未來(lái)氣候變化對(duì)我國(guó)北方沙地影響的定量分析

我國(guó)北方沙地是沙塵暴的主要沙塵源區(qū)，同時(shí)還跨越了我國(guó)面積最大的農(nóng)牧交錯(cuò)帶。脆弱的生態(tài)環(huán)境和復(fù)雜的土地利用方式，使得監(jiān)管和預(yù)測(cè)這些地區(qū)的沙漠化進(jìn)程成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。研究區(qū)地處半干旱氣候和半濕潤(rùn)氣候的過(guò)渡區(qū)，植被生長(zhǎng)對(duì)氣候變化的響應(yīng)十分敏感。本課題旨在通過(guò)了解和量化近期氣候變化與植被變化之間復(fù)雜的相關(guān)機(jī)制，從而有效預(yù)測(cè)未來(lái)沙地植被生長(zhǎng)的變化趨勢(shì)等。本項(xiàng)目嚴(yán)格按照申請(qǐng)書和項(xiàng)目計(jì)劃書開(kāi)展研究工作。首先，通過(guò)利用長(zhǎng)時(shí)間序列的遙感植被數(shù)據(jù)集、再分析氣候要素?cái)?shù)據(jù)集、CMIP6全球氣候模式，量化了植被指數(shù)與氣候要素之間的相關(guān)關(guān)系；然后，構(gòu)建的區(qū)域統(tǒng)計(jì)量化模型，并預(yù)測(cè)在本世紀(jì)中后期的植被生長(zhǎng)變化趨勢(shì)。初步結(jié)果表明在未來(lái)研究區(qū)氣候會(huì)出現(xiàn)暖濕化的趨勢(shì)，同時(shí)植被指數(shù)雖然在數(shù)值上表現(xiàn)為上升的變化，但隨著未來(lái)時(shí)間長(zhǎng)度的增加和模擬排放情景的上升，植被指數(shù)上升的幅度會(huì)不斷減小，因此，未來(lái)氣候變化對(duì)研究區(qū)植被的影響存在不確定性。此外，不同地區(qū)沙漠化土地和植被響應(yīng)氣候變化的過(guò)程可能存在差異。本研究在北方沙地及周邊地區(qū)展開(kāi)，不僅有助于理解沙地及周邊地區(qū)不同植被類型對(duì)氣候變化的響應(yīng)差異，更有助于提高沙漠化預(yù)測(cè)模型的可信度。上述研究結(jié)果發(fā)表在International Journal of Climatology 以及Land Degradation & Development等國(guó)際主流期刊上。目前，受本項(xiàng)目資助已發(fā)表SCI論文6篇，包括第一資助2篇。本研究不僅詳細(xì)解釋了氣候變化對(duì)植被生長(zhǎng)的影響機(jī)制并構(gòu)建了區(qū)域性的量化統(tǒng)計(jì)模型，還量化了自然氣候和人為活動(dòng)對(duì)歷史植被生長(zhǎng)的影響。下一步的工作將重點(diǎn)考慮多時(shí)間尺度和多排放情景等級(jí)來(lái)共同比較，從而得出更為可靠的預(yù)測(cè)結(jié)論。本課題的研究結(jié)果，有助于土地監(jiān)管部門制定氣候變化適應(yīng)對(duì)策，對(duì)區(qū)域防沙治沙政策制定也有一定參考價(jià)值。

本項(xiàng)目擬研究在未來(lái)氣候變化的背景下我國(guó)北方半干旱地區(qū)沙地的空間分布及動(dòng)態(tài)變化。主要包括以下工作：第一，基于連續(xù)的大面積遙感數(shù)據(jù)與氣候數(shù)據(jù)分析，利用地理加權(quán)回歸和廣義線性模型等現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)手段對(duì)沙漠化與氣候變化建立更為準(zhǔn)確的定量關(guān)系，利用該統(tǒng)計(jì)模型量化分析氣候與非氣候因素對(duì)沙漠化的影響及其歷史趨勢(shì)，并對(duì)其適用性和不確定性進(jìn)行分析與實(shí)地檢驗(yàn)。第二，根據(jù)IPCC未來(lái)溫室氣體中、高排放情景，用CMIP5全球氣候模式的集成模擬結(jié)果作為強(qiáng)迫，驅(qū)動(dòng)高分辨率的RegCM4區(qū)域氣候模式，對(duì)中國(guó)北方地區(qū)的未來(lái)氣候變化進(jìn)行更為細(xì)致地模擬。最后，本項(xiàng)目擬將氣候模擬結(jié)果與統(tǒng)計(jì)模型相結(jié)合，預(yù)測(cè)北方沙地在未來(lái)氣候變化的背景下的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)未來(lái)我國(guó)北方沙地沙漠化進(jìn)程提供新的科學(xué)認(rèn)識(shí)，并為未來(lái)沙漠化預(yù)測(cè)和防治提供科學(xué)基礎(chǔ)。

第1章中國(guó)北方典型農(nóng)業(yè)和生態(tài)脆弱區(qū)氣候變化與氣候情景

第2章中國(guó)北方地區(qū)干旱強(qiáng)度及頻率的演變和趨勢(shì)

第3章VIP生態(tài)水文動(dòng)力學(xué)模型的原理與方法

第4章氣候變化對(duì)華北水資源相作物生產(chǎn)力的影響

第5章氣候變化對(duì)黃土高原水資源的影響

第6章氣候變化對(duì)松花江流域水文水資源的影響

第7章中國(guó)陸域蒸散和徑流的演變趨勢(shì)

第8章確保糧食安全和水資源可持續(xù)利用的區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候變化適應(yīng)措施與對(duì)策

參考文獻(xiàn)

本書從歷史實(shí)證資料和未來(lái)氣候變化情景出發(fā)，系統(tǒng)論述了氣候變化對(duì)中國(guó)北方典型農(nóng)業(yè)區(qū)（黃淮海平原和松嫩-三江平原）和生態(tài)脆弱區(qū)(黃土高原）的水循環(huán)關(guān)鍵要素及區(qū)域水資源的影響?；?950年以來(lái)的實(shí)測(cè)資料和生態(tài)水文模型模擬結(jié)果，論述了中國(guó)北方主要農(nóng)業(yè)和生態(tài)脆弱區(qū)干旱事件發(fā)生的時(shí)空特征，分析了東亞夏季風(fēng)變化對(duì)北方地區(qū)水資源量的影響，模擬分析了不同流域生態(tài)水文過(guò)程和水資源的時(shí)空演變特征，系統(tǒng)闡釋了中國(guó)陸域植被蒸散的時(shí)間變化及區(qū)域分異規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)GCM多模式集成未來(lái)情景數(shù)據(jù)，基于生態(tài)水文模型模擬，分析了未來(lái)氣候變化對(duì)華北和東北地區(qū)主要農(nóng)作物產(chǎn)量、耗水、灌溉需水和區(qū)域水資源的可能影響；探討了應(yīng)對(duì)氣候變化的主要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施和對(duì)策；以流域水土資源平衡為目標(biāo)，評(píng)估了黃淮海地區(qū)作物種植品種區(qū)域布局和結(jié)構(gòu)調(diào)整、東北平原水稻種植面積擴(kuò)張的水資源效應(yīng)。書中還系統(tǒng)介紹了生態(tài)水文動(dòng)力學(xué)模型的數(shù)學(xué)物理原理、關(guān)鍵參數(shù)的區(qū)域擴(kuò)展方法。

氣候變化對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)影響評(píng)估報(bào)告內(nèi)容簡(jiǎn)介

《氣候變化對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)影響評(píng)估報(bào)告(No.1)(2014版)》由社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社出版。

氣候變化對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)影響評(píng)估報(bào)告作者簡(jiǎn)介

矯梅燕，女，1962年出生，理學(xué)碩士、正研級(jí)高級(jí)工程師，碩士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任中國(guó)氣象局副局長(zhǎng)，兼任國(guó)家防汛抗旱總指揮部副秘書長(zhǎng)、THORPEX科學(xué)計(jì)劃中國(guó)委員會(huì)副主席等職務(wù)，是氣候變化對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)影響評(píng)估報(bào)告的總設(shè)計(jì)者。