气候变化对库布齐沙漠生态环境的影响及其适应性对策初探

通过近30a的气候资料分析表明,库布齐沙漠气候有暖湿化的趋势,且其东部较为明显。近20a来,库布齐沙漠以油蒿(Artemisia ordosica)为主的稳定性沙生植被增加、半流动沙丘的面积显著减少;但放牧等人为干扰也使部分草场退化面积增加;库布齐沙漠的植被净初级生产力随年际间的气候波动而变化明显。气候暖湿化趋势虽然对库布齐沙漠东部生态恢复的贡献大于西部,也使得风沙防治工作相对减轻;但沙漠生态系统目前的状况可能还不足以应对未来气候变率增大带来的种种生态危害。基于此,就库布齐沙漠下一步的生态环境建设给出了一些建议。     

巴雅尔草原马蔺物候期对气候变化的响应

基于通辽市巴雅尔吐胡硕牧业气象试验站1981—2014年马蔺物候数据和气象数据,研究了气候变化对马蔺萌芽期、黄枯期和生长期的影响,结果表明:(1)研究区近34a来年均气温呈显著上升趋势,降水量呈减少趋势,气候暖干化特征明显。(2)马蔺萌芽期呈延迟趋势,平均每10a延迟4.1d。马蔺萌芽期主要受3—4月平均气温和2月日照时数影响。(3)马蔺黄枯期呈略提前趋势。8月降水量减少和日照时数增加及10月降水量增加导致马蔺黄枯期提前。(4)气候变暖后,夏、秋季平均气温升高和降水量减少是导致马蔺生长期缩短的主要因子。     

新疆柯柯牙生态防护林工程实施前后气象因子的对比分析

在新疆气候“暖湿化”背景下,利用柯柯牙区域国家气象站(阿克苏站1961—2020年,温宿站1967—2020年)和区域气象站(2012—2021年)气象数据,分析新疆阿克苏地区柯柯牙生态防护林工程(柯柯牙工程)实施前后柯柯牙区域气候因子变化特征。结果表明：(1)柯柯牙区域长时间序列气候呈“暖湿化”变化趋势,沙尘天气呈减少趋势;柯柯牙工程实施(1986年)后气候“暖湿化”速率加快,扬沙日数和沙尘暴日数减少明显,尤其是温宿站扬沙日数变化趋势由增多变为减少(气候倾向率为-2.29 d/(10 a))。(2)阿克苏和温宿城区沙尘天气与偏北风、偏东风的风速显著正相关,柯柯牙工程实施后阿克苏偏北风、偏东风风速减小,温宿偏东风风速减小,柯柯牙工程实施对减小沙尘关键风向的风速有积极作用,是阿克苏、温宿城区沙尘减少的重要原因。(3)对比2012—2021年柯柯牙区域内外气候特征,柯柯牙区域内偏“冷湿”,柯柯牙区域外偏“暖干”;柯柯牙区域内气温呈现中间高两边低、北边高南边低、平原高山区低的空间分布特征,降水量呈现北部和南部多,中部少的空间分布特征,由西北向东南呈高-低-高的分布。     

近40年西藏“一江两河”流域气候变化特征

利用近40年的降水、气温、小型蒸发量、大风日数和沙尘暴日数等气象资料, 采用现代气候统计诊断和环境综合评价方法, 分析了西藏“一江两河”农业综合开发区域的气候特征。结果表明:该流域呈现气温升高、降水量增加的暖湿化气候特征。区域内年平均气温每10年升高了0.24 ℃, 降水量前20年平均每年减少2.9 mm, 而后20年呈显著的增加趋势, 平均每年增加9.6 mm; 蒸发量、大风日数和沙尘暴日数呈明显的减少趋势; 区域环境综合评价指数提高了5.24%。近期暖湿化的气候变化趋势对干旱半干旱的河谷地带而言, 有利于生态环境的改善, 但因洪涝、冰雹等自然灾害的频繁和人为因素使水土流失和土地沙漠化正在加剧。     

卫星遥感资料在青海草地资源监测及评价中的应用研究

利用EOS/MODIS、NOAA/AVHRR卫星遥感监测的植被指数(NDVI)、地面定点监测的实际地上牧草产量资料,依据卫星遥感监测原理,在点和面上研究、建立了植被指数与牧草产量之间的关系模式,给出了草地资源卫星遥感监测和评价方法;监测和评价结果显示:2004年青海省草地资源从东南部向西北部逐渐递减,产量最高区处于黄南州南部和果洛州东南部,最低区处于西北部的柴达木盆地,近20a来天然草地资源的分布规律没有发生变化,但草地生产力在逐步下降,草地资源在逐年减少,仅果洛州全州平均牧草产量比1986年下降了4.04%,牧草总量减少85.10万t,理论载畜量减少了63.11万只绵羊单位;暖干旱化的气候变化趋势,是造成青海省天然草地生产力下降,呈现退化趋势的主要原因。     

气候变化对环青海湖地区天然牧草影响研究

近47a来环青海湖地区的气候变化特征及其对环湖盆地草地生态环境的影响,分析表明：环青海湖地区年平均温度升高、年蒸发量减少比较显著,而降水量呈增加趋势,气候有向暖湿化过渡的趋势。随着气候变化,环湖盆地天然草地植被盖度,高度和产量变化明显。在全球气候变暖的背景下,环青海湖地区,随气温升高、降水增加牧草产量有所增加,     

不同排放情景下模拟的21世纪东亚积雪面积变化趋势

利用WCRP CMIP3气候模式对SRES A2、A1B和B1排放情景下东亚地区积雪面积的未来变化趋势进行了预测,结果表明,未来东亚地区积雪面积将呈现减少趋势,在同一种排放情景下,春季的减小趋势最大,冬季次之,秋季再次之,夏季最小。比较不同区域之间的积雪面积变化,冬、春季青藏高原积雪面积变化趋势要明显大于东亚大陆北部,...     

21世纪新疆区域气候暖湿化趋势预估分析

新疆未来暖湿化的预估分析可为区域气候变化减缓和适应提供重要的科学基础。国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）全球气候模式在三种共享社会经济路径（SSPs）下的结果显示,新疆地区未来2021~2100年总体呈现气温升高、降水增加的“暖湿化”现象,但这种变化的具体数值和空间分布存在一定差异。其中SSP2-4.5情景下,相对于1995~2014年,预估2021~2040年新疆地区年平均气温将升高1.2℃左右,年平均降水将增加6.8%。对极端事件的预估结果表明,新疆地区未来暖事件将增加,冷事件将减少;极端强降水事件将增多,且高排放情景下的增加更为显著。新疆地区的未来预估分析,将有助于对新疆地区灾害风险时空变化格局的认识,对未来农业方面等风险防范也有重要的指示作用。     

未来气候情景下冬小麦潜在北移区农业气候资源变化特征

基于区域气候模式系统PRECIS输出的RCP4.5气候情景数据分析表明,相较于1981-2010年,至2071-2097年冬小麦种植北界将平均向北移动147.8 km,北移面积约1.86×105 km²。选取代表光、温、水资源的9项农业气候资源指标,探究未来情景下,2021-2097年冬小麦潜在北移区内农业气候资源变化特征,结果表明：(1)相较于基准时段(1961-1990年),未来潜在北移区内光照资源变化呈减少趋势;热量资源呈明显增加趋势,在21世纪末的30年,波动性加大;降水资源整体增加趋势不明显,但波动性亦呈现增大趋势。(2)未来潜在北移区内,2030T (2021-2050年)、2050T (2041-2070年)和2070T (2061-2090年)时段光照资源在研究区域的东北部减少幅度较大,而在西南部较小;热量资源在研究区域的北部增加比南部明显;降水资源则主要在研究区域的东北部增加明显。     

过去60年中国秦岭地区云量变化及原因分析

利用近50年秦岭地区高山站及邻近2个地面站的气象资料、季风指数及海温资料,初步分析了云量的变化特征和原因,结果表明:(1)秦岭地区云量变化呈减少趋势,其中华山站(高山)、华县和西安站(平原)夜间的低云量分别为-1.74%·(10a)-1,-1.56%·(10a)-1和-4.23%·(10a)-1,白天的分别为-0.73%·(10a)-1,-1.94%·(10a)-1和-4.62%·(10a)-1;(2)夜间高山站总云量比平原站减少的多(-1%·(10a)-1),白天减少的少(<-0.6%·(10a)-1);(3)高山站和平原站四季的低云量都是减少的,除了平原站夏季总云量是增加的外,其他季节均减少。云量变化的主要原因是:(1)局地气溶胶冷却作用,导致地面接收太阳辐射减少,使局地对流减弱,造成低云量减少;(2)由于西太平洋副热带高压面积增大,使秦岭地区总云量减少。     

1960-2010年山西朔州市气候变化及其突变分析

根据朔州市6 个地面气象站1960-2010 年降水、气温资料,利用折线图、距平图、趋势图、滑动平均、气候变率及统计图表等,对朔州市51 a来气候特征进行具体分析.结果表明:1) 51 a 来朔州市年降水量总体呈减少趋势,气候倾向率为-6.21 mm/(10 a),减少速度低于全国和山西水平,多雨年集中在20世纪60-70年代,少雨年则比较分散;四季降水量的变化趋势有所不同,夏季降水呈减少趋势,其他季节的降水呈现增加趋势,表明朔州市年降水减少主要是夏季降水减少所致;年、季降水均没有显著突变.2)51 a来朔州市年平均气温以0.285℃/(10 a)的速率波动上升,上升速度显著高于全国和山西水平,20世纪90 年代以来这种趋势尤为明显,四季平均气温均为增暖趋势,但增温幅度差异较大,冬季最为明显,增速为0.5℃/(10 a),表明朔州市气候变暖是四季气温增加所致;年和季节的平均气温均存在由低向高的显著突变.3) 以20世纪90年代中期为界,将朔州市气候分为冷、暖2 个阶段,前为冷期,后为暖期.     

21世纪黄河流域上中游地区气候变化趋势分析

气候变化预估常用的全球气候模式（GCM）难以提供区域或更小尺度上可靠的逐日气候要素序列,针对这一问题,应用统计降尺度模型（statistical downscaling model,SDSM）将HadCM3的模拟数据（包括A2、B2两种情景）处理为具有较高可信度的逐日站点序列。以1961-1990年为基准期,分析了21世纪黄河流域上中游地区未来最高气温、最低气温与年降水量的变化。在A2、B2两种气候变化情景下,日最高气温、日最低气温均呈升高趋势;但A2的变化较显著,日最高气温的升高趋势在景泰站最明显,日最低气温的升高趋势在河曲站最显著。流域平均的年降水量变化范围为-18.2%～13.3%。A2情景下降水量增加和减少的面积基本相等,宝鸡站降水量增加最多;B2情景下大部分区域降水减少,西峰镇降水量减少最显著。     

21世纪黄河流域上中游地区气候变化趋势分析

 气候变化预估常用的全球气候模式（GCM）难以提供区域或更小尺度上可靠的逐日气候要素序列,针对这一问题,应用统计降尺度模型（statistical downscaling model,SDSM）将HadCM3的模拟数据（包括A2、B2两种情景）处理为具有较高可信度的逐日站点序列。以1961-1990年为基准期,分析了21世纪黄河流域上中游地区未来最高气温、最低气温与年降水量的变化。在A2、B2两种气候变化情景下,日最高气温、日最低气温均呈升高趋势;但A2的变化较显著,日最高气温的升高趋势在景泰站最明显,日最低气温的升高趋势在河曲站最显著。流域平均的年降水量变化范围为-18.2%～13.3%。A2情景下降水量增加和减少的面积基本相等,宝鸡站降水量增加最多;B2情景下大部分区域降水减少,西峰镇降水量减少最显著。     

重庆高温热浪指数和暖夜指数变化及其情景预估

利用重庆地区1951—2008年逐日气温资料分析了近58年重庆高温热浪指数(HWDI)和暖夜指数(TN90)的年际、年代际变化及其与气温各要素的关系。利用用于IPCC-AR4的全球气候模式产品,在验证其对重庆地区热浪和暖夜指数的模拟能力的基础上,筛选模拟能力较好的模式进行合理组合,并考虑模式模拟气候参考时段的偏差,预估高(A2)、中(A1B)、低(B1)3种排放情景下21世纪重庆地区热浪和暖夜指数的变化。与目前气候(1980—1999年)相比,3种情景下21世纪重庆地区热浪和暖夜指数都将呈显著增加的趋势。2011—2100年,3种不同情景下热浪指数的平均增幅为7.7～12.3天,暖夜指数的平均增幅为12.2%～16.4%。分阶段来看,3种不同排放情景下,21世纪前期(2011—2040年)热浪指数的平均增幅为3.1～4.1天,暖夜指数的平均增幅为5.7%～7.3%;中期(2041—2070年)热浪指数的平均增幅为6.9～11.3天,暖夜指数的平均增幅为12.2%～17.5%;后期(2071—2100年)热浪指数的平均增幅为12.4～21.6天,暖夜指数的平均增幅为17.1%～27.8%。     

基于ECHAM5模式预估2050年前中国旱涝格局趋势

 利用ECHAM5/MPI-OM气候模式输出的2001-2050年逐月降水量资料,考虑IPCC采用的3种排放情景（A2：温室气体高排放情景;A1B:温室气体中排放情景;B1：温室气体低排放情景）,计算其标准化降水指数,分析了中国2050年前3种排放情景下的旱涝格局。结果表明：3种情景下旱涝趋势空间分布不同,其中A2情景下旱涝格局同1961-2000年观测到的旱涝格局相似,均存在一条由东北向西南的干旱带;而A1B和B1情景下旱涝格局则发生了很大的变化,尤其B1情景下出现了"北涝南旱"的格局。未来50 a干旱面积在A2情景下呈略增加趋势;A1B和B1情景下为减少趋势。3种情景下干旱频率的空间分布也各不相同。     

未来气候变化背景下我国橡胶树寒害事件的变化特征

利用1981—2010年历史气象数据和2031—2060年（RCP2.6和RCP8.5）气候情景数据,根据橡胶寒害等级指标,结合插值分析、提取分析和地图代数等空间分析方法,研究在未来气候情景下我国橡胶树寒害事件的变化特征。结果表明：(1) RCP2.6和RCP8.5气候情景下2031—2060年我国橡胶种植适宜区基本呈现寒害发生降低的趋势,其中次适宜区（III）和局部可植区（IV）的降低幅度较为明显,有向高一等级适宜区转化的趋势。(2)我国橡胶树寒害中心的纬度,由1981—2010年的22.5°~23.5°N向北移动至2031—2060年RCP2.6情景下的24.0°~24.5°N和RCP8.5情景下的23.5°~24.0°N。(3) 2种气候情景下,2031—2060年我国海南、广西、广东、福建等植胶区橡胶树寒害发生概率（较基准时段1981—2010年）主要呈现降低趋势,云南植胶区在2种气候情景下有明显的差异,表现为RCP2.6情景下,轻度和特重寒害呈现降低趋势,中度和重度寒害呈现增加趋势;RCP8.5情景下,轻度和重度寒害呈现降低趋势,中度和特重寒害呈现增加趋势。(4)对比2种气候情景较基准时段的变化情况,RCP2.6情景对橡胶树轻度和特重寒害影响较大,RCP8.5情景对橡胶树中度和重度寒害影响较大。     

未来我国极端温度事件变化情景分析

基于Hadley气候预测与研究中心的区域气候模式系统PRECIS（Providing REgional Climates for Impacts Studies）单向嵌套该中心全球海-气耦合气候模式HadCM3高分辨率的大气部分HadAM3P, 检验PRECIS对我国气候基准时段（1961—1990年）极端温度事件的模拟能力, 分析IPCCSRES（Special Reporton Emission Scenarios）B2情景下未来2071—2100年相对于气候基准时段我国极端温度事件的变化响应。与观测资料的对比分析表明:PRECIS能够较好地模拟我国气候基准时段极端温度事件的局地分布特征。IPCC SRESB2情景下, 预估未来2071—2100年我国大部分地区高温日数出现频率均比气候基准时段高5倍以上; 霜冻日数将呈减少趋势, 我国南方地区的减少趋势大于北方地区; 暖期持续指数整体将呈增加趋势, 我国东北地区、西北地区中西部、华北地区和东南沿海地区增加显著; 冷期持续指数整体将呈减少趋势, 且东北地区、华北地区、西北地区及内蒙古、青藏高原大部地区的减少幅度将达到90%以上。     

黑龙江省未来41年气候变化趋势与突变分析

选用由英国Hadley中心区域气候模式系统PRECIS构建的基准时段（1961—1990年）和未来时段（2010--2050年）A2、B2情景气候数据,应用线性倾向估算法、累积距平及Mann—Kendall法对排放情景特别报告（SRES）中A2和B2情景下黑龙江省2010--2050年的平均气温、平均最高最低气温、降水量的变化趋势和突变进行了分析。结果表明：相对于基准气候（1961--1990年）,未来41a平均气温表现出明显的上升趋势,A2、B2情景下年均气温分别升高1．63℃和1．94℃,突变分别发生在2031年和2033年;相对于基准气候,A2、B2情景下未来41a降水量分别增加5．3％和1．1％,降水量变化趋势不同,A2情景下为4．03mm／10a,B2情景下为5．94mm／10a,但趋势均不显著,且没有突变发生。总体上,黑龙江省未来41a的气候为向暖湿变化的趋势。     

西北气候暖湿化的农业经济影响评估：以宁夏为例

以宁夏农业经济为研究对象,综合气候学与经济学交叉学科理论,在阐述气候变化影响农业经济基本理论的基础上,基于微观计量经济学方法定量评估了1991—2020年历史气候变化和极端天气气候事件对宁夏农业经济产值的差异化影响,进而预估了SSP3-RCP8.5和SSP2-RCP6.0情景下2041—2070年和2071—2100年气候暖湿化的潜在影响。结果表明,平均气温和降水均非线性影响农业经济产值,极端天气气候事件显著抑制农业经济增长,极端高温与重旱未能形成“热旱”复合型灾害影响;SSP2-RCP6.0发展路径可以大幅减缓SSP3-RCP8.5路径下未来升温的潜在负面影响。评估结果揭示了西北气候暖湿化对农业经济的复杂影响,有助于为区域最佳适应气候变化提供科学依据。     

黑河流域下游额济纳三角洲气候及生态环境变化分析

气候是生态环境变化的重要驱动因子,分析其变化特征对生态环境监测具有重要意义。本文以生态环境急剧恶化的黑河流域下游额济纳三角洲为研究对象,利用1960~2012年额济纳气象站的气温、降水资料,采用Mann-Kendall检验、回归分析及累积距平曲线分析气候特征,结合重标极差(R/S)分析法预测未来趋势。结果表明:近53 a额济纳三角洲气温显著升高、降水无明显趋势;气温年代际增温幅度差异明显,1980年代、1990年代增幅最大;降水呈"少—多—少"波动变化,21世纪暖干化明显;暖冬现象显著。结合GIMMS-NDVI及东居延海面积、正义峡径流量,通过Pearson相关分析,结果表明:气候暖干化及黑河干流下泄量减少导致东居延海萎缩盐化、植被退化;2003年以后东居延海面积增加是2002年开始人为生态输水的结果,而非气候暖湿化的表现。