中国西南地区地震-滑坡-泥石流灾害链风险防范措施框架研究

地震-地质灾害链是多灾种的常见表现形式之一,由原生灾害和次生灾害逐级传递,往往导致灾害损失延伸放大,因此灾害链风险防范应成为减灾应急管理的重要组成部分。从多灾种风险因果传递的角度突出灾害链风险防范特征,针对防灾减灾、备灾、响应和恢复重建为全过程的综合风险防范特点,聚焦中国西南地区典型地震-滑坡-泥石流灾害链,整编梳理地震与滑坡、泥石流等地质灾害风险的工程与非工程防范措施,解析识别灾害链各链节风险形成过程与防范关键节点路径,提出并构建了地震-滑坡-泥石流灾害链风险防范措施框架。该框架重点包括链节灾害传递阻断措施、承灾风险损失防控措施与减灾能力建设措施,以规避致灾因子危险性、降低承灾体暴露度与脆弱性、提升减灾能力为防范目标,针对关键节点路径,统筹工程与非工程措施,旨在分解区域灾害链因果传递风险。

青藏高原近30年气候变化趋势

以1971～2000年青藏高原77个气象台站的观测数据(最低、最高气温,日照时数,相对湿度,风速和降水量)为基础,应用1998年FAO推荐的Penman-Monteith模型,并根据我国实际状况对其辐射项进行修正,模拟了青藏高原1971～2000年的最大可能蒸散,并由Vyshotskii模型转换为干燥度,力求说明近30年青藏高原的气候变化趋势,以及干湿状况的空间分布.应用线性回归法计算变化趋势,并用Mann-Kendall方法进行趋势检验.结果表明:青藏高原近30年气候变化的总体特征是气温呈上升趋势,降水呈增加趋势,最大可能蒸散呈降低趋势,大多数地区的干湿状况有由干向湿发展的趋势.气候因子与地表干湿状况间并不是线性关系,存在很大的不确定性.

开展多灾种综合风险防范区划优化风险防范措施空间布局

当前,我国多灾种重大自然灾害风险日益突出,多灾种综合风险防范研究愈加重要。在“多灾种重大自然灾害综合风险防范技术”课题的支持下,专家学者们剖析了我国典型区多灾种综合风险防范的情况,开展了综合风险防范区划技术研发,本文对多灾种综合风险防范区划的指标体系、原则、方案设置进行简要介绍,并对防范措施空间优化提出相关建议。

长白山不同海拔树木生长对气候变化的响应差异

以长白落叶松和红松为例,探讨了长白山地区不同海拔树木生长对气候变化的响应。利用长白山北坡不同海拔4个长白落叶松样点和6个红松样点的树轮宽度资料建立差值年表,通过聚类分析、相关分析和响应分析等方法,研究树木生长特征及其气候响应。结果表明:两个树种年表的平均敏感度、树轮宽度指数的年际变率、信噪比等特征值较高,反映年表含有较强的环境信息。随海拔升高,长白落叶松年表特征值呈先下降后增加的趋势,红松年表特征值则呈先增加后下降的趋势。聚类分析将长白落叶松年表分成高、低海拔两类,红松年表分成高、中、低海拔三类。树木生长对气候响应存在海拔差异。高海拔长白落叶松生长受当年气温影响;低海拔长白落叶松生长对气候存在"滞后响应"。高海拔红松不仅受降水限制,且对气温有"滞后响应";中海拔红松不仅受气温限制,且对降水有"滞后响应";低海拔红松生长主要受气温限制。

气候变化对中国的影响利弊

气候变化对自然生态系统、自然资源、三次产业、社会系统及自然灾害等领域的影响包括:气候变化对自然生态系统结构和功能产生深刻影响,如东北多年冻土区植被生产力下降,而青藏高原则升高;气候变化导致华北、东北大部分地区降水减少以及许多北方河流径流量减少;由于气候变化,人们生产生活对能源的需求发生变化;气候变化导致的极端事件增加(包括频次与强度)、水资源短缺等问题对人体健康、疾病传播、重大工程等具有重要影响;气候变化背景下,热量资源的改善有助于延长农作物生育期,但极端事件增加也会造成农业生产的不稳定;气候变化不仅可通过影响农业和自然资源而间接地对第二、三产业产生影响,而且气候变化减缓措施(如碳税、碳关税、碳交易等)的采用也将对社会经济产生广泛而深刻的影响。进一步,通过分析可发现,气候变化的影响具有显著的区域差异性,而且总体上利弊共存,但弊大于利。基于此,本文提出要趋利避害,科学应对气候变化,实现"整体最优、长期受益"的有序适应目标;要强调定量适应,提出可操作性方案和可预期目标,并分析适应措施的不确定性;而且为提高我国未来综合竞争力,今后应采取更加主动的应对策略,如逐渐调整产业结构,加大减排技术研发,积极应对碳税、碳关税和碳市场对中国社会经济发展的影响等。

三江源区基于生态系统服务价值的生态补偿额度

以青海三江源区为例,探讨了基于生态系统服务价值的生态补偿额度测算方法。以分析和筛选生态补偿需求下的生态系统服务价值评估指标为前提,估算了生态保护和建设活动实施前(2005年)三江源区草地生态系统服务价值,并采用专家咨询法提出的不同退化程度草地的生态功能系数对其进行修正,得到未退化、轻度退化、中度退化和重度及重度以上退化草地的单位面积生态价值分别为74.70×104、59.76×104、37.35×104元/km2和14.94×104元/km2。根据三江源区草地退化现状和生态恢复的目标,确定该区基于退化草地完全恢复的生态补偿总量为911.62×108元。

中国气候区划新方案

根据全国609个气象站1971-2000年的日气象观测资料,遵循地带性与非地带性相结合、发生同一性与区域气候特征相对一致性相结合、综合性和主导因素相结合、自下而上和自上而下相结合、空间分布连续性与取大去小等5个基本原则,在充分吸纳已有气候区划基本理论与区划方法的基础上,参照中国科学院《中国自然地理》编辑委员会制定的气候区划三级指标体系,对我国气候进行重新区划;结果将我国划分为12个温度带、24个干湿区、56个气候区。与先前区划方案相比发现:20世纪70年代以来,中国气候带、区的总体格局并未发生明显变化,但一些重要的气候分界线却出现了一定程度的移动。其中亚热带北界与暖温带北界均出现了北移,北方地区的半湿润与半干旱分界线也出现了不同程度的东移与南扩,同时中温带、暖温带、北亚热带和中亚热带的三级气候区也出现了一定程度的变动;这种变化可能主要是因为20世纪80年代以后我国大多数地区出现不同程度的增暖及北方一些区域出现干旱化而引起的;且与本区划所采用的资料站点和部分区划原则有一定更新有关。

“一带一路”区域气候变化事实、影响及可能风险

“一带一路”区域国家经济、政治发展极不平衡,随着全球气候变暖,区域内的自然环境、气候资源、水资源等都将面临着显著而复杂的变化,并且干旱、洪涝等多种气候灾害是“一带一路”区域可持续发展和重大基础设施建设面临的重大威胁之一。目前,“一带一路”倡议已经进入实质性建设阶段,沿线地区的气候变化及其灾害风险关乎“一带一路”倡议能否顺利实施及亚投行的投资安全。在此背景下,2016—2018年中国科学院地球科学学部实施了“‘一带一路’区域气候变化问题”咨询评议项目,项目针对该区域气候变化的事实、未来变化预估、气候变化的可能影响以及带来的潜在风险等问题进行了系统的调研,并开展了若干分析和研究。经过两年的努力,项目组完成了有关进展报告四份,包括一份总报告和三份分报告。本文扼要地概括和介绍了项目取得的主要成果。

华北农牧交错带土地沙漠化成因与土地利用调整对策

从气候变化、土地利用等角度对华北农牧交错带典型区——内蒙古多伦县的土地沙漠化形成机制进行分析。对干湿指数、最大可能蒸散量等指标的分析表明该区域近30a来气候变化在一定程度上有利于沙化土地的恢复。1985年和2000年两期土地沙漠化、土地利用监测数据空间叠加和地统计分析表明,该区域15a来不存在明显的开荒和毁林等土地利用方式转型现象,利用方式未变化的土地占总土地的95.98%。严重沙化土地的91.39%发生在利用方式未变化的草地、耕地和未利用土地,三者沙化程度加重分别占该区所有沙化程度加重土地的55.16%、25.92%和10.31%。实地调查和遥感、统计等相关数据分析表明,耕地沙化主要是秋耕和农业大机械的应用为风蚀创造了条件,连年耕作和经济作物的种植促进了耕地退化;草地和未利用土地沙漠化主要因为载畜量过重和草原交通对草场的破坏。针对以上土地利用强度过大等造成土地沙漠化的原因提出华北农牧交错带土地利用调整策略。

生态系统对气候变化适应的辨识

针对气候变化对生态系统的影响,研究了确定生态系统影响阈值的有关科学问题,包括:气候变化对生态系统影响的阈值的定义;生态系统对气候变化的响应过程;生态系统对气候变化的适应性指标;生态系统对气候变化的适应性评价等。通过CEVSA模型和基于人工神经网络模型对中国生态系统的模拟和评价,初步结果显示,自然生态系统基本上处于基准态、轻度和中度不适应状态,目前模拟、评价的结果尚未发现生态系统不适应的情况。由SRES描述的B2和A2情景模拟结果初步对比显示,B2情景(大约升温3.2℃)对东北地区自然生态系统的影响更为明显,且大多数为正影响;A2 情景(大约升温3.9℃)对华东地区自然生态系统有不利影响。

气候变化风险的新型分类

风险分类是对气候变化风险进行系统风险评估和管理的前提和基础。本文首先按部门和领域识别了主要的气候变化风险,然后采用国际风险管理理事会(International Risk Gov-ernance Council,IRGC)的新型风险分类体系(简单风险、复杂风险、不确定风险和模糊风险)进行分类:提出以"不确定性"作为分类依据;把IPCC第四次评估报告中描述不确定性的主要术语——"信度"和"可能性"作为分类特征参数,分别构建了四类风险的模糊隶属函数,根据最大隶属度原则从定量角度对气候变化风险进行分类;同时利用IPCC的两个定性指标"达成一致的程度和证据量"对定量分类方法进行补充,初步建立了气候变化风险的分类方法体系。获得的气候变化风险分类的初步结果,可以为风险管理机构选择不同类别的评估和管理方法进行风险研究提供科学依据。

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。

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。

节能减排约束性指标的中期进展

约束性指标是在预期性基础上进一步明确并强化了政府责任的指标,是中央政府在公共服务和涉及公众利益领域对地方政府和中央政府有关部门提出的工作要求。其中"十一五"规划提出二氧化硫和化学需氧量排放总量分别减少10%属于约束性指标。政府要通过合理配置公共资源和有效运用行政力量确保实现。

气候变化适应措施的选择与偏好分析——基于青藏高原生态功能保护区的调查

以青藏高原生态功能保护区为案例,基于专家判断,采用层次分析法(AHP),对气候变化适应措施进行了优先性排序,结果表明生态功能保护气候变化专项资金、载畜量控制配套工程和产业结构调整规划是相对最重要的适应措施;决策与执行者、决策支持者和科学研究者对不同适应措施存在一定偏好差异,这些差异与不同利益相关者的职能、适应措施执行时所牵涉的利益关系等有一定联系。将AHP应用于适应措施择优的可行性探索对国家气候变化适应战略具有一定方法论意义。

中国造纸行业的贸易绩效:1996—2004

应用比较优势原理,引入显示比较优势系数RCA和RC两个指标对我国造纸行业1996—2004年的贸易绩效进行了横向、纵向的分析计算,结果表明,这一时期我国的造纸行业具有显示比较劣势和显示竞争劣势,与芬兰、加拿大等造纸强国相比差距显著。

三江源区草地生态系统服务价值变化(英文)

[目的]探讨三江源地区生态系统服务价值的变化。[方法]采用物质量和价值量相结合的方法对生态工程实施前后的三江源区草地生态系统服务价值(包括水分调节、空气质量调节、气候调节和土壤保持价值)进行了评估和对比分析。[结果]2000年、2005年和2008年三江源区草地生态系统服务总价值分别为884.97×108元,1302.06×108元和1299.49×108元;单位面积价值在2000～2005年呈迅速增长趋势(18.10×104元/km2),而在2005～2008年基本保持不变(-0.31×104元/km2);2000～2008年间,区域草地生态系统服务价值从东南向西北呈下降趋势,且东部和中部地区的价值增长速度明显高于中南部和西部地区。[结论]该研究结果不仅为研究区生态工程实施效果评价提供了科学依据,而且为后续生态管理决策的制定提供了理论指导。

基于土地利用及植被覆盖变化的黄河源区生境质量时空变化特征

位于青藏高原腹地的黄河源地区生态环境脆弱,面临生物多样性锐减、生态系统退化等问题,黄河源区生态系统保护及其高质量发展已成为国家的重点战略之一。土地利用与植被覆盖是影响生境质量的重要因素,定量化土地利用方式、强度及格局和植被覆盖格局对生态质量影响的研究越来越受到关注,但其对黄河源区生态质量的耦合效应尚不明确。基于2000年和2015年黄河源区土地利用类型及生长季归一化植被指数(NDVI),采用InVEST模型探究了不同时期黄河源区生境质量时空变化,并采用地理加权回归(GWR)模型揭示了生境质量对土地利用和植被覆盖变化的空间响应特征。结果表明,2000年与2015年土地利用类型变化主要为未利用土地向草地的转移。植被覆盖变化方面,源区生长季NDVI整体上升。从生境质量的空间分布来看,黄河源区生境质量总体呈现南高北低的空间格局,高值分布在南部及中部地区,低值分布在北部布青山、东北部高海拔区及黄河乡的黄河沿岸。相较于2000年,2015年黄河源区生境质量平均提高11.47%。草地面积和NDVI与生境质量均呈显著正相关关系,其中NDVI是提高黄河源区生境质量的重要驱动因子。研究结果突出了NDVI对提高黄河源区生境质量的主导作用,可为未来源区生态保护提供借鉴。

未来气候情景下中亚地区的森林草原火险评估

[目的]评估气候变化对中亚地区未来森林草原火灾的风险影响。[方法]基于森林草原火发生的可能性、脆弱性和暴露性构建森林草原火灾风险评估模型与指标体系。基于日降水、露点温度和中午(12:00)温度,利用修正Nesterov指数(MNI)计算火险天气指数,并预测区域在未来气候情景下(HadGEM2-ES模式,RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5四种气候情景)的火险指数。脆弱性基于2001—2015年区域历史燃烧概率和植被类型计算。暴露性基于未来不同情景下(SSP1、SSP2和SSP3)的人口和GDP密度计算。利用层次分析法计算综合火险指数,评估中亚地区中长期面临的森林草原火灾风险。[结果]与基准时段(1971—2000)相比,2021—2050年研究区的森林草原火灾风险增加,47.2%的区域森林草原火灾风险为高和很高,比基准时段增加16.9%,其中RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下分别增加12.4%、18.6%、13.6%和20.4%。2071—2099年森林草原火灾风险高和很高的区域占53.1%,比基准时段增加22.9%。其中,RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下森林草原火灾风险高和很高的区域分别增加11.1%、22.4%、24.6%和32.9%。[结论]2071—2099年,RCP2.6情景下高和很高等级火险的区域少于2021—2050时段,而RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下高和很高等级火险的区域大于2021—2050时段。未来该地区高和很高等级火险区比例将比基准时段明显增加。未来火管理的重点区域应该包括西部草地、东部山地森林和南部灌木。

地震灾害应对决策的模型集成规则挖掘

面向地震灾害所具有的复杂性、突发性、不确定性等特点,针对信息不完备下地震灾害评估、救助与恢复重建决策支撑系统的综合决策需求,本文提出了基于数据依赖关系的、由模型多维关联度测算和设计结构矩阵模型排序构成的模型集成规则挖掘方法。通过模型之间输入输出关系五个维度,即内容概念、空间范围、时间范围、空间精度、时间粒度的关联度计算,构建模型自动排序的设计结构矩阵,实现多模型的智能选择与集成组配。并以汶川M s8.0地震为例开展不同决策阶段情景下规则挖掘的实证研究,为灾害应对决策过程模型集成提供基础,提高了应对重大自然灾害的辅助决策能力。