气候变暖背景下汉江流域降水和气温时空变化特征

为探究气候变暖背景下汉江流域降水和气温的时空发展规律,基于汉江流域及其周边地区29个气象站点逐日降水(P_(re))、最高气温(T_(max))、最低气温(T_(min))和平均气温(T_(ave))的观测资料,利用线性拟合、Mann-Kendall突变检验和空间插值等方法,分析1960~2019年汉江流域降水和气温的时空变化特征,以及对变暖停滞现象(Hiatus)的响应。结果表明:①在全球变暖背景下,汉江流域气候表现出降水不显著减少(p>0.05)、气温显著上升(p<0.05)的暖干化趋势。1960~2019年汉江流域P_(re)变化幅度夏季(0.582 mm/a)>秋季(-0.477 mm/a)>春季(-0.403 mm/a)>全年(-0.184 mm/a)>冬季(0.125 mm/a);全年升温幅度呈T_(min)(0.028℃/a)>T_(max)(0.025℃/a)>T_(ave)(0.022℃/a),四季T_(max)、T_(min)和T_(ave)一致呈上升趋势,多数升温趋势通过了显著性检验(p<0.05),但升温幅度存在明显差异。②汉江流域全年和夏季P_(re)均未发生突变,春、秋季P_(re)在1970年代中后期发生突变下降,冬季P_(re)在1984年突变增加;除夏季T_(max)和T_(ave)外,其余时序气温集中在1990年代中后期至2000年代前期发生了突变上升。③汉江流域全年P_(re)自东南向北递减,四季P_(re)空间分布规律各异,全年和四季T_(max)、T_(min)和T_(ave)皆自南向北递减;全年及四季P_(re)、T_(max)、T_(min)和T_(ave)变化趋势具有较强的空间异质性。④1998~2012年汉江流域出现Hiatus现象,尤其以冬季最为明显;停滞后春夏季快速增温,秋冬季依旧呈降温趋势。研究成果对于制定汉江流域防灾减灾、供水保障应对策略具有重要的科学意义。

气候变暖下基于绿色技术进步的社会最优资源配置研究

全球变暖导致自然灾害频发,绿色技术水平影响社会最优资源配置。首先建立考虑绿色技术水平、碳减排、气候灾害等的动态模型,利用动态优化理论推导出价值函数满足的哈密尔顿-雅克比-贝尔曼(HJB)方程。通过数值模拟找到了在已有的资本累积和资源约束下使得代表性家庭预期效用最大化的最优资源配置策略,并且得出结论:绿色技术的进步虽然对投资和公司价值有负面影响,也使得经济增长增速减缓,但是它降低了碳减排成本和减灾成本,同时刺激了消费,使社会总消费增加。

欧洲成为全球气候变暖最快的大陆

2024年3月11日,欧洲环境署发布的《欧洲气候风险评估》报告指出,欧洲气候变暖速率是全球平均水平的两倍,目前已经成为全球气候变暖最快的大陆。同时,该报告还总结和分析了当前欧洲在生态系统、健康、食品、基础设施、经济和金融五大领域面临的36项气候风险。其中,8项气候风险已经达到临界水平,欧洲国家必须采取更多紧急应对措施才能避免危机恶化。温室气体过量排放是欧洲气候变暖的根本原因,而极地放大效应、高空双急流、陆地特性等因素则进一步增加了欧洲的变暖速率。为应对气候变暖,欧洲提出和实践了一系列减排目标和措施,为全球气候事业树立了榜样和标杆。为应对迫在眉睫的气候风险,欧洲未来还需要采取更多措施,提升社会气候适应能力,降低极端气候危害。

气候变暖背景下湖北省油菜生长季气候适宜性分析

为明确湖北省油菜生长季的气候适宜性,利用湖北省76个国家气象观测站1963—1993年和1993—2023年2个气候年代的逐日平均气温、降水量、日照时数数据,构建湖北省油菜生长季气候适宜度模型,利用ArcGIS软件对1963—1993年、1993—2023年2个气候年代的湖北省油菜生长季的气候资源和气候适宜度的时空变化特征进行分析。结果表明,湖北省油菜生长季气候资源变化特征为平均气温南部高,西北部、西南部低;累计降水量东南部、西南部多,西北部少;累计日照时数由北部向西南部递减。整体上看,平均气温呈上升趋势,累计降水量和日照时数均呈减少趋势。气温适宜度低值区位于西北部的南部和西南部的西部,其他地区高;降水适宜度中北部高、东南部低;日照适宜度由东北部向西南部递减。气温适宜度和降水适宜度均呈增加趋势,日照适宜度呈减少趋势。利用ArcGIS自然断点法依据综合气候适宜度,将湖北省划分为最适宜、适宜和不适宜油菜种植区域。最适宜区主要分布在湖北省的中部、东部的大部地区以及西北部的十堰,不适宜区主要分布在西部高海拔区域,1993—2023年仅神农架东北部为不适宜区。1963—1993年最适宜区面积约占湖北省总面积的70.8%,1993—2023年有9.7%的区域由适宜区转为最适宜区,而不适宜区面积减少了3.8%。在气候变暖的背景下,湖北省油菜生长季热量资源和降水资源更加适宜油菜的生长,日照资源则逐渐不利于油菜的生长,气候资源总体适宜油菜的生长,且适宜油菜种植的区域面积呈增加趋势。

新乡黄河湿地鸟类国家级自然保护区鸟类多样性现状及其对气候变暖的响应

为了掌握新乡黄河湿地鸟类国家级自然保护区的鸟类多样性现状及其对气候变暖的响应,2021年1月至2023年12月,采用样线法和样点法对保护区内鸟类的多样性进行了全面系统的调查研究,依据鸟类的物种组成、分布及居留型变化,结合当地气温的变化,探讨了该地鸟类对气候变暖的响应.保护区共有鸟类19目53科111属202种,其中国家Ⅰ级保护鸟类12种,国家Ⅱ级保护鸟类38种.雀形目、鸻形目和雁形目鸟类占据主要地位,共占鸟类总种数的64.85%.鸟类组成的比重依次是旅鸟、留鸟、夏候鸟、冬候鸟;鸟类的区系组成以古北种为主,其次为广布种,东洋种最少.农田的物种多样性最高,荒滩草地最低.

气候变暖背景下黄河中游晋西黄土高原的植被响应

笔者介绍了黄河中游晋西黄土高原概况,综述了植被分布、植被覆盖、植被物种多样性及植被物候对气候因子的响应。黄河中游晋西黄土高原属于半干旱地带,植被主要为草本、灌木及一些适宜半干旱条件的乔木,水热条件是影响黄河中游晋西黄土高原植被覆盖的主要限制因子。黄河中游晋西黄土高原山地植物物种多样性分布的主要特征是乔木物种多样性、草本物种多样性和系统发育多样性均随海拔升高而递减,灌木物种多样性无明显变化趋势;乔木物种丰富度与生长季节平均温度呈显著正相关。2000年至2015年,黄河中游晋西黄土高原植被物候发生显著变化,植被生长季开始日期提前和结束日期推迟的区域较多。

气候变暖背景下江西省双季早稻小满寒及高温逼熟气象灾害特征分析

利用1993—2022年江西省11个地市79个国家气象站历年地面气象观测资料,对气候变暖背景下江西省双季早稻小满寒和高温逼熟等气象灾害的发生特征进行了系统分析。结果表明,江西省近30年来分别有80.0%和93.3%的年份发生了不同程度、不同范围的小满寒及高温逼熟灾害;从时间变化上来看,遭受小满寒侵袭的站数随着时间变化呈减少的趋势,其中发生轻度及以上灾害站数的年际变化倾向率为-0.369站/a(P<0.05),发生重度灾害站数的为-0.102站/a(P<0.05);发生高温逼熟的站数呈递增的趋势,其中发生轻度及以上灾害站数的年际变化倾向率为0.783站/a(P<0.05),发生重度灾害站数的为0.503站/a(P<0.05),高温逼熟灾害范围在1993—2012年间扩张明显;江西省小满寒高发期为5月中旬至下旬前期,高频中心主要位于赣西北和赣东北地区;高温逼熟高发时段为7月初至中旬,高频中心主要位于浙赣铁路沿线一带、吉泰盆地、赣南北部地区。

气候变暖影响下黄河源区潜在蒸发量预测不确定性研究

蒸发是连接地表能量平衡和水量平衡的重要纽带,高寒区蒸发量对气候变暖尤为敏感。然而,高寒区蒸发预测存在大量不确定因素,其造成流域水文循环变化规律分析、水资源管理面临严峻挑战。因此,以属于高寒区的黄河源区为例,利用5种物理机制不同的蒸发计算模型(P-M、Har、J-H、Mak和P-T)理清模型不确定性对流域潜在蒸发量预测结果的影响;通过耦合蒸发计算模型、GCMs模型、RCPs模型,探究多源不确定性对未来不同时期(近期、中期和远期)潜在蒸发量预测结果不确定性的影响,并利用方差分析方法量化评估各因素独立及交互作用对潜在蒸发量预测结果不确定性的贡献。结果表明:基于太阳辐射和气温的潜在蒸发量模型获得的潜在蒸发量明显大于基于物理机制P-M模型获得的潜在蒸发量,其差值约为150 mm;RCPs不确定性是导致蒸发预测结果不确定性的主导因素,占比高达65%,且多种不确定性因素的交互作用对蒸发预测结果不确定性的贡献在春、冬季节尤为突出。

土壤溶解性有机碳对气候变暖的响应研究进展

针对土壤溶解性有机碳(DOC)特性及其在气候变暖背景下的响应机制这一土壤碳循环研究的关键问题进行综述。首先阐述土壤DOC的特性,并总结其采集和测定方法。土壤DOC主要来源于土壤有机碳的溶解、植物根系和微生物分泌物与残体转化等过程,其浓度和组成往往随土层深度和时间发生变化。多种采样方法(如负压法)与分析手段(如傅里叶变换离子共振回旋质谱仪)用于探讨土壤DOC对增温的响应及其机制。进一步梳理有关植物、微生物及土壤性质对土壤DOC特性的影响及其机制的文献,认为增温不仅能直接改变土壤DOC的浓度,还可以通过影响植物、微生物群落以及土壤理化性质等因素,间接地改变土壤DOC的特性。未来的研究中应加强对土壤溶解性有机碳的土层迁移与时间动态的关注,以便完善土壤碳模型,提升未来气候变暖情景下全球碳循环过程变化的预测精度。

气候变暖影响下我国冰雪产业科技化发展的应策与思考

冰雪产业依托对冰雪资源的开发利用,能够带来可观的社会效益和经济效益,但近些年全球气候变暖日趋严重,对冰雪生态系统产生深刻影响。相关研究显示,气候变暖可能严重冲击全球冰雪产业,进一步分析气候变暖对我国冰雪运动、冰雪旅游、冰雪文化等产业带来的影响,指出科技化发展是我国冰雪产业应对气候变暖的可行策略。在发展过程中,我国冰雪产业科技化要注意把握方向性:环保视角上,延长冰雪产业生态周期;经济视角上,降低冰雪产业运维成本;国际化视角上,拓宽冰雪产业创新道路。同时,对于人工造雪技术、冰雪科技装备、冰雪数字技术等典型实践举措进行客观性思考,以期平衡好环境与开发、竞赛与普及、虚拟与现实之间的关系,助力我国冰雪产业在新时期实现高质量发展。

气候变暖对地质灾害频发性的影响及其防治策略研究

本文旨在探讨气候变暖对地质灾害频发性的影响及其防治对策。通过分析气候变化对滑坡、泥石流、崩塌、地面沉降等不同类型地质灾害的影响机制,揭示了气候变暖通过改变孕灾环境、诱发因素和岩土体性质,加剧了地质灾害的发生,给人民生命财产安全和经济社会可持续发展带来严峻挑战。研究表明,加强地质灾害监测预警,优化土地利用规划,推进生态修复,加强风险管理是应对气候变化背景下日益频发的地质灾害的关键举措。

绿色交通系统下的碳排放控制与减缓气候变暖研究

作为一种行之有效且环境友好的城市交通方式,绿色交通系统无疑打开了新的视野。本文以此为焦点,对碳排放控制与气候变暖的缓解进行了深度工作。大量的绿色交通运行数据被采集并被分析,使其优越性得以突显,与传统交通相比,绿色交通系统具有显著的优势,其能改善碳排放问题,对地球气候的保护起到了不可忽视的影响。围绕技术、管理和政策这三个层面,本文探讨了在绿色交通系统下如何有效控制碳排放,开展了诸如推动清洁能源汽车的普及,优化交通布局及路径,实施更严格的排放标准等有效的控制策略。研究结果表明,通过采取一系列碳排放控制措施,绿色交通系统能减少30%左右的城市碳排放量。最后,根据气候模型预测,通过广泛推广绿色交通系统,未来50年内全球温升速度有望下降0.3°C。该研究结果为推动绿色交通发展、控制碳排放和减缓气候变暖提供了有力的理论支持。

气候变暖对晋北黄土高原半干旱区马铃薯适播期的影响

以气候变暖为主要特征的气候变化对马铃薯物候期、生长发育及产量都产生很大影响,研究马铃薯生长季热量资源和适播期变化特征,对调整品种布局和合理利用气候资源具有重要意义。利用1981—2016年晋北地区地面气象观测站和农业气象观测站资料,通过趋势分析和相关分析,研究晋北马铃薯气候资源变化特征及对马铃薯产量的影响;基于积温稳定性原理,建立气象产量预测模型,得出最高气象产量对应的适播期,并分析适播期的年代变化特征。结果表明,晋北马铃薯生长季气温以0.32℃·10a^(-1)速率呈升温趋势,≥5℃积温以47.0℃·d·10a^(-1)速率呈增加趋势。气候变暖背景下对晋北马铃薯产量影响显著的气候因子主要是出苗~分枝期的平均气温,全生育期的积温、日照时数、需水量,出苗~分枝期、花序形成~可收期及全生育期的最高气温≥30℃的日数。气温和日照基本为负效应,降水在营养生长期为负效应,生殖生长期为正效应。晋北马铃薯适播期随着气候变暖有提前的趋势,20世纪80年代适播期在5月上旬末至5月中旬,90年代适播期在5月上旬,21世纪最初10 a适播期在4月下旬至5月上旬初,2010年以后马铃薯适播期提前到4月中旬末至4月下旬。建议晋北黄土高原半干旱区盆地地区种植中晚熟品种,尽量选择早播,可以选择4月中旬末至4月下旬,高海拔地区建议种植中熟品种或采取地膜覆盖提早播期来种植中晚熟品种,可以在4月下旬末至5月上旬播种。

对气候变暖背景下开展气候可行性论证工作的思考

受全球气候变暖影响,近几十年中国极端天气气候事件趋多趋强,气象灾害呈现发生频率高、复合型灾害多发、灾害损失重、灾害风险加剧等特点。开展气候可行性论证可有效避免或减轻因人类活动带来的气候变化和气象灾害,是应用气候学重要的社会效益体现。简述了21世纪以来我国气候可行性论证工作发展主要历程,介绍了开展气候可行性论证的主要方法,阐述了气候可行性论证在保障粮食安全、重大工程设计与运行、城市规划、能源开发利用等多领域发挥的重要作用,同时也分析了当前气候可行性论证工作中存在的问题和不足,提出了对策与建议。

气候变暖与管理方式对草地群落影响研究综述

草地是陆地生态系统的重要组成部分之一,具有极其重要的经济价值和生态价值.通过文献调研,发现检索到的122项研究平台上,90%的研究平台未考虑气候变暖幅度的季节差异性对动植物群落结构的影响,且仅有15篇文献涉及围封之外的管理模式.根据最新的研究进展显示:(1)气候变暖幅度的季节差异对草地动植物群落结构的影响;(2)不同草地管理模式下动植物群落结构对气候变暖响应的差异;(3)环境变化时动植物群落间的相互调控.这3个问题在未来草地群落研究中应重点关注.通过文献综述阐述并分析草地动植物群落对气候变化及人类活动的响应机制,为全球变化背景下草地生态系统管理提供理论支持.

气候变暖背景下青海三江源区季节冻土冻融特征研究

青海三江源区是全球气候变化的敏感区和生态环境脆弱区,目前正面临着冻土退化的问题。本研究基于三江源区18个国家气象站1961—2021年气象观测资料,对气候变暖前后季节冻土冻融特征进行对比分析。结果表明:三江源区年平均气温为-0.34℃,呈东高西低分布,总体以0.38℃·(10a)^(-1)的速率上升,并在1997年发生突变,突变后气温显著升高。平均年最大季节冻结深度为142.5 cm,自西北向东南减小,总体以2.4 cm·(10a)^(-1)速率退化,与变暖前相比减少了11 cm。平均地表冻结初日为10月24日,以1.0 d·(10a)^(-1)速率推迟,平均地表冻结终日为5月18日,以3.3 d·(10a)^(-1)速率提前,与变暖前相比,地表冻结终日提前了12 d,地表冻结初日推迟了14 d。季节冻土平均冻结时间为133.9 d,呈西高东低分布,总体以1.9 d·(10a)^(-1)速率减少,与变暖前相比减少了8.8 d。年最大冻结深度及冻结时间分别在2004年和2002年发生突变,相比气温均有一定滞后。这说明,季节冻土在受气温变化影响同时,还受地形、人类活动等其他因素影响。该研究揭示了三江源区季节冻土冻结作用弱化的现象,研究成果可为应对气候变化、工程建设等提供参考。

气候变化背景下我国水旱灾害演变趋势及其应对思考

在全球气候变暖背景下,高温热浪、骤旱、强降水洪涝等极端天气气候事件频繁出现,其发生机理、潜在风险、频率与强度、时空分布、复合型灾害损失构成等诸多方面都发生了显著变化,呈现出突发性强、发生频率高、综合强度大、影响范围广、事件转换快等特点。本文结合2024年上半年我国主要气候特征,分析了60多年来我国水旱极端事件时空分布特征和发展趋势,并提出相应应对思考。

气候变暖对冬小麦徐麦33产量和品质影响

利用2017—2022年江苏徐州农业气象试验站试验数据研究作物品种、土壤物理化学性质和管理措施均相同条件下,气候变暖对半冬性冬小麦品种产量结构和籽粒品质的影响。研究发现:不同播期冬小麦生长季平均气温升温幅度为0.1~1.7℃。平均气温升高对冬小麦产量结构造成影响,平均气温每升高1℃,冬小麦穗粒数减少14.7%;平均气温升高对籽粒蛋白质、脂肪和氨基酸含量造成负面影响,进而影响籽粒品质。平均气温与籽粒蛋白质含量相关系数为-0.72(达到0.01显著性水平),与脂肪含量相关系数为-0.52(达到0.05显著性水平)。此外,气温升高对16种氨基酸中的14种产生负面影响,其中对天冬氨酸和精氨酸含量负面影响达到0.05显著性水平。导致上述结果的主要原因是气候变暖夜间最低气温升高,冬小麦呼吸作用加强,不利于冬小麦同化作用和有机物积累;气候变暖导致冬小麦开花期到成熟期高温热害增多,影响冬小麦生理生化过程,特别是限制了冬小麦营养物质的吸收和合成。

气候变化背景下光核桃的潜在分布区和生态位变化

【目的】探究气候变化对光核桃分布和生态位的影响,为光核桃资源的保护和开发提供理论支撑。【方法】本研究根据光核桃的216条地理分布数据,结合11个气候、土壤和地形因子,调用ENMeval程序包优化后的最大熵值模型(MaxEnt)模拟我国光核桃潜在分布区在未来3种气候条件下的空间分布格局,并使用ecospat软件包分析光核桃气候生态位变化,以确定影响光核桃分布的主要环境变量。【结果】(1)优化后的MaxEnt模型可准确预测光核桃的潜在地理分布区,分布区主要位于青藏高原和云贵高原等较高海拔地区,总面积约为360711.8 km2,其中拉萨河谷、雅鲁藏布江中游河谷、怒江、澜沧江、金沙江等干热河谷等地为光核桃高度适生区;(2)在未来气候条件下,光核桃适生区整体呈向西南收缩趋势,生境适宜度总体呈下降趋势;(3)影响光核桃分布的主要环境变量为气温年较差、等温性和海拔,光核桃未来时期与当前时期生态位的重叠率随气候变化加剧逐渐降低。【结论】随着未来气候变化,我国光核桃适生区将向纬度与海拔相对较高的地区进行迁移,光核桃气候生态位也将与当前生态位逐渐分化,温度和海拔是影响光核桃分布的主要环境因子。基于上述结果,我们应在当前和未来环境适宜度均无显著变化的区域设立保护地,以减少全球气候变暖影响,同时也可避免人类活动对光核桃资源的进一步破坏。

高寒灌丛对气候变暖的生态响应及适应性研究进展

灌丛通常指高度在5 m以下的以灌木为优势的植被类型。高寒灌丛因地处高海拔或高纬度的寒冷生境,对气候变暖响应尤为敏感。然而,随着近几十年的气候变暖,大量研究数据表明环北极地区树木生长对夏季温度的敏感性逐渐下降,但目前并不清楚高寒灌丛如何响应和适应气候变暖,是否也存在敏感性下降问题。本文主要基于长时间序列数据、样带调查及模拟试验等研究方法综述不同时空尺度下高寒灌丛对气候变暖的生态响应相关研究成果,并指出当前的研究趋势和存在问题。长时间序列数据基于长期定位监测和(或)树轮数据及遥感、航拍和重复拍照手段揭示灌木的扩展、生长变化趋势及其可能的影响因子;样带调查主要表现为相关生态指标沿海拔梯度的变化规律;模拟试验主要体现在植物物候、叶性状变化等。综合来看,变暖促进了高寒灌丛的生长,体现在植被盖度、生物量等指标的增加。就灌木叶功能性状而言,一些性状(如比叶面积等)在胁迫生境中体现出趋同适应特征。不同研究方法受研究尺度的限制存在明显的局限性,未来应开展全方位、多尺度的全球性联网综合观测体系;加强对不同功能型灌木的对比研究,探索高寒区趋同适应的普遍性和环境阈值;加强沿水分梯度的样带调查,开展人工模拟增(减)雪试验;重点关注冻融、微生物活动等地下生态过程对气候变化的响应。