中国气候变化影响与适应:态势和展望

2015年出版的《第三次气候变化国家评估报告》总结了第二次评估报告发布以来中国学者对气候变化影响与适应的最新研究结果.科学界对中国气候变化影响与适应研究的主要认识进展有:不同领域(农业、水资源、生态系统、冰冻圈、海岸带等)和区域已经显现出来气候变化影响的事实,总体判断弊大于利,特别是未来进一步增温将主要造成负面影响.影响评估的特点包括,气候变化对重点领域影响评估更加全面,重点领域对气候变化响应过程研究深入,评估方法与数据更加规范,辨识气候变化对不同领域和区域影响的利弊.本文分析了气候变化影响与适应研究差距.未来的研究将集中在降低气候变化影响认识的不确定性、提高定量化风险评估水平、增强气候变化影响与风险的综合交叉、趋利避害适应原则、有序适应机制、定量适应措施.     

基于模型模拟气候变化对农业影响评估的不确定性及处理方法

模型模拟是研究气候波动对作物影响的重要手段, 也是评估未来气候变化对农业可能影 响的主要途径. 由于科学认识和模拟技术上的不确定性, 当前的气候变化对农业潜在影响评估结 果一致性很差, 为农业应对气候变化的决策制定带来了极大困难. 基于不同层次的影响评估中不 确定性, 本文从气候预估、影响评估建模过程及气候模式与作物模型的连接3 个方面, 系统总结 了气候变化对农业影响评估中不确定性的来源及传播过程; 并介绍了针对多层次、多样化的不确 定性源及不确定性传播的处理技术与方法, 指出了当前不确定性处理中的缺陷与不足. 最后对如 何准确地实施气候变化对农业影响的评估, 进一步减小气候变化对农业影响评估潜在的不确定 性也提出了改进的建议.     

基于网络大数据和水文-水动力模型的沿海城市洪水风险与适应

气候变化、海平面上升、地面沉降和快速城市化很可能将加剧沿海城市洪水风险.如何定量刻画洪水风险未来变化趋势并进行有效适应是亟待解决的前沿科学问题.为此,我们提出了一套多学科的综合方法:(1)基于网络大数据和机器学习对承灾体分布与暴露价值进行精细尺度建模;(2)基于水文-水动力模型对未来极端风暴洪水进行淹没情景模拟;(3)针对不同情景进行经济损失风险分析和适应措施的成本效益评估.以上海为例,将上述方法应用于综合评估极端风暴洪水情景下的住宅建筑风险、未来演化(2050年)和适应措施的成本效益.结果表明,海平面上升和地面沉降将显著加剧上海的洪水风险, RCP4.5、RCP8.5和RCP8.5 High-end三种典型浓度情景下住宅建筑的年期望损失在2050年达7.0亿元～9.0亿元,是当前结果的1.6～2.0倍.实施干适应措施和湿适应措施可分别将年期望损失减少76%～79%和88%～90%;并且两种措施均具有可观的成本效益,净现值分别达28.4亿元～55.3亿元和58.5亿元～99.4亿元,效益/成本比分别为1.9～2.4和7.9～9.8.上述研究可为科学理解和有效适应上海未来洪水风险提供依据,该综合分析方法也可应用于其他沿海城市的洪水风险和适应策略研究.     

全球气候模式中气候变化预测预估的不确定性

人类活动造成的以全球变暖为主要特征的气候变化对生态系统和人类社会造成严重的影响。全球气候模式正日益成为研究当前气候特征和现象、了解过去气候演变规律及预估未来气侯变化不可替代的、最具潜力的工具。气候模式已被广泛运用于全球和区域未来气候变化的研究中。未来情景的不确定性、气候系统内部的自然变率的不确定性和表征气候过程的不确定性是造成气候预测预估不确定性的主要来源,而概率分布是一个很好地表示气候变化预测不确定性的方式。介绍了贝叶斯多模式推断方法来描述气候变化预估不确定性的理论框架,并以中国区域为例,利用IPCC-AR5的气候模式数据,通过贝叶斯多模式推理方法预估未来中国区域的南北方两个典型流域(海河和珠江流域)未来气候变化情况。结果表明:中国区域都将呈现出变暖的趋势,在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,温度变化趋势分别为0.91±0.30°C/100a、2.41±0.77°C/100a、6.08±1.01°C/100a;降水也呈现出增加的趋势,三种情景下的趋势分别为(5.58±2.96)%/100a、(10.30±4.30)%/100a和(15.90±6.68)%/100a;中国海河流域的年降水量在2020s和2040s都将出现增加的趋势,珠江流域则在2020s略有降低,2040s开始增加。并且在2020s和2040s发生干旱和极端暴雨等极端降水事件的概率同时增加。     

极端气候工程地质:干旱灾害及对策研究进展

受全球气候变化影响,极端气候事件的发生频率和强度均呈显著加剧趋势,并通过各种方式作用于地质体,诱发一系列工程地质灾害,严重影响经济社会可持续发展,给当前工程地质研究带来许多新的挑战.迫切需要加大极端气候工程地质作用及防灾减灾基础研究.这对于提高我国重大工程应对气候变化和极端气候事件的防御及其决策能力,提升我国自然灾害综合防治能力,具有重要战略和现实意义.这也是现代工程地质学科的重要使命和发展方向.针对干旱灾害问题,近些年来工程地质界围绕干旱气候-土体相互作用方式、作用结果、监测技术及对策开展了大量研究,在干旱气候作用下土体工程性质响应过程及灾变机制方面取得了重要进展,尤其在土体蒸发、收缩、龟裂过程及机理等方面取得了一批创新性研究成果,弥补了工程地质领域在干旱气象灾害方面的研究空白,为指导干旱地区的工程地质实践和防灾减灾工作提供了科学依据.今后,除了需要加强气候变化以及大气-地质体相互作用基础研究外,还应该加强相关技术研究,如分布式光纤感测技术、基于自然解决方案的微生物地质工程技术、大数据与云计算技术、人工智能等,为工程地质防灾减灾提供先进的理论和技术支撑.     

中国陆域干旱演变预估及其生态水文效应

全球变暖改变了大气圈、水圈、陆地圈与生物圈的水文生物地球化学循环过程,对降水、大气湿度、陆地水储量等气象水文要素及生态系统生产力产生显著影响.现有研究较少采用陆地水储量预估未来旱情,也未能量化水热通量和生态系统碳收支对干旱的响应机制.本文首先基于GRACE/GRACE-FO重力卫星识别中国陆域干湿状况,采用大气再分析、机器学习重构和通量观测等多源数据评估对流有效位能、水汽辐合通量、生态系统总初级生产力等水-热-碳因子对干旱事件的反馈效应;然后基于ISIMIP2b框架下全球气候模式集合,考虑3种代表性浓度路径,结合动态植被模型、全球水文模型和陆面模式,预估未来陆地水储量及旱情演变特征;最后,探讨气候变化下干旱对生态系统生产力的影响,并量化干旱预估各环节的不确定性.研究发现,陆-气耦合作用与旱情演变具有复杂的互馈效应, 21世纪末中国干旱历时和烈度可能大幅度增长;旱情加重影响了中国大多数陆域的生态系统净生产力,未来生态系统碳汇对干旱的调控功能减弱,且较高碳排放情景下植被受干旱胁迫影响造成的固碳下降现象更加严峻.     

注意引导绑定:冲突适应研究整合的路径

冲突适应反映了基于目标导向行为的适应性认知控制,对个体适应环境具有重要意义.研究者主要从注意调节与记忆学习两个视角来解释冲突适应.前者强调注意资源调整在冲突适应中的作用,认为注意资源在目标刺激和干扰刺激间的分配(干扰刺激相比于目标刺激得到更少的注意资源)导致冲突适应;后者则强调记忆学习导致冲突适应的实现,即刺激与反应之间的绑定与解绑触发冲突适应.然而,由于研究侧重点不同,前人主要对两种视角分别进行探讨,不利于考察和理解冲突适应的全貌.因此,本文将基于偏向竞争模型和平行分布加工模型整合上述两种视角,并提出冲突适应的适切路径——注意引导的绑定学习假设.具体来说,冲突适应既需要通过任务目标要求来引导注意资源的分配,又需要通过绑定学习来增强“刺激-反应”的记忆表征,最终促进个体冲突适应行为的实现.注意引导的绑定学习假设为深入理解冲突适应的内在机制提供了整合的参考框架,并且为改善个体的冲突适应能力提供了可探寻的新方向.     

通信电缆敷设质量控制探讨

在通信电缆工程中,电缆铺设是重点管理项目,对工程的进程及工程质量有重大影响.文章从路径的选择、铺设前准备工作、技术措施、施工方法、工程试验和交接等方面对通信电缆的铺设工作进行详细阐述,说明其质量管理的重要性.     

山西烟草用工分配制度改革措施及效果浅析

笔者通过对山西烟草用工分配制度改革的整体框架设计、路径选择、主要措施等进行研究和分析,旨在总结符合烟草企业实际的用工分配制度改革模式,探索适应行业发展趋势的人力资源管理方法.     

史无前例的气候变化健康挑战需要史无前例的应对措施

正气候变化会通过多条直接和间接的路径对人群健康产生深远的影响~([1,2]).因此"柳叶刀健康与气候变化委员会"(以下简称柳叶刀委员会)认为,应对气候变化是21世纪改善全球健康的最大机遇~([1]).为了监测气候变化造成的健康影响,并追踪各国政府在《巴黎协定》下所承诺的应对气候变化行动的进展,柳叶刀委员会启动了一项名为"柳叶刀2030年倒计时:追踪健康与气候变化进展"项目(以下简称柳叶刀2030倒计时)的跨学科国际合作. 2019年度的《柳叶刀2030倒计时》报告呈现了来自全球35家顶尖学术机构和联合国机构的发现与共识~([3]).评估进展的指标涉及五大领域,包括气候变化影响、暴露程度和脆弱性;针对健康的适应措施、规划和恢复力;减缓措施及其健康协同效益;经济和融资;公众和政治参与.     

1960～2008年中国二十四节气气候变化

采用非平稳时间序列分析技术——集合经验模分解(EEMD)方法,基于1960~2008年中国549站近地面气温观测的均一化序列,确定了全国平均温度的二十四个气候节气的阈值温度和时间,分析了各节气平均温度及其在季节循环中的时间节点的演变趋势.全国平均而言,小寒、大寒天气减少,近10年(1998~2007年)达到大寒的天数比20世纪60年代减少56.8%;大暑天气增多,近10年达到大暑的天数比20世纪60年代增加81.4%;季节性升温阶段的气候节气显著提前6d以上,其中雨水节气提前最多,达15d;而季节性降温阶段的气候节气则都显著推迟5~6d.这主要是由于在变暖的大背景下整个季节循环趋于整体抬升所致,但在二十四节气中,位于春季位相者的增温趋势普遍大于位于秋季位相者.其中雨水、立春、惊蛰节气的增温最快,全国平均在1961~2007年间分别增暖了2.43,2.37和2.21℃.惊蛰、清明、小满和芒种这4个反映物候的气候节气在全国各地普遍提前,尤其在北方半干旱区均显著提前,分别达12~16,4~8,4~8和8~12d.这些定量化的节气气候变化分析结果,可为适应气候变化、适时调整相应农事活动和节能措施等提供决策依据.     

青藏高原生态系统对气候变化的响应及其反馈

近几十年来,青藏高原正经历快速的气候变化,高原生态系统因此发生了深刻变化,并对周边地区产生了深远影响.本文围绕青藏高原生态系统结构和功能对气候变化的响应与反馈这一主线,系统总结了气候变化对物候、高山树线、生物多样性、植被生产力和生态系统碳汇功能的影响,阐述了青藏高原植被变化对区域气候的反馈及对亚洲季风的远程影响的研究进展.主要结论如下:气候变暖导致植被返青期总体提前,高原树线位置上升,高寒草原植物物种丰富度和多样性下降;气候变暖总体促进了高原植被生产力、增强了生态系统碳汇功能,但受限于土壤极大的空间异质性和对深层土壤碳动态理解的匮乏,目前对高原土壤碳库及土壤碳汇功能大小的估算仍具有较大不确定性.同时,青藏高原植被变化对近地表气温产生"负反馈"作用;植被活动增强还对东亚季风产生远程影响,导致我国东部夏季降水变化呈现"华南增加-长江黄河中间区域减少"的空间分异格局.未来的研究需要在完善观测体系基础上,加强对高寒生态系统对气候变暖的适应机理及生物地球物理反馈等过程的认知,为优化生态系统管理和保障青藏高原的生态安全提供理论基础.     

大肠杆菌合成中链脂肪酸研究进展

中链脂肪酸(medium-chain fatty acids, MCFAs)及其衍生化学品在能源、医药、化工等诸多领域具有重要的应用价值.微生物发酵生产MCFAs是一条绿色、可持续的路线.大肠杆菌(Escherichia coli)可利用天然脂肪酸合成(fatty acid biosynthesis, FAB)路径和逆向β氧化(reversedβ-oxidation, RBO)路径合成MCFAs. MCFAs生产存在链长难控制、合成效率低、细胞损伤大等问题.近年来,工程大肠杆菌合成MCFAs取得了重大进展.通过链长控制蛋白的筛选与改造, MCFAs合成特异性得以提高;通过增加前体供应和强化产物释放,对合成路径进行“推-拉”, MCFAs合成效率得以改善;通过膜工程改造、应激响应调控及适应性进化,工程菌株对MCFAs的耐受性得以增强.本文基于大肠杆菌合成MCFAs的两种路径,系统综述了近年来控制产物链长、优化合成路径和增强细胞耐受的工程化策略,并展望了后续改善MCFAs合成的研究方向.     

人类迁移太空面临哪些问题

早在20世纪初,俄罗斯著名科学家、现代航天学和火箭理论的奠基人康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(1857-1935年)就认为,未来人类迁移到地球之外居住是必要也是可能的.他的根据是:随着世界人口的日益增加,将导致地球上缺乏足够的空间和资源,人们将不得不考虑在其他行星寻找新的居住地,但是自20世纪中期人类首次进入太空以来,在探索宇宙方面并没有多大进展.     

未来的经济组织形态:多智能体组织

随着信息通讯技术的发达和经济全球化、一体化程度的提高,多智能体组织将成为经济活动的重要组织形式,人们也正在为特定的目的而设计出各种多智能体组织.那么,多智能体组织具有哪些特征,与传统组织相比有何不同以及如何运作,对这些问题的回答将有助于发展出相应的管理理论与方法,从而指导实际组织的变革.该文根据国内外相关研究成果-总结归纳了智能体的一般特征,阐述了多个智能体构成的组织特点并与传统组织进行比较,指出其产生涌现行为和作为复杂适应系统的主要特征.     

山西烟草用工分配制度改革措施及效果浅析

笔者通过对山西烟草用工分配制度改革的整体框架设计、路径选择、主要措施等进行研究和分析,旨在总结符合烟草企业实际的用工分配制度改革模式,探索适应行业发展趋势的人力资源管理方法。     

山西烟草用工分配制度改革措施及效果浅析

笔者通过对山西烟草用工分配制度改革的整体框架设计、路径选择、主要措施等进行研究和分析,旨在总结符合烟草企业实际的用工分配制度改革模式,探索适应行业发展趋势的人力资源管理方法。     

Science Bulletin 2016年第21期中文概要

正城市增长模型:进展和观点李雪草,宫鹏城市增长模型一直被广泛地用来研究城市扩张及其对环境的影响评价,帮助政府决策支持及实现对未来场景的预测.本文对城市增长模型进行了系统性地回顾,包括城市增长模型的演化、模型理论基础、模型模拟框架及典型应用.重点介绍了三类基础的城市增长模型:土地利用交通模型、元胞自动机模型和多智能体模型以及它们之间的内在关系、模型模拟机制、数据需求和应用尺度上的差异.最后,本文针对元胞自动机模型,从模型的模拟单元、时序信息的考虑、模型比较与平台和场景分析上提出了改进的方向,并指出了模型发展和应用新的机遇,包括开放公众数据及     

中国过去2000年气候变化与社会发展

     在前人研究的基础上,系统梳理了中国过去2000年气候变化与社会的自然、经济、人文三大亚系统发展状况间的对应关系,从数百年至数十年的时间尺度上揭示了气候变化的过程在实质上也是社会结构重新构建的过程。具体有以下结论：①尽管并非所有的暖期社会都是繁荣昌盛的,但总体上说来,“冷抑暖扬”的文明韵律十分清晰;②气候变化对社会发展的影响,通过自然-经济-人文亚系统的各个环节而逐级传导,进而产生了五个层次的气候冲击与适应;③在过去2000年气候恶化阶段,与生态环境脆弱性密切相关的贫困人群生存问题是诱发社会动乱的重要原因;④气候只是社会发展的外部条件,人对生产关系的变革才是推动古代社会发展进程的根本动力;⑤随着科学技术的不断发展, 气候变化对古代社会发展的不利影响在总体上渐趋减轻。     

通信电缆敷设质量控制探讨

在通信电缆工程中,电缆铺设是重点管理项目,对工程的进程及工程质量有重大影响。文章从路径的选择、铺设前准备工作、技术措施、施工方法、工程试验和交接等方面对通信电缆的铺设工作进行详细阐述,说明其质量管理的重要性。