Mitigation options for methane, nitrous oxide and nitric oxide emissions from agricultural ecosystems

1.IntroductionNitrousoxide(N,O)andmethane(CH.)arethemostimportantgreenhousegassesintheatmospherewithitscontributiontoglobalwarmingjustlowerthanCO2.Theirconcentrationsinatmospherehavebeennotedtoincreasecurrentlyattherateof0.25%yr--'andl.02%yr',respectively(IPCC,1995).Atpresent,theincreaseofNZOandCH4intheatmospherehasbeenestimatedtoaccountfor20--25%oftheglobalwarming(FAO&IAEA,1992;Bailes&Bridges,1992).NOdoesnotabsorbradiationdirectlyintheatmosphere,buttheincreasingconcentrationofNOmay…     

企业气候变化意识及应对措施调查研究

基于2012—2015年在华北、珠三角和湖南湖北地区对企业管理人员进行的气候变化意识的问卷调查,构建了气候变化意识和企业应对气候变化措施两个一级指数。通过对调查结果交叉列联表分析,得出以下结论：企业管理人员的气候变化意识指数处于一般水平,并且受年龄、产业类型、企业类型的影响显著;企业应对气候变化措施指数也处于一般水平且不同企业水平差距较大,企业管理人员气候变化意识水平、未来预期和自主知识产权拥有量对其影响显著。     

Carbon dioxide, methane, and nitrous oxide emissions from a rice-wheat rotation as affected by crop residue incorporation and temperature

Field measurements were made from June 2001 to May 2002 to evaluate the effect of crop residue application and temperature on CO2, CH4, and N2O emissions within an entire rice-wheat rotation season.Rapeseed cake and wheat straw were incorporated into the soil at a rate of 2.25 t hm-2 when the rice crop was transplanted in June 2001. Compared with the control, the incorporation of rapeseed cake enhanced the emissions of CO2, CH4, and N2O in the rice-growing season by 12.3%, 252.3%, and 17.5%,respectively, while no further effect was held on the emissions of CO2 and N2O in the following wheatgrowing season. The incorporation of wheat straw enhanced the emissions of CO2 and CH4 by 7.1%and 249.6%, respectively, but reduced the N2O emission by 18.8% in the rice-growing season. Significant reductions of 17.8% for the CO2 and of 12.9% for the N2O emission were observed in the following wheatgrowing season. A positive correlation existed between the emissions of N2O and CO2 (R2 = 0.445, n =73, p ＜ 0.001) from the rice-growing season when N2O was emitted. A trade-off relationship between the emissions of CH4 and N2O was found in the rice-growing season. The CH4 emission was significantly correlated with the CO2 emission for the period from rice transplantation to field drainage, but not for the entire rice-growing season. In addition, air temperature was found to regulate the CO2 emissions from the non-waterlogged period over the entire rice-wheat rotation season and the N2O emissions from the nonwaterlogged period of the rice-growing season, which can be quantitatively described by an exponential function. The temperature coefficient (Q10) was then evaluated to be 2.3±0.2 for the CO2 emission and 3.9±0.4 for the N2O emission, respectively.     

B2气候情景下2011-2050年辽宁农业气候资料演变特征

利用区域气候模式PRECIS输出资料,基于时间序列分析及空间分析方法对2011-2050年B2气候情景辽宁省农业气候资源时空演变特征进行分析。结果表明：辐射资源增多趋势不显著,但在2031-2040年达到峰值;生长季降水呈减少趋势,与辐射资源变化呈相反位相,减幅从西向东依次增大,辽东大部地区减幅达20 mm/10a以上。不同年代降水多寡将对洪涝和干旱事件的发生具有指示意义。大于等于10 ℃积温呈极显著增多趋势,大部地区增幅在100 (℃·d)/10a。辽西东部和辽北西部地区初霜日显著延后1-3 d,辽宁北部和辽东部分地区终霜日显著提前1-2 d。初霜日的延后和终霜日的提前使得无霜期延长,说明辽宁地区未来40 a热量资源明显增多,这将为应对气候变化调整农业种植结构提供参考。     

将适应气候变化纳入国土空间规划：进展、困境与思路

空间规划是适应气候变化的重要政策工具之一,将适应气候变化目标纳入空间规划已经成为国际主流政策。中国适应气候变化的空间规划仍面临诸多问题和挑战,包括气候适应目标和理念薄弱、气候变化风险评估与空间规划尺度不匹配、适应和减缓策略的协同机制欠缺、技术标准和法律法规不完善等。文章结合国家适应气候变化战略和国土空间规划体系重构的目标要求,研究提出适应气候变化导向的国土空间规划框架体系和技术思路,以及将适应气候变化纳入空间规划编制审批、技术标准、实施监督以及法规政策等各个环节的思路与建议,以期通过空间规划的编制与监督实施促进适应气候变化目标的实现。     

基于SPI指数的当前及未来中国东北地区干旱时空演变特征分析

基于降水量历史观测数据和气候模式预估数据,采用标准化降水量指数(Standandized Precipitation Index,SPI)识别干旱事件,从干旱发生的频率和强度特征分析其危险性,研究东北地区当前及未来不同气候变化情景下干旱时空变化特征.结果显示:(1)bcc-csm1-1 对东北地区降水的模拟效果较好;(...     

CMIP5多模式集合对江苏省气候变化模拟评估及情景预估

利用中国气象局所属的2 400余个台站观测资料制作的分辨率为0.25°×0.25°数据集中的气温、降水量资料评估了CMIP5中17个模式对于1961—2004年江苏省气温和降水量空间分布特征的模拟能力,筛选出了5个对江苏省气候特征模拟较好的模式。之后基于5个优选模式集合平均的结果预估了3种典型浓度路径(Representative Concentration Pathways,RCPs)下江苏省2006—2100年的气温和降水量变化趋势。结果表明:(1)全球耦合气候模式对江苏省的气温和降水量空间分布特征具有一定的模拟能力,并且模式集合平均的气温和降水量与观测资料的空间相关系数分别为0.85和0.93;(2)在低浓度路径(RCP2.6)、中浓度路径(RCP4.5)和高浓度路径(RCP8.5)3种温室气体排放情景下,江苏省2006—2100年的地表温度均呈现明显的增温趋势,并且苏北的增温幅度要高于苏南;(3)3种温室气体排放情景下,江苏省未来百年降水量均呈现出北方增多南方减少的趋势;(4)未来百年江苏省降水量随气温变化的趋势并不稳定,RCP2.6和RCP4.5情景下降水量随气温的升高而增加,而RCP8.5情景下降水量随气温的增加而减少。     

1981-2008年中国陆地植被NPP对气候变化响应的敏感性试验

在验证CENTURY模型对中国陆地植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)模拟能力的基础上,利用该模型探讨了1981-2008年中国陆地植被NPP的年际变异和变化趋势对CO₂浓度、温度和降水变化的响应。结果表明,中国陆地植被NPP对不同气候因子的响应程度存在明显不同。其中,CO₂浓度变化对植被NPP年际变异的影响不显著,但能够引起中国大部分地区植被NPP趋势系数增大;温度对中国中高纬度地区植被NPP的年际变化影响显著,但就全国范围而言,植被NPP年际变异对温度变化的响应程度总体低于对降水变化的响应程度;降水变化是对中国植被NPP变化趋势起主导作用的气候因子。此外,综合考虑温度和降水变化的影响发现,植被NPP变化趋势的响应特征类似于降水单独变化时植被NPP变化趋势的响应特征。     

多区域气候模式集合对中国径流深的模拟评估和未来变化预估

对5组区域气候模式集合模拟的中国径流深进行评估,并且预估了温室气体高排放情景RCP8.5下的未来变化。结果表明：多区域气候模式集合结果能够基本模拟出径流深的观测特征,对年径流深的空间分布特征模拟较好,但量值存在一定的系统偏差,特别是黄河中游、海河和松辽河存在明显的正偏差,且对全国9个流域片中东南、西南和西北诸河的年内分配总体模拟效果相对较差。未来到21世纪末,全国平均年径流深在各个时段都以增加为主,增加幅度多在5%以内。未来变化存在明显的空间差异,大致表现为“北增南减”的分布特征,但不会改变中国水资源南多北少的空间格局;其中,黄河、西南和西北诸河流域片呈显著的增加趋势,淮河、长江和东南诸河流域片呈现显著的减少趋势,海河、松辽和珠江流域的变化趋势不显著。21世纪末期各地的变化多在±30%以内,且多模式预估的正负变化一致性较高。到21世纪末期,各流域片平均的径流深季节分配总体特征没有明显变化,径流深的最大月份基本维持不变,分配比例的数值有±2%以内的变化,且各季节的增减变化存在明显流域间差异。     

天山北坡典型草地净初级生产力对氮沉降及气候变化的响应阈值研究

生态阈值现象普遍存在于自然系统中.气候变化幅度过大,超出了生态系统本身的调节和修复能力,生态系统的结构功能就会遭到破坏.新疆干旱区气候波动明显,该区草地生态系统对大气氮沉降和气候变化的响应是否存在阈值,有待深入研究.本文以天山北坡沿海拔梯度分布的四种草地类型（高山草甸（AM）、中山森林草地（MMFM）、低山干草原（LMDG）和平原荒漠草原（PDG））为研究对象,基于DNDC模型,揭示氮沉降及气候变化对天山北坡草地生态系统净初级生产力的影响.研究结果表明：1）草地净初级生产力 （NPP）对氮沉降增加的响应存在阈值,PDG、LMDG、MMFM和AM的响应阈值分别为20±5.77、60±26.46、50±15.28和30±11.55 kg·hm^-2.2）四种草地类型的NPP从大到小依次为MMFM、LMDG、PDG和AM,水热条件是决定NPP的主要因素.3）PDG草地NPP对温度升高的响应存在阈值,而对于其他类型的草地,在目前的研究中尚未得出确切结论.4）PDG和LMDG草地NPP与降水有明显的正相关关系,而AM草地NPP的变化与降水变化呈负相关.不同草地类型对降水变化的敏感程度也有较大差异,PDG最大,其次是LMDG,之后是AM和MMFM.     

Challenges in developing effective policy for soil carbon sequestration: perspectives on additionality,leakage, and permanence

If carbon sequestration is to be a cost-effective substitute for reducing emissions then it must occur under a framework that ensures that the sequestration is additional to what would otherwise have occurred, the carbon is stored permanently, and any leakage is properly accounted for. We discuss significant challenges in meeting these requirements, including some not previously recognized. Although we focus on sequestration in soil, many of the issues covered are applicable to all types of sequestration. The common-practice method for determining additionality achieves its intention of reducing transaction costs in the short term but not in the medium to long term. Its design results in the least costly, additional abatement-measures being excluded from policy support and fails to address how, in the case of sequestration, revisions to the additionality of sequestering practices should apply not just to the future, but in theory, also retrospectively. Permanence is sometimes approximated as 100 years of sequestration. Re-release of sequestered carbon after this will not only reverse the sequestration, but may raise atmospheric carbon to higher levels than they would have been if the sequestration had never occurred. Leakage associated with sequestration practices can accumulate over time to exceed the total level of sequestration; nonetheless, adoption of such practices can be attractive to landholders, even when they are required to pay for this leakage at contemporary prices.

Policy relevance

Globally, much has been written and claimed about the ability to offset emissions with sequestration. The Australian Government plans to use sequestration to source much of the abatement required to reach its emissions targets. Designing effective policy for sequestration will be challenging politically, and will involve substantial transaction costs. Compromises in policy design intended to make sequestration attractive and reduce transaction costs can render it highly inefficient as a policy.     

气候变化影响适应和脆弱性评估报告进展：IPCC AR5到AR6的新认知

IPCC第六次评估报告第二工作组(IPCC AR6 WGⅡ)重点关注气候变化的影响、风险、适应性和脆弱性。报告以最新的数据、翔实的证据、多元的方法定量评估了气候变化对自然和人类系统的影响。相比于AR5,AR6 WGⅡ取得了以下进展:1)内容上明确了气候变化的影响归因于人为气候强迫、非气候因子作用和天气敏感性识别等三类;气候变化带来的127个关键风险将变得广泛、普遍或不可逆转,将全球变暖限制在1.5℃,可大大减少气候变化对自然和人类系统的损失和破坏,指出来适应转型的重要性;2)在评估方法上,AR6采用了最新的SSPs和RCPs组合的SSPs情景,综合性更强;3) AR6对风险和解决方案的关注有所增加,并在AR5的基础上明确了5个“关注理由(RFCs)”的关键风险面临的风险水平将在较低的全球变暖水平上变为高到极高;4) AR6明确了气候行动的紧迫性,将适应和减缓相结合以支持气候恢复力(CRD)发展,指出了立即行动以应对气候风险的重要性和紧迫性。     

Climate change in a changing world: Socio-economic and technological transitions,regulatory frameworks and trends on global greenhouse gas emissions from EDGAR v.5.0

Over the last three decades, socio-economic, demographic and technological transitions have been witnessed throughout the world, modifying both sectorial and geographical distributions of greenhouse gas (GHG) emissions. Understanding these trends is central to the design of current and future climate change mitigation policies, requiring up-to-date methodologically robust emission inventories such as the Emissions Database for Global Atmospheric Research (EDGAR), the European Commission’s in-house, independent global emission inventory. EDGAR is a key tool to track the evolution of GHG emissions and contributes to quantifying the global carbon budget, providing independent and systematically calculated emissions for all countries.According to the results of the EDGAR v.5.0 release, total anthropogenic global greenhouse gas emissions (excluding land use, land use change and forestry) were estimated at 49.1 Gt CO_2eq in 2015, 50 % higher than in 1990, despite a monotonic decrease in GHG emissions per unit of economic output. Between 1990 and 2015, emissions from developed countries fell by 9%, while emissions from low to medium income countries increased by 130%, predominantly from 2000 onwards. The 27 Member States of the European Union and the United Kingdom led the pathway for emission reductions in industrialised economies whilst, in developing countries, the rise in emissions was driven by higher emissions in China, India, Brazil and nations in the South-East Asian region. This diversity of patterns shows how different patterns for GHG emissions are and the need for identifying regionally tailored emission reduction measures.     

大尺度土地利用变化对东亚地表能量、水分循环及气候影响的敏感性试验

利用NCAR大气环流模式CAM4.0,针对潜在植被和当代植被的分布情形进行了两组25 a的积分试验,探讨了土地利用变化对东亚地区地表能量平衡、水分循环和气候的可能影响.结果表明:以森林退化、农田迅速增加为主的当代土地利用变化,显著改变地表属性,使得东亚地区不同季节的地表反照率均明显增加,并显著改变东亚地区的冬、春季节的地表能量和水分循环.此外,当代大尺度土地利用变化对东亚地区大气环流也有一定影响,可引起东亚冬季风环流显著加强和东亚夏季较弱的偏南风异常.当代土地利用变化未能引起东亚地区近地面气温的显著变化,但可引起东亚北(南)部地区春季降水的显著增加(减小).     

云南初夏干湿演变特征和基于CMIP6模式模拟的预估分析

使用1961—2020年的观测数据和2021—2080年的模式预估数据,首先分析了云南初夏干燥度指数（aridity index,AI）的演变特征和影响因子相对贡献,然后采用国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）中的20个全球模式,对SSP1-2.6、SSP2-4.5以及SSP5-8.5情景下云南初夏未来干湿变化进行了预估研究。结果表明：(1) 1961—2020年云南初夏气候整体湿润,但为变干燥的趋势,有明显的年代际变化特征,1960s、1970s以及2000s气候相对湿润,其余年代相对干燥,2000s（2010s）为1961年以来最湿润（干燥）的10年。(2) 2021—2080年在3种排放情景下,云南初夏气候较1995—2014年均为变干燥的趋势,SSP1-2.6、SSP2-4.5以及SSP5-8.5情景下,AI分别减少13.9%、17.9%以及24.9%,西南部将可能是湿润度降幅最大值中心。(3) 1961—2020年,降水对云南初夏气候干湿变化的贡献大于潜在蒸散量;而2021—2080年,潜在蒸散量对气候变干燥的贡献大于降水量,且随排放情景的增高和时间推移,其贡献将逐渐增大。     

不同去趋势方法对格尔木地区胡杨宽度年表的气候意义影响分析

基于2014年采自柴达木盆地南缘格尔木地区的胡杨树轮样本,采用三种不同去趋势方法(样条函数法、负指数拟合和区域曲线去趋势方法)建立树轮标准化序列,结合格尔木气象站气候资料,分析不同去趋势方法下胡杨径向生长对气候的响应。研究表明,利用区域去趋势方法建立的树轮年表包含有较多的气候环境信息,胡杨树轮年表与逐月气候因子相关表明,树轮年表对降水响应不显著,与生长季的平均气温和平均最高气温有较好的相关性,最高相关系数达0.411(p0.01),格尔木胡杨树轮的区域去趋势年表与组合相关的6—10月平均最高气温相关性最好,生长季的平均最高气温对胡杨径向生长有一定的限制作用并具有树木生理学意义。用区域曲线去趋势方法得出的格尔木胡杨树轮年表对气候的响应最好。     

高分辨率区域气候变化降尺度数据对京津冀地区高温GDP和人口暴露度的集合预估

基于RCP4.5（中等温室气体排放）情景下5个全球模式模拟结果的降尺度数据,及SSP2社会经济路径下的GDP和人口密度数据,对21世纪京津冀地区（北京、天津和河北的统称）未来2021—2040年（近期)、2046—2065年（中期)、2080—2099年（末期）的高温GDP和人口暴露度进行多模式集合预估。结果表明：未来京津冀地区热事件将增加,21世纪末期京津冀东南部平原和沿海地区的闷热事件、中部平原地区的高温事件出现频率明显增加。GDP和人口暴露度大值区主要分布在北京、天津、保定、石家庄和邯郸等经济发达、交通便利、人口聚集的城市及其周边地区。21世纪京津冀地区的GDP暴露度区域平均值持续增加,21世纪末期多年平均值约为参照时段的58.9倍;各城市的区域平均值也表现出一致增加。京津冀地区人口暴露度区域平均值在21世纪中期达到最大,为参照时段的2.3倍;北京、秦皇岛、张家口、承德和唐山人口暴露度区域平均值将持续增长,其他城市人口暴露度区域平均值在21世纪中期达到最大。GDP暴露度的变化主要取决于非线性因子,且其贡献率随时间逐渐增加,到21世纪末期可达70.9%。21世纪近期和中期人口暴露度的变化主要取决于非线性因子,气候因子在末期占主导地位。