关于陆地水循环演变及其在全球变化中的作用研究设想

围绕中国在全球变化及应对领域多学科交叉研究能力提升和维护国家利益两大重大实践需求,本研究将以全球变化背景下大气-陆面-水文过程演变为主线,融合气象与气候学、水文及水资源学、系统工程学等多学科理论与技术,采用高密度原型观测、多尺度机理实验、数值模拟与仿真、地理信息技术等多方法相结合的途径,发挥云平台的存储、计算和管理等功能与优势,按照“机理识别-规律揭示-形势诊断”的总体思路开展陆地水循环演变及其在全球变化中的作用研究,将发布过去60年全球陆地广义水资源及水循环通量与干旱事件、1级至4级河流径流性水资源与洪涝事件的成果数据;将为中国参与全球气候谈判、国际气候治理和“一带一路”等国家战略的实施提供直接支撑,潜在的经济社会效益显著。     

现代水文水资源学科体系及研究前沿和热点问题

在对国内外水问题进行科学识别的基础上,分析了水循环的"自然-人工"二元演变模式,明晰了水循环及伴生水化学、水生态和水沙过程的相互关系,初步阐述了现代水文水资源学科体系的构成。在对国际水文水资源研究发展趋势及热点和前沿问题进行阐释的基础上,结合中国水文水资源研究现状及水问题解决的实践需求,论述了中国水文水资源研究的学科体系的构成,并分析其重大研究方向。在变化环境和高强度人类活动影响下,水循环在驱动力、结构及参数等方面已呈现出显著"自然-人工"二元特征。现代水文水资源研究正由传统"还原细化"研究向综合交叉方向发展,并由传统基于单个水文环节的研究过渡到基于二元水循环过程的研究上来,原型观测与数学模拟的结合已成为其关键研究手段。中国水文水资源研究需要进一步强化水循环及伴生过程演变机理识别与定量模拟方面的基础研究,完善水资源评价、配置、调度、水权分配、水价定价理论和技术等方面的应用基础研究,服务于节水型社会建设、水环境保护与水生态修复、水资源综合管理、防灾减灾与应急管理、民生水利及现代水利建设与管理等实践需求。     

气候变化对我国水资源影响研究面临的机遇与挑战

气候变化对水资源安全的影响是国际上普遍关心的全球性问题,也是我国可持续发展面临的重大战略问题.在文献综述基础上,总结提出气候变化与水循环是国际全球变化与水科学领域的重大交叉前沿科学问题之一.针对我国严峻的水资源问题和气候变化影响的巨大风险,提出科学基础研究面临的机遇和挑战,其中包括关键的科学问题和需要重点开展基础研究的...     

编后记

土地利用 /覆盖变化主题是当前国际地圈生物圈计划 (ＩＧＢＰ)与全球环境变化的人文因素计划 (ＩＨＤＰ)跨学科交叉研究的重要内容 ,与全球和区域生态安全密切相关 ,是当前全球变化研究的重要热点问题之一。北京师范大学资源科学研究所、资源与环境科学系、环境演变与自然灾害教育部重点实验室一直将土地利用 /覆盖变化研究作为重点研究方向之一 ,在目前所承担的国家重点基础研究发展规划项目“草地与农牧交错带生态系统重建机理及生态—生产范式”(编号 :Ｇ2 0 0 0 0 1 86 0 0 )、“中国北方沙漠化过程及其防治研究”(编号 :Ｇ2 0 0 0 0 48…     

中国西部流域水循环研究进展与展望

由于中国西部水文循环的地区特性、生态系统的脆弱性和社会经济发展对水资源需求的增加,使得中国西部开发面临十分现实和严峻的水资源问题。从中国西部流域水循环的特点及存在的问题出发,探讨了中国西部流域水循环研究基础科学问题。同时,对21世纪中国西部流域水循环科学问题的研究进行了展望。核心的方面是：自然变化和人类活动影响的西北干旱地区水资源演变规律是什么？在西部生态环境建设中如何估算生态需水量？西北干旱地区的水资源究竟能够承载多大规模的社会经济发展需求？如何合理分配与调控水资源,最大限度地发挥其潜力,促进该地区社会经济的可持续发展？     

陆地水循环过程的综合集成与模拟

在气候变化与人类活动的影响下,陆地水循环过程发生了明显改变,并导致了一系列资源环境问题。深入认识陆地水循环过程的变化机理,发展陆地水循环过程综合集成模拟技术,预估未来陆地水循环的变化趋势,是当前水循环研究面临的重要任务。主要关注人类活动影响下的大尺度(大河流域或大陆尺度)陆地表层系统水循环模拟,梳理了近年来陆地水循环过程综合集成与模拟相关的研究进展,指出当前大尺度陆地表层系统水循环模拟模型的主要问题是对自然过程与人类活动过程间相互作用描述不足,以及人类活动参数化方案的不完善。因此,完善人类活动参数化方案,构建陆地水循环过程的综合集成模型,是模拟研究的重要发展方向之一。同时,考虑多要素过程的综合集成模型有助于解释气候变化与人类用水活动影响水循环变化的关键机制,为探索变化环境下陆地水循环变化成因及其效应提供理论与实践基础,其结果将为区域水资源配置及应对全球变化的战略决策提供科学依据。     

IGBP未来发展方向

人类正面临着“如何维持地球生命支撑系统”的挑战。未来 1 0年 IGBP将在 3个层面上展开研究。IGBP将加强与 IHDP以及 WCRP的紧密协作 ,启动 3个关键的联合项目 :全球碳循环、水资源、食物和纤维。从组织、管理、学科交叉和综合研究等方面提出了加强我国全球变化研究的建议。     

变化环境下城市水文学的发展与挑战——I.城市水文效应

全球气候变化和快速城市化导致的城市水循环过程变化是当前城市水文学研究的热点问题。为综合理解城市水循环演变过程,结合城市水文学的发展历程,剖析水循环过程对快速城市化进程的响应机制。总结了国内外城市化水文效应的主要成果,包括城市化对水循环过程、洪涝灾害、水生态系统以及水资源的影响。系统归纳了城市化水文效应的评估方法和技术手段。针对现有研究中的不足,指出变化环境下城市化水文效应研究面临的主要挑战及关键技术难题,提出未来研究的重点方向,如城市化降水效应的机理、不透水面的分布及有效性评估、城市化与水生态系统的响应关系与综合城市水资源管理及需水预测等。     

人类用水活动对大尺度陆地水循环的影响

随着人口增长和经济社会快速发展,人类活动已成为陆地水循环变化的重要驱动因子,人类用水活动对陆地水循环的影响越来越受到人们的关注。回顾近年来人类用水活动对大尺度陆地水循环影响方面的研究进展;阐述灌溉、生活和工业用水、水库调节以及地下水利用等典型人类用水活动影响大尺度陆地水循环的过程与机制,并在此基础上探讨了陆面水文模型中人类用水活动参数化方案及其存在的问题。目前,陆面水文模型对人类用水活动的考虑依然不足,使得应用模型模拟陆地水循环和评估变化环境下水资源安全面临挑战。展望未来,深入认识人类用水活动与水系统的影响与反馈,开发考虑人—水系统协同演化的水系统综合评估模型,预估水安全形势的演变趋势,将成为陆地水循环和水资源研究的长期重要任务。     

2001年度国家自然科学基金项目指南(地球科学部分)

近 3年来 ,地球科学部逐步把资助的重点调整到地球各圈层的相互作用研究上 ,以推动地球系统科学的发展。优先资助全球变化、大陆动力学、资源环境、减灾与可持续发展等领域的基础研究工作。在已有资助规模的基础上 ,根据地球科学向学科间大跨度交叉渗透日益加强的特点 ,强化对创新性强的学科交叉基础研究项目的支持力度。从 1 995年起实施向学科交叉项目 (全球变化、可持续发展项目 )单列宏观调控经费的办法 ,以加强支持力度。从 1 995年的 2 0 0万元起步 ,逐年有所增加 ,在科学部和学科两个层次上掌握宏观经费 ,着重支持创新性强的基础研究…     

国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室2015年开放研究课题申请指南

国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室依托于中国地质科学院岩溶地质研究所,主要研究方向：（1）岩溶动力系统的形成和运行规律;（2）岩溶动力系统的类型和区域分布规律;（3）学科交叉、应用研究。2014年在广西科学技术厅和岩溶地质研究所的支持下设立开放课题,围绕岩溶动力系统与全球变化、岩溶地区水循环、岩溶生物地球化学循环过程及相关测试应用技术开展研究。     

国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室2012年开放研究课题申请指南

国土资源部/广西岩溶动力学重点实验室依托于中国地质科学院岩溶地质研究所,研究方向主要涉及:1)岩溶动力系统的形成和运行规律;2)岩溶动力系统的类型和区域分布规律;3)学科交叉、应用研究。2012年在广西科学技术厅和岩溶地质研究所的支持下设立开放课题,并主要围绕岩溶动力系统与全球变化、岩溶地区水循环、岩溶生物地球化学循环过程及相关测试应用技术开展研究。     

河西内陆河流域的水循环分析

通过对我国西北内陆区水循环分析,剖析了河西内陆河流域的水循环特点,即在山区形成水资源、在平原散失水资源和在人工绿洲区产生二元结构;揭示了流域内的水资源以水循环为纽带,相互转化并互相联系;并对山区消耗水量,走廊、盆地、人工绿洲建设引起的地表水与地下水转化的变化和消耗水量的增加,以及内陆河下游水分亏缺问题作了分析评价;并提出了要传递流域水循环整体概念、评价山区与平原绿洲之间的局地水循环、实现在西部开发中实施内陆河流域综合治理的良性循环等问题的讨论。     

中国全球变化研究的回顾与展望

文中简要回顾了中国全球变化研究的历史 ,指出 ,1986— 1990年是中国国际地圈生物圈计划(IGBP)研究的初期 ,围绕IGBP主要科学问题如古环境、气候和海平面变化以及地气相互作用方面开展了有计划、有组织的研究。1991— 1995年中国全球变化研究有了较大发展 ,研究范围扩展到陆地生态系统 ,全球气候变化预测、影响和对策 ,中国生存环境变化以及生物多样性保护和持续利用等领域。1996— 2 0 0 0年其研究进一步与社会可持续发展相结合 ,成功实施了一批以中国科学家领衔的国际研究计划。随着新世纪的来临 ,中国一系列全球变化大型研究计划相继启动 ,使全球变化研究进入了一个新的发展阶段 ,特别是集成研究方法的应用 ,在解决与公众利益密切相关的由环境恶化所带来的一系列重大问题 ,组织全球变化的区域响应以及全球变化适应性等研究方面得到了深化和加强。     

国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室2016年开放研究课题申请指南

<正>国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室依托于中国地质科学院岩溶地质研究所,主要研究方向:(1)岩溶动力系统的形成和运行规律;(2)岩溶动力系统的类型和区域分布规律;(3)学科交叉、应用研究。2016年在广西科技厅和岩溶地质研究所的支持下设立开放课题,围绕岩溶动力系统与全球变化、岩溶地区水循环、岩溶生物地球化学循环过程及相关测试应用技术开展研究。一、重点资助或优先资助研究领域     

ASR技术在水资源开发中的应用与地面沉降问题

全球水资源缺乏问题变得日益突出。中国作为一个人均水资源占有率较低的国家更是如此。随着中国经济的迅速发展与人口剧增 ,如何更好地开发利用及管理有限的水资源 ,同时注意地质环境的保护已成为人们关心的课题。据中国水利部《2 1世纪中国水供求》分析报告指出 ,到 2 0 10年中国将进入严重缺水期并将在 2 0 30年进入缺水高峰。届时中国人均水资源占有率将比目前减少 2 0 %。即使从目前来看 ,在中国许多大城市如北京、天津、济南、西安等地均因发生水荒而被迫定量定时用水。因此寻求合理开发利用及管理有限的水资源 ,以解决生活 ,工业及农…     

全球水循环研究进展

以国际组织围绕全球变化问题执行的一系列与水循环相关的研究计划为背景,总结了近40年来陆地-大气间水循环研究的重要成果,并探讨了在全球气候变化的背景下,水循环需要进一步研究的突出问题。     

河西内陆河流域水资源转化分析

分析河西内陆河流域的水循环二元结构,揭示了各自水量转化特点及相互联系;对山区消耗水量,走廊盆地人工绿洲建设引起的地表水与地下水转化的变化和消耗水量的增加,以及内陆河下游水分亏缺问题作了评价.提出了理解流域水循环整体概念,评价山前平原水资源消耗的影响,在流域水资源开发利用中改善水资源转化.     

气候变化对中国水资源情势影响综合分析

介绍了近年在气候变化对中国水资源影响研究方面的若干进展。研究表明,中国水资源问题的产生不仅与人口和社会经济快速发展有联系,更与气候环境的显著变化密切相关;未来的气候变化将会导致一些流域水资源更加短缺和洪涝灾害更加频繁,对流域水资源和可持续发展产生重要影响;在流域水资源综合规划与管理中,应十分重视气候变化的影响问题。     

全球变暖对新疆水循环影响分析

随着全球气候变暖,新疆地区降水量、冰川数量、径流量、地下水位等自20世纪80年代中后期以来发生了很大的变化.通过对61个国家水文、气象站点20世纪50年代到2000年的降水量、气温、冰川、径流量、湖泊水量、地下水位的变化资料分析,探讨了新疆水循环的变化趋势和原因.结果表明:新疆地区降水量增加主要是由于全球水循环速度加快引起的.通过分析新疆高山冰川的变化,试图揭示全球气候持续变暖对新疆乃至整个西北地区水资源可能造成的巨大影响.