全球气候变化对中国土地荒漠化的影响

当前 ,土地荒漠化正困扰着全人类的生存和发展 ,并被列为影响全球环境的十大问题之首。在不计极端干旱区的情况下 ,目前全球有 3 6× 10 9ｈｍ2 干旱区土地直接受到荒漠化的危害 ,约占全球干旱土地的 70 %,接近全球陆地面积的1/4 (宁大同等 ,1996 )。据联合国环境规划署估算 ,目前全球荒漠化每年仍以 5 0× 10 4 ～ 7 0× 10 4 ｈｍ2 的速度不断扩展(周欢水等 ,1998) ,由此造成的直接经济损失达 4 2 3× 10 1 0 美元 ,其间接经济损失是直接经济损失的 2～ 3倍 ,甚至 10倍(杨朝飞 ,1997)。中国是世界上荒漠化危害范围最广、程度最深的地区之…     

全球气候变化对干旱区影响分析

干旱区约占地球陆地面积的41%,养育了世界上超过38%的人口,是大多数发展中国家和贫困人口的聚集地,也是全球气候变化影响和响应最敏感的地区之一,对其气候、水文和生态环境变化开展研究是十分必要的。近几十年来相关研究不少,但结论比较零散,也有很多不一致的地方。基于对国内外文献的分析,归纳梳理了气候变化下干旱区的气候、水文、面积和类型的变化及其这些变化对生态系统的影响。梳理的主要结果如下：干旱区CO₂排量约为湿润区的30%,但升温速率却比湿润区高20%～40%。在过去的半个多世纪,干旱区面积增加了约2.61×106km²,预计21世纪末,全球干旱区面积将继续扩大约5.8×10⁶km²,占陆地总面积的一半以上。在全球变暖背景下,干旱区中以降水和冰雪融水补给为基础的水资源系统将会更为脆弱,冰、雪等水文要素及水资源构成发生改变,水文波动加大,水资源不确定性加剧。伴随干旱区面积扩大和干旱程度增加,干旱区水资源短缺、水体面积萎缩、生态系统退化、荒漠化程度也随之加剧,未来干旱区社会经济发展和生态安全保障将面临更严峻的...     

全球气候变化研究的新认识——IPCC第三次气候评价报告第一工作组报告概要

政府间气候变化专门委员会 (IPCC)在前两次气候变化评价报告的基础上 ,结合最近 5年气候变化研究新成果 ,进行了 IPCC第三次全球气候的评价工作。IPCC第一工作组于 2 0 0 1年 1月 1 7- 2 0日在上海召开了第八次工作组会议 ,通过了供决策者参考的报告概要。下面是该报告的摘要性结论。1日益增多的大量观测结果表明 :地球正在变暖并伴随气候系统的其它变化1 .1　 2 0世纪全球平均地表温度增加了 0 .6℃左右(1 )全球平均地表温度自 1 861年以来一直在增高 ,2 0世纪增加了 0 .6± 0 .2℃。这个数据比 1 994年的 IPCC第二次气候评价报告高…     

32 a来气候扰动下中国沙质荒漠化动态变化

借助遥感、GIS技术,利用1975年MSS、2000年ETM和2007年CBERS数据、气温和降水数据,采用基于像元的灰色关联度方法,研究1975-2007年气候因素扰动下中国沙质荒漠化时空变化规律。研究结果表明,中国沙质荒漠化虽然在2000-2007年面积减少、程度减轻,但在1975-2007年面积依然呈小幅增加趋势（增加面积为6 179.8 km²,其中重度沙质荒漠化增加面积最大）,程度加重。通过对内蒙古、新疆2个典型区的灰色关联度分析,进而研究全国范围可知,气温对沙质荒漠化变化的作用（沙质荒漠化减轻/加重与气温的相关系数分别为0.973,0.976）大于降水（沙质荒漠化减轻/加重与降水的相关系数分别为0.884,0.882）。气候因素扰动下,沙质荒漠化变化的总体趋势为,沙质荒漠化与气温变化呈正比,与降水呈反比。该趋势以甘肃、陕西为界,界线以西较为明显,而最显著区集中在新疆北部、东部,西藏北部。     

基于可靠性集合平均方法的全球1.5/2.0℃变暖下中国极端气候的未来预估

全球变暖下我国气候响应的研究对进一步预估我国未来气候变化相关风险及制定适应和减缓政策具有重要意义。利用第六次耦合模式比较计划中25个全球气候模式的模拟结果,评估比较了各种可靠性集合加权方案对中国区域气候的模拟性能,基于表现最好的可靠性集合平均方案预估了SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下中国极端气候指数在全球增暖1.5和2.0℃下的未来变化。结果表明,改进的可靠性集合方案模拟中国气候指数表现最好,与观测的偏差最小。未来中国区域温度明显增加,极端温度的增幅强于平均温度,极端降水整体也增加,且SSP5-8.5情景下增幅略强于SSP2-4.5情景。SSP5-8.5情景下,中国区域平均温度、最高温和最低温在全球增暖1.5(2.0℃)下较1995—2014年分别增加了1.11、1.18和1.31℃(1.88、1.98和2.14℃),总降水和强降水分别增加了5.6%和14.4%(10.5%和25.7%)。中国北方和青藏高原部分区域为增温的大值区,中国西部为降水增加的大值区。额外0.5℃增暖对中国地区产生显著影响,几乎整个中国地区温度指数的增幅都将超过全球平均。极端降水也将进一步增加,SSP5-...     

中国西北干旱区降雪和极端降雪变化特征及未来趋势

降雪是中国西北干旱区水文系统中关键的组成要素, 同时也是对气候变化极为敏感的因子。利用中国西北干旱区的89个气象站点逐日气象资料结合IPCC-CMIP5气候情景数据, 研究了该区域降雪和极端降雪的时空变化特征, 并分析了其对气候变化的响应机理及未来变化趋势。结果表明： 1971—2010年, 我国西北干旱区年降雪量显著增加, 但降雪次数却明显减少; 年极端降雪发生次数占总降雪次数的比例不足3%, 但其对年降雪量的平均贡献可达1/4, 且极端降雪量和发生次数的增加是近40年西北干旱区降雪总量增加的主要原因。极端降雪发生时的气温要比非极端降雪发生时的气温平均高3.3 ℃; 当气温在1 ℃以下, 降雪强度随气温升高而增大, 该变化特征基本符合克劳修斯-克拉伯龙方程理论, 气候变暖是导致极端降雪显著增加的主要原因。在RCP4.5气候情景下, 我国西北干旱区未来年降雪次数将大幅减少, 年降雪量将在（2040±5）年前后达到峰值随后下降, 年极端降雪量和发生次数预计（2060±5）年左右达到峰值; 相比基准期, 2050s西北干旱区所有站点的年降雪发生次数都将明显减少, 区域平均年降雪量将减少5%, 而年极端降雪量和发生次数有微弱的增加, 分别增加约2%和4%。     

近30年来黄河上游荒漠化时空演变及成因研究

黄河上游地区是中国土地荒漠化的重灾区之一,是中国荒漠化监测和治理工作的重点区域。本文采用MSS、TM、ETM、CBERS四期数据,基于RS和GIS技术,主要采用人工目视解译方法,辅助野外调查验证,得到四期解译数据。对三个阶段的数据进行空间分析,研究1975年到2007年黄河上游荒漠化的时空分布特征,探索演变成因,并结合该区域气温和降水数据,着重分析了其与荒漠化演变进程的关系。结果表明:1975—2007年,从整体变化趋势看,黄河上游地区土地荒漠化面积共增加了3 499.76 km2,其中沙质荒漠化面积增加3 407.62 km2,盐碱质荒漠化面积增加了92.14 km2。从三个阶段的变化趋势看,呈现先增加后减少的发展趋势,2000年之前是荒漠化的增加时期,2000年之后是荒漠化的减少时期。结合气温和降水量数据叠加分析得出,气候变化是黄河上游荒漠化发展的重要原因;地质背景是内因,人类活动起催化作用。     

上新世一第四纪亚洲内陆干旱化过程——柴达木中部鸭湖剖面孢粉和盐类化学指标证据

亚洲内陆干旱区是与亚洲季风区密切关联的一个环境系统,其形成演化与青藏高原的隆起和全球变化等因素密切相关,揭示其干旱化过程和趋势具有重大的理论和现实意义。文章通过对亚洲内陆干旱区柴达木盆地中央鸭湖剖面孢粉和盐类化学指标的初步研究,表明5．3Ma时湖泊周围已分布着以蒿属、藜科、麻黄、禾本科等为主的草原,气候已经变干,由此期较高的氯离子、硫酸根离子及碳酸钙含量表明湖泊演化处于沉积碳酸盐和少量硫酸盐阶段;3．4Ma后草本植物含量略有增加,但离子含量普遍降低,推测气候季节性增强;2．6Ma后耐旱植物花粉含量与盐度指标均呈现明显长期增加趋势,气候快速向更干旱方向发展。     

新疆气候水文变化趋势及面临问题思考

新疆是亚洲中部干旱区的重要组成部分, 对全球变化响应异常敏感, 水资源问题突出, 研究变暖背景下新疆的气候水文变化及面临的问题, 对应对和适应未来气候变化及水资源安全具有重要意义。基于最新的气候水文观测资料和相关成果, 研究了新疆水文气候要素变化趋势与演变特征, 探讨了目前面临的主要问题及对策建议。结果表明： 1961—2018年新疆升温幅度高于全球平均水平, 冬季升温贡献最大; 降水量和降水日数均明显增加, 夏季降水增加最显著; 21世纪以来气温和降水均在高位波动, 但增加幅度减缓, 气候有从暖湿化向暖干化转折的迹象, 干旱化趋势加剧。21世纪以来, 极端最高气温、 极端最低气温和高温日数显著增加, 高温初日提前, 高温终日推迟, 极端降水事件、 暴雨雪强度和频次明显增加。受气候变化和人类活动共同影响, 塔里木河流域源流区径流量明显增加, 干流径流量微弱减少; 博斯腾湖水位阶段性变化明显, 2013年以来逐渐扩张; 艾比湖总体萎缩, 而山区湖泊赛里木湖面积稳定扩张。新疆气候水文变化面临主要问题包括： 对新疆气候变化趋势和物理过程认识不明、 水文气象灾害风险加剧难以把控、 气候变化影响不确定性加剧, 水安全问题迫在眉睫。建议趋利避害, 抓住气候机遇, 加快生态环境建设; 开展气候水文综合科学考察, 加强机理研究, 构建综合观测协同网络, 提高水文气象灾害风险调控能力; 将有效应对、 有序适应气候变化提升到战略的高度, 为建设美丽新疆和高质量发展服务。     

气候变化对河西内陆干旱区出山径流的影响

根据祁连山区与河西走廊平原区有关水文气象台站的降水、气温和径流观测资料，分析了该区域近50a来气候变化的特征及其与全球气候变暖的关系。出山径流对气候变化的响应以及未来的变化趋势，结果表明，河西内陆干旱区的山区和走廊平原区近几十年来气温变化总的呈上升趋势，与全球增温存在着某种种度的一致性。但山区气温的变化幅度一般大于走廊平原区，其中祁连山中段温度升幅为最大。全球增温对河西内陆干旱区气候与出山径流的影响有着明显的地域性差异，受此影响影响，河西祁连山东部地区出山径流呈明显的下降趋势，中部地区出山径流的增加趋势不是十分明显，西部出山径流在山区降水量与气温同时上升的情况下，呈明显的上升趋势。     

我国荒漠化发生机理与防治对策

“荒漠化”是当今全球关注的一个重大的社会、经济和环境问题。《公约》为全球防治荒漠化的联合行动提供了一种全新的方式。本文运用生物控制理论中正负反馈回路的自我调节和自我加强作用分析了荒漠化过程的内在机制;用耗散结构理论分析了系统实现良性循环的途径,并提出我国防治荒漠化应遵循的4个原则：1)调节农林牧水工复合生态系统的结构和功能;2)实行“生态系统管理”,促进系统内的良性循环;3)传统知识与现代科学技术相结合;4)完善政策措施和加强科学管理。     

沙漠化:从圈层耦合到全球变化

从沙漠化概念提出伊始 ,沙漠化成因机理的研究就一直成为学术界关注的焦点。沙漠化过程究竟有多少是由自然因素所致 ,多少是由人类活动所为 ,诸因素与沙漠化之间有何内在关系 ,沙尘天气发生发展过程及其诱因等 ,当属地球系统科学应解决的难题。文章从全球变化的角度 ,将沙漠系统视作一种类生命的非线性动力系统 ,指出沙漠化源于地球表层系统各圈层之间复杂的相关与耦合作用 :气候变化是控制沙漠进退的首要因素 ;陆表水持续亏损则是导致干旱、半干旱地区沙漠化发展的直接原因 ;岩石圈构造运动塑造了不同的地形地貌单元 ,奠定了沙漠分布的地理格局 ;人类的不当活动和气候变化引起的生物生产力的衰退及土地覆盖的破坏 ,造成了现代沙漠化的快速扩张。     

全新世气候变化与中国北方沙漠化

气候变化是中国北方地区荒漠化形成发展的主要控制因素。新生代以来伴随着青藏高原的隆升和内陆盆地的下降逐渐形成的气候格局造就了北方地区荒漠化土地的分布。北方西部内陆盆地以干旱气候为主要特征,中部高原是受季风系统中夏季风和冬季风的消长变化影响最为显著的地区,东部地区则以暖湿气候为主,受夏季风控制。第四系以来气候的波动则控制着沙漠化的发展或逆转。末次间冰期以来一直持续的大约以1500a为周期的气候振荡对中国北方地区的沙漠化有重要的影响或控制作用。全新世以来,北方地区约在10000aBP、8000aBP、5500aBP、4000aBP、3000aBP、1500aBP的沙漠化过程分别与北大西洋第7、5、4、3、2和1次的浮冰事件相应,沙漠化扩大过程与全球气候变化的主要事件相一致。十年尺度上气候变化的周期性振荡对沙漠化有一定的影响,至少在生态环境脆弱的敏感地带对沙漠化可以起到控制作用。年际尺度上,6.7a和3.38a气候变化周期控制着我国北方地区沙尘暴的发生。此外,北方不同地区近150a以来的人类活动对沙漠化的扩大起到了重要作用。     

试论全球气候变化与沙漠化的关系

本文通过全球气候变化对沙漠化的影响和沙漠化对沙区气候的反馈作用两方面,论述在气候变暖条件下,全球气候变化与沙漠化的关系,例如我国东部沙区降水增多,沙漠化逆转,西部沙区降水减少,沙漠化发展等原因。     

气候变化下东北中等流域冬季径流模拟和预测

为了预测未来气候变化下冬季径流，利用寒区水文模型CRHM（Cold Region Hydrological Model platform）模拟2000—2012年和预测2025—2060年松花江二级支流依吉密河上游冬季径流流量。研究结果表明:①根据2025—2060年际冬季径流深和径流系数变化，发现典型排放浓度增加，冬季径流序列不稳定性增大。②根据识别突变点位置，发现典型排放浓度越高，累积冬季径流拐点增多。③通过相关性分析发现，同时期气候为影响冬季月径流的主要因素，冬季降水是影响冬季月径流变化的主要因素。④利用累积量斜率变化率比较方法发现，相对于2025—2042年，2043—2056年和2057—2060年冬季降水增长对冬季径流增长贡献率分别为39.8%和62.6%；相对于2043—2056年，2057—2060年冬季降水减少对冬季径流减少的贡献率为27.0%。     

内蒙古半干旱草原气候生态相互作用问题——IMGRASS计划初步结果

IMGRASS计划 (内蒙古半干旱草原土壤植被大气相互作用 )旨在通过野外实验、过程分析和数值模式研究理解中纬度半干旱草原气候生态相互作用中的多种时空尺度和多种物理化学生物学过程的作用 ,以及人类活动的影响。文中介绍部分与全球变化和人类活动相关的初步研究结果 ,主要是 :(1)冬季风、大区域地表环境和本区地形的结合对浑善达克沙地在长时间过程形成的作用 ;(2 )夏季风、本区地形和植被对本区夏季降水的水汽通道和降水分布有重要作用 ;(3)实验区内不同类型地表与土壤表现出明显不同的地气交换通量特征与不同的边界层结构 ;(4 )草原温室气体 (N2 O ,CH4 ,CO2 )收支的定量测量与过程研究表明 ,温带草原N2 O源强较IPCC 2 0 0 1报告估计值偏低 ,而草原CO2 收支表现出很强的变动性 ;(5 )人类活动干预下的草原退化与恢复演替表现出该区域普遍的规律与对气候的依赖 ,提供可持续发展的人类对自然草原放牧强度的阈值。     

Mapping thermal comfort in Iran based on geostatistical methods and bioclimatic indices

The cognition of thermal comfort plays a pivotal role in human life and activities. Recognizing thermal comfort based on climatic parameters is substantially significant. The main objective of the present study is to map thermal comfort using statistics from 43 meteorological stations, from 1970 to 2013. Initially, according to temperature and relative humidity, annual and seasonal thermal comfort conditions were mapped, and later bioclimatic human thermal comfort conditions in line with spatial factors were zoned based on bioclimatic indexes of Temperature Humidity Index (THI), effective temperature (ET) and Relative Strain Index (RSI). Among geostatistical methods, empirical Bayesian kriging (EBK) method with less RSME is more efficient. The annual distribution of temperature changes according to spatial factors of rugged topography and elevation, and latitude affects relative humidity. Thermal comfort in the northern and western half of Iran is higher than the southern and eastern areas of the country. Spatial factors of latitude and altitude reduce bioclimatic uniformity and create small areas with or without thermal comfort conditions. Bioclimatic indicators based on air temperature and relative humidity range of bioclimatic zones show. The results of ET and THI divide the whole country into six zones, from lack of thermal comfort to having thermal comfort conditions. Areas of southern strip as well as central and southeastern parts of the country do not have any human thermal comfort conditions in most of the year.     

气候变化下东北中等流域冬季径流模拟和预测

为了预测未来气候变化下冬季径流，利用寒区水文模型CRHM（Cold Region Hydrological Model platform）模拟2000—2012年和预测2025—2060年松花江二级支流依吉密河上游冬季径流流量。研究结果表明：① 根据2025—2060年际冬季径流深和径流系数变化，发现典型排放浓度增加，冬季径流序列不稳定性增大。② 根据识别突变点位置，发现典型排放浓度越高，累积冬季径流拐点增多。③ 通过相关性分析发现，同时期气候为影响冬季月径流的主要因素，冬季降水是影响冬季月径流变化的主要因素。④ 利用累积量斜率变化率比较方法发现，相对于2025—2042年，2043—2056年和2057—2060年冬季降水增长对冬季径流增长贡献率分别为39.8%和62.6%；相对于2043—2056年，2057—2060年冬季降水减少对冬季径流减少的贡献率为27.0%。     

内蒙古半干旱草原土壤植被大气相互作用(IMGRASS)综合研究

为深化对中纬半干旱草原气候生态相互作用过程、机制及其对全球变化的响应与贡献的认识 ,一项名为“内蒙古半干旱草原土壤植被大气相互作用 (IMGRASS)”的基金重大项目于 1997—2 0 0 1年在内蒙古锡林郭勒草原执行。IMGRASS计划在 1998年草原生长季节、在所选定的以典型草原为主 ,包括草甸草原、稀疏沙地草原等在内的中尺度试验区开展了多点、多要素的综合观测。观测内容包括土壤、植被、大气的相关要素和发生于地气界面的潜热、感热通量 ,还包括N2 O ,CH4 ,CO2 等微量气体交换量、辐射与降水分布。除 1998年中尺度观测试验外 ,在 1999— 2 0 0 1年在代表性地点进行了微量气体收支、遥感和沙尘天气相关的专项观测 ,结合草原站已进行的长期监测资料 ,分析气候生态长期相互作用 ,特别是人类活动干预的影响。在分析观测结果的基础上 ,对该地区的气候生态相互作用进行了数值模拟研究。文章作为介绍IMGRASS计划的第一部分 ,对该项研究计划作一全面简要介绍 ,包括科学目标、计划实施实验区背景、中尺度综合观测 ,并对实验所得大气边界层结构、辐射通量、沙地土壤水份状况、地表反射率谱与遥感测量等提供了个例分析 ,并简单介绍IMGRASS数据库。有关与全球变化有关的几个方面的初步研究结果将在本期刊中另文进行     

长江源区冰川对气候变化的响应

长江源区是青藏高原冰川分布集中的地区之一,冰川总面积达1276.02km².研究表明,该区属于青藏高原升温幅度最大的地区之一,到2050年气温将比1961—1990年平均气温高出2.3~2.7℃,降水增加1%~33%.基于冰川编目资料,采用有关对长江源区未来50a内的气温和降水预测数据,应用冰川系统对气候响应的模型,对该区未来50a内冰川变化趋势进行预测.结果表明:到2010年、2030年、2050年该区冰川面积平均将减少3.2%、6.9%和11.6%;冰川径流平均将增加20.4%、26%和28.5%;零平衡线上升值为14m、30m和50m左右.最后,针对气候变化的不确定性,对预测结果的不确定性进行了探讨.