中国历史时期气候变化对社会发展的影响*

历史时期气候变化对社会发展的影响与人类适应问题,是当前全球变化领域的研究热点之一。近年来,在利用丰富的历史文献资料研究中国历史时期(特别是过去2000年时段)气候变化与人类社会相互作用的过程机理方面取得了一系列新成果。本文将其归纳为3个方面: 理论上,构建了基于粮食安全的气候影响传递过程分析框架;方法上,实现了服务于气候变化影响研究的、基于语义差异的历史社会经济序列定量重建;科学认识上,总结出“冷抑暖扬”而又福祸相依的宏观韵律。在此基础上,对未来研究需要进一步深化的方向进行了展望。     

中国历史时期气候变化影响及其应对的启示

气候变化的社会影响是当前全球变暖影响研究的一个重要领域。以古鉴今,历史上应对气候变化的经验和教训可以为现代人类应对以全球变暖为突出标志的气候变化挑战提供宝贵的借鉴。总结中国历史气候变化对社会影响研究领域的成果,归纳得到了历史时期气候变化对中国社会发展影响的若干认识及其对适应未来气候变化的启示。主要结论是:历史气候变化影响的总体特征是"冷抑暖扬",但影响与响应存在区域差异;社会经济的衰落与百年尺度的气候由暖转冷呈现同期性,与暖期相伴的社会快速发展会增加社会对资源、环境需求的压力,导致社会脆弱性加大;历史上应对气候变化策略因时、因地、因主体而异;而以政府为主导的主动因地制宜适应是应对气候变化的有效策略。     

气候变化影响区域文明发展演化的主要表现方式

气候变化曾经深刻地影响了人类文明的进程,是导致区域文明兴衰的基本力量之一。气候变化对社会发展影响的表现形式和最终后果既与气候变化的特点有关,也与人类社会的适应有关,是两者相互作用的产物。基于近20年来国内外气候变化与文明研究的大量实例,归纳出气候变化影响人类社会发展的5种主要表现形式:周期性循环、脉冲式变化、适应性转型、文明崩溃与衰落、迁徙与替代。以上结果有助于深化对气候变化与文明发展相互作用机制的认识,并为人类应对全球变化挑战提供宝贵的历史借鉴。     

两千年来黑河流域水资源平衡估算与下游水环境演变驱动分析

利用地方史志、历史地理、树木年轮和近代器测记录相关的黑河流域历史时期人口变动、水土资源开发利用、下游湖泊变化、流域水资源和气候变化等资料, 通过对比上游出山水资源量、中游人类活动水资源利用量和下游湖泊面积变化, 在千年-百年时间尺度上对流域水资源平衡进行了估算, 并分析了历史时期各阶段下游湖泊水环境和天然绿洲演变过程和驱动机制. 研究结果表明: 在黑河流域, 气候变化条件下的上游山区水资源总量和中游走廊平原区绿洲人类活动用水后下泄的水资源量, 决定了下游水环境演变过程;在两千年来显现出不同历史阶段的流域水资源平衡模式和下游水环境演变特征, 以及气候变化和人类活动在不同历史时期的耦合驱动机制.     

黑河流域水环境演变及其驱动机制研究进展

基于近几十年来诸多学者对西北干旱区典型内陆河流域——黑河流域水环境演变诸方面研究成果,综述了上游山区成水环境、中游绿洲用水环境和下游荒漠天然绿洲水成环境在不同时间尺度上的演变过程及其驱动机制。通过对各种古环境代用指标的对比研究表明：在大尺度上,流域上下游表现出阶段性的一致性水环境演变趋势;在小尺度上,则表现水环境演变的时空异质性。驱动机制方面,在空间上,流域上、中、下游水环境演变的气候变化和人类活动影响驱动作用各有侧重;在时间上,表现为不同尺度上气候变化与流域人类活动耦合作用的驱动机制。     

大陆科学钻探开展古气候研究进展

当前气候变化问题已经引起全社会的广泛关注。地质历史时期(包括第四纪和"深时")的古气候研究可为了解现代气候变化提供借鉴,大陆科学钻探成为开展此研究的重要手段。文中对大陆科学钻探开展古气候研究的进展作一综述。获取连续沉积记录是大陆科学钻探的最大优势,地质学家通过对岩心建立高分辨率年代地层框架和应用多种古气候替代性指标,重建地质历史时期不同时间尺度上的陆地古气候变化,发现并精确厘定陆地古气候-古环境快速变化事件,进而通过精细对比陆地-海洋古气候记录,揭示气候变化的过程和机制。这些研究成果将加深人类对地球气候系统的认识,并为未来气候预测提供科学依据。可以预见,大陆科学钻探将成为古气候研究的一种常用手段,在未来的古气候研究领域,特别是"深时"温室气候研究中发挥更加重要的作用。     

影响气候变化的第四纪地质事件与现代气候变暖

气候变暖是一个世界性的问题,影响气候变暖的因素有自然因素,也有人类活动的原因。在第四纪漫长的200～300万年里,气候变化经历了多次旋回和波动（冰期与间冰期、冰阶与间冰阶）。本文通过揭示气候变化的地质事件等自然变化规律．来说明第四纪时期气候变化过程影响因素的多样性。在应对世界气候变暖上,尽可能地采取科学合理的措施．最大限度地消除人类对气候变化的影响,但也应当遵循自然气候的变化规律,防范和利用这种气候变化的趋势。     

地球系统模式与综合评估模型的双向耦合及应用

针对2016年度国家重点研发计划项目"全球变化与应对"指南方向"气候变化经济影响综合评估模式研究",旨在建立具有自主知识产权的、国际一流的评估模式,评估气候变化对中国经济的影响。项目的实施是在全球变化正在深刻影响人类生存和发展的背景下开展的,总体目标是提高地球系统模式空间水平分辨率,完善综合评估模型,实现地球系统模式和综合评估模型的双向耦合,评估气候变化对社会经济的影响。旨在解决2个关键科学问题:综合评估模型中如何刻画气候变化的影响?气候变化对中国社会经济的影响及其程度如何?解决2个关键技术问题:地球系统模式中小尺度人类活动模拟的技术问题;地球系统模式和综合评估模型运行尺度匹配和非同步耦合的技术问题。     

大通站水沙关系演变驱动因素分析

大通水文站是长江进入河口的第一个关键界面,其水沙关系的变化不但直接影响河流本身的发展演变,也影响着河口三角洲的发育过程。深入研究大通站水沙关系的驱动因素,有助于更好地认识长江流域的输沙规律,可为流域地貌演变和对人类活动响应的深入研究提供科学依据。本文基于数理统计方法,重点从降水变化、径流变化、水利水土工程等方面定性定量地研究了气候变化和人类活动对大通站水沙演变过程的影响,结果表明：1954—2000年间降水量和输沙量变化特征较为一致,说明气候变化在一定程度上影响着大通站泥沙输移的变化过程,其更多地体现在对泥沙输移长期性变化的影响方面;2001—2010年输沙量急剧下降,大型水利工程的实施等人类活动对泥沙输移的影响是近10年来大通站入海泥沙急剧变化的直接诱因和主要原因,其主要体现在短时间尺度上。     

关于黄河三角洲地区莱州湾南岸平原湖泊消亡原因的讨论

有一种观点认为,在黄河三角洲地区的莱州湾南岸平原,“古湖泊消亡的根本原因是气候变化”。通过查证资料,可以认为在黄河三角洲地区,从更新世以来的地质历史时期的气候变化、有文献记载的人类历史时期的气候变化以及近百年来有仪器记录的现代气候变化等三个层次上分析,均不存在湖泊消亡的气候条件。此外还列举了其他地区同时期湖泊消亡的气候条件,并将其与黄河三角洲地区进行比较,也说明黄河三角洲地区不存在湖泊消亡的气候条件。参照有关资料,在黄河三角洲地区,河道变迁频繁和人类活动加剧是湖泊消亡的根本原因。     

我国冰冻圈变化的影响在气候变化背景下的识别

全球气候变化对自然生态系统和人类社会系统的各个方面产生了很重要的直接影响,其中冰冻圈由于其脆弱性与灵敏性而首当其冲.同样,气候变化通过影响冰冻罔而对自然生态系统和人类社会系统产生很重要的间接影响.通过论述冰冻圈变化的影响,选取较为典型的领域,在时空尺度、作用机制以及影响过程等方面,对气候变化背景下我国冰冻圈变化的具体影响进行了识别.结果表明,气候变化的正面或者负面影响通过冰冻圈变化的作用之后可以加强或者削弱,从而为制定冰冻圈变化的适应对策提供科学依据.     

环境变化对黄河中游汾河径流情势的影响研究

20世纪70年代后我国许多河流的径流量呈下降的趋势.在这些趋势变化中,如何区分人类活动及气候变化的影响是当前流域水文研究的热点和难点.提出了区分人类活动和气候变化影响的分析思路以及定量计算方法.介绍了SIMHYD概念性降水径流模型,并应用黄河中游汾河流域"天然"时期的水文、气象资料率定了模型参数,通过水文模拟还原了人类活动影响期间的天然径流量,进而分析了汾河流域径流情势的变化原因.结果表明:SIMHYD降水径流模型对汾河流域天然月径流过程具有良好的模拟效果;就1970-1999年的平均状况而言,气候因素和人类活动对径流的影响量分别占径流减少总量的35.9%和4.1%,人类活动是汾河流域径流减少的主要因素.     

中国第四纪研究委员会简介

第四纪是地质历史上最新的一个地质时期，是地球环境演化过程中人类出现和现代环境格局逐步形成的重要时期。第四纪地球环境的一个重要特点是地球气候的大规模冷暖波动，特别是在寒冷时期在地球极地海洋、高纬度陆地和各纬度的高山上出现大规模的冰盖和／或冰川活动，海平面大幅度下降；暖期时，由于冰盖的大量融化，海平面上升。伴随这种大规模的气候变化是生态环境的改变和生物界的相应变化。人类的出现是第四纪时期的重要事件，人类出现的环境条件以及人类文明的发展，即人类活动对地球环境自然演化的影响也日益受到重视。第四纪研究就是借助现代科学技术手段，利用各种类型的载体中的各种环境变化记录，来恢复过去几个百万年以来地球环境演化的历史，探求造成这些变化的原因，搞清地球环境自然演化规律与人类活动的影响，以期预测今后环境演化的可能趋势。     

气候变化与人类活动对水文影响的研究进展

气候变化与人类活动对水文过程产生了重大影响,估计和区分二者的影响是水科学研究中的热点问题。针对气候变化和人类活动(土地利用/覆盖变化)两个驱动因素,分别综述了气候变化、人类活动和两者综合对水文影响的研究进展;介绍了未来的气候情景和人类活动情景;阐述了区分气候变化和人类活动对水文要素过去和未来影响的研究方法,并总结了方法中常用的分布式水文模型。提出当前研究中存在气候和人类活动情景重复交叉、缺乏两者对水文极值事件的影响研究等问题。     

气候变化:过去、现在和未来——第33届国际地质大会气候变化专题综述

本文综述了第33届国际地质大会"气候变化"专题情况。论述了地质年代中气候变化的客观因素及人为作用对气候变化的影响,反映出以人类与地球相互作用为中心的研究已成为目前地质科学家们极其关注的主题。重点介绍了与"气候变化"相关的6个主要议题:气候变化的依据、气候变化的影响因素、气候变化的预测预报、人类作用对气候变化的影响、能源结构的调整、气候变暖对全球环境的影响。阐明了有关气候变化的两点思考:大气中CO2等温室气体排放的快速减少和气候预测可行性的提高,并作了简要的讨论。     

明清时期安徽省蝗灾时空演化、社会影响与响应*

自古以来,蝗灾与水灾、旱灾并称为中国农业社会的三大自然灾害。基于史料文献收集了明清时期安徽历史蝗灾记录,通过构建10 a尺度上的蝗灾频次序列和1 a尺度上的蝗灾县次序列,在县域尺度上绘制了蝗灾指数分布图,探讨了蝗灾演化时空动态过程。通过引入饥荒、米价以及疫灾序列分析了蝗灾对社会的影响以及古代社会对蝗灾的响应过程。结果表明: 明清时期安徽境内共发生181次蝗灾,每3.2次/10 a,累计653个受灾县次,平均3.6县/a;安徽地区发生了5次大蝗灾事件,这与同时期的干旱密切相关;安徽长江以北地区的蝗灾指数高于南部山区,地形、水旱灾害以及人类活动等因素是影响蝗灾指数分布差异的主要原因。蝗灾对社会产生了复杂深远的影响,是引发饥荒的重要因素,并间接导致瘟疫现象。蝗灾大范围出现后导致短期内米价暴涨,增加社会不稳定性。政府的捕蝗救灾的方式与能力直接影响群众的生存状况,是保障社会稳定的重要机制。综合看来,蝗灾会对农业子系统、经济子系统、社会子系统和技术子系统产生多重影响。     

明清时期安徽省蝗灾时空演化、社会影响与响应

自古以来,蝗灾与水灾、旱灾并称为中国农业社会的三大自然灾害。基于史料文献收集了明清时期安徽历史蝗灾记录,通过构建10 a尺度上的蝗灾频次序列和1 a尺度上的蝗灾县次序列,在县域尺度上绘制了蝗灾指数分布图,探讨了蝗灾演化时空动态过程。通过引入饥荒、米价以及疫灾序列分析了蝗灾对社会的影响以及古代社会对蝗灾的响应过程。结果表明:明清时期安徽境内共发生181次蝗灾,每3.2次/10 a,累计653个受灾县次,平均3.6县/a;安徽地区发生了5次大蝗灾事件,这与同时期的干旱密切相关;安徽长江以北地区的蝗灾指数高于南部山区,地形、水旱灾害以及人类活动等因素是影响蝗灾指数分布差异的主要原因。蝗灾对社会产生了复杂深远的影响,是引发饥荒的重要因素,并间接导致瘟疫现象。蝗灾大范围出现后导致短期内米价暴涨,增加社会不稳定性。政府的捕蝗救灾的方式与能力直接影响群众的生存状况,是保障社会稳定的重要机制。综合看来,蝗灾会对农业子系统、经济子系统、社会子系统和技术子系统产生多重影响。     

高亚洲地区冰崩灾害的研究进展

在全球气候变化的背景下,冰崩灾害极有可能成为人类面临的新常态。特别是在高亚洲地区,冰崩灾害事件严重威胁"亚洲水塔"的命运和"第三极"的生态安全。因此,研究冰崩灾害事件对于保障"一带一路"国家战略的顺利实施和保护"一带一路"沿线国家的生产与生存环境具有重要的现实意义。通过梳理历史上有记录的几次冰崩灾害事件,系统介绍冰崩的发生过程;再从冰崩体的物质组成、冰崩体的运动特征、冰崩发生的可能原因以及冰崩的影响等方面总结了冰崩的研究内容;重点阐述了冰崩的研究方法;最后讨论了当前冰崩研究存在的问题,并从冰崩研究方法等角度展望了未来冰崩灾害事件的研究方向。     

人类从哪里来？——（4）人类演化与古地理、古环境和古气候变化

详细介绍了8 Ma以来全球气候变化的规律,研究表明地球上主要发生过3次冷气候事件：第一次冷气候事件大约发生在距今7 Ma,一股强烈的干冷气流刮过欧洲大陆,穿越赤道地区直达非洲大陆,使得原始森林开始萎缩,面积的缩小导致古猿与人类发生演化分异;第二次冷气候事件大约发生在距今4.2 Ma,那时干冷气候持续发展,非洲大陆的原始森林进一步萎缩,并逐渐演化为稀树草原,出现了南方猿人和傍人;第三次冷气候事件大约发生在距今2.3 Ma,全球气候变化波动较大,冷-暖气候交替发育,地球上出现了真正意义上的人（人属）,并逐渐演化成现代人。根据目前的研究,人类的起源和演化与古地理、古环境和古气候变化密切相关,人类演化历史大致可分为7个时期：撒海尔猿人—原初猿人时期、地居猿人时期、南方猿人—傍人时期、能人—鲁道夫人时期、匠人—直立人时期、先驱人—海德堡人时期和智人时期。     

过去千年气候变化的数值模拟研究进展

在阐述千年气候变化研究意义的基础上,围绕着如何利用气候系统模式来对过去千年的气候变化进行归因模拟、以理解其中自然和人为因素的作用问题,总结和评述了国际上相关研究进展,进一步归纳了千年气候变化数值模拟中亟待解决的科学问题,重点包括千年气候演变中自然变率特征时段(即中世纪暖期和小冰期)与人类活动影响时段(即20世纪气候变暖)的气候差别,在中世纪暖期、小冰期和20世纪气候变暖这3个特征时段上,自然变化和人类活动影响的作用与机制比较、中国过去千年气候演变的模拟等,随后,扼要介绍了国家自然科学基金重大项目"中国地区树轮及千年气候变化研究"之课题"中国千年气候变化数值模拟与机理研究"的主要研究内容.