waters. The late Holocene retreat of Eurasian treeline coincides with declining summer insolation, cooling arctic waters, and neoglaciation.     

气候变化适应对策的评价方法和工具

气候变化影响和适应对策方法评估的研究目的主要是建立和应用先进有效的分析工具和评价方法对气候变化脆弱性和适应对策进行科学评估. 因此需要了解当前已经在自然资源和环境研究中广泛使用的决策分析工具,掌握和了解各种适应对策评估工具的关键特性及其优缺点. 首先介绍各种有关适应对策的定义及两大类适应评估方法途径, 同时举例介绍不同方法在气候变化影响和适应评估研究中的应用. 常规的适应对策评估分析主要以政府间气候变化专业委员会(IPCC)气候变化影响和适应对策评估技术指南中的方法工具为代表, 另一种适应对策研究则致力于改善各种对气候变化敏感系统的适应能力和复原能力. 文中对各种适应对策评估方法和工具进行了介绍和讨论,并提出气候变化适应研究的新方向.     

中晚全新世科尔沁沙地沉积物化学特征及其气候变化

科尔沁沙地位于我国沙漠-黄土边界带和北方农牧交错带,深受东亚季风的影响,对全球气候变化反应非常敏感,是研究全球气候变化的理想区域。TL剖面磁化率、粒度和地球化学元素氧化物及其比值变化分析表明:中晚全新世研究区气候极不稳定,可以大致划分为:① 6.0～4.2 ka BP,气候暖湿,夏季风逐渐增强,并占据主导,冬季风较弱,与全新世大暖期对应,但存在百年尺度的气候波动,其中:6.0～5.6 ka BP,5.5～5.4 ka BP,4.9～4.7 ka BP,4.5～4.2 ka BP气候暖湿;5.6～5.5 ka BP,5.4～4.9 ka BP,4.7～4.5 ka BP气候相对冷干。② 4.2～1.3 ka BP,气候相对暖湿,与上一阶段相比夏季风有所减弱,其间也存在次一级波动,4.2～3.63 ka BP,3.57～3.4 ka BP气候相对干冷;3.63～3.57 ka BP,3.4～1.3 ka BP,气候相对暖湿。③ 1.3～0.65 ka BP以来,气候波动频繁,后期有向暖湿发展的趋势。这些气候变化与区域和全球变化具有良好的对应关系,反映该区气候变化与全球气候变化具有高度一致性。     

浑善达克沙地磁化率和有机质揭示的全新世气候变化

根据浑善达克沙地锡林浩特剖面磁化率、有机质等气候代用指标的变化特征和14C测年结果,分析和讨论了浑善达克沙地10.7kaBP以来的气候变化过程.实验数据显示地层剖面磁化率和有机质值的变化趋势基本一致,且峰值段对应古土壤层,谷值段对应风成砂层.依据磁化率和有机质含量的变化将浑善达克沙地全新世气候变化分为5个阶段:10.7～8.5 kaBP,气候相对冷干,冬季风较强,夏季风相对较弱,但有增强趋势;8.5～5.8 kaBP,气候温暖湿润,夏季风较强,冬季风相对较弱,与全新世最适宜期对应;5.8～3.5 kaBP,气候波动变化频繁,但夏季风和冬季风都相对较弱;3.5～1.9 kaBP,气候温暖湿润,仅次于全新世最适宜期,夏季风较强,冬季风相对较弱;1.9 kaBP以来,气候波动渐变冷干,冬季风逐渐波动增强,夏季风相对逐渐减弱.并且其气候变化与全球变化具有较好的一致性.     

青海东部上喇家村黄土剖面全新世野火历史及人类活动

由于不同燃烧指标存在明显的差异,致使人们对于火燃烧方式的理解尚不确定。本研究选取黄河上游青海上喇家典型剖面(深度464 cm,年代范围14.5~0 ka B.P.)为对象,结合炭屑和黑碳以及古生态指标,揭示该区域全新世以来的野火历史演变过程。研究结果表明末次冰期和全新世早期,气候较为干旱,以明烧为特征的草原区域野火时常发生,与东亚季风气候所控制燃料特征和湿度密切相关。全新世中期,气候较现在温暖而湿润,生物成壤作用强烈,该地区整体上自然野火发生处于较低水平。其中,4200~3850 a B.P. 和3400~3000 a B.P. 这两个阶段的粗颗粒炭屑通量峰值分别是齐家文化中晚期(4200~3800 a B.P.)和辛店文化时期(3400~2700 a B.P.)人类频繁放火烧荒和开垦农田以及生活等活动的结果;而3850~3600 a B.P. 阶段以焖烧为特征的低强度野火发生,与气候持续干旱和人类森林砍伐活动加剧有关。与此同时,该区域遭遇2次大规模的地震和山洪泥流地质灾害,生态环境恶化,使得农耕为主的齐家文化被半农半畜牧的辛店文化所替代,从而导致该期间炭屑通量整体下降。全新世晚期,气候进一步干旱,1500年以来本地大幅度生物质燃烧增加与农业扩张和耕地面积增大密切相关。总之,全新世中期先前人类长期频繁森林砍伐活动所诱发的低强度焖烧火模式是导致该区域植被减少和土地退化的不容忽视的重要因素,而东亚季风所控制的季节性降水变化仍是野火发生必要条件。

     

全新世以来岱海盆地植被演替和气候变化的孢粉学证据

岱海盆地99A孔11.01 m以上地层较高分辨率的孢粉分析揭示了该区12 000 cal a BP以来的植被演替和气候变化. 早全新世时期, 岱海盆地受冬季风影响强烈, 气候波动以冷湿、暖干为主, 12 000～11 000 cal a BP为以白桦林为主的森林草原植被, 气候寒凉湿润; 11 000～7 900 cal a BP白桦林退缩, 气候温干; 中全新世时, 主要受控于夏季风影响下, 气候波动以冷干、暖湿为主, 7 900～4 450 cal a BP是岱海盆地森林植被发育最好的时期, 气候温暖湿润, 4 450～2 900 cal a BP森林开始退缩, 气候温干; 2 900～0 cal a BP在气候变凉干和人类活动的影响下, 森林植被几近消失.     

气候变化对京津唐地区水资源及供需平衡的影响

根据大气环流模型(GCMs)输出的未来气候变化情景,结合历史资料的诊断分析,应用建立的流域水文模型及水资源利用综合评价模型,研究了气候变化对京津唐地区水资源数量和时空变化的影响。在地区未来经济发展及部门用水量预测的基础上,分析了气候变化对供水、需水和部门缺水的影响以及经济损失。     

Climate Change and Extreme Weather: A Basis for Action

The economic and social costs of extreme weather-related events have been increasing around the globe. There is some debate over how much of this past increase has been due to social factors and how much due to changes in frequency or characteristics of extreme events. The Intergovernmental Panel on Climate Change (2001a) has affirmed that humans are having a role in changing the climate and will have a larger role in the future. Although the changes in extreme events are by their nature both difficult to detect and difficult to model, the consensus is that there will be changes in the future. Through a risk-based decision-making analysis, it is concluded that society should make the additional investments to reduce vulnerability to this increased risk.     

人类活动与气候变化对科尔沁沙质草地植被的影响

1992—2006年在科尔沁沙地开展了草地放牧和封育试验,分析研究了人类放牧活动和气候变化对草地植被的影响。研究结果表明：①人类放牧活动对沙质草地植被具有显著影响,其中轻度放牧可使原退化草地植被盖度、高度、物种丰富度和多样性明显提高,中度放牧下虽然草地植被盖度和高度有所下降,但对物种丰富度和多样性无不良影响,持续过度放牧可以导致草地植被迅速破坏;②围栏封育可以促进退化草地植被盖度、高度、物种丰富度和植物多样性得到较快恢复,其恢复速度是草层高度＞植被盖度＞物种丰富度＞多样性;③暖湿气候有利于草地维持较高的植被盖度、高度、物种丰富度和多样性,而持续干旱会导致相应指标的明显下降,多雨时期气温变化对植被的影响较大,干旱时期降水变化对植被的作用较强。     

豫北平原全新世孢粉记录气候变化与古文化演替

在¹⁴C测年和岩石学的基础上,对豫北平原全新世钻孔沉积物孢粉分析,发现了蒿属、藜科、禾本科、菊科、莎草科、香蒲属6大科属草本,桦属、栎属、榆属3大科属阔叶类,以及裸子植物和蕨类各2种。孢粉含量具有6阶段的组合特征,分别对应6个时期的古气候与古环境演化：10 200~8 200 cal BP,气候冷湿,8 200 cal BP处指示了一次较大的降温事件;8 200~4 000 cal BP,温湿条件有波动,整体上显示了全新世中期整体暖湿气候的特征;4 000~3 300 cal BP,湿度较4 000 cal BP时降低,气候由冷湿向冷干转变;3 300~2 400 cal BP,整体呈寒冷干旱的气候特征;2 400~1 350 cal BP,温度小幅回升,降水增加,气候变暖变湿;1 350 cal BP迄今,温度小幅回落,气候较为干凉。总体上呈“凉湿-暖湿-凉干”的变化特征,各对应时期的裴李岗文化、仰韶文化和龙山文化分别呈现出“欠兴旺-兴旺-衰落”的景象。全新世气候的变化对古文化的兴衰演替有着决定性的影响。温度和湿度升高时期,受水热配置影响,喜湿热动植物增多,植被茂盛,原始农牧业生产力上升,物质相对丰富,人口增加,文化遗址单个规模、密度增大,显示出古文化兴旺的景象;反之,原始农牧业生产力下降,物质相对匮乏,文化遗址单个规模、密度相对变小,显示出古文化衰落的景象。本文研究结果初步表明中原地区中、晚全新世古气候变化与古文化兴衰之间有着很好的耦合关系。     

陕西榆林风沙滩区全新世气候和环境变迁

榆林长城沿线处于环境变化敏感带,其风沙滩区沉积剖面的磁化率和粒度分析结果显示,该区全新世早期11500～10000aBP随着全球气候的逐渐转暖,磁化率、黏粒和粉沙含量逐渐增高;全新世中期的10000～45003BP气候相对比较湿润,植被覆盖度增大,风沙活动减弱,地表沉积物当-中粉沙和黏土成分含量显著增大,风化成壤作用增强,地表发育沙质弱古土壤;全新世中期后段的4500～3000aBP期间,气候以比较温和湿润为主,但在4200～4000aBP出现一个气候干旱事件,风沙活动强烈;近3000a以来,气候显著干旱化,波动频繁,地表风沙沉积物显著变粗,表现出有5次沙漠扩张。该区生态环境演化、人文历史变迁基本上是自然因素与人为活动综合作用的结果,以自然演化为主,近代人为因素对环境变化起着加强和放大作用。     

临夏塬堡全新世黄土剖面古土壤有机质碳同位素的气候记录

对甘肃临夏塬堡全新世剖面古土壤有机质碳同位素分析表明, δ13 C变化范围在-28.23‰～25.19‰之间, 平均值为-26.88‰. 结合该剖面孢粉分析结果, 观察到在孢粉所反映的温暖湿润气候期间,δ13 C表现为高值, 而在干燥寒冷期间, δ13 C表现为低值. 说明由于气候变化引起了地表植被类型的改变, 导致了古土壤中有机质δ13 C发生了变化. δ13 C的变化特征分别对应于3个不同的气候演化阶段:早全新世、中全新世和晚全新世阶段, 其所反映的全新世气候特征与我国其它地区的分析结果基本一致. 分析表明, 古土壤中有机质δ13 C是气候变化的一个良好指标.     

近60年气候变化及人类活动对艾比湖流域水资源的影响

以艾比湖流域为研究对象,基于研究区近60年水文、气象、社会经济等资料,分析了气候变化与人类活动对艾比湖流域水资源的影响。研究表明:(1)近60年,艾比湖流域三大主要干流径流总体呈现增加趋势;(2)近60年,虽然艾比湖流域干流径流量总体增加,但由于人类活动影响作用,导致艾比湖湖区面积和入湖量均呈现逐渐减少的趋势;(3)近60年,人类活动负影响的效果高于气候变化正影响的效果,人类活动的加剧是导致艾比湖流域湖区面积持续减少的主要原因。     

人类活动和气候变化对红碱淖水面面积的影响

红碱淖是我国面积最大的沙漠淡水湖泊, 也是全世界最大的遗鸥繁殖与栖息地, 对该地区水面面积变化进行动态监测分析具有重要意义. 利用TM、 中巴资源卫星影像对红碱淖水面面积进行解译, 结合前人的研究成果, 对红碱淖水面面积的动态变化进行了模拟, 分析了引起红碱淖水面面积急剧萎缩的原因. 结果表明: 20世纪90年代以来红碱淖水面面积在大幅度萎缩, 水位急剧下降. 红碱淖水面面积急剧萎缩是气候变化和人为影响因素综合作用的结果, 可能的影响因素有气候变化、灌溉用水、生态环境建设、煤矿开采用水排水和水源地开采等5个方面, 其中上游河流截流是主要原因.     

1961-2004年新疆气候突变分析

利用1961-2004年新疆53个气象台站逐日平均最高气温、平均最低气温和降水数据,采用Mann-Kendall法分别对北疆、天山山区和南疆气温、日较差和降水年序列进行了突变分析,同时利用滑动t检验和Yamamoto法对突变点的真伪做了验证.结果表明:1961-2004年北疆、天山山区和南疆年平均最低气温上升速率均明显高于年平均最高气温,年平均日较差均呈显著下降趋势,年降水量均有增加趋势.北疆年均最低气温、年平均日较差及年降水量分别在1988年、1979年和1984年发生了突变;天山山区年均最低气温、年平均日较差及年降水量分别在1985年、1983年和1992年发生了突变;南疆年平均最高气温、年均最低气温及年平均日较差分别在1993年、1991年和1981年发生了突变.20世纪80年代中期以来北疆、天山山区、南疆均进入增温多雨时期.这些结果对进一步研究和预测新疆气候有着重要意义,为研究全国甚至全球气候变化提供重要依据,同时也为决策者提供决策依据.     

中国东北全新世干湿状况的演变

通过综合分析植物花粉,沙土埋藏土壤,泥炭形成与发展,沙丘活动历史,黄土状土堆积和黑土发育等多种资料表明,我国东北地区的湿润程度或土壤水分含量在５ｋａ ＢＰ以前的早中全新世较低,中晚全新世不能增加,早中全新世最干燥时段出现的＾１４Ｃ年代９－８ｋａ ＢＰ,中晚全新世湿润时期可能是最近的２ｋａ,近现代气候比过去１０ｋａ平均状况湿润。     

气候变化和人类活动对鄱阳湖流域径流变化的影响研究

20个世纪60年代以来,鄱阳湖流域径流呈现出增加趋势,特别是1990年代流域径流增加显著,与该时期多次出现洪水灾害事件密切相关.运用Mann-Kendall检验法对1961—2000年流域径流序列进行突变分析,结果显示1992年附近是流域径流突变发生的拐点.基于径流对降雨和潜在蒸散发的敏感关系,以1961—1991年为基准期,定量分析了1992—2000年流域气候变化和人类活动对天然径流的影响分量.结果表明:相对于1961—1991年,1992—2000年多年平均径流量增加211.7mm,其中气候变化引起的增量为282.2mm,人类活动引起径流减小70.6mm,分别占多年平均径流变化量的133%和-33%.不同子流域间,气候变化和人类活动对径流的影响分量相差较大.气候变化因子中,流域降水量的增加,特别是夏季暴雨频率的增加,是引起1990年代鄱阳湖流域径流显著增大的主要原因,其次是蒸发量的长期下降.人类活动对鄱阳湖流域径流起着减流的作用,主要是由于流域内工农业的快速发展,大量水利工程设施的存在提高了水资源的利用程度;另一方面,1990年代流域水土流失状况的有效缓解,有助于增加流域的贮水能力,减小径流.