区域沙漠化程度评价研究进展、问题及分析

通过回顾景观尺度及区域尺度的沙漠化程度评价发展过程,概括了国内外典型的区域沙漠化程度评价方法,通过假设各种情景分析、总结了目前各类区域沙漠化程度评价方法中存在的典型共性问题：(1)当被比较评价的几个区域中各类沙化土地面积相等时,目前所有的评价模型失去比较能力;(2)忽略了不同类型沙化土地空间分布的生态学意义及其对区域沙化整体程度的影响;(3)目前考虑了不同类型沙化土地空间分布的模型由于指标因子选择不恰当其评价结果在有些情况下与实际情况有距离。提出了在现有评价方法的基础上根据景观生态学原理引进景观生态学方法,特别是景观格局分析的方法,可以弥补现有区域沙漠化程度评价方法中存在的缺陷和不足,并且可以使区域沙漠化程度评价具有生态学意义。     

极端事件对人类系统的影响

在IPCC特别报告《管理极端事件和灾害风险,推进气候变化适应》中,极端天气气候事件对人类系统的影响是最重要的影响评估内容之一,其评估结果为：极端影响可能缘于极端天气气候事件,但也可能并非极端事件的后果。暴露度和脆弱性是灾害风险的重要决定因素;极端和非极端天气气候事件的严重程度和影响在很大程度上取决于对这些事件的脆弱性和暴露度水平;人居模式、城市化和社会经济状况的变化已经影响观测到的脆弱性和暴露度的变化趋势;无论在发达国家还是发展中国家,沿海人居环境均暴露于极端事件,并受其影响,如小岛屿国家和亚洲大三角洲地区;脆弱人口还包括难民、国内流离失所的人和那些生活在边远地区的人;极端事件将极大地影响与气候联系密切的部门,如水、农业、食物安全、健康和旅游业。     

气候变化情景下中国自然生态系统脆弱性研究

本研究以动态植被模型LPJ 为主要工具,以区域气候模式工具PRECIS 产生的A2、B2和A1B情景气候数据为输入,模拟了未来气候变化下中国自然生态系统的变化状况,应用脆弱性评价模型,评估中国自然生态系统响应未来气候变化的脆弱性。结果表明:未来气候变化情景下中国东部地区脆弱程度呈上升趋势,西部地区呈下降趋势,但总体上,中国自然生态系统的脆弱性格局没有大的变化,仍呈现西高东低、北高南低的特点。受气候变化影响严重的地区是东北和华北地区,而青藏高原区南部和西北干旱区受气候变化影响,脆弱程度明显减轻。气候变化情景下的近期气候变化对我国生态系统的影响不大,但中、远期气候变化对生态系统的负面影响较大,特别是在自然条件相对较好的东部地区,脆弱区面积增加较多。     

中国台风强度等级与可能灾害损失标准研究

台风灾害给中国沿海地区造成了严重损失,进行台风风险评估将为台风灾害有效规避提供科学依据,探讨台风强度等级和灾害损失之间的关系是台风风险定量评估的基础。利用1954-2008年间登陆中国东南沿海的174场成灾台风路径数据和对应的灾情记录数据,对台风强度等级和承灾体(农作物、人口、房屋和社会经济)的8项指标的损失数量关系进行分析,并对台风强度等级与各项损失率指标之间的关系进行拟合,得出各项灾损指标的损失率曲线。基于台风强度等级划分标准和损失率曲线,建立了适合于我国的四个强度等级的台风灾害损失标准划分方案:微度、轻度、中度和重度,对应的损失率用承灾体的社会经济指标来表征。研究表明:当台风强度等级达到第4等级时,灾害造成的损失率均有较大幅度的增加。本文构建的台风灾害损失标准可为进一步定量评估承灾体脆弱性及损失风险提供依据和参考。     

区域植被覆盖的多尺度空间变异性——以贵州喀斯特高原为例

地理格局尺度依赖性的客观存在,要求在连续尺度序列上对区域植被覆盖空间变异性进行考察,以真实反映植被覆盖空间特征。以贵州喀斯特高原为例,借助地统计学和GIS 软件,揭示了研究区NDVI的空间变异特征,并进行了空间变异与空间尺度的耦合研究。结论如下：① NDVI空间变异程度表现出明显的尺度依存性,空间尺度的粗粒化对NDVI的平滑作用非常显著,但两种重采样方法对原始数据的粗粒化作用机制不同;② 基于不同遥感数据源获得的NDVI数据之间空间格局差异明显,而且传统统计结果与地统计学结果明显不同,说明空间信息对数据间的差异性统计影响显著;③ NDVI空间变异性呈现显著的各向异性,并表现出对遥感数据源的敏感性。     

地域系统研究的开拓与发展

通过分析中科院地理科学与资源研究所地域系统研究的开拓与发展历程,总结了"综合自然区划-生态地理区域系统-综合区划"重要发展阶段的创新成果,介绍了重要的格局研究所取得的进展。地域系统研究与社会发展的客观需求密切相关。20世纪50年代,为了认识自然规律,为农业生产布局服务,开创了综合自然区划;20世纪90年代,从生态建设和环境保护的需求出发,将生态系统观点、生态学原理和方法引入地域系统研究,开展了生态地理地域系统研究;随着地球系统科学和可持续发展研究的深入,从20世纪末开始探索综合区划研究,自然要素和社会经济要素的有机融合成为近期格局研究的鲜明特色。在此过程中,地域系统研究的方法论和技术手段不断创新,遥感、地理信息系统和数值模型等的深入应用,极大地推进了该领域的研究。中科院地理资源所的地域系统研究,始终与国家的重大经济建设和环境保护紧密结合,成为今后自然地理学乃至地理学发展的一个重要方向。     

过去30年气候变化对黄河源区水源涵养量的影响

黄河源区高寒生态系统具有重要的水源涵养功能。基于改进的LPJ动态植被模型,模拟研究1981-2010年中国黄河源区水源涵养量的时空变化特征,进一步探讨气候要素变化的影响。结果表明：近30年来黄河源区水源涵养量整体略呈减少趋势,减少速率为-1.15 mm/a,区域差异特征体现为大部分地区以减少趋势为主,特别是黄河源区东南部。过去30年黄河源区降水量以及大气水分需求能力的变化是影响生态系统水源涵养量增减的主要气候因素。随着干湿条件不同,两者影响程度各异,降水减少和潜在蒸散增加共同导致黄河源区东南部半湿润地区水源涵养量减少,而降水增加则是北部半干旱地区水源涵养量增加的主要原因。     

近30年中国中东部地区植物分布变化

在全球气候变暖背景下,某些植物分布范围会发生明显变化。但已有研究尚未对中国中东部地区近30年来的植物分布变化进行系统总结。采用荟萃分析方法（meta-analysis）,通过搜集已发表文献中关于植物引种、植被和物种分布及其变化等数据资料,得到近15年119个植物物种的251条分布变化证据,经与《中国木本植物分布图集》中记载的原分布记录（约20世纪80年代至90年代）对比,统计了不同物种的分布范围变化,并分析了变化原因。结果表明：近30年来,统计物种中80%在水平地带上发生北移,平均移动值约为3.37°;中东部地区植物分布响应气候变化的区域集中在北亚热带常绿阔叶林—暖温带落叶阔叶林过渡带以及中温带针阔叶混交林过渡带。分析发现20世纪50年代以来中国绝大多数地区有显著的增温趋势,升温导致温暖指数（Warmth Index）增加,满足植物生长的热量需求,是植物北移的重要原因。     

中国南方调整水稻种植格局——一种水稻生产预先适应气候变化的选择(英文)

Rice planted in southern China accounts for 94% of the total in sown acreage and 88% of the total in production, which matters a lot to Chinese food security. However, due to the prolonged conflict between water availability and rice growth in spatial/temporal distribu-tion, rice production suffers from seasonal drought at acreage of 16%-22%, which compro-mises food production capacity and food security. Focusing on the spatial distribution of seasonal drought with rice and the practices to adapt to it, and based on an analysis of bal-anced water supply for and demand by rice at a growing season scale during 1981-2030, this paper assesses the changing seasonal drought in the process of rice production under the changing climate in the future, and identifies general rice re-cultivation options for climate change adaptation. Some conclusions can be drawn as follows. (1) Rice suggests a decline in seasonal drought, with early season rice (early rice hereafter) by 12,500 km2, middle season rice (middle rice) by 80,000 km2, and in particular late season rice (late rice) by 25,000 km2, which accounts for almost 20% of its cultivated acreage. It is indicated that due to climate change, seasonal drought in major rice producing areas tends to alleviate in general, late season rice in particular. (2) Future climate change brings about a significant impact on the spatial/temporal distribution of water resources in rice producing areas in China. Based on ’pre-designed’ adaptation actions for rice-re-cultivation, the rice cultivation pattern undergoes a significant alteration between 1981-2000 and 2001-2030. In eastern Guizhou and western Hunan, the pattern of single early plus single dry farming is changed into double cropping. In eastern Hunan, the pattern of dry cropping is changed into single early plus single dry farming. In northern Anhui, the pattern of dry farming cropping is changed into middle rice. All this is aimed at a potential adequate availability of water for rice production in the future. (3) Rice re-cultivation patterns developed in this paper help re-balance water demand and supply for rice growth using the spatial analysis tool to adapt rice growth to the changing water avail-ability from spatial perspective, and come up with rice producer-friendly re-cultivation options in response to climate change.     

生态建设背景下三江源自然保护区生态系统服务价值变化

青海三江源是我国淡水资源的重要补给地,也是全国生态保护和建设工程的重点实施区域,对其开展生态恢复过程的生态系统服务价值变化研究,有利于揭示生态保护和建设工程的实施效果。在构建三江源生态系统服务价值评估指标体系的基础上,选择生态工程前后两个时间段(2000年和2008年),采用物质量和价值量相结合的方法对三江源自然保护区生态系统服务价值进行了评估和对比分析,结果表明:2000—2008年保护区生态系统服务总价值呈现明显的增长趋势,8 a间一共增加1.68×1010元。保护区草地生态系统的整体质量状况大幅度提升,生态系统服务价值增加48.69%,是由生态建设和气候因子变化共同作用的结果;森林生态系统服务价值增加12.71%,主要跟森林区域水热条件的改善有关;水体与湿地生态系统服务价值在8 a间减少56.08%,关键是由区域气温升高和降水量减少所致,而非人为因素的影响;2000—2008年间,保护区人口数量增加了26.08%,较高的人口增长压力促使大量的草地被开垦为农田,导致农田面积增加392.52%,从而引起农田生态系统服务价值大幅波动。