北方草原区气候变化影响与适应

针对我国北方草原区气候变化敏感脆弱,草原气候变化影响和适应研究薄弱,特别是在全民应对气候变化的行动中牧户适应能力和效率低下的问题,基于气象数据、树木年轮、问卷调研等数据,系统研究了区域气候变化趋势,区域、县域、牧户三个层面的气候变化脆弱性,以及牧户对气候变化的感知与适应行为。提出以下观点:北方草原区气候年际、年代际和世纪3个尺度"暖旱化"趋势增强;生态环境本底越好,其适应气候变化的能力越强;牧民对气候变化的感知存在传导途径与偏差。在此基础上,深刻阐释了"心理载畜率"内涵,从全新的视角剖析了当前草原放牧超载的原因,并面向不同管理层次提出了政策性建议。

山区居民对气候变化及其影响与适应的感知分析——以玉龙雪山地区为例

通过问卷调查和访谈,揭示了青藏高原东南缘玉龙雪山地区居民对当地气候变化及其影响与适应的感知认识。结果表明:居民对玉龙雪山地区气候变化的感知强度与科学研究结果总体上具有很高的一致性。居民对气候变化对农业环境影响的感知不很强烈,认为气候变化并未影响到农作物长势和产量,但对气候变化导致农作物病虫害略有增加和作物生长期延长的感知却持较高赞同度。居民对气候变化及其适应的感知强度总体上与海拔高度相关显著,而对气候变化及其影响的感知则与年龄显著相关。气候变化已促使山区居民调整产业结构,发展低耗水农业经济,并积极参与山区旅游、外出打工,以弥补微薄的农业收入。同时,居民也期望政府能够给予他们一定的经济补偿,以弥补由于干旱和倒春寒等带来的经济损失。

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.

《气候变化2014:影响、适应和脆弱性》对农业气象学科发展的启示

通过对政府间气候变化专门委员会第二工作组(IPCC AR5 WGII)的报告《气候变化2014:影响、适应和脆弱性》有关涉农章节的解读,分析有助于国内外农业气象学科发展的科学问题,并提出进一步研究的优先领域。IPCC认为,如果不考虑适应,局地温度比20世纪晚期升高2℃或更多,对热带和温带地区主要作物产量(小麦、水稻和玉米)都将产生负面影响。预计的影响随作物、区域和适应情景而不同。约10%的研究结果预测2030-2049年比20世纪晚期可能增产10%,也有10%的研究结果则预测减产25%以上。对比国内有关气候变化对农业影响评估的研究,反映的差距主要集中在:(1)农业系统对气候变化敏感程度和脆弱性的定量评估能力较弱;(2)难以识别气候对农业的直接和间接影响程度;(3)综合研究不够,还不能定量分析各种非气候因素的贡献;(4)适应对策实例和经验总结不够,有关的成本效益分析不够。建议本学科优先在以下领域进一步深入研究:(1)更新并完善粮食生产影响模型,建立区域和全球尺度的、可靠的、综合的粮食系统模型;(2)进一步认识CO2与臭氧对作物生长的综合影响程度,高温和低温对作物的影响,以及干旱和洪涝的生理阈值;(3)开展与各种变暖情景有关的粮食生产实验和模拟,包括作物、家畜、渔业、水果和蔬菜等生产要素以及加工、分配及零售和消费模式等非生产要素的气候影响和适应。

气候变化对青藏高原青稞生产影响的研究综述

青藏高原为全球气候变化敏感区,生态系统非常脆弱。青稞是青藏高原主要作物,对气候变化较为敏感。本文梳理了当前以及未来气候变化对青藏高原青稞生产影响的相关研究,就青藏高原农业气候资源和农业气象灾害变化以及气候变化对青稞种植制度、生育期和产量的影响进行归纳总结。已有研究结果表明,在气候变化背景下,青藏高原地区较其他地区增温显著,降水增加,日照时数减少,干旱和洪涝等农业气象灾害更加频繁;气候变化使得青稞潜在种植界限向高纬度、高海拔地区移动,可种植面积增加,生育期缩短,当前气候变化对青稞生长有利,同时品种更替和技术进一步提高了青稞产量和适应气候变化的能力,但在未来气候变化影响下,青稞生育期将继续缩短,青稞生产及藏区粮食安全面临严峻考验。现有研究存在青稞研究区域局限性,气候变化对青稞复合影响和综合风险评估研究较少等问题。未来需深入认识气候变化对青稞生产影响的机制机理,创建青稞气象灾害影响与综合风险动态评估技术体系,制定有效措施促进高原青稞生产适应气候变化,保障青藏高原青稞粮食安全。

IPCC第五次评估报告气候变化对人类福祉影响的新认知

IPCC第五次评估报告(AR5)第二工作组(WGⅡ)报告评估了气候变化对人类健康、人类安全、生计与贫困的影响,指出气候变化已经对人类健康和安全造成了负面影响,气候变化、气候变率和极端气候事件给城市和农村的贫困人口增添了额外的负担,与气候变化相关的风险增大。21世纪的气候变化,将继续加剧现有健康问题,增加人类的迁徙,放大冲突的驱动因素的影响,对许多国家的关键基础设施造成不利影响,给小岛国和有很长海岸线国家的领土完整带来风险;整个21世纪,气候变化将减缓经济增长,进一步威胁粮食安全,使减贫更为困难,贫困问题更加突出。

气候变化影响的最新认知

政府间气候变化专门委员会(IPCC)第二工作组于2007年4月6日正式发布了第四次评估报告,该报告客观、全面而审慎地评估了气候变化已有的和未来的可能影响。现有观测证据表明,人为增暖可能已对许多自然和生物系统产生了可辨别的影响,但由于适应以及非气候因子的作用,许多影响还难以辨别。21世纪中期,某些中纬度和热带干旱地区年平均河流径流量和可用水量会减少10%～30%;如果全球平均温度增幅超过1．5～2．5℃,目前所评估的20%～30%动植物物种可能面临灭绝的风险会增大;从全球角度看,局地平均温度增加1～3℃．预计粮食生产潜力会增加,但若超过这一范围,则会减少。兼顾适应和减缓的措施能够降低气候变化相关风险。

气候变化对川渝赏花旅游的影响与人类适应行为

基于中国物候观测网北碚和仁寿物候观测站点1973-1996年和2003-2012年18种植物物候观测数据,1987-2014年川渝权威报纸赏花节庆日期数据,采用时间序列分析和相关分析方法,评估了气候变化对赏花旅游的影响与人类适应行为。结果表明:气候变化对川渝地区赏花旅游的影响以有利为主,50%的植物赏花季长度显著延长,27.8%的植物赏花季长度显著缩短;中国人偏好的观赏物种中,气候变化对山茶和山桃的赏花旅游活动有利,对紫玉兰不利。温度是影响赏花季长度变化的主要因素,花期前一个月或前三个月温度每升高1℃,赏花季长度大多数延长5.99~7.57天或4.41~11.71天,少数缩短1.99天或2.26~4.99天。50%的赏花旅游活动组织者尚未意识到气候变化影响,没有采取正确适应策略;50%的赏花旅游活动组织者根据温度变化调节节庆日期,科学的方法应为根据物候动态调整赏花节庆日期。

气候变化对安徽黄山市旅游的影响研究

旅游业对气候变化极为敏感。基于1956-2010年黄山市气候数据,采用旅游气候舒适度综合评价模型计算了黄山市气候舒适度;结合2007-2010年黄山市游客量数据,采用OLS方法建立气候舒适度指数与游客量指数间的回归模型。结果表明,气候变化对安徽省黄山市旅游产生影响显著。其中,对国内旅游市场的影响超过了对入境旅游市场的影响,气候舒适度指数每变化1单位,入境游客量指数变化1.25%,国内游客量指数变化1.49%。研究结果可为提出安徽旅游业应对气候变化策略提供科学依据。

粮食生产系统对气候变化的响应:敏感性与脆弱性

气候变暖延长了作物适宜生长季,缩短了实际生育期,改变了作物的种植界线;在一些区域促进了产量增高,给作物品质带来负面影响,并改变了气象灾害与病虫害的规律,导致损失增加。未来粮食生产系统对气候变化表现出较强的敏感性,如温度增高1℃,冬小麦生育期日数平均缩短17d左右,水稻和玉米平均缩短7-8 d,但地区之间存在差异。气候变化将威胁作物产量的稳定性,并影响作物品质。脆弱性主要是面对极端事件的影响,特别是在减小暴露度和提高适应能力两个方面,因为雨养农业的暴露度明显高于灌溉农业。为此,本文提出了相应的对策建议,以降低粮食生产系统对气候变化的脆弱性。一是加强对敏感性的评估能力建设,包括完善和改进各类评估指标体系和模型,创新和发展评估方法和工具;结合实地观测和案例研究,科学评估气候变化的影响与敏感性,识别和降低研究中的不确定性;提高人类对气候系统及其变化的认识,提高气候变化影响及相应领域敏感性的认识。二是加强粮食生产系统适应能力建设,包括对已有的农田基础设施进行改造,增强对气象灾害的防御能力;通过调整农业生产结构,有计划地选用抗旱涝、抗高低温和抗病虫害等抗逆品种和新品种;发展节水农业,加强推广旱作农业技术;综合多学科的理论方法,进一步开展粮食生产系统与气候变化有关的影响和适应研究。三是加强自然和社会系统体系和功能建设,包括加强高新技术和适用技术的推广,加快科技创新和技术引进步伐;通过立法、行政、财政税收等方式,积极推进农业保险,探索农业政策保险与商业保险相结合的风险分担机制;通过调整经济结构、提高能源效率,增加粮食生产系统固碳减排能力,维护良好的生态环境。

气候变化对成都桃花观赏旅游的影响与人类适应行为

基于中国物候观测网14年桃花盛花期数据,1987-2014年四川历年报纸100余条桃花节日期记录,以及1987-2013年研究区月均温数据,采用小波分析、相关分析等方法评估了气候变化对桃花观赏旅游的影响。结果表明:研究区气候变化显著,物候期对气候变化高度敏感,桃花盛花期前三个月和前一个月温度升高1℃,盛花期分别提前6.47天和4.16天。桃花节开幕日期与温度变化趋势及周期对比、两者相关分析发现,过去近30年,成都桃花节组织者通常会根据温度变化调节赏花节开幕日期,但2000-2008年更多的是将节日安排在周末。研究证明气候变化已通过改变植物花期,对赏花旅游产生了影响。管理部门调节节庆日期的方式是赏花旅游适应气候变化影响的有效策略。研究可为评估气候变化对其他时令旅游活动的影响提供新的视角和方法,也可为中国赏花旅游提出适应气候变化的有效策略提供科学依据。

面向可持续发展的冰冻圈科学

21世纪以来,在全球气候变暖的大背景下,冰冻圈科学发展快速。在梳理国际冰冻圈相关研究态势、分析中国相关研究动向的基础上,总结了"冰冻圈科学"发展的历程并简要介绍了冰冻圈科学的基本框架。研究指出,自20世纪70年代冰冻圈概念正式提出以来,国际社会以推出气候与冰冻圈(WCRP-CliC)计划和成立国际冰冻圈科学协会(IACS)为标志,并在深化冰冻圈自身机理、过程认识的同时,更加关注与其他圈层之间相互作用中的冰冻圈效应,表明冰冻圈研究趋向变化-影响-适应这一主线发展,在一定程度显现出了"冰冻圈科学"的核心特征。中国冰冻圈研究近20年、尤其是近10年发展迅猛,沿着冰冻圈科学的主体思路,在冰冻圈变化,冰冻圈变化对生态、水文、气候、地表环境以及社会经济的影响等方面取得了系统性成果,对冰冻圈科学的内涵和外延有了系统的认识。在分析国际冰冻圈科学孕育和发展背景和简要总结中国冰冻圈研究近况基础上,对冰冻圈科学学科框架体系从科学内涵和外延、研究构架和学科组成等方面进行了论述,冰冻圈科学已经成为一门涉及广泛、过程机理研究与可持续发展密切关联的全新学科。

中国科学院 西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室

中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室(以下简称"实验室")始建于1991年,2007年10月通过科技部论证,被批准成为国家重点实验室。实验室基于长期野外定位观测、面上考察和实验室分析模拟,建立了国际上最全面的山地冰冻圈综合监测网络和实验室分析研究平台,以"冰冻圈过程、机理和模拟""冰冻圈与其他圈层相互作用"和"冰冻圈灾害、影响与适应对策"三大研究方向为主线.

速读

气候变化的原因、影响与适应战略气候变化、全球变暖与温室效应都导致了地球目前的总体状态。政府间气候变化专门委员会(IPCC)对1850-2007年与2013年至今的环境状况进行了完整的比较:1995-2006年是仪器记录的全球表面温度最高的时期;在过去的30年里,与1850年以前相比,地球上的温度有了明显上升;海平面也同样如此,自1961年以来,海平面急剧上升,这个速度几乎是每年4毫米,而且还在不断增加;世界上一些以前正常降雪和结冰的地方,现在却很少降雪和结冰。人类的生活方式应该有所改变,应强调可持续发展的重要性,并应了解气候变化的适应战略。

过去2000年全球典型暖期的形成机制及其影响

通过对中国不同地区气候序列重建与暖期气候特征、气候驱动因子变化分析与典型暖期成因机制模拟诊断、暖期气候对中国社会经济的影响与人类适应、北半球温度变化及典型暖期协同特征等问题的研究,发现:(1)20世纪气候增暖在过去2000年中并非空前,但20世纪气候增暖在北半球几乎同步,而中世纪增暖在空间上则存在幅度和位相差异;这主要是因为20世纪全球增暖主要受温室气体增加驱动的"大气稳定机制"、而中世纪增暖主要受太阳短波辐射变化驱动的"海洋恒温机制"所致.(2)与2008年初中国南方"雨雪冰冻"相似的极端寒冷事件可能对温度年代际变化有早期预警意义,当前的"增暖停滞"可能是自然变率导致的气候由暖转冷的一个早期信号.(3)中国历史上的社会经济波动与气候变化之间存在"冷抑暖扬"的对应特征;但与暖期相伴的社会经济发展与人口膨胀也增加了对资源与环境的压力,使得在出现温度下降、降水减少等重大气候转折时,容易导致人地关系失衡、甚至触发社会危机.这些结果增进了对年代至百年尺度气候变化特征与机制的理解,也对我国适应未来气候变化具有参考价值.

羊啃食动力学模拟与内蒙古西部气候变化适应

将定性分析、民主参与式评估和定量数值模拟方法结合起来,对阿拉善气候变化适应问题进行了简要评估并重点分析了土地退化、放牧和草原管理策略之间的关系。阿拉善主要的适应政策是禁牧和生态移民。禁牧后荒漠草原植被得到恢复,但移民增加了绿洲压力,过度开垦又造成周边土地沙化;过度抽取地下水致使水位下降并伴随咸水入侵和地表盐碱化。禁牧的另一个副作用是造成草原鼠害加重及火灾风险增加,生物多样性也呈现先升后降趋势。一些灌木因缺乏啃食出现退化迹象等,说明一定程度的啃食有利于维持草原生态平衡。因此,动物是草原生态系统不可或缺的成员之一。我们用一个包含动物啃食等的森林生态动力模式模拟了啃食动力学,结果表明,有限的放牧有利于草场更新并能充分利用草原资源;过度放牧导致草场退化并伴随羊群死亡。因此,需要将圈养和限制性放牧结合起来,制定可持续性适应政策。

中国自然地理学中的气候变化研究前沿进展

气候学是自然地理学的重要组成部分;过去气候变化和当代气候增暖的影响与适应研究是中国自然地理学在气候变化领域的2个主要研究方向。本文综述了这2个研究方向的主要进展,包括:分别简述研究的意义、发展历程与主要科学问题;梳理总结中国过去气候变化重建与时空特征分析,历史时期气候变化的影响,全球增暖背景下中国气候区划变动特征,全球增暖对中国自然生态系统、水资源、农业等方面影响的区域差异,气候变化的综合风险区划等方面的前沿进展,特别是在各方面所取得的主要科学认识;以期为未来的深入研究,特别是编制相关领域和学科发展战略提供参考。

中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室

中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室始建于1991年,2007年10月通过科技部论证,被批准成为国家重点实验室。实验室基于长期野外定位观测、面上考察和实验室分析模拟,建立了国际上最全面的山地冰冻圈综合监测网络和实验室分析研究平台,以“冰冻圈过程、机理和模拟”“冰冻圈与其他圈层相互作用”和“冰冻圈灾害、影响与适应对策”三大研究方向为主线,在中国西部、南极和北极地区系统开展与冰冻圈相关的基础研究和应用基础研究。