自然植被对气候变化响应的研究:综述

植被-气候关系的研究已经超越了植被地理学、植被生态学的研究范围，而成为全球变化研究的核心内容之一，从而受到地理学家、生态学家等的广泛关注，并开展了大量的研究。本文概述了过去、现在和未来自然植被对气候变化响应研究的主要进展，阐述了自然植被响应气候变化，特别是未来全球气候变化的基本的可能结果。     

自然植物被对气候变化响应的研究：综述

植被－气候关系的研究已经超越了植被地理学、植被生态学的研究范围，而成为全球变化研究的核内容之一，从而受到地理学家、生态学院等的广泛关注，并开展了大量的研究。本文概述了过去、现在和未来自然植被对气候变化响应研究的主要进展，阐述了自然植被响应气候变化，特别是未来全球气候变化的基本的可能结果。     

全球变暖背景下的南极地区气候变化

南极地区气温冬季,春季和秋季都有上升趋势,而夏季则有下降趋势,年平均气温也趋上升,气温上升趋势最强烈的是冬季,其次是春季;降水各季和全年都有增加趋势。在年际尺度上,年均气温和降水与南极涛动指数是负相关,南极极涛动对不同区域影响的方向和程度也有区别。     

气候变化对中国植被可能影响的模拟

依据我国植被和气候的关系对生物地理模式MAPSS中的某些参数和过程进行了调整。将改进后MAPSS模拟的当前气候状况下潜在植被类型及叶面积指数的分布与我国植被区划图和多年平均的NDVI（NOAA／AVHRR）比较，发现结果有了很大的改进。将大气环流模式HadCM2对未来气候变化的预测结果应用于改进后的MAPSS对我国植被未来的变化进行了模拟。考虑到未来大气升高的CO2浓度对植物水分利用率（WUE）的可能影响，进行了WUE变化和不变化2种预测。结果发现未来气候变化可能导致我国东部森林植被带的北移，尤其是北方的落叶针叶林的面积减少很大，以至可能移出我国境内；华北地区和东北辽河流域未来可能草原化；西部的沙漠和草原可能略有退缩，相应被草原和灌丛取代；高寒草甸的分布可能略有缩小，将被萨瓦纳和常绿针叶林取代。同时模拟的结果表明模型对WUE非常敏感。最后对结果的不确定性进行了讨论。     

森林砍伐、气候变化与农业可持续性：综述（英文）

本研究通过总结相关文献探讨了森林砍伐与农业之间的关系,并评估了气候变化对其潜在影响。选择具有重要生态意义的西高止山区作为研究对象,通过整理各个研究主题下的相关结果,我们详细探讨了包括森林砍伐的根本原因,森林土地转化为农业用途,农业、森林砍伐与气候变化之间的关系,气候驱动的农业脆弱性以及如何在保护森林与发展农业之间取得平衡。研究发现,农业的转变已经成为引发森林砍伐的主要原因;气候变化对农业的主要影响体现在作物产量的下降。印度的干旱和亚热带地区对气候变化的敏感性较高,这很可能是由于印度的热带森林遭受了较严重的砍伐。西高止山区联合森林规划和管理区域的树木密度较高,这为剩余土地用于非森林用途（如农业）创造了潜在的机会。     

气候变化背景下长江经济带生态环境状况变化及其研究综述

长江经济带将中国中西部欠发达与东部沿海发达地区联系起来,是中国综合实力最强的地区之一,其生态环境状况关乎全国经济社会的发展,相关研究对于推进资源开发,生态环境保护、风险防范以及区域协调发展都有着重要的意义.通过国内外文献梳理与归纳,总结出长江经济带主要生态环境问题为:生态系统格局变化剧烈;服务功能、质量降低;湿地和湖泊...     

茂兰喀斯特森林林隙物种多样性的动态规律

分析了茂兰喀斯特森林不同大小和发育阶段林隙物种多样性的动态变化规律。结果表明：林隙中乔木、灌木、草本和藤本植物的多样性指数H′在140～210 m2时最大,随林隙面积的进一步扩大,H′呈下降趋势。乔木、灌木和草本的多样性指数H′在林隙形成的20～30 a间达最大值,随林隙年龄的增加而减小。藤本植物的多样性指数H′在林隙形成初期至40 a时逐渐增加,在40 a时达最大值,最大值出现时间较其他生长型滞后。各生长型物种丰富度指数R1和均匀度指数J的变化趋势总体上与物种多样性指数相一致,生态优势度λ值与物种多样性指数几乎相反。乔木和藤本植物的多样性指数随林隙大小和年龄的变化趋势较灌木和草本植物和缓,灌木和草本植物对林隙环境的时空变化最为敏感。     

气候变化和生态建设对秦岭—淮河南北植被动态的影响

论文基于2000-2019年秦岭—淮河南北MODIS-NDVI植被覆盖数据,对中国南北过渡带植被时空变化进行分析,并探讨植被动态变化驱动因素.结果 表明:①在趋势变化上,2000-2019年秦岭—淮河南北植被显著恢复.其中,秦巴山区植被恢复面积占比最高,其次是巫山山区和关中平原;植被退化区面积占比仅为6.4％,主要分布...     

1981-2010 年气候变化对青藏高原实际蒸散的影响

基于1981-2010 年青藏高原80 个气象台站观测数据, 通过改进的LPJ 动态植被模型, 模拟并分析了青藏高原实际蒸散及其与降水的平衡关系(P-E) 的时空变化。研究结果表明, 在过去三十年来青藏高原气候呈现以变暖为主要特征的背景下, 降水量整体略有增加, 潜在蒸散呈减少趋势, 特别是2000 年以前减少趋势显著;青藏高原大部分地区实际蒸散呈增加趋势, P-E的变化趋势呈西北增加-东南减少的空间格局。大气水分蒸散发能力降低理论上会导致实际蒸散减少, 而青藏高原大部分地区实际蒸散增加, 主要影响因素是降水增加, 实际蒸散呈增加(减少) 趋势的区域中86% (73%) 的降水增加(减少)。     

全球气候变化背景下中国敏感区区域响应比较

近50年来全球气候变化研究已经是当今自然科学重大课题之一,中国的区域响应也日渐引人关注。依据黑龙江、新疆、西藏三省区93个国家基准或基本气象站1961—2008年间的日气温和降水数据,就中国气候变化敏感区气温和降水变化过程和特征进行对比分析。①气温变化方面,三省区均呈明显升温趋势,研究时段内黑龙江、新疆、西藏增温幅度分别为1.71℃,1.20℃,1.15℃,且都通过了α=0.01的统计检验;②不同季节增温幅度上,黑龙江省以冬春增幅最大,而新疆和西藏则均以秋冬两季增温最强;③降水量变化方面,黑龙江年降水量有所减少,新疆和西藏则有所增多,但趋势都不十分明朗;④黑龙江年降水量的减少主要体现在夏秋两季,特别是夏季;⑤无论年降水总量还是不同季节降水量的年际波动量值均以新疆和黑龙江明显、西藏相对平稳为特征。     

气候变化和人类活动对南方红壤丘陵区森林生态系统影响模拟研究——以江西泰和县为例

在全球气候变化和人类活动的影响下,森林生态系统结构、功能以及空间格局都将发生不同程度的变化。明晰景观尺度上未来森林的动态变化,对森林可持续发展具有重要意义。选择江西省泰和县为研究区,综合利用土地利用模型（CA-Markov）和森林景观动态模型（LANDIS-II）,并结合生态系统过程模型（PnET-II）,模拟气候变化、土地利用、采伐以及综合情景下未来40年（2010-2050年）阔叶林、针叶林的面积及生物量变化。结果表明：① 气候变化对森林面积影响较小,采伐使森林面积显著减少,土地利用变化使森林面积的变化更加剧烈;② 针叶林和阔叶林对不同干扰方式的响应表现出较强差异,针叶林对采伐的响应更加剧烈;③ 多模型综合模拟方法有助于区域森林管理,为南方红壤丘陵区森林结构优化和功能提升提供科学建议。     

近50年来气候变化背景下中国大豆生产潜力时空演变特征

大豆是中国最重要的粮食兼油料作物之一,随着人口的增长和人们生活水平的提高,中国对大豆产品的消费需求不断增加.全球气候变化给大豆生产带来了一定影响,其中有负面的,也有正面的.本文以2010年中国耕地空间分布遥感监测数据为基础,在1961-2010年的长时间序列气象数据、土壤数据等数据基础上,采用GAEZ模型,综合考虑光、温、水、CO2浓度、病虫害、农业气候限制、土壤、地形等因素,估算了中国大豆生产潜力,进而分析了近50年来气候变化导致的中国大豆生产潜力的时空格局特征.研究表明:①中国大豆生产潜力呈现由南向北、由西向东增加的趋势.东北平原区、长江中下游地区和黄淮海平原区是大豆高产区.②近50年来,中国大豆适宜种植面积持续增加,而大豆平均生产潜力却持续下降,大豆生产潜力总量先降后增.③中国大豆生产潜力的变化区域差异明显.东北平原区大豆生产潜力总量居全国第一,长江中下游地区和黄淮海平原区分别居第二、三位.本文揭示了近50年来气候变化背景下中国大豆生产潜力的时空格局演变特征,对合理安排大豆种植布局,高效利用气候和土地资源,实现大豆稳产高产具有指导意义.     

近50年气候驱动下东北地区玉米生产潜力时空演变分析

利用GAEZ模型,综合考虑气象、土壤、地形等因素,估算1961-2010年东北玉米生产潜力,分析50年来气候变化导致的东北玉米生产潜力时空格局演变特征。研究发现：① 1961-2010年,东北玉米平均生产潜力波动较大,整体上以每10年80 kg/hm²的线性倾向率增加;② 由于气候变化,20世纪末、21世纪初玉米生产潜力变化较为频繁;③ 玉米生产潜力总值黑龙江省始终处于最高,近50年间增长幅度黑龙江省>吉林省>辽宁省;④ 近50年来,黑龙江省玉米生产潜力的波动较为剧烈,吉林省和辽宁省相对稳定;⑤ 近50年东北玉米适宜种植区有所增加,主要集中在黑龙江省西北地区,高生产潜力区域增加明显,呈现北移趋势。研究可为东北地区高效利用气候和土地资源,优化玉米生产布局提供依据。     

气候变化背景下陕西冷暖冬事件的多尺度特征研究

基于陕西省1960—2019年94个气象站点冬季逐日气温资料,分陕北、关中和陕南3个气候区,从时间和空间2种尺度分析了陕西冷、暖冬事件的变化特征.结果 表明:近60 a陕西冬季增温明显并在1987年前后发生突变,冬季平均0℃等温线北抬1～2个纬度,增温幅度以陕北最强陕南最弱.从时间尺度上,气候变化导致暖冬指数以9.5％...     

气候变化影响下北海公园冰上运动季的特征与情景模拟

北海公园冰上运动是北京传统体育文化遗产的重要组成内容以及冬季休闲旅游的代表性符号,强化其气候变化影响与适应研究,对于应对全球变化的挑战、践行“大力发展冰雪经济”的指示具有重要意义。本文从多源文献中提取分析了其冰场多年启闭日期（间接指示冰层厚15 cm）的变化特征,并结合气温器测数据以及4种气候情景数据（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5）,利用留一交叉验证法探讨了不同温度指标和拟合方程的预测效果差异,进而对未来冰上运动季的变化、潜在影响与适应对策进行分析。结果表明：① 1989—2018年冰上运动季始日、末日和持续长度的均值分别为1月1日、2月5日和36 d,对应的趋势表现为不显著的推迟（1.00 d/10a）、提前（-0.77 d/10a）和延长（1.11 d/10a）,时序变化可区分为1989—2000年、2001—2013年和2014—2018年3个阶段。② 冰上运动季始、末日分别对其日期前59 d的日最低温和前94 d的日最高温有较好响应,利用这两个指标和玻尔兹曼函数可更好预测冰上运动季变化。③ 2021—2099年冰上运动季始日、末日和持续长度的均值分别较1989—2018年晚1 d、早1 d和缩短2 d,3个指标变幅一致缩小,对应的0.14 d/10a、-0.21 d/10a和-0.34 d/10a的趋势均达到0.01的显著性水平。④ 未来79 a内冬季两大节庆中元旦冰上运动的适宜性要大于春节,其中春节的适宜性在4种气候情景下相差不大,而元旦的适宜性则在4种情景下有一定差别。⑤ 在相关预估结果上,BCC-CSM2-MR、CanESM-5和UKESM这3种区域气候模式并没有太大差异,而热岛效应影响尚待深入研究。⑥ 为了在气候变暖背景下促进体旅融合消费、保障冰上运动产业高质量发展,运营企业应采取强化游客安全保障、扩展旅游产品谱系、购买冰量保险等全方位主动适应措施,研究者应加强研究气候变化影响的复杂性、改进旅游流的预测效果,而管理部门应大力推动产业风险管理报告的编制,充分重视气候变化风险的动态评估。     

近30a甘肃天水气候资源变化对杏产量影响评估

气候变暖导致气候资源配置发生变化,由此而引发的农业气象灾害导致果树作物发育进程、果树产量出现较大波动。利用统计学方法对甘肃天水近30 a气候资源变化对杏树产量影响研究和分析,得出20世纪90年代以来杏树花芽膨大、现蕾、开花期较80年代提前6~7 d,果实成熟期提前10 d左右;由此而引发的农业气象灾害以初秋9月下旬、后冬1月下旬至2月上旬、花前3月上旬温暖干旱气候和花果期4月上中旬低温干旱气候对杏树产量形成影响最大,年际变化除后冬干旱灾害呈明显加重趋势,为本世纪影响杏树产量形成的主要农业气象灾害外,其它灾害在本世纪虽略有减轻,但危害程度仍明显重于80年代;10 a平均气候产量动态相对偏差百分率90年代(与80年代相比)减少29.9个百分点,本世纪减少7.8个百分点。评估有灾17 a,实况(轻、中、中大和大灾) 16 a,评估准确率94%,其中中灾和中大灾害评估准确率均达100%,评估效果比较理想,对农业防灾减灾有一定的指导意义。     

气候变化情景下青海湟水流域径流变化的HIMS模拟分析

基于国产HIMS(Hydro-Informatic Modeling System)模型,以青海湟水流域为研究区域,利用1986-2000年33个雨量站和8个气象站的逐日降水和气温数据,对其径流变化进行模拟;选取流域内6个水文站同期的实测径流数据,进行参数率定及验证。结果表明:HIMS模型日、月率定及验证结果良好,在湟水流域具有良好的适用性。在此基础之上,分析了湟水流域1961-2010年降水及气温的变化趋势,并对不同气候变化情景下的水文响应(径流量)进行模拟分析。结果显示气候变化对湟水流域径流量变化趋势影响显著,随气温升高和降水量的减少,径流量呈明显的减少趋势,反之,呈增加趋势。     

全球变化与陆地系统综合集成模拟——新一代陆地生态系统动态模型(DLEM)

人类社会从陆地生态系统获取生产和生活资料的同时也作为一种干扰形式改变着地气之间的动态平衡。这三个既独立又相互耦合的子系统共同组成了一个复杂的陆地系统。如何深入理解这一系统的过程和机制是人类应对气候变化挑战的前提条件。陆地生态系统模型作为一种集成工具,已广泛应用于全球变化研究的各个领域,但从输入数据到模型结构和过程等诸多方面仍存在很大的不确定性。近年来,随着大气和地面生态观测网络的不断完善以及遥感等空间技术的不断强大,使陆地生态系统模型进一步发展和突破成为可能。新一代多因子驱动的陆地生态系统动态模型(DynamicL and Ecosystem Model,DLEM)正是在这一背景下应运而生的。本文旨在介绍DLEM的主体框架、输入输出变量、关键过程、主要功能和特点。     

Impacts of climate change and LULC change on runoff in the Jinsha River Basin

The climate change and Land Use/Land Cover(LULC) change both have an important impact on the rainfall-runoff processes. How to quantitatively distinguish and predict the impacts of the above two factors has been a hot spot and frontier issue in the field of hydrology and water resources. In this research, the SWAT(Soil and Water Assessment Tool) model was established for the Jinsha River Basin, and the method of scenarios simulation was used to study the runoff response to climate change and LULC change. Furthermore, the climate variables exported from 7 typical General Circulation Models(GCMs) under RCP4.5 and RCP8.5 emission scenarios were bias corrected and input into the SWAT model to predict runoff in 2017–2050. Results showed that:(1) During the past 57 years, the annual average precipitation and temperature in the Jinsha River Basin both increased significantly while the rising trend of runoff was far from obvious.(2) Compared with the significant increase of temperature in the Jinsha River Basin, the LULC change was very small.(3) During the historical period, the LULC change had little effect on the hydrological processes in the basin, and climate change was one of the main factors affecting runoff.(4) In the context of global climate change, the precipitation, temperature and runoff in the Jinsha River Basin will rise in 2017–2050 compared with the historical period. This study provides significant references to the planning and management of large-scale hydroelectric bases at the source of the Yangtze River.