不同温升情景下中国旱灾风险变化评估

干旱是致灾最为严重的极端气候事件之一,研究未来气候变暖背景下旱灾风险的变化有利于科学推进防灾减灾工作部署。利用第六次国际耦合模式比较计划的20个气候模式数据计算了标准化降水蒸散指数,提取了基准期及全球2℃、3℃、4℃温升情景下中国的干旱特征变量并计算干旱危险性指数,基于承灾体预估数据计算干旱暴露度指数和干旱脆弱性指数,综合计算旱灾风险指数,从而分析中国旱灾风险分布格局并基于地理探测器对未来旱灾风险变化进行空间归因分析。结果表明：干旱危险性指数、干旱暴露度指数和干旱脆弱性指数的空间分布分别表现为西北和东南相对较高、东高西低、西高东低;旱灾风险指数具有东高西低的分布特点,呈现以高值集聚和低值集聚为主的空间正相关;随着温升水平的升高,未来旱灾风险以增加为主,东部沿海地区增加最为明显;人口数量变化、GDP变化和耕地占比变化是影响旱灾风险变化的主导因素。     

宁夏生态移民安置区人地耦合系统脆弱性分析

基于2016年农户访谈和调查数据,依托脆弱度整合评价模型（VSD）从暴露度、敏感性、适应能力3个层次共选取了29个指标,构建了宁夏生态移民安置区人地耦合系统脆弱性评价指标体系,使用熵权法、综合指数法及函数模型评价法评价和分析其脆弱程度、特征和空间分异,并借助障碍度模型对脆弱性障碍因子进行了识别。结果表明：（1）宁夏生态移民脆弱性呈现明显的“级差化”分异特征,平均脆弱性指数为0.151 1,总体处于较强脆弱状态。（2）宁夏生态移民人地耦合系统整体较为脆弱,表现为：中部干旱带>北部引黄灌区>南部山区,在空间上呈现“中部高南北低”的地域分布特征。暴露度表现为：南部山区>中部干旱带>北部引黄灌区;敏感性表现为：中部干旱带>北部引黄灌区>南部山区;适应能力表现为：南部山区>北部引黄灌区>中部干旱带。（3）成年劳动力受教育程度、家庭成年劳动力职业技能水平、是否参与社区建设和社区管理、能否获得贷款机会、对土地质量满意度（温棚）和家庭借贷金额等是影响宁夏生态移民安置区人地耦合系统脆弱性的主导因素。     

黄土高原人口变化对县域经济系统脆弱性的影响研究

以黄土高原地区县域为例,利用敏感性?应对能力模型评估了黄土高原地区2000年以来县域经济脆弱性特征及其时空变化,并结合ArcGIS空间技术与灰色关联分析探究人口变化对县域经济脆弱性的影响作用。研究发现：① 2000年黄土高原县域经济脆弱性等级以低和较低脆弱性等级为主导,而2010年低脆弱度区域面积开始出现减少,中、高脆弱度区域面积显著增加,2017年低和较低脆弱性等级的区域占土地面积比例增加,中、高脆弱度区域面积下降。总体来说,2000—2017年黄土高原地区县域经济脆弱性整体呈现出“先升高再降低”的趋势。② 黄土高原县域经济脆弱性整体呈现“南高北低”的空间格局,处于高和较高水平的县区主要集中在甘肃东部部分县域和山西西部县域;中等水平的县区集中分布于甘肃省庆阳、平凉市东部县域、山西省大同、忻州市部分县域以及山西西部部分县域;省会城市所辖县区、地市周边地区的脆弱性水平最低。③ 表征人口变化的人口外流率、性别比和老年人口比重是影响黄土高原县域经济脆弱性关键因素,且不同时期人口变化对经济脆弱性的影响因素存在分异。     

基于气象干旱综合监测指数(MCI)的陕西省干旱灾害风险评估与区划北大核心CSCD

利用陕西省94个国家气象站1961—2018年逐日气象资料,根据干旱灾害气候背景和社会经济环境,结合灾害风险评估相关理论方法,选取致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露度、防灾减灾能力4个方面指标,建立干旱灾害风险评估指数,基于GIS平台,对陕西省不同季节进行干旱灾害风险区划。结果表明:(1)陕西各区域干旱致灾因子危险性季节差异明显,陕北北部除夏季外各季节干旱危险性较高,关中地区易发生伏旱。陕南的汉中各季节干旱危险性均较大,安康东部和商洛各季节干旱危险性则较小。(2)春季、夏季和秋季,陕南的汉中平原及安康的汉江河谷地带,关中的西安和渭南地区,陕北北部榆林地区为干旱孕灾环境高脆弱性区或较高区;冬季陕南大部、秦岭地区的高脆弱性区较其他三季范围有所减小;海拔较高的秦岭山地,关中平原和陕北北部各季节皆为低脆弱性或较低脆弱性地区。(3)承灾体暴露度的高风险区主要分布于关中地区。(4)全省抵御干旱风险能力最高地区为陕北黄河沿线、关中各地的城镇地区。(5)干旱灾害综合风险的高风险区主要在陕南巴山地区、秦岭南北两侧、陕北南部,陕南汉江平原、关中平原及陕北延安、榆林等地为干旱较低、低风险区。     

榆林地区脆弱生态环境的景观格局与演化研究

作为干旱半干旱区农牧交错带的典型代表,榆林地区在自然地理上有其独特的空间分布格局,在生态上具有显著的脆弱生境特征和演化规律。本文运用景观生态学的基本理论与方法,选取分维数、形状指数和景观优势度等指标,对该区脆弱环境的景观格局进行了分析,同时对诱发该区景观生态演化的因素进行了定量诊断,并对区域生态环境的景观过程进行了探讨。     

中国人口健康脆弱性地区差异与影响因素分析

通过构建人口健康脆弱性评价指标体系,利用集对分析法对中国31个省级行政区（不含港、澳、台）的健康脆弱性指数进行测算,同时引入障碍度模型考察脆弱性指数分布差异的影响因素,并对各省区主要障碍因子进行识别。研究发现：① 2014年中国人口健康脆弱性省际差异较大,总体上处于中、高水平,在空间上呈现明显的“西高、东低、中部居中”分异格局,与健康敏感性、应对性指数的地域分布不尽一致;② 各省区健康脆弱性指数分布的地域级差化特征明显,低脆弱省市均分布在东部地带,高脆弱省区均分布在西部地带,中度和较高脆弱水平的省区数量最多,在三大地带上均有分布;③ 健康脆弱性降低的主要障碍因子存在较大地区差异,促进经济发展、增加社保支出、加大卫生投入、改善医疗条件和优化生态环境对降低脆弱性尤为重要。     

西北地区县域脆弱性时空格局演变

人地耦合系统的脆弱性研究作为未来地理科学的十大科学研究命题之一,已成为人地关系和区域可持续发展研究的重要领域。本文以西北地区316个县(市)为研究单元,以2003、2008和2013年社会经济统计数据、气象数据、遥感影像数据和空间矢量数据为基础,综合运用模糊层次分析和变异系数分析等方法,构建西北地区人地系统脆弱性评价模型并说明其时空演化过程。研究表明：①西北地区县域脆弱性指数整体呈现北低南高、东低西高的格局。大中型城市对周边区域产生显著的影响并已形成以自身为核心的低脆弱圈层,各低脆弱圈层逐渐关联形成大范围的低脆弱片区;②4个子系统的脆弱性水平分别表现出一定的地域分异格局,社会子系统和经济子系统脆弱性的空间集聚特征明显且变化显著,资源环境子系统和政策子系统脆弱性则趋于碎片化且相对稳定;③西北地区人地系统脆弱性的空间差异度呈缓慢增大趋势,社会脆弱性差异度的变化趋势为先增加后下降,经济脆弱性与资源环境脆弱性差异度均表现出持续下降的态势,政策扶持性在地区间的差异较大且整体格局稳定;④在政策的引导和扶持下,资源开发促使经济发展、环境质量和人类福祉发生转变,最终影响社会发展水平和社会的稳定程度,而社会的发展和稳定又反作用于经济发展、环境质量、资源开发和政策制定。本文以“脆弱性”的视角解构西北地区人地系统时空动态变化过程,为西北地区社会经济发展提供理论方法参考和实践应用借鉴。     

南方丘陵区的生态脆弱度评估--以衡阳盆地为例

本文将生态脆弱性分为潜在脆弱性与现实脆弱性。根据南方丘陵易侵蚀退化脆弱区的脆弱因子分析,选择高度、坡度、土壤可蚀性K值、降雨量、暴雨量、多雨期降雨比重和少雨期干旱指数为潜在生态脆弱度指标;选取森林覆盖率和坡耕地指数作为现实脆弱度评估的人为修正指标,计算现实生态脆弱度。计算结果显示,衡阳盆地大部分的潜在生态脆弱性为轻度脆弱,其中盆地中部的衡南县脆弱度最大,衡阳县次之;无论1984年还是2000年的现实生态脆弱度,均以衡南县最大,祁东县次之;各县2000年的现实脆弱度均比1984年有所下降,其中下降幅度最大的是衡阳县,下降幅度最小的是衡南县。     

河南省冬小麦产量的干旱脆弱性研究

以河南省冬小麦为研究对象,从影响冬小麦产量的干旱暴露程度、敏感性和适应性入手,利用熵权法确定反映其暴露程度、敏感性和适应性的指标的权重,构建干旱脆弱性评价模型,计算冬小麦的干旱脆弱性,分析2001—2015年河南省冬小麦干旱脆弱性特征。结果表明:河南省冬小麦干旱脆弱性分为5个等级,东北部的干旱脆弱性最高,山区、平原区零星分布有重度脆弱区域,北部、西部山区和信阳所辖市县有中度脆弱区,豫东平原的大部分区域及豫西部和北部山区的部分地区属于一般脆弱区,河南中部和南部的大部分地区属于轻度脆弱区。     

基于栅格的鄱阳湖生态经济区洪灾脆弱性评价

目前洪灾脆弱性研究主要是基于行政区划上的社会脆弱性评价,无法揭示评价单元内部脆弱性的空间分布。选取鄱阳湖生态经济区作为研究对象,根据人与环境系统的特点,选择影响洪灾脆弱性的15个变量,建立了基于栅格的洪灾脆弱性综合指数模型。结果表明,研究区域的洪灾脆弱性以中度脆弱为主,极度与高度脆弱区主要分布在人口密集的鄱阳湖东南与西南部的湖滨地区、主要河流的缓冲区以及土地利用类型为水田的区域。从脆弱性的3个要素(暴露度、敏感性和适应能力)的空间分布揭示了洪灾脆弱性空间分布形成的原因。基于栅格的评价结果,能够充分反映县市内部和行政边界处洪灾脆弱性的空间分布与变化情况。     

新疆气候“湿干转折”的信号和影响探讨

新疆是对全球变化响应最敏感地区之一,分析全球变暖背景下新疆干湿气候变化及其影响,对应对和适应未来气候变化带来的影响具有重要意义。基于气象水文观测资料,对新疆区域干湿气候变化及其影响评估进行了探讨。结果表明：① 20世纪80年代中后期以来新疆气温升高,降水量增加,呈“暖湿化”特征;但1997年之后,干旱变化趋势、干旱频率、干旱发生月份等均有明显增加,导致70%以上的区域变干,新疆气候出现了从“暖湿化”向“暖干化”转折的强烈信号,即发生了“湿干转折”;② 新疆气候转折对区域生态和水资源造成明显的影响,归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）经历了先增后减的变化过程,1982—1997年植被趋于“变绿”,但1997年之后植被长势迟滞,土壤水分明显下降,生态逆转,生态负效应凸显;③ 新疆河流径流变化出现明显的区域差异,对干湿气候转折响应复杂,受冰雪融水对径流补给比例的影响,发源于天山的河流径流对区域干湿变化有正响应,但发源于昆仑山的河流径流响应不明显。研究结果表明气候“湿干转折”和极端气候事件加剧背景下新疆干旱化急剧增加,水循环系统和生态系统不稳定性加剧,相关成果可为区域干旱灾害防灾减灾和风险管理提供有价值的决策参考。     

Mapping the vulnerability of crop production to drought in Ghana using rainfall, yield and socioeconomic data

This study evaluates new multi-scale, multi-indicator methods for assessing the vulnerability of crop production to drought at a national and regional scale. It does this by identifying differences across and within ten regions of Ghana, a country that faces many climate and crop production challenges typical of sub-Saharan Africa. In particular, we illustrate how a quantitative national and regional study is a critical first step in assessing differences in the drought sensitivity of food production systems and show how such an assessment enables the formulation of more targeted district and community level research that can explore the drivers of vulnerability and change on a local-scale. Finally, we propose methodological steps that can improve drought sensitivity and vulnerability assessments in dynamic dryland farming systems where there are multiple drivers of change and thresholds of risk that vary in both space and time. Results show that the vulnerability of crop production to drought in Ghana has discernible geographical and socioeconomic patterns, with the Northern, Upper West and Upper East regions being most vulnerable. Partly, this is because these regions have the lowest adaptive capacity due to low socioeconomic development and have economies based on rain-fed agriculture. Within these regions we find considerable differences between districts that can be explained only partly by socioeconomic variables with further community and household-scale research required to explain the causes of differences in vulnerability status. Our results highlight that national and regional scale multi-indicator vulnerability assessments are a vital (and often ignored) first step in assessing vulnerability across a large area. These inputs can guide both local-level research and also demonstrate the need for region-specific policies to reduce vulnerability and to enhance drought preparedness within dryland farming communities.     

未来气候情景下我国北方地区干旱时空变化趋势

干旱是我国北方地区最为突出的环境问题。根据WCRP耦合模式输出的未来气候变化逐月资料,基于降水-蒸发力标准化干旱指数（SPEI）,分析了IPCC SRES A1B、A2和B1三种情景下,2011-2050年我国北方地区干旱状况的时空变化趋势。结果表明：中国北方地区未来40 a呈现干旱化倾向,其中轻度和中度季节性干旱发生频率降低,重度和极端季节性干旱发生频率增加,增温引起的地表蒸发增加是极端干旱频发的主要原因。A1B、B1和A2情景下,2040s整个北方地区极端干旱频率增加、强度增强、影响范围明显扩大。极端干旱的增加可能给农业生产带来风险,采取有效应对措施,将有利于区域农业的可持续发展。     

东北三省农业旱灾风险评估研究

气候变化背景下,干旱对农业生产造成的损失已不容忽视。明晰粮食主产区面临的旱灾风险特征有利于保障中国粮食生产安全。东北三省是中国最重要的粮食主产区之一,明晰该地区的农业旱灾特征对农业生产具有十分重要的作用。基于自然灾害系统理论针对东北三省构建了农业旱灾风险评估模型,并在县市尺度对不同等级农业旱灾风险进行了分区。研究中分别从省份尺度和县市尺度对农业旱灾危险性、暴露性、脆弱性、抗旱能力及农业旱灾综合风险进行评估。结果表明：省份尺度上,农业旱灾综合风险由高到低分别为黑龙江省、吉林省及辽宁省。其中危险性年际间差异明显,暴露性则相对稳定。2010-2015年间脆弱性呈增加趋势,三省抗旱能力均随年际变化而波动。空间范围上,东北三省农业旱灾风险由南向北递增。农业旱灾综合风险等级上,中级及其以上级别县市占对应省份的比例由高到低分别为黑龙江省（75.81%）、吉林省（41.30%）与辽宁省（0%）。值得注意的是,农业旱灾综合等级最高的地区主要集中在三江平原及松嫩平原区。     

气候变暖背景下黄河流域干旱灾害风险空间特征

黄河流域是中国重要的经济带和经济增长极,也是人口密集暴露、特色农业种植和重点生态承载区。在全球变暖和极端降水事件频发的气候背景下,近年来黄河流域干旱灾害变化特征异常突出,新形势下该流域的干旱灾害风险及其对气候变化的响应机制需进一步深入认识。本文利用1960年以来黄河流域122个国家气象站逐日气象数据,结合遥感、社会统计和地理信息数据与技术,基于灾害风险理论,建立致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体易损性和防灾减灾能力可靠性4个因子的干旱灾害风险指标体系和模型,详细分析了黄河流域干旱灾害风险变化特征和区域差异性及其气候变化的影响机制。结果表明：黄河流域干旱灾害风险分布格局具有明显的地带性和复杂性,流域区域差异显著,总体是中下游风险高于上游,高风险区主要位于黄河流域中下游,致灾因子危险性是黄河流域干旱灾害风险的主导因子,其次是孕灾环境脆弱性和防灾减灾能力可靠性,而承灾体易损性贡献量相对最小。干旱灾害风险影响机制的区域差异也很显著,上游是孕灾环境脆弱性和防灾减灾能力可靠性的影响大于致灾因子和易损性,中游则是致灾因子、易损性和防灾减灾能力对干旱灾害风险的贡献度大,下游是干旱致灾因子起主导作用,致灾因子危险性和承灾体易损性控制了风险总体格局。黄河流域干旱灾害风险变化规律以及对气候变化的响应异常复杂,流域干旱灾害风险主要受季风气候和复杂地形的影响,还受社会经济发展水平、人口暴露度和水资源供需矛盾等多种要素的影响。该研究对黄河流域生态文明建设,粮食安全保障和国家发展战略具有重要意义。     

Recent signal and impact of wet-to-dry climatic shift in Xinjiang,China

The Xinjiang region of China is among the most sensitive regions to global warming.Based on the meteorological and hydrological observation data,the regional wet-to-dry cli-mate regime shifts in Xinjiang were analyzed and the impacts of climatic shift on the eco-hydrological environment of Xinjiang were assessed in this study.The results showed that temperature and precipitation in Xinjiang have increased since the mid-1980s,showing a warming-wetting trend.However,drought frequency and severity significantly increased after 1997.The climate of Xinjiang experienced an obvious shift from a warm-wet to a warm-dry regime in 1997.Since the beginning of the 21st century,extreme temperatures and the number of high temperature days have significantly increased,the start date of high temper-ature has advanced,and the end date of high temperature has delayed in Xinjiang.In addition,the intensity and frequency of extreme precipitation have significantly increased.Conse-quently,regional ecology and water resources have been impacted by climatic shift and ex-treme climate in Xinjiang.In response,satellite-based normalized difference vegetation index showed that,since the 1980s,most regions of Xinjiang experienced a greening trend and vegetation browning after 1997.The soil moisture in Xinjiang has significantly decreased since the late 1990s,resulting in adverse ecological effects.Moreover,the response of river runoff to climatic shift is complex and controlled by the proportion of snowmelt to the runoff.Runoff originating from the Tianshan Mountains showed a positive response to the regional wet-to-dry shift,whereas that originating from the Kunlun Mountains showed no obvious re-sponse.Both climatic shift and increased climate extremes in Xinjiang have led to intensifi-cation of drought and aggravation of instability of water circulation systems and ecosystem.This study provides a scientific basis to meet the challenges of water resource utilization and ecological risk management in the Xinjiang region of China.     

气候变化背景下东北地区气象干旱的时空演变特征

基于中国东北地区98个气象站点历史数据和WCRP多模式耦合CMIP3输出的IPCC SRES A1B、A2和B1气候变化情景下的降雨资料,计算3、6、12和24个月尺度上的标准化降水指数(SPI),结合M-K检测、EOF分解和小波分析,研究东北地区干旱的时空变化格局及其对气候变化的响应特征。结果表明：① SPI能较好地检测东北地区干湿变化状况,4个时间尺度上主要的空间模态具相似的分布型,其中12个月尺度SPI显示东北大部分地区在过去50 a干旱程度呈显著加剧、范围有明显扩大的趋势,其中南部和中部辽河流域是干旱严重区;② 干旱时间变化特征具明显的空间差异,南部干旱第一主周期为11 a,北部则为3.5 a;③ 气候变化情景下,2011~2060年的干旱以前30 a趋强,之后趋缓,且干旱高发区存在一定的北移趋势。     

气候变暖背景下中国干旱强度、频次和持续时间及其南北差异性

在全球气温日趋升高和极端降水增加的气候背景下,近年来中国干旱变化特征异常突出,新形势下需进一步深入认识干旱灾害影响机制。利用1960—2014年中国527个气象站逐日气温和降水量数据,选用改进的综合气象干旱指数（MCI）作为监测指标,详细分析了中国干旱强度、频次和持续时间变化特征及其南北差异性。结果表明：气候变暖背景下,中国干旱范围扩大、程度加剧、频次增加;干旱发生的范围发生了明显的转移,北方干旱加剧的同时,南方干旱明显加重,尤其是大旱范围明显增加。中国干旱范围主要在黄河流域以南和长江以北地区。干旱频次北方高于南方,东部高于西部,长江流域以北干旱频次较高。中国干旱持续时间较长,而且四季都有可能发生干旱。干旱不仅发生在干旱区和半干旱区,湿润和半湿润区域也常有干旱发生。不同年代、不同区域干旱发生的程度、持续时间和频次有一定的差异。中国20世纪90年代中后期至21世纪初期干旱范围最广、持续时间最长,造成的损失最严重。中国干旱强度、频次和持续时间南北差异性显著。气候变暖后,中国干旱强度加重、范围扩大、频次增加和持续时间增加明显。     

中国自然生态系统对气候变化的脆弱性评估

生态系统的脆弱性已经成为气候变化影响评估和适应性管理的关键问题。本文介绍和分析了生态系统的脆弱性、敏感性和阈值的概念,中国生态环境的敏感带和脆弱性,脆弱性评估和中国生态系统脆弱分布以及自然生态系统的可持续性和适应减缓对策。自然生态系统对气候变化脆弱性评估仍存在许多问题和不确定性,迫切需要在以下领域开展研究:自主开发新一代气候变化对生态系统影响综合评估模型(特别是双向耦合模型)、加强相关野外长期观测实验、开展适应性与可持续发展示范工程的研究等。     

基于集对分析的中国海洋经济系统脆弱性研究

从海洋经济脆弱性内涵出发,构建敏感性和应对性指标,运用主、客观相结合的组合赋权法确定指标权重,并结合集对分析法,分析1996~2012年中国海洋经济系统脆弱性的演变趋势及影响因素。结果表明：① 中国海洋经济系统对不利扰动的敏感性呈下降趋势,对内、外冲击的应对能力表现出增强趋势,脆弱性不断下降;② 运用回归分析法分析海洋经济系统敏感性、应对能力与脆弱性之间的关系,得出应对性的强弱对脆弱性的影响居于主导地位;③ 提出相应的降低海洋经济脆弱性的对策,包括充分合理利用海洋资源,改变经济增长方式;加强陆海统筹,优化产业结构;推进科学技术创新和人才培养;加强海洋环境保护和污染治理等。