中国北方未来土地利用变化情景模拟

利用系统动力学 (SD) 的原理和方法,发展了区域土地利用情景变化SD模型。在不同系统状态下,模拟了中国北方13省未来50年不同社会经济情景下的区域土地利用结构变化,并初步评价了这些变化的可能生态影响。1990~2001年的模型结果表明该SD模型具有一定的可靠性,能在一定程度上为当前理解土地利用系统的复杂驱动行为,评估脆弱生态区土地系统变化的潜在生态效应提供帮助。2000~2050年的情景仿真结果表明,经济、人口、市场和技术等因素对中国北方13省未来土地利用变化的影响非常明显。     

广东气候变化评估报告(节选)

IPCC第4次报告指出:近100年全球平均气温升高了0.74℃,最近50年有加速之势,而且很可能主要由人类活动引起;预计21世纪,全球仍将表现为明显的增温,极端天气气候事件及其引发的气象灾害可能更加严重。近50年,广东气温升高与全球平均水平相当,其中珠江三角洲地区是主要增温区域,其次是东南部沿海地区。预计广东在2011~2040年、2041~2070年和2071~2100年的年平均气温可能分别升高约1.0、1.9和2.8℃。在全球变暖的背景下,广东地区气候变化的特征主要表现在:降水变率加大,旱涝灾害频繁;登陆台风的个数减少,初台登陆时间异常;高温日数增加,高温酷热、热浪愈发频繁;低温日数减少,暖冬突出;极端最低气温变化不稳定性增加,寒冷灾害加重;灰霾天气增多,日照时数减少;极端天气气候事件及其引发的气象灾害造成的经济损失显著增大。广东近50年的增暖在很大程度上可能归因于温室气体浓度增加造成的温室效应,这种温室效应已经对增暖做出了实质性的贡献;城市化导致的热岛效应加剧了局部地区的气温上升。气候变暖既有负面影响也有正面影响,但负面影响可能超过正面影响。气候变暖将导致海平面上升,继而可能对广东沿海低洼地区带来严重的负面影响。在过去近100年全球海平面上升约10~20 cm,广东海平面上升速率为1.7 mm/年,海平面上升会使海岸侵蚀加重,咸潮海水入侵加剧;温度上升可能使广东近海珊瑚礁生态系统退化,且变得更加脆弱;珠江口的咸潮上溯的现象可能更加频繁;广东沿海的赤潮可能更加频发。气候变暖将导致农业生产的不稳定性增加,产量波动大,农业成本和投资将增加。此外,气候变化对我省国民经济的一些方面(如水资源、人类健康、人类居住环境、保险和其它金融业)的影响可能以负面为主。为适应和减缓气候变化的影响,建议:通过节能降耗,减缓温室气体排放;采取措施,适应已经发生了变化的气候;提高对气候系统的监测能力;加强气候变化领域的科学研究、适应对策研究及技术开发;在经济社会发展规划中统筹考虑应对气候变化问题;提高公众的气候保护意识;加大资金投入;积极开展合作与交流。     

碳中和愿景下的污水处理厂温室气体排放情景模拟研究

污水处理厂运行过程中大量释放甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O),是重要的人为温室气体排放源.基于2005—2015年统计资料和IPCC核算方法,估算了2005—2015年中国生活污水处理厂CH4和N2O排放,分析了其排放特征和影响因素;依据碳中和愿景设定3种减排情景(低减排、中减排和高减排),并预估了2020—2050...     

未来气候情景下长江上游区域积雪时空变化分析——基于CMIP5多模式集合数据

基于21个CMIP5全球气候模式集合数据,耦合VIC模型,预估了未来30年（2011-2040年）RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5 三个情景下长江上游区域积雪的时空变化。结果表明:与基准期1970-1999年相比,长江上游区域未来30年的多年平均气温和各月平均气温都将升高1~2℃,其中冬季和春季升温较大;平均年降水量将增加3%~4%,但秋、冬季降水有所减小。未来30年平均积雪深相对于基准期将减小37.8%左右,在积雪过程中达到最大积雪深的时间与基准期基本相同,而融雪开始的时间略有延后;从空间变化来看,冬季（1月份）长江上游区域大部分地区的积雪深都呈现减小趋势,部分地区积雪深减小超过了50%。     

洮河流域土地利用／覆被变化的水文过程响应

土地利用/覆被变化是导致流域水资源发生变化的重要原因.以中国西北地区的洮河流域为研究区,构建适宜于洮河流域的分布式水文模型(SWAT),在综合考虑流域1985-2000年间土地利用/覆被变化特征的基础上建立多种土地利用/覆被情景,并对不同情景下的水文过程进行模拟,得到以下结论:(1)经校准后的SWAT模型,其验证期的相关系数R~2、相对误差R_e和效率系数E_(ns)分别为0.83、-8%和0.68,说明SWAT模型在洮河流域径流量模拟中具有较高的适用性.(2)草地、林地和耕地是洮河流域的主要土地利用类型.林地的壤中流、土壤湿度和产水量最大,耕地的地表径流和蒸散量最大.与1985年相比,2000年土地利用/覆被情景下地表径流增加了1.72%,地下径流和产水量降低了0.8%和0.4%;耕地扩张和城镇建设用地情景下流域地表径流明显增加,生态恢复情景下流域地表径流和产水量均有所降低.(3)从月径流量来看,林草地可以减小最大与最小流量的变幅,而耕地的作用正好相反.与1985年相比,2000年土地利用/覆被情景下汛期地表径流增加1.67%,地下径流减少0.83%,产水量减少0.36%;非汛期地表径流增加1.86%,地下径流减少0.63%,产水量减少0.46%.说明林草地减少对非汛期的影响更大.     

基于SWAT模型模拟的未来气候变化对洪湖流域水资源影响研究

利用SWAT模型和IPCC第五次评估报告中全球气候模式BCC-CSM 1.1数据,对未来气候变化RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 8.5共3种典型排放情景对洪湖流域水资源的影响进行了模拟研究。结果表明:SWAT模型对洪湖流域供水资源模拟的适用性较好,洪湖流域在未来RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 8.5排放情景下的温度增幅分别为1.4℃、1.9℃和2.4℃,降水变率分别为-3.20%、7.60%和7.90%。SWAT模型模拟结果表明,未来3种情景下随着温度上升洪湖流域实际蒸散发量均略增加,径流受降水影响显著且变化不同,RCP 4.5和RCP 8.5情景下地表径流及地下径流均增加,RCP 8.5情景比RCP4.5情景下地表径流增加多;且各种重现期的洪峰流量和洪水发生频次均增加,RCP 2.6情景下地表径流和地下径流减少。3种情景下径流变异系数较基准期均略增大,说明洪湖流域发生干旱和洪涝的可能性增大,水资源可控性和利用率降低。     

不同情景达到碳中和下中国区域气候变化的预估

利用第6次耦合模式比较计划(CMIP6)中的9个全球气候模式的模拟结果,通过CO₂浓度达峰时间确定SSP1-1.9和SSP1-2.6两种情景下的全球碳中和时间,预估了全球碳中和下中国区域气候较历史参考期(1995—2014年)的未来变化,分析不同时间达到碳中和下气候响应差异,并与未实现碳中和的SSP2-4.5情景下的气候变化对比。结果表明,SSP1-1.9和SSP1-2.6情景下全球达到碳中和的时间分别为2041年和2063年,相较于历史参考期,SSP1-1.9/SSP1-2.6下中国区域平均年气温上升1.22/1.58℃,平均年降水量增加7.1%/9.9%。SSP1-2.6(晚碳中和)较SSP1-1.9(早碳中和)情景下年均温增高约0.36℃,最大升温区位于西南及高原地区。对降水而言,晚碳中和较早碳中和全国平均年降水量增加约2.7%。全年及夏季降水量显著增加区主要在西北,新疆地区出现降水增加超过8%的大值区,冬季则集中于黄河中下游,增幅也超过8%。未碳中和的SSP2-4.5情景下中国区域的升温显著强于SSP1-2.6(碳中和)情景,年平均气温高约0.61℃,西北...     

中国东部地区典型臭氧污染过程防控敏感性及减排情景研究

近年来,我国东部地区夏季臭氧污染问题日渐凸显,成为影响空气质量、环境改善的重要因素之一,为量化评估臭氧前体物减排对臭氧污染的影响,本文以2021年6月19—30日中国东部地区臭氧污染过程为例,应用空气质量模型CMAQ-DDM方法与卫星遥感反演算法分析了东部地区臭氧浓度对人为源前体物排放敏感性的响应程度,并对臭氧前体物设置不同削减比例开展减排情景模拟,结果表明：1)2021年6月19—30日中国东部出现了一次长时间区域性臭氧污染过程,大部分城市达轻度至中度污染水平;2)整个污染时段东部地区主要以VOCs(Volatile Organic Compounds,挥发性有机物)控制区或VOCs与NO_x协同控制区为主,模型模拟与卫星反演结果具有较好的一致性,污染过程前段(19—25日)东部地区对VOCs敏感性较高,污染后段(26—30日)大部分地区转为VOCs和NO_x协同控制区,特别是河南、安徽、江苏部分地区,对NO_x敏感性提高较为显著;3)在相同减排比例条件下(VOCs∶NO_x=2∶1),减排幅度越大,臭氧...     

北京城市副中心（通州区）土地利用演变格局与模拟（英文）

北京城市副中心（通州区）承接着北京中心城区的非首都核心功能,其快速建设发展亟需对区域内土地利用演变格局的科学认识。本文分析了改革开放40年来通州区土地利用演变格局,根据土地利用历史演变特征与城市发展规划目标,结合文旅发展驱动要素,运用FLUS模型模拟城镇化加速、减速和可持续发展3种情景下2035年北京城市副中心（通州区）土地利用空间分布格局。结果表明：（1）北京城市副中心（通州区）以城镇发展建设为主,1980—2010年高速城镇化阶段形成“沿六环顺运河”的城市扩张格局,2010—2020年低速城镇化阶段用地分布稳定,通州区形成从西北至东南城乡分异、土地集约化发展格局,副中心作为通州区城镇化的典型区域具有与通州整体相似的时空演变特征;（2）到2035年,3种情景间土地利用变化幅度和空间分布存在显著差异,城镇可持续发展情景下生态用地面积与分布最优,有利于实现城市可持续发展。在与三大副中心分区规划的契合程度分析中,可持续发展情景下预测模拟与市政府发布的《北京城市副中心控制性详细规划（街区层面）（2016—2035年）》（简称《规划》）用地高度契合,但文化旅游功能区和宜居生活风貌区中模拟预测与...     

8个CMIP5模式对中国极端气温的模拟和预估

利用8个耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）模式结果,采用加权平均方法进行多模式集合,并与NCEP再分析资料进行对比分析,评估了CMIP5模式对中国极端气温的模拟效果,在此基础上,对未来极端气温进行预估。CMIP5模式对中国8个极端气温指数和20年一遇最高（低）气温有模拟能力,所有极端气温指数模拟和观测结果的时间相关均达到0.10显著性水平,20年一遇最高、最低气温模拟和观测结果空间相关系数均超过0.98。在中等排放RCP4.5情景下,未来中国极暖（冷）日数增多（减少）,到21世纪中期热浪指数增加2.6倍,到21世纪末期寒潮指数减少71%,20年一遇最高（低）气温在中国地区均呈现升高趋势,局部升温幅度达到4℃。