我国极端干旱天气变化趋势及其对城市水资源压力的影响

随着全球气候变化和水循环的改变,降水不均和持续干旱等极端天气事件的频度和强度增加,对水资源,尤其是人口和社会经济密度高的城市的水资源带来很大的影响和压力。为了探究我国干旱天气的变化趋势、区域特征、及其对城市水资源压力的影响,采用全国917个气象站点1951—2014年的逐日降水量数据集,分析了我国水资源及干旱的变化趋势和空间分布特征,并以我国289个主要地级市为研究对象,构建了气候变化情境下的城市基于区域降水禀赋的水资源压力评估方法,预测并展望了不同时段和不同代表性浓度路径(RCPs)情景下的未来城市水资源压力的情况。结果显示,我国极端干旱情况整体是随着全球气候变化增加的,年最长连续无降水天数变化速度的平均值为2.3d/100a,但是具有区域性,具体表现为南部地区干旱减缓而北部地区干旱严重。我国城市水资源压力受水资源禀赋的影响,呈现北方高而南方低的分布,除此之外水资源消耗大的大城市资源压力也比较大。随着气候变化,近期我国整体城市水资源压力相对现阶段增加了2%左右,具体水资源压力上升的城市有170个,水资源压力减少的城市有110个,剩下的9个城市水资源压力受气候变化的影响比较小。在低应对的RCP8.5情景下的城市水资源压力远远高于在RCP2.6情景,这说明减缓气候变化工作对降低我国城市水资源压力有积极作用;城市水资源压力的变化并不是均匀的,呈现南部减少而北部增加的变化趋势,我国华北地区城市的水资源压力最大,随着气候的变化,该地区的水资源压力也在随着时间不断增加,需要政府积极行动,提出有针对性和前瞻性的水资源规划方案,并依据方案采取措施,以应对气候变化造成的城市干旱增加。     

全球气候变化对农业生态系统的影响研究进展

全球大气中CO2浓度升高、气温升高及降水量的变化等是全球气候变化对农业生产和农业生态系统影响最为重要的几个生态因子,其影响主要表现在对农作物产量、生长发育、病虫害、农业水资源及农业生态系统结构和功能等方面.在过去的几十年,全球气候变化已对我国农业和农业生态系统,特别是我国北方旱区农业造成重大影响,其中不少影响是负面的或不利的.本文综述了全球气候变化对农业水资源、农田土壤养分变化、农作物生长发育、农作物病虫害与杂草、粮食安全及农业生态系统的结构和功能等方面的影响.针对21世纪全球气候变化对我国农业生产和农业生态系统带来的挑战,探讨了今后研究的重点和难点问题.     

农户对气候变化的感知与适应研究综述

气候变化是21世纪人类面临的最严峻挑战之一,加剧了许多国家和地区的脆弱性,人类如何适应气候变化已成为当前全社会普遍关注的话题.气候变化对以自然资源为生计基础的农业人口的影响尤为显著,更好地理解农户对气候变化的适应机制和适应过程对于制定有效的适应政策非常重要.公众感知作为理解人文响应行动的基础,已为探明农户对气候变化的适应机制和适应过程提供了一个新视角.本文基于国内外农户对气候变化的感知和适应的理论研究和实践进展,在分析气候变化对农户生计的影响、系统总结农户面临的主要适应障碍的基础上,梳理了农户的气候变化感知与适应的关系,阐释了农户适应气候变化过程中的关键认知要素,介绍了农户对气候变化的感知与适应关系分析框架,提出了农户对气候变化的感知与适应关系研究中应关注的关键问题.     

商丘市浅层地下水位下降对区域气候的影响

地下水包括浅层地下水和深层地下水,是陆地水循环的重要组成部分,其中浅层地下水受气候条件和植被地形及人类活动的影响大。浅层地下水埋深对气候变化的响应研究是气候变化影响研究的前沿和热点之一,对于水资源管理及其相关研究与应用具有重要意义。商丘市所在的黄淮平原是我国第一大地下水富集区,由于气候变化和人类活动的影响,地下水资源量与1984年相比下降了20%以上。地下水作为黄淮平原重要的水资源,研究气候变化和人类活动的影响与地下水的相应关系有着重要的现实意义。以几个典型城市的气温与地下水位的变化情况为基础,全面分析讨论了商丘市浅层地下水对水温、蒸发量和气温的影响关系,为商丘市以及黄淮平原地下水资源变化提供科学的依据。     

山地物种海拔分布对气候变化响应的研究进展

过去1个世纪以来, 全球气候变化显著并已成为全球生物多样性面临的重要威胁之一。如何利用有限的资源最有效地保护生物多样性已成为亟待解决的最重要科学问题之一。山地因其具有较高的生境异质性、气候多样性和较低的人类活动干扰, 已成为最重要的生物多样性避难所, 也具有较高的生态服务价值, 在生物多样性保护中扮演着重要角色。但山地更容易受到气候变化的影响, 山地地区较为剧烈的气候变化将对山地生态系统的稳定性及其多样性造成严重威胁。理解山地物种海拔分布对气候变化的响应和潜在机理, 以及气候变化带来的物种海拔分布变化的负面效应, 将为全球气候变化背景下的山地生物多样性保护提供参考依据。本文综述了全球山地地区的气候变化情况, 总结了物种海拔迁移的研究进展, 重点讨论了山地物种分布最适海拔、海拔上下限和海拔分布范围变化的研究进展及不足, 比较了不同地区和不同类群物种海拔迁移的差异性, 以及物种对气候变化响应的滞后性。从生物及非生物因素等多个角度概括了物种海拔迁移响应气候变化的潜在机理, 评估并总结了气候变化引起的物种海拔分布所产生的负面效应, 主要对物种向上迁移对高海拔地区物种多样性的影响、物种迁移带来的分布区改变导致的物种灭绝风险以及物种海拔分布变化导致的种间相互作用改变等方面进行全面探讨。最后, 展望了未来在此领域研究中应注意的问题, 提出了在未来气候变化下山地生物多样性保护需要采取的措施, 强调应重点关注对气候变化较为敏感的类群及生物多样性区域, 加强中国山地物种对气候变化响应的监测网络建设和研究力度, 重点加强监测气候变化对动植物互作关系的影响。     

植物工厂里的“花朵”不再愁弱不禁风

<正>近年来,气候变化和极端天气对全球水资源和植物生长环境造成了极大的影响,粮食安全问题已成为全球共同关注的热点问题之一。那么,气候环境对全球粮食作物产量有多大影响?是否会影响到人类的生存呢?美国哥伦比亚大学国际气候与社会研究所(IRI)、国际食物政策研究所(IFPRI)等机构的研究人员最新发现,厄尔尼诺-南方涛动现象(ENSO)是近年来导致全球各地同时出现农作物大规模歉收的原因。在过去三十年里,气候变异导致全球玉米产量波动达到18%。每年     

高寒生态脆弱区农户对气候变化的适应需求——以甘南高原为例

气候变化对以自然资源为生计基础的农业人口的影响尤为显著。明确农户对气候变化的适应需求,对于制定有效的气候变化适应政策、增强农户的气候变化适应能力非常重要。基于500份农户调查问卷,分析了甘南高原不同区域和不同生计方式农户对气候变化的适应需求,并利用二元logistic回归模型分析了影响农户适应需求的关键因素。结果表明:(1)在适应气候变化过程中,甘南高原农户对基础设施的需求最强烈,对信息和生产技术的需求次之;(2)不同区域农户对气候变化的适应需求存在差异。其中,纯牧区农户和农区农户对基础设施的需求均最强烈,半农半牧区农户对信息的需求最强烈;(3)不同生计方式农户对气候变化的适应需求也存在差异。其中,纯农户对信贷保险的需求最强烈,一兼户和二兼户均对基础设施的需求最强烈;(4)自然资本和物质资本是影响农户对生产技术需求的关键因素,自然资本和人力资本是影响农户对信息需求的关键因素,人力资本和金融资本是影响农户对基础设施需求的关键因素,自然资本、人力资本、金融资本、物质资本和社会资本均是影响农户对信贷保险需求的关键因素。提出了提升农户适应气候变化能力的政策建议。     

气候变化对鸟类影响的研究进展

气候变化对生物多样性的影响已成为热点问题.本文以鸟类为研究对象,根据鸟类受气候变化影响的最新研究成果,综述了气候变化对鸟类的分布、物候和种群等方面的影响.结果表明,在气候变化影响下,鸟类分布向高纬度或高海拔区移动,速度比以往加快,繁殖地和非繁殖地的分布移动变化并不相同,并且多数分布范围缩小,物候期发生复杂变化,种群数量下降明显.文章还讨论了该领域主要的预测和评估方法,以及进化适应等生物因素对气候变化预测结果的影响,除了以往单一的相关性模型外,目前应用最多的是集成模型,而未来最具发展潜力的是机理模型.进化适应方面的研究近来取得新进展,证实了生物个体积极应对气候变化影响的事实,从而对人为模型预测的准确性带来挑战.文章最后进行了总结和展望,结合国外研究经验和我国实际情况,提出一些建议:由于气候变化的影响及其研究是长期性的,从而对鸟类的历史监测数据提出很高的要求,当前我国急需建立一套长期、全面和可靠的鸟类数据监测系统;此外,人们需要综合评估现有各种预测模型的可靠性,在此基础上探索新的研究方法.     

入侵昆虫对全球气候变化的响应

生物入侵已成为一个影响深远的全球性问题,其对我国的生态系统、环境和社会经济的负面影响日益明显。全球气候变化对入侵昆虫有着深刻的影响,它正改变着一些昆虫本地种与入侵昆虫的组成、分布、种群动态和种间关系。本文分析了气候变化与生物入侵之间的互作关系,综述了全球气候变化因子(如温度、湿度及其它气候因子)对入侵昆虫生物学及生态学的影响,探讨了气候变化导致入侵昆虫定殖和传播的原因,并提出了气候变化下入侵昆虫的防治对策。     

黄土高原流域水沙变化研究进展

人类活动和气候变化是影响流域水文过程的两大驱动因素,径流输沙是流域水文过程的总体反映,变化环境下径流输沙的变化规律与成因分析是水文学和全球变化研究的热点问题。黄土高原是我国水土流失最严重的地区。20世纪50年代以来,黄土高原地区开展了大规模的生态环境建设和水土流失综合治理,显著改变了流域土地利用和植被覆盖。下垫面条件改变与气候变化综合作用,使得流域水沙情势发生剧变。围绕黄土高原流域水沙变化的时空尺度特征与驱动机制,总结了径流输沙和水沙关系变化特征的研究结果,归纳了径流输沙变化的归因分析方法与人类活动和气候变化影响的贡献分割结果,探讨了气候变化、植被恢复、水土保持工程措施以及流域景观格局对水沙变化的影响机制。未来应加强流域水沙演变的时空尺度特征特别是水沙关系非线性特征的定量研究,阐明极端事件对水沙动态的影响与贡献;开展水沙变化影响机制的多要素综合解析,发展耦合地表覆被动态特征和气候变化的降雨-径流-输沙模型,揭示生态恢复与水沙演变过程互馈机制;开展未来气候变化、社会经济发展和生态建设工程情景下水沙动态的趋势预测,为黄土高原生态综合治理和水资源管理与黄河水沙调控提供策略建议。     

气候变化对虫媒病影响的研究现状

气候变化不仅对自然生态系统、农业和林业、人居、工业、水资源、社会、动物和人类健康产生影响,而且对虫媒病的分布范围造成影响。近年来,虫媒病的高发病率对人类和动物的健康造成严重的危害。本文全面分析了气候变化对一些虫媒媒介传染病的扩散、病原、媒介的分布、虫媒的生命周期造成影响和机制。为制定良好的公共安全措施预防和控制这些虫媒病提供支持。     

东北地区产水量时空分布格局及其驱动因素

近20年来,东北地区土地利用空间格局变化显著,且该区域处于我国最高纬度地区,是全球气候变化最敏感的区域之一,因此研究气候和土地利用变化对该区域水资源的影响,有助于该区域水资源的可持续管理。本研究基于1990年、2000年和2010年土地利用、气象和土壤数据,结合InVEST模型,研究近20年来东北地区产水量时空分布格局,并采用结构方程模型分析气候、土地利用变化对东北地区产水量的影响。结果表明,在1990—2010年间,中国东北地区产水量先降低后增加;空间尺度上,辽东山区、长白山区产水量较高、中部平原区产水量较低,而大、小兴安岭产水量则介于二者之间;结构方程模型分析表明,降水是导致东北地区产水量时空变化的主要因素,而温度和土地利用变化对研究区产水量的影响较小。     

气候变化对树木凋落物分解的影响研究进展

全球气候变化已成为世界广泛关注的热点。以气候变暖、大气CO_2浓度升高等为主的各种因子对森林生态系统的影响已有大量研究和报道。树木凋落物作为森林生态系统中主要的物质循环载体,其对气候变化的响应近年来也有不少研究,但对影响的结果和机制仍存有不少争议。另外,目前非常缺乏气候变化对树木凋落物分解影响研究最新进展的综合性报道,即便有一些相关进展报道也比较零散,局限于很小的某一领域。因此,本文结合我们多年来在树木凋落物研究基础上,针对气候变化中最常见的几个问题如气候变暖、干旱、大气CO_2和臭氧浓度升高以及氮沉降等5个方面对树木凋落物质量及其分解的影响,就目前国内外有关研究的最新进展做一综合归纳;同时,也对未来有关研究做了简要的展望,以期为完善我国气候变化背景下森林凋落物研究以及丰富森林生态系统物质循环的有关生态学理论提供借鉴。     

陆地森林植被植物细根对全球气候变化的响应研究进展

全球气候变化对陆地森林生态系统与生物多样性造成了较为明显的负面和潜在影响, 由此引发了各种生态环境问题。细根作为植物最活跃的组成部分之一, 在调节陆地森林生态系统碳平衡和养分循环的过程中发挥着重要作用。植物细根对全球气候变化的响应研究已成为当前全球变化背景下陆地生态系统关注的热门课题之一。全球气候变化是以温室气体(CO2、N2O)浓度持续上升、氮沉降加剧、全球气候变暖为主要特征。为此该文从以下几个方面对该领域的研究进展进行综述: (1)CO2浓度升高对植物细根的影响; (2)氮沉降增加对植物细根的影响; (3)温度升高和降水变化对植物细根的影响。最后, 进一步探讨了该领域研究仍存在的科学问题, 提出了未来研究展望。研究结果不仅为进一步研究全球气候变化对植物细根的影响提供重要的理论依据和参考, 也丰富了全球变化背景下根系生态学相关科学理论。     

名刊封面

《保护生物学》2009．6 消融的喜马拉雅 昆明植物研究所许建初等专家最近研究发现,气候变化正在使大喜马拉雅地区的冰川锐减。气温升高和冰雪消融的梯度效应一方面影响水资源的利用、生物多样性、生态系统边界的移动以及全球对气候变化的反馈等,另一方面,它增加亚洲在水供给和农业产最上的不确定性,对环境和社会产生了影响。     

名刊封面

《保护生物学》2009．6 消融的喜马拉雅 昆明植物研究所许建初等专家最近研究发现,气候变化正在使大喜马拉雅地区的冰川锐减。气温升高和冰雪消融的梯度效应一方面影响水资源的利用、生物多样性、生态系统边界的移动以及全球对气候变化的反馈等,另一方面,它增加亚洲在水供给和农业产最上的不确定性,对环境和社会产生了影响。     

自然生态系统响应气候变化的脆弱性评价研究进展

以气候变暖为标志的全球气候变化已引起各国政府、国际组织和科学工作者的高度重视.气候变化给人类及自然生态系统带来的风险和危害日趋增大.生态系统脆弱性分析和评价是适应和减缓气候变化的关键和基础,已成为近年来气候变化领域和生态学领域的研究热点.目前国内外学者正在不同领域、不同空间尺度上开展响应气候变化的脆弱性评价,其中以自然生态系统为评价对象的脆弱性研究也有了长足的发展.本文通过对脆弱性的概念、气候变化脆弱性评价研究现状、自然生态系统响应气候变化的脆弱性定量评价方法的综述,探讨了该研究领域存在的问题和未来的发展前景.     

气候变化对野生生物类自然保护区的影响及其风险

自然保护区是禁止开发区域、生态保护红线、自然保护地等生态功能重要地区的核心组成部分,在保护生物多样性、保障国家生态安全中居于重要地位。在生态文明体系加快构建、人类活动不利影响逐渐得到遏制的背景下,气候变化及其影响将成为自然保护区建设和管理面临的主要挑战。鉴于此,分析和总结了气候变化对野生生物的影响,剖析了气候变化对野生生物类自然保护区的风险,以期为协同推进自然保护区管理与应对气候变化工作、建立完善国土空间规划体系和自然保护地体系的自然保护区管理制度等提供科学依据。结果表明,气候变化对野生动植物物种分布、生物物候、种间关系的影响更加凸显,加剧了物种灭绝风险;气候变化影响特别是气候变化引起的物种适应性迁移,将对以相对固定的空间布局、保护边界、功能分区为主要特征的自然保护区建设和管理模式提出新的挑战,使得野生生物类自然保护区保护对象、保护功能等面临风险,形成自然保护区气候变化风险;而且当前自然保护区优化调整仍然滞后于气候变化影响,将进一步加剧自然保护区气候变化风险。     

基于民族生态学视角的哈尼梯田农业生态系统水资源管理

作为山地农业的典型模式之一,哈尼梯田以其悠久历史和文化景观成为世界文化遗产和全球重要农业文化遗产。哈尼梯田农业生态系统的成功之处在于有效的水资源管理,但对其制度建设和生态文化内涵的综合分析尚待完善。基于民族生态学视角,结合生态学、民族学等自然科学和社会科学的理论与方法,对哈尼梯田水资源管理的制度建设及其生态文化内涵进行解读。研究表明,哈尼族社区通过以涵养和分配为核心的水资源管理制度建设完美地解决了水资源时空分布不均这一难题,而以迁徙文化、宗教文化、习惯法以及传统知识为支柱构建的生态文化体系则是保障水资源管理制度建设和有效实施的生态文化内涵。哈尼梯田水资源管理的制度建设与生态文化理念对于应对气候变化、促进农业可持续发展以及完善我国的水资源管理制度理论体系具有重要的借鉴价值。     

气候变化对植物有性生殖影响的研究进展

植物对全球气候变化的响应近年来已成为植物学研究热点之一,而有性生殖阶段对环境的变化最敏感。本文较系统地综述了过去数十年气候变化主要因子温度、温室气体、紫外线B辐射和气溶胶对植物花期、授粉受精和生殖产量等有性生殖过程的影响。主要概括:(1)温度适度升高促使大部分植物花期提前,加速授粉受精过程,但同时使传粉者活动期和花期分离而影响授粉受精,其部分增加生殖产量,但温度过高则减少产量。(2)温室气体中水汽过多或过少都减少植物生殖产量;CO2浓度升高一般有利于植物授粉受精,增加生殖产量;O3浓度增加则不利于植物生殖生长。(3)增强的UV-B辐射影响植物花期,不利于授粉受精,对生殖产量影响复杂。(4)气溶胶排放量增加对植物生殖产量的影响依据气溶胶浓度、植物冠层结构和环境条件不同而异。最后分析总结了国内外相关研究中仍存在的不足之处,为更好理解和深入研究植物对气候变化的响应机制提供参考。