全球气候变化对四川盆地可能蒸散率(PER)的影响模拟

针对目前全球气候在降水和温度方面异常变化的情况 ,本文在利用信息技术对四川盆地的可能蒸散率 (PER)在未来 5种水热组合下的变化情况进行了模拟。结果表明 ,在全球气候变化的条件下 ,当温度升高时 ,四川省PER值将增高 ,分布区域将以 4个气候敏感区为核心 ,由东南向西北方向扩增 ,但随着降水量的增加 ,PER值将降低 ,分布区域将沿东南方向逐渐缩减     

未来气候变化对华中地区中稻产量影响的模拟

按照政府间气候变化专业委员会( IPCC)排放情景特别报告(SRES)中的A2和B2情景,将基于区域气候模式PRECIS构建的气候变化情景与水稻生长模型ORYZA2000相结合,在多年试验数据和模型适宜性验证的基础上,模拟基准时段(1961-1990年)和2011-2050年时段A2、B2情景下的中稻发育期和产量,分析未来气候变化对华中地区中稻的影向.结果表明:1)相对于基准年,未来40年华中地区中稻生育期缩短,A2情景下中稻生育期平均缩短3.5d,B2情景下生育期平均缩短1.3d.其中,生育期缩短4d以上的区域集中在鄂西.2)不考虑CO2肥效作用时,未来40年华中地区中稻产量下降:A2情景下,雨养中稻产量平均减少17.8％,灌溉中稻产量平均减少14.2％;B2情景下,雨养中稻产量平均减少16.4％,灌溉中稻产量平均减少12.7％.A2情景比B2情景减产幅度大,说明升温幅度越大,对中稻负面影响越大.同一情景下,灌溉中稻比雨养中稻减产幅度小,说明灌溉一定程度上能抵消升温的不利影响.3)考虑CO2肥效作用后,未来40年华中地区中稻产量变化趋势不一致:A2情景下,雨养中稻产量平均减少4.3％,灌溉中稻产量平均增加4.3％;B2情景下,雨养中稻和灌溉中稻产量分别增加3.6％、11.8％.4)与不考虑CO2肥效相比,考虑CO2肥效时,A2情景下雨养中稻减产幅度缩小,A2情景灌溉中稻、B2情景雨养中稻、B2情景灌溉中稻均为增产,但增产幅度小于相同情景下的减产幅度,说明CO2肥效一定程度上可提高中稻产量,但不足以抵消升温的负面影响.5)无论是否考虑CO2肥效,雨养还是灌溉,未来气候变化将增加中稻产量的不稳定性,华中地区中稻生产风险加大;灌溉中稻稳定性大于雨养中稻,CO2肥效下稳定性大于无CO2肥效,因此灌溉、CO2肥效是提高区域中稻产量稳定性的有效措施.     

中国Holdridge生命地带平均中心的时空分布及其偏移趋势

在分析目前生态地理模型及其实现方法的基础上 ,提出基于 ARC/ INFO与 VC 综合集成的先插值再运行模型的全新研究方法和技术路线 ,克服了以前模型实现过程中所存在的局限性。利用中国 1 96 2～ 2 0 0 2年 735个站点逐日温度与降水量观测数据 ,通过对 Holdridge生命地带模型和生命地带平均中心模型进行模拟运算后获得中国 Holdridge生命地带类型平均中心时空分布图及 2 0世纪 6 0、70、80与 90年代平均中心偏移趋势图。从生命地带类型平均中心时空分布及其偏移趋势分析研究中发现 ,生命地带类型平均中心的时空分布及其偏移趋势与相关气候因子的变化趋势相对应 ,并能够很好地与我国土地覆被类型实际的空间分布及其变化情况相符 ;各种生命地带类型平均面积的变化规律与相应的气候因子的变化趋势 (尤其是降水量、温度 )存在着一定相关性。另外 ,通过对我国生命地带类型平均面积比例大小进行排序分析发现与我国土地覆被类型的实际情况能够很好吻合     

未来气候变化对云南烤烟种植气候适宜性的影响

云南烤烟种植的气候适宜性分布将受到气候变化的深刻影响.根据云南烤烟种植气候适宜性的3个决定因子(7月平均气温、7—8月日照时数、4—9月降水量),利用1981—2060年的气候模拟数据及1986—2005年的气象台站实测数据,分析了1986—2005年及RCP 4.5和RCP8.5气候情景下2021—2040年、2041—2060年云南烤烟种植气候适宜性分布的变化.结果表明: 未来气候情景下,云南烤烟种植气候适宜分布呈现北抬东扩的趋势,未来云南烤烟可种植区域将呈逐渐增加的趋势,且2041—2060年增幅大于2021—2040年、RCP8.5情景的增幅大于RCP4.5情景,其中,烤烟的最适宜区域、次适宜区域增幅均较大,适宜区域则变化不大.未来云南中北部烟区的昆明、曲靖、大理、楚雄、丽江最适宜区面积与可种植面积增幅较大,文山、红河、普洱、西双版纳等南部烟区最适宜区面积与可种植面积减幅较大.     

未来气候变化对中国天然橡胶种植气候适宜区的影响

全球气候变暖将严重影响中国天然橡胶种植的气候适宜区分布.根据影响中国橡胶种植的5个主导气候因子,即最冷月平均温度、极端最低温度平均值、月平均温度≥18 ℃月份、年平均气温和年平均降水量,基于最大熵MaxEnt模型,利用1981—2010年全国气候数据和RCP4.5情景的气候预估,分析了1981—2010、2041—2060、2061—2080年中国天然橡胶种植的气候适宜区变化.结果表明： 随着未来气候变化,2041—2060和2061—2080年中国天然橡胶的种植气候适宜区范围总体呈北扩趋势,对橡胶树北移有利. 2041—2060、2061—2080年中国天然橡胶气候适宜区总面积较1981—2010年呈增长趋势,高适宜区和中适宜区的面积均有增加趋势,而低适宜区面积呈减少趋势.局部区域气候适宜性发生明显变化：云南的橡胶主产区的适宜区总面积减少,其中,云南省的景洪、勐腊等地将由现在的高适宜区转变为中适宜区,海南岛及广东雷州半岛的橡胶种植高适宜区面积明显增加,在台湾岛出现了新的橡胶种植低适宜区等.     

未来气候变化对孑遗植物鹅掌楸地理分布的影响

为了解未来气候波动对鹅掌楸(Liriodendron chinense)潜在适生区的影响,利用最大熵模型(Maxent)和地理信息系统(ArcGIS)软件,结合物种地理分布点信息,对鹅掌楸当前适生区分布进行了模拟和划分,同时预测了2061-2080年间气候变化条件下鹅掌楸的潜在适生分布区变化,进而分析影响鹅掌楸地理分布...     

未来气候变化对黄土高原黑河流域水资源的影响

气候变化对黄土高原的水资源有重要影响,对其影响进行评估可以为区域发展提供重要的决策依据.基于分布式水文模型SWAT和4种全球环流模式的各3种排放情景,评估了2010～2039年黄土高塬沟壑区黑河流域水资源对气候变化的潜在响应.结果表明,黑河流域2010～2039年的年均降水变化-2.3%～7.8%,年均最高和最低温度分别升高0.7～2.2 ℃和1.2～2.8 ℃,年均径流量变化-19.8%～37.0%,1.2 m剖面年均土壤水分含量变化-5.5%～17.2%,年均蒸散量普遍增长0.1%～5.9%;水文气象变量变化趋势复杂,但T检验表明年降水、径流、土壤水分和蒸散增长的概率较大.对于季节变化,降水可能在12～7月份和9月份增长,8月份和10～11月份减少;径流在4～7月份和9～10月份增加,11～3月份和8月份减少;土壤水分在各月都增长;蒸散11～6月份普遍增长,7～10月份减少的可能性较大.未来气候将发生显著变化并对水资源有重要影响,需采取必要的措施来减缓其不利影响.     

气候变化对藏北地区草地生产力的影响模拟

利用政府间气候变化委员会(IPCC)排放情景特别报告(SRES)的A2和B2方案,通过区域气候模式系统PRECIS与草地生态模型SPUR相联接,模拟评估未来2071—2100年藏北地区草地生产力的变化。结果表明:2种温室气体排放情景下,温度升高、太阳总辐射降低和降水量增加的区域,各类型草地地上生物量基本呈增加的趋势;降水量减少的区域,高嵩草型草地地上生物量呈减少的趋势;藏北地区的草地生产力不大可能从CO2富集上得到多大好处。     

未来气候变化对四种木姜子地理分布的影响

该文利用最大墒模型(Maxent)和地理信息系统(ArcGIS 10.3)软件对中国木姜子属(Litsea)四种资源植物在我国当代、未来(2061年—2080年)气候条件下的潜在分布区进行预测,并对其适宜区进行分析和划分。结果表明:山鸡椒(Litsea cubeba)适宜区广泛分布在长江以南区域,在未来时段2061年—2080年两种(RCP2.6、RCP8.5)二氧化碳浓度情景下适宜区面积分别减少4.9%和0.5%;毛豹皮樟(L. coreana)适宜区主要分布在中亚热带及北亚热带区域,分布相对偏北,其在未来2061年—2080年两种二氧化碳浓度情景下适宜区面积分别增加5.6%和4.5%;华南木姜子(L. greenmaniana)适宜区主要分布在我国南亚热带区域;毛叶木姜子(L. mollis)适宜区广泛分布在亚热带区域。这两种树种在未来气候RCP2.6情景下适生面积减少1.0%和3.3%,在RCP8.5情景下减少5.6%和8.3%。上述结果说明木姜子属不同种由于生态习性差异对未来的气候变化的响应不尽相同,对这些植物引种栽培须考虑气候变化的影响。     

预测未来40年气候变化对我国玉米产量的影响

气候变化将对我国农业生产造成重要影响.传统的积分回归模型和最新的气候预测相结合可能适合评估未来气候变化对作物产量的影响程度.本文首先利用积分回归方法建立了我国不同省区玉米产量与气象要素间的相关模型,然后利用最新的气候预测成果探讨了未来40年气候变化对我国玉米产量的可能影响,并分析了其原因.结果表明:如果玉米品种改良以及目前的科技水平发展速度不变,未来40年我国玉米单产将以减产为主,且随时间递增有减幅增大趋势,但一般在5%以内.A2气候变化情景下,除2021—2030年外,我国玉米减产幅度最大的地区为东北,在2.3%~4.2%;西北、西南和长江中下游地区在2031年以后减产幅度也较大.B2气候变化情景下,东北地区在2031—2040年减产幅度最大,达5.3%;其余仍以西南和西北地区减产幅度较大.两种情景下,华北地区减产幅度均较小,一般在2.0%以内,而华南地区几乎不变.A2相较B2情景下,除2021—2030年外,其余年代的绝大多数地区减产幅度均更大.各旬降水量在我国北方地区对玉米产量几乎都为正效应,而各旬温度对我国各省区玉米产量一般为负效应.未来我国各省区玉米减产的主要原因是气温升高,仅个别省份减产与降水量减少有关.不同方法对未来我国玉米产量变化的评估结果很不一致.进一步增强评估准确性一要考虑品种和科技进步因素的影响,二要增强各类评估模型的机理性.     

The future of terrestrial mammals in the Mediterranean basin under climate change

The Mediterranean basin is considered a hotspot of biological diversity with a long history of modification of natural ecosystems by human activities, and is one of the regions that will face extensive changes in climate. For 181 terrestrial mammals (68% of all Mediterranean mammals), we used an ensemble forecasting approach to model the future (approx. 2100) potential distribution under climate change considering five climate change model outputs for two climate scenarios. Overall, a substantial number of Mediterranean mammals will be severely threatened by future climate change, particularly endemic species. Moreover, we found important changes in potential species richness owing to climate change, with some areas (e.g. montane region in central Italy) gaining species, while most of the region will be losing species (mainly Spain and North Africa). Existing protected areas (PAs) will probably be strongly influenced by climate change, with most PAs in Africa, the Middle East and Spain losing a substantial number of species, and those PAs gaining species (e.g. central Italy and southern France) will experience a substantial shift in species composition.     

呼伦湖流域径流对气候变化的响应

根据呼伦湖流域1961—2010年的气温、降水、蒸发量资料以及1961—2008年径流量资料,利用非参数检验Mann-Kendall法,分析了近50年呼伦湖流域气候变化特征及其对流域径流量的影响。结果表明:呼伦湖流域近50年来气温整体呈显著上升趋势;年降水量受夏季降水量影响最为明显,经历了1961—1964年的上升,1964—1983年的下降,1983—2003年的上升和2003—2010年下降4个阶段;年蒸发量在1973年以前相对平稳,1973—1998年呈下降趋势,1999—2005年呈显著上升趋势,2005年为突变点,出现从高到低突变。夏、秋季节蒸发量趋势在时间段上与夏季降水量有很好的对应关系;径流量基本表现为1961—1965年偏丰,1965—1987年偏枯,其中1975—1980年间表现为显著下降趋势(P<0.05),1987—2002年偏丰,2002—2008年偏枯;在气温普遍升高的前提下,降水量整体呈减少趋势,其变化趋势在很大程度上决定蒸发量的变化,呼伦湖流域暖干化趋势显著。以径流自身的变化特征为时段划分基础,对比径流、气温、降水量和蒸发量的变化过程,经相关统计分析检验,发现夏、秋季气温、降水量和蒸发量是引起呼伦湖流域径流量变化的根本原因。     

未来气候变化下两种红景天植物的脆弱性

气候变化对全球的物种多样性有深远影响, 尤其是对高山物种多样性。研究未来气候变化下物种的灭绝风险对生物多样性保护具有重要的意义。本文针对青藏高原的2种重要药用植物大花红景天(Rhodiola crenulata)和菊叶红景天(R. chrysanthemifolia), 利用气候生态位因子分析法研究了它们对气候变化的敏感性、暴露性和脆弱性, 讨论了2种“共享社会经济途径” (SSP2-45和SSP5-85)情景下的未来气候对这2个物种脆弱性的影响。同时计算了2种红景天的气候生态位的边缘性和特化性, 通过主成分分析法对其气候生态位进行了二维可视化, 并分析了它们的气候变化脆弱性与气候生态位之间的关系。结果表明, 未来气候变化情景下2种红景天在其分布区都显示出西部脆弱性高而东部脆弱性低的特征, 而脆弱性都表现为较低的横断山脉地区将成为其未来气候避难所。2种红景天在SSP5-85气候情景下的脆弱性高于SSP2-45, 资源和能源密集型社会经济途径(即SSP5-85)将会增大物种的灭绝风险。此外, 被《中国物种红色名录》评估为无危的菊叶红景天的气候变化脆弱性反而大于被评估为濒危的大花红景天。生态位因子分析结果表明大花红景天的生态位边缘性和特化性都低于菊叶红景天, 研究推断同地区不同物种的气候变化脆弱性主要由物种的气候生态位决定。     

Resolving the life cycle alters expected impacts of climate change

Recent models predict contrasting impacts of climate change on tropical and temperate species, but these models ignore how environmental stress and organismal tolerance change during the life cycle. For example, geographical ranges and extinction risks have been inferred from thermal constraints on activity during the adult stage. Yet, most animals pass through a sessile embryonic stage before reaching adulthood, making them more susceptible to warming climates than current models would suggest. By projecting microclimates at high spatio-temporal resolution and measuring thermal tolerances of embryos, we developed a life cycle model of population dynamics for North American lizards. Our analyses show that previous models dramatically underestimate the demographic impacts of climate change. A predicted loss of fitness in 2% of the USA by 2100 became 35% when considering embryonic performance in response to hourly fluctuations in soil temperature. Most lethal events would have been overlooked if we had ignored thermal stress during embryonic development or had averaged temperatures over time. Therefore, accurate forecasts require detailed knowledge of environmental conditions and thermal tolerances throughout the life cycle.     

未来气候变化对山地生物气候类型分布的影响--以四川省为例

使用生物气候分类法评估气候变化下生态系统变化的区域,对于气候变化下生态系统的保护有着重要的意义。但是现有的研究由于分析尺度较大,难以反映气候变化对于山地生态系统的影响。选取四川省为研究区,使用区域气候模型(Reg CM4.0)对未来气候变化进行预估,在此基础上按照柯本生物气候分类法划分原则,分别对当前1981—2010,未来2011—2040,2031—2060以及2070—2099时段四川省柯本气候类型进行识别并分析各类型的转变。结果表明(1)当前四川省分布的柯本气候类型共包括3个主要类型,分别为暖温带气候带(C),冷温带气候带(D),极地气候带(E),其面积分别占四川省总面积的54%,22%和24%。(2)在未来各时段内,四川省柯本气候类型总体分布格局并无明显变化。但是未来气候变化程度足以使得部分区域内的生物气候类型发生转变,其中最大的转变发生于E类型向D类型的转变。相比当前时段,到2070—2099时段C类型和D类型增加面积占当前分布面积的13%和20%,E类型减少面积占当前分布面积的48%。对比不同时段的转变速率,近期的气候变化对于生物气候类型的影响要大于远期的气候变化。(3)由于受气候变化的影响,各柯本气候类型分布的平均海拔均向高海拔区域上移,C类,D类和E类型分布平均海拔的上移速率分别为2.9,3.4 m/a和1.8 m/a。此外,经统计生物气候类型发生变化区域的海拔主要为3800—4500 m。     

气候变化背景下甘肃农牧交错带玉米气候生产潜力和资源利用效率变化特征

为评估辐射、积温、降水和气候资源变化对甘肃农牧交错带玉米气候资源利用效率的影响,基于研究区45个气象站点1971—2020年玉米生育期内气象资料,结合玉米生育期数据,利用作物生产潜力逐级订正模型和指数化处理方法对研究区玉米气候生产潜力损失率以及光能、热量、降水和气候资源综合利用效率的变化特征进行分析。结果表明: 研究期间,甘肃农牧交错带玉米生育期内太阳总辐射量以-22.03 MJ·m^-2·(10 a)^-1的速率呈波动下降趋势,≥11 ℃积温以60.89 ℃·(10 a)^-1的速率呈显著上升趋势,降水量以2.05 mm·(10 a)^-1的速率呈缓慢上升趋势。甘南地区和陇中北部地区分别因温度和降水限制导致玉米气候生产潜力损失率较高,陇东大部分地区玉米气候生产潜力损失率较低;除中部地区和陇东部分地区外,研究区其他地区因温度和降水限制导致的气候生产潜力损失率分别以-2.0%·(10 a)^-1和-0.6%·(10 a)^-1的速率呈下降趋势。陇中北部、南部以及甘南部分地区为光能和热量资源利用效率的低值区,甘南地区为降水资源利用效率的低值区,兰州市和白银市气候资源综合利用效率较低,分别为0.41和0.47;陇东地区最适宜玉米种植,该地区4种气候资源利用效率均最高,然后依次为甘南和陇中地区;研究区光能、热量、降水以及气候资源综合利用效率的平均倾向率均呈上升趋势,分别为0.1%·(10 a)^-1、0.07 kg·hm^-2·℃^-1·d^-1·(10 a)^-1、1.17 kg·hm^-2·mm^-1·(10 a)^-1和0.05 ·(10 a)^-1,表现出玉米增产的良好潜力。     

The fate of Meconopsis species in the Tibeto‐Himalayan region under future climate change

High‐mountain areas such as the Tibeto‐Himalayan region (THR) host cold‐adapted biota expected to be sensitive to anthropogenic climate change. Meconopsis is a representative endangered genus confined to alpine meadow or subnival habitats in the THR. We used climate‐niche factor analysis to study the vulnerability of ten Meconopsis species to climate change, comparing current climate (representative of 1960–1990) to future climate scenarios (2070: average 2061–2080). For these ten Meconopsis species, we then identified potential future climate refugia and determined optimal routes for each species to disperse to the proposed refugia. Our results indicate that for the ten Meconopsis species, the regions with low vulnerability to climate change in the THR are the central Qinghai‐Tibet Plateau, the Hengduan Mountains (HDM), the eastern Himalayas, and the West Qinling Mountain (WQL), and can be considered potential future climate refugia. Under future climate change, we found for the ten Meconopsis species potential dispersal routes to three of the four identified refugia: the HDM, the eastern Himalayas, and the WQL. Our results suggest that past refugia on the THR will also be the future climate refugia for the ten Meconopsis species, and these species may potentially persist in multiple future climate refugia, likely reducing risks from climate change. Furthermore, climate change may affect the threat ranking of Red Listed Species for Meconopsis species, as Least Concern species were estimated to become more vulnerable to climate change than the only Near Threatened species.