（土壤学专业论文）气候变化对岩溶生态系统的影响——以重庆岩溶区为例.pdf

本论文得到 重庆市科委项目“重庆市典型岩溶山地脆弱生态过 程及恢复关键技术”( 合同编号：6 7 5 9 ) 和重庆市应用基 础研究项目“重庆市岩溶山区气候演化与土地利用格局 耦合作用的研究”( 合同编号：7 3 5 5 ) 的资助。 气候变化对岩溶生态系统的影响研究 以重庆岩溶区为例 土壤学专业硕士研究生：王玲 指 导教师：谢德体教授 捅要 f f 全球气候变化及其影响是当今人类面临的最严峻挑战之一。气候变化会给我们 生存的环境及生态系统带来重大影响。因此，研究气候变化及其气候变化对生态系 统的影响已引起各国政府、科学界及公众的极大关注。但关于气候变化对岩溶生态 系统的影响，国内尚未有系统的研究工作。 岩溶生态系统是一种脆弱的生态系统，它的脆弱性主要表现在：环境容量小， 植被遭破坏后很长时间才能恢复，以及水文过程变化迅速，早涝时常发生：植被 生长过度依赖于生境条件，但生境条件受到环境影响明显：生态环境的良性演化 依赖植被的恢复；水资源利用与土地利用方式间缺乏合理性，如刀耕火种、过渡 开垦造成生态环境中种子库严重丢失，物种多样性受到影响，植被演化趋于单一或 种群退化。气候的变化加剧了这种脆弱性的发生。 正是由于岩溶区的这些脆弱性，使得植被类型与盖度成为岩溶环境中最重要最 敏感的自然要素，水文和水资源问题在岩溶区也显得尤为重要。植被的分布主要是 气候不同的结果，气候又是水文现象和水资源的决定因子之一。因此，从植被和水 文水资源两方面研究气候变化对岩溶生态系统的影响具有代表意义。 重庆市幅员面积8 2 4 万k m 2 ，碳酸盐出露面积3 2 0 3 8 1 4 k m 2 ，占幅员面积的 3 8 9 ，主要集中在渝东北和渝东南各区县市。市境内石灰岩山地土地资源以石山坡 地为主，土壤侵蚀严重，发生逆向演替，植被逆向演替，覆盖率低，保水能力差， 干旱缺水。在石灰岩区，植被破坏后，土地大量石化、砂化，生态环境已很难逆转 本文以重庆岩溶区为研究对象，从植被和水文水资源两个方面分析了气候变化对岩 溶生态系统的影响。主要研究结果如下： ( 1 ) 利用回归分析、k r i g i n g 空间插值等方法分析了基于气象数据的气候的时空变 化并采用小波变换对未来的气候进行了预测。可得出： ( i 麓庆岩溶匿近4 0 a 来年平均气温总体熙变冷趋势，其中8 0 年代为簸冷融裳。砖 于年平均气滠的降低，霏献最大的是春季和夏季。缎岩溶区气温变化很复杂，既有 变暖区又存程变冷区。变暖区发，圭在渝东j b 的岩溶区，主要特征是最高、最低气温 都交暖，毽最褒气温变疆柩废受大，交冷嚣在浚孛秘渗衷毫瓣者溶区，主要是国最 高气温的变冷造成的。 近4 0 a 来重庆岩溶地区的降水略有减少，贡献最大鲍是卷季和敢攀，对于各个 年代，各个壤透来说，降永和气澈鸹交纯黧相反静交纯，在簸冷的s o 颦代，是繇承 最丰甯时期。降水的主鼹减少地膜在重庆j b 部，这个地区是气温变暖的地区。 燕庆岩溶嚣未来s a 戆气漫粒骚袁都楚在平缘馕豹上下进褥波动交稔，毽麸憨体 趋势上说，气温呈上升的趋势，衙降水是减少的趋势 ( 2 ) 根据n d v i 数据，并在前碾分析的然础上，用相关分析等数理统计的方法 探讨了疆毅霹气侯交识静确痘。臻采荛： n d v i 的多年平均巍化和多年平均季相变化对气候的响应表明，气濑对重庆岩溶 植被袈态系统超着比晦农大的作耀。在植被生长款冬骣变化方嚣，气激霉珏降承对攘 被生长起者大教相反的趋势， 在植被生长的年际变化方面，气候对不同季节的植被生长起着不同的作用。同 怼，气温和薄窳对毽鼓生态系统静生长起若大致提爱瓣作臻。一羧来说，气遂与n d v i 之间的关系为砸相关。 藏庆岩溶医的植被指数的动态变化受气侯波动的影响较大，近2 0 a 求，总体呈 现增加的趋势。2 0 毽纪g o 年代帮9 0 年代由于气绥戆变纯趋势明显不丽，相反的 n d v i 的变化越势也明擞不同，8 0 年代年平均n d v i 足下降的趋势，而9 0 年代则星 土舞憝势。 根据未来8 a 的气候预测结果可以预见，重庆岩溶区未来几年的植被指数将会呈 现增加的趋势。) 产- 一 3 ) 结舍承文数据每气象数豢，运用数学分辑鹃方法主要研究了气滏霜降承怼承 文水资源要素的影响。f 从研究中可知道： 港溶区蹲窳变化对裰滚量影镌是著，墨鑫著芷稠关，著冀年均降求爨与年均经 流量j 挈在指数增长关系。随着降水呈现递减趋势，稳流量也璧递减趋势。同时幽千 降水的变化，导致重庆搿溶区干旱、洪涝和正常年交替出现，且旱涝持续时间长。 近4 0 a ，在总体上岩溶嚣军蘩重予涝篱。 在重庆岩溶区，气激是影响蒸发的重要因子。可能蒸散髓着气温的变化呈现出 明显蛉季节变化和年际变化，气濑舞高，则蒸发量域糖，反之则减少。从空间上， 可能蒸散量大侮上西部大于东部，北部大予南部。 根据预测，重庆岩溶区未来8 a 气温和降水的波动较大，出现旱、涝的频率可能 较亳。0 乒4 、一 ， n 总的来说，本论文通过研究气候变化对岩溶区植被和水文水资源的影响，旨在 探讨气候变化对岩溶生态系统的影响，这样可以增进气候变化与生态系统之间的相 互作用的理解，并为岩溶生态恢复和重建提供科学依据。 关键词：气候变化i 岩溶生态系统j 植被指数i 矗 i i i i m p a c t s t u d i e so fc l i m a t e c h a n g e s o nk a r s t 影c o s y s t e m ac a s e s t u d y o nk a r s t r e g i o n i nc h o n g q i n g m a s t e r sd e g r e ec a n d i d a t eo fs 0 i ls c i e n c e ：w a n g l i n g s u p e r v i s o r ：p r o f x i e d e t i a b s t r a c t n o w a d a y st h eg l o b a lc l i m a t ec h a n g e sa n di t si m p a c t si so n eo f t h em o s tr i g o r o u s c h a l l e n g e st h a th u m a ni s c o n f r o n t e dw i t h c l i m a t ec h a n g e sc a l lt a k e g r e a te f f e c t o n e n v i r o n m e n ta n de c o s y s t e m ，s ot h er e s e a r c ho nc l i m a t e c h a n g e sa n di t si m p a c t s0 n e c o s y t e m sh a v ea t t r a c t e dg r e a ta t t e n t i o no fg o v e r n m e n t ，s c i e n c ef i e l da n dp u b l i ci na l l c o u n t r i e s 。b u tt h er e s e a r c ho i li m p a c t so fc l i m a t ec h a n g e so nk a r s te c o s y s t e mh a s n tb e e n s t u d i e ds y s t e m a t i c a l l ya th o m en o w k a r s te c o s y s t e mi sak i n do fv u l n e r a b l ee c o s y s t e m ，i t s v u l n e r a b i l i t yi n c l u d i n g m a i n l y ；o e n v i r o u m e mc a p a c i t yi ss m a l l ，v e g e t a t i o ni sd i f f i c u l tt or e c o v e ra f t e rh a v i n g b e e n d e s t r u c t e d ，h y d r o l o g i cm o v e m e n t i sr a p i da n df l o o d sa n dd r o u g h t so f t e no c c u r ； v e g e t a t i o ng r o w t hd e p e n d so nt h ec o n d i t i o n s o fe c o e n v i r o n m e n to v e r l y , w h i c ha f e a f f e c t e db ye n v i r o n m e n to b v i o u s l y ；t h ep o s i t i v ee v o l v eo fe c o - e n v i r o n m e n tr e l i e so n t h er e c o v e ro fv e g e t a t i o n t h em e t h o d so fw a t e rr e s o u r c eu s ea n dl a n du s el a c ko f r a t i o n a l i t y t h e s ev u l n e r a b i l i t i e sa r eb em a g n i f i e db y c l i m a t ec h a n g e s a st h e s ev u l n e r a b i l i t i e si nk a r s ta r e a s ，v e g e t a t i o nt y p ea n dc o v e rr a t eb e c o m et h e m o s ti m p o r t a n t a n ds e n s i t i v en a t u r a lf a c t o r , a tt h em o m e n t t h ep r o b l e mo n h y d r o l o g ya n d w a t e rr e s o u r c ei s v e r yi m p o r t a n t b e c a u s e d i f f e r e n tc l i m a t er e s u l t si nd i f f e r e n t v e g e t a t i o n a n dc l i m a t ei sd e c i s i v ef a c t o ro fh y d r o l o g ya n dw a t e rr e s o u r c e i ti s r e p r e s e n t a t i v et os t u d yo nt h ei m p a c t so fc l i m a t ec h a n g e so nk a r s te c o s y s t e mf r o m t h e a s p e c t so fv e g e t a t i o na n dh y d r o l o g i c a lr e g i m e sa n d w a t e rr e s o u r c e t h ee a r t h ss u r f a c ea r e ao fc a r b o n a t ei nc h o n g q i n gi sa b o u t3 2 0 3 8 1 4 k i n 2 ，m a k i n g 1 v u po f 3 8 9 o f t h eo v e r a l ll a n da n dd i s t r i b u t i n gm o s t l yi nn o r t h e a s ta n ds o u t h e a s ta r e ao f c h o n g q i n g t h el a n dr e s o u r c e so fk a r s tr e g i o ni nc h o n g q i n gi sm a i n l yr o c km o u n t a i n a n ds l o p el a n d ，w i t hs e r i o u ss o i le r o s i o n ，c o n v e r s ev a g e t a t i o ns u c c e s s i o na n dl o wc o v e r r a t e ，l e s s e rw a t e rr e t e n t i o na n dl a c k i n gw a t e r ，w h e r ee c o s y s t e mi s d i f f i c u l tt or e c o v e r a f t e rv e g e t a t i o n b e i n gd e s t r u c t e d ，l a n dc o m i n g f o r t hl a n d i f i c a t i o na n ds a n d i f i c a t i o nh e a v y i nt h i sp a p e r , t h ei m p a c t so fc l i m a t ec h a n g e so nk a r s te c o s y s t e mw e r es t u d i e df r o mt h e a s p e c t so fv e g e t a t i o na n dh y d r o l o g i cr e g i m e sa n dw a t e rr e s o u r c e ，t a k i n gk a r s ta r e a si n c h o n g q i n g a sa n e x a m p l e t h e r e s u l t sw e r es h o w na sf o l l o w s ： ( 1 ) b a s e do nw e a t h e rd a t a ，t h es p a c e - t i m ec h a n g e so fc l i m a t ei nc h o n g q i n gk a r s t r e g i o nw e r ea n a l y z e da p p l y i n gr e g r e s s i o na n a l y s i s a n dk r i g i n gi n t e r p o l a t i o na n dt h e f u t u r ec l i m a t ew a sf o r e c a s t e db yw a v e l e ta n a l y s i s t h er e s u l t sw e r es u m m a r i z e db e l o w ： a saw h o l e ，t h et r e n do fa n n u a la v e r a g ea i rt e m p e r a t u r ew a sd e s c e n d e n ti nr e c e n t4 0 y e a r s ，e s p e c i a l l yi nt h e 19 8 0 s ，w h i c hw a st h ec o l d e s tp e r i o d 1 1 1 i sk i n do f d e g r e s s i v e t e n d e n c ya p p e a r e dm a i n l yi ns p r i n ga n ds u m m e r b u tt h e a i rt e m p e r a t u r ec h a n g ei n c h o n g q i n gk a r s tr e g i o nw a sc o m p l i c a t e d ，n o to n l yo c c u n n gw a r m i n gr e g i o n ，b u ta l s o c o l d i n gr e g i o n t h er e g i o ng e t t i n gw a r ma p p e a r e d i nt h en o r t h e a s to fc h o n g q i n g ，t h e c h a r a c t e r i s t i c so fw h i c hw a st h a tm a x i m u ma i r t e m p e r a t u r e b e c a m ew a r m e rt h a n m i n i m u ma i r t e m p e r a t u r e n l er e g i o n sg e t t i n g c o l d t o o k p l a c e i nt h em i d d l ea n d s o u t h e a s to f c h o n g q i n g ，m a i n l yr e s u l t i n gf r o m m a x i m u ma i rt e m p e r a t u r e t h ep r e c i p i t a t i o ni nr e c e n t4 0y e a r sd e c r e a s e ds l i g h t l y ，m a i n l yi ns p r i n ga n da u t u m n f o re a c h p e r i o da n de a c hr e g i o n ，t h ec h a n g e so fp r e c i p i t a t i o na n d a i rt e m p e r a t u r es h o w e d ak i n do fr e v e r s et e n d e n c y f o re x a m p l e ，i nt h ec o l d e s t19 8 0 s ，p r e c i p i t a t i o nw a st h e r i c h e s t p r e c i p i t a t i o nd e c r e a s i n go c c u r sm a i n l yi nt h en o r t ho fc h o n g q i n g ，w h e r ea i r t e m p e r a t u r ei n c r e a s e d t h ea i rt e m p e r a t u r ea n dp r e c i p i t a t i o ni nn e x t8y e a r sw o u l dt a k eo nf l u e t u a n tc h a n g e a r o u n da v e r a g ev a l u e h o w e v e r , t h et r e n do ft e m p e r a t u r ew o u l db ea s c e n d i n g ，a n dt h e m e n d o f p r e c i p r a t i o n w o u l db ed e s c e n d i n g ( 2 ) c o m b i n i n gn d v id a t aw i t ha b o v ea n a l y s i s ，t h ei m p a c t so fc l i m a t ec h a n g e so n v e g e t a t i o nw e r ed i s c u s s e dw i t hm a t h e m a t i c ss t a t i s t i c sm e t h o d s a s ar e s u l t ： e i t h e ri n m u l t i y e a ra v e r a g e o rm u l t i y e a rs e a s o n a v e r a g e ，t h e r e s u l t so fn d v i r e s p o n s e s t oc l i m a t e c h a n g e s h o w e dt h a t t e m p e r a t u r e w a sm o r ei n f l u e n t i a lt h a n p r e c i p i t a t i o n i n a n n u a l c h a n g e o fv e g e t a t i o n g r o w i n g ，i m p a c t s o ft e m p e r a t u r ea n d p r e c i p i t a t i o n o nn d v lw e r ec o n v e r s e c o m m o n l y , t h e r ew a sap o s i t i v ec o r r e l a t i o n b e t w e e n t e m p e r a t u r ea n d n d v i 1 1 1 ed y n a m i cv e g e t a t i o nc o v e rc h a n g ei nc h o n g q i n gk a r s tr e g i o nw a sc l o s e l yc o u p l e d v w i t hc l i m a t i cf l u c t u a t i o n i nr e c e n t2 0y e a r s ，t h ew h o l et r e n do fn d v ic h a n g ew a s i n c r e a s e d b u tb e t w e e n1 9 8 0 sa n d1 9 9 0 s ，t h et r e n do fn d v ic h a n g ed i s p l a y e dai a r g e d i s c r e p a n c y i nt h ec o l d e s t 19 8 0 s ，a n n u a la v e r a g en d v ib e c a m ed e s c e n d e n t ，w h e r e a s w i t ha i rt e m p e r a t u r er i s i n gi nt h e19 9 0 s ，n d v ii n c r e a s e d d u et ot e m p e r a t u r ei n c r e a s i n ga n dp r e c i p i t a t i o nd e c r e a s i n gi nt h en e x t8y e a r s ，n d v l w o u l d p r e s e n t ak i n d o f a s c e n d i n gt e n d e n c y ( 3 ) i n t e g a t i n gh y d r o l o g yd a t aa n dw e a t h e rd a t a ，t h ei m p a c t so ft e m p e r a t u r ea n d p r e c i p i t a t i o no n e l e m e n t so f h y d r o l o g i c a lr e g i m e sa n d w a t e rr e s o u r c ew e r es t u d i e du s i n g m a t h e m a t i c sa n a l y s i sm e t h o d s s o m er e s u l t sw e r eo b t a i n e d ： p r e c i p i t a t i o nc h a n g e h a dg r e a ti n f l u e n c eo nr t l n o f f , s h o w i n gd r a m a t i cp o s i t i v e c o r r e l a t i o n w i t hp r e c i p i t a t i o nd e c r e a s i n g ，r u n o f fd e s c e n d e d f u t h e r m o r e ，p r e c i p i t a t i o n c h a n g er e s u l t e dt h a td r o u g h t s ，f l o o d sa n d n o r m a ly e a r so c c u r r e db yt u r n s ，a n dd u r a t i v e t i m eo f d r o u g h t sa n df l o o d sw a sl o n g i n r e c e n t4 0 y e a r s ，r a v a g e so f ad r o u g h tw e r em u c h h e a v y t l l a nr a v a g e so faf l o o di nk a r s tr e g i o n s i n c h o n g q i n gk a r s tr e g i o n ，a i rt e m p e r a t u r e i sa n i m p o r t a n tf a c t o r o fa f f e c t i n g e v a p o r a t i o n p o t e n t i a l e v a p o r a t i o na p p e a r e d s e a s o n a l c h a n g e a n da n n u a l c h a n g e o b v i o u s l yw i t ht e m p e r a t u r ec h a n g e w i t ht e m p e r a t u r ea s c e n d i n g ，e v a p o r a t i o ni n c r e a s e d ， o re l s ed e c r e a s e d i ns p a c e ，g e n e r a l l ye v a p o r a t i o ni nt h ew e s tw a sh i g h e rt h a ni nt h ee a s t ， e v a p o r a t i o ni nt h en o r t hw a sh i g h e r t h a ni nt h es o u t h i nt h en e x ty e a r s ，o w i n gt ot e m p e r a t u r ea n dp r e c i p i t a t i o nf l u c t u a t i n gg r e a t l y ，t h e f r e q u e n c yo fd r o u g h t s a n df l o o d sw o u l dr i s e i ns u m m a r y , i no r d e rt od i s c u s st h ei m p a c to fc l i m a t ec h a n g eo nk a r s te c o s y s t e m ，i n t h i s p a p e rt h ei m p a c t so f c l i m a t ec h a n g e so nv e g e t a t i o na n dh y d r o l o g i cr e g i m e sa n d w a t e rr e s o u r c ew e r es t u d i e d i tc a ns t r e n g t h e nu n d e r s t a n d i n go fr e c i p r o c i t yb e t w e e n c l i m a t e c h a n g e a n d e c o s y s t e m ，a n dp r o v i d e s c i e n t i f i c g i s t s f o rk a r s t e c o s y s t e m r e c o v e r i n ga n dr e c o n s t r u c t i n g k e y w o r d s ：c l i m a t ec h a n g e ；k a r s te c o s y s t e m ；n d v i ；i m p a c t ；c h o n g q i n g v i 第1 章文献综述 全球气候变化及其影响是当今人类面临的最严峻挑战之一。现代工业的迅速发 展，伐林、垦荒、过牧、矿石燃料燃烧及化工合成产品的使用等活动，导致大气中 温室气体含量剧增，全球气候变暖，荒漠化扩展，海平面上升等一系列环境变化 、 对人类及生物赖以生存的环境及生态系统将产生重大影响。为此，必须开展全球变 化及其影响研究，其中包括地球系统和陆地系统科学的研究】。 1 1气候变化 1 1 1 全球气候变化 全球气候变化，特别是由二氧化碳( c 0 2 ) 等温室气体浓度升高引起的全球变 暖引起国内外越来越多学者的重视和关注，它已成为全世界面临的重大环境问题之 一。1 9 7 9 年世界气候大会之后，拟订了世界气候计划。1 9 8 5 年在奥地利的利维克国 际会议上，评价了c 0 2 和其它温室气体变化方面的影响，由此开始了研究全球变暖 的国际活动。世界各地数以千计的科学家们积极投身于该领域的前沿研究并取得 了极其丰硕的成果和明显进展。 现有大量证据已表明：由于人类活动的影响，大气中c 0 2 浓度已由工业革命前 的2 8 0 u m o l m o l 增加到2 0 世纪9 0 年代初期的3 5 0 u m 0 1 m o l ，与此相对应，地球表面 的年平均温度在一个多世纪以来也上升了0 6 【3 】。因此，人类活动所引起的温室效 应在不断加强是无庸置疑的。降水分布己发生了变化，大陆地区尤其是中高纬度地 区降水增加，非洲等一些地区降水减少。有些地区极端天气气候事件( 如厄尔尼诺、 干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴，高温天气和沙尘暴等) 出现的频率与强度有所增 加。 虽然目前关于气候变化的预测还存在着很多不确定性【4 】，其预测的结果也不一 定准确，各种大气环流模型( g c m s ) 对未来气候变化预测的量上不尽相同，但其 所预测的未来气候变化的总体趋势基本趋于一致【5 j ，纵观现有对大气中c 0 2 浓度倍 增后有关未来气候变化的预测结果，可以归结为以下几点：全球平均气温将升高 1 5 c - - 4 5 c ，全球气候带将向极地方向发生一定程度的位移；最低温度的增幅比 最高温度的增幅大，夜晚温度的增幅比白天温度的增幅大，冬季增温比夏季增温明 显；全球降雨量总体上有所增加但全球降雨格局将发生改变，降雨量可能因不 同的地区和不同的季节而有很大的区别( 如沿海地区的降雨将增加，而内陆地区的 降雨则不变甚至减少) ；由于蒸散作用所损失的水分远大于降雨增加的量，因此中 纬度内陆地区的夏季干旱将明显增加p j 。 埘于全球气候平均变化趋势以及温度预测准确性高，但对予地区憾和降水等要 素的颈溅准确毪较 羲，麓含有相巍大翡不确定往。产生不确定往的原因主要有漱窒 气体排放和大气中温室气体浓度变化估算不够准确；用于预测未来的气候变化的气 候模式系统不够完善；以及霹运耀气娱硬突寒气媛嶷糕不是、全球豹辫露量变毙存 在着空间异质性等。 l 。l 。2 中国候变化 近1 0 年来中国气候变化的研究有了粮大进展，遮主要是由于代用溉料的开发， 黄、球芯、豫粉、樾本年轮以及史料的收集、整理，为揭示中国古气候的特镁提 供了率富的资料，这段时闯也正好是国际土气候交纯研究突飞猛进豹时候。因魏， 这方面的研究不仅填补了我国的空白，也对世界范围的气候变化研究做出了贡献【6 1 。 我国气姨交证趋势与全薄变像趋势基零一致。2 0 邀纪鞋采中国专羧交暖，考痣 了近期资料升温速率达0 ，4 4 c i o o a 6 j 。从全国平均而言，我园2 0 世纪5 0 年代前期 气温较高，后迅速下降激近5 0 a 中的最低点，但这燎低点的位置_ 和相对高点的位置 都逐渐拜高，气温交翻二黧较为黉鬣静上升趋势p j 。1 9 9 8 年这有凌翱 己录戳寒最溪豹 一年，2 0 世纪9 0 年代鼹最暖的l o a 。近5 0 a 气温上升最多的地区是东j b 、内蒙宙、 毅疆等北部及费海，总戆来漤瑟部地区上秀裹于东郝l 耻。但自5 0 年代默来，我国存 在大范围变冷酝，变冷中心主要猩四j i l 、资州为主酌西南地隧这是和全球变躐情 景不一致的，是我国气锻变化的特点 7 j 。原因可能是幽于气溶胶粒子增加的缘故。 淹窳嚣交魏藏全国平鹭瑟富，2 0 整纪5 0 年筏悉寒甓显穰多，6 0 警筏簿瘩虽有 增加，但与多雨的5 0 年代相比仍然明显偏少。降水的减少趋辫主要表现在夏季1 7 】。 最主娶的特点就是华北降水量减少，以及嚣部1 0 0 。e 以西降水量普遍增加，进一步 分析表明西部辩隶量豹增加与降水颓率 o 1 m m 胄数) 的增搬有关，掰华j 鄹辩舀 显著减少，这说明降水爨的变化生要与降水频率的变化有关【8 】。同时也说明降水摄 戆变纯与气滠豹交使葬不一致，篓少获嚣羲兹清凌寒善，莠菠蠢显著熬变早熬趋势， 而是以2 0 3 0 年的干澎交替为主1 9 1 。有人认为西北地区的变躐变湿与全球温室效应 加剧商荚。从气温变化来看，晟低气温的上升明显离于最高气温，可能是温室效应 粕辫的一个证瓣。 圈内外科举家使用3 1 个复杂气候模式，对6 种代表性温室气体排艘情景下来柬 1 0 0 零麴垒球气壤变证遴嚣了预溅，结果袭甥：我晷气候将继续交暖。燃2 0 2 0 - 2 0 3 0 年，龛国平均温将上升1 7 ；别2 0 5 0 华，全国平均气温将上升2 2 c t 变暖幅度 由南向j e 增加，不少地区降水出现增加趋势，但华北和东北南部等地医将出现继续 交子豹趋势。 1 2 气候变化影响研究 爨1 9 9 0 年政瓣阕气候变化簧员会( i p c c ) 所作的第一次谭 矗掇农以来，气髅 变亿影穗豹研究取褥了明显逶联。气候变优影响评估戆麦簧基的是以辩学的方法译 估气候变化的影响，其中包括t 自然的、生物的、经济的、社会的以及其它的综合 影响，为政策制订糟和决策者提供必要的科学信息。在此以前的评估多为定性研究。 运年来罄速嚣震了疆专鲎定量壤鍪麓基番窭，滋学实验簪 突，著与o c m s 矮涮结栗鞠 联结的定量研究。躐近几年我国科学家也通过若干气候变化的大型研究计划开展了 全球气候变化影响方面的大量研究，取得了搬太进展。 | 。2 。l 气候变傀彩淘蛩究方法 1 2 1 1未来气候情景 进行气候变化影响研究首先遇到的问题照未来气候状况，但由于人类目前还不 麓准确溪灞来寒气袋褥舞舞变使，霾翦戆彩螭骚究工作哭戆摄器各耱方法磅究在簇 定未来气候构想或称未来气候情景( s c e n a r i o ) f i ”总结现肖的工作，朱米气候情罱 主要有四类，第一种是假设的情景，假定未来气温上升若干度。降水减少或增加着 手百分攀。这类情豢差要用于遂行诸如瘩文系统、生态系缓等气候影响对象对气羧 交纯静敏感性分祈。第二类气壤情景是用吉气候、历史气候和现代气锻瓷料推溺豹 气候情景。第三类魁根据大气环流模式( g e n e r a lc i r c u l a t i o nm o d e l s ，g c m s ) c 0 2 倍 增数值试验结果产生的气候情景。首先保持模式现有状态，计算一个阶段，所得备 季孛结莱舞控裁试验臻莱；然嚣褒援式孛溪鸯羹c 0 2 浓疫，菇诗冀霹榉一段薅阗，掰褥 结果为敏感试验结果；最后对照敏感试验结巢与控制试验结果，其差值寝示由于c 0 2 增加造成的气候变化。第四类气候情景则是综合气候资料时间序列分析法推测的求 亲气瀑、蹲拳变纯秘g c m s 预溅瓣潼室效应霉 起弱气候变化生残的气骥馕景。 】2 1 2 专业一气谈横式 专嫩一气候模式是指在影响研究中，被气候变化影响的对象，例如农作物、植 被、区域水文特征和水资源及森林等与气候因子之间关系的定量模式。在农业影响 骚究孛鹃承量平鬻模式菇及簿掰一径滚模式，森蕤影嫡磷究孛夔抟鬻攘式( f o r e s t g a pm o d e l ) 以及草原影响研究中的草原生态模式( g l a s s a l a n de c o s y s t e mm o d e l ) 等 都属于器个专业领域与气候因子茨系研究的专业一气候模式。从现有工作分析总结 来看，专韭一气候貘袋可套必经验绞诗模式、动力模式以及套予嚣者之阕戆统诗一 动力模式。由于各专啦模式要瑶予评估气谈交纯的影晌，鞭此模式串搿关参数及变 量与变嫩之间的关系蒙有明确的物理意义和不受气候条件改变的影响。用通过某一 阶段资料经寻优调试确定参数的模型来评估气候变化的影响需要注意这些参数是疆 会箍气镞变耗两改变。 1 2 1 3 气候彩晌研究的基奉方法和步骤 来寒气娱交继影嫡硬突戆基本方法就是姆拳来气镞馕景与专般一气候模式耀结 合，分别将目前气候状况和未来气候情景输入专业一气候模式，将所得结果进行比 较，两者之差佟为气谈交纯瓣影响。影嗡赣究懿基奉步骤可j 毽续炎； 确定问题； 选择或建立专煦模式； 捡骏专业模式； 建立气候本底和未来气候情精； 气候变豫影嚏谬煞； 适应对策研究： 蠢浃策部门亵羊萼学交锩提撰缀告。 以上旗本方法和步骤是融有的绝大部分影响研究正作采用的，即气候变化作用 于影响对蒙，然后得到影响缩果。近年束有些影响研究已采用相互作用方法和集成 方法( i n t e r g a t e da s s e s s m e n t ) 1 2 , 1 3 。相互作用方法不仅考虑气候变化对影响对装的 作用，也考虑影响对象对气候的反馈。而集成方法是对气候和社会相互作用最为综 会瓣处理方法，它包攒7 都门孛、部门阉夔摆纛接莠l 秘反馈，是泰来影嘀评硷瓣发 展方向。 1 2 2 气候变化影响研究进展 1 2 2 ，1 水文和水瓷灏影响 2 0 世纪s o 牮代以来硬究湿室效应对区域水文影响的工作聪曼增加，】9 8 7 零世 界气象组织出版的报告中总结了水瓷源系统对未来气候和现代气候变化的敏感性问 蘧f h l 。1 9 9 0 每娶舨载气接变毯与荧嚣拳资滚一书器统慧缝了当游气嫉变键瓣承 文水资源影响研究的方法、内容和成果【1 钠。9 0 年代以舛乏气候变化对水文水资源的影 晌工作迅速增鞠，i p c c 第二工作缀豹报告全面慧结了气候交耗对拳文帮柬资源麓影 响1 1 6 2 0 i 。归纳越来，研究内容主簧有以下几个方面：】) 气候变化对流域水量平衡 的影响；2 ) 气候变化新区域阿供水量和辩水量的影响；3 ) 气候变化对滋永、干旱 频攀蛉影嚷；4 ) 气嫉变怯慰农业瀵溉瘩掇的影螅；5 ) 气候交他对供水系统可靠性 ( r e l i a b i l i t y ) 、恢复性( r e s i l i e n c e ) 和脆弱性( v u l n e r a b i l i t y ) 的影响：6 ) 气候变化 对承覆懿彩嫡。研究缡果嚣辑究蘧嚣未来降瘩帮气浸交诧不同露舅。基零结论霹概 括为：1 ) 在高纬度地区由予降水量的增加年径流量增加：2 ) 对予有季节降雪和融 雪流域，季节径流和士壤湿瘦对添度变纯的敏戆往要麓予对泽永窝亿静敏感经，茏 其怒北溢螬地区的流域，年径流量豹大部分是疲春季洪水期阋形成的，气温变化对 年内径流分配的影响明显胜予年降水量；3 ) 年梗流量对降承变化螯比对气温变化敏 感；4 ) 经流量羁经渡冬蠹分配雏交健憋影响瑰蠢供戒系统约霹靠蠛、恢笈性秘脏嚣 4 性；5 ) 在未来降水擞减少的地酝，加之未来气温的上升，径流量和土壤水分减少， 干旱频率和强度增加；6 ) 洪水频率在有些地区增加，在有姥地区减少。 我溪謇2 0 整楚9 年 弋藜戳寒遵牙震了气犊交纯霹零文瘩羹源影穗繇究王终， 基本结论有：1 ) 热带、亚热带、湿润气候区水文情势对降水量比对温度更敏感，而 温带地医对降水、濑度的变化都较敏感【2 “”i 。华北地区虽然未来降水肖所增加，假 由于馋隧较大幅度蛇增涅，降水瓣增杰鞋不及蒸数量的增麴p ”，在藤季黪球减少蛉媳 区，由予洪东期衽流璧豹减少，鞠应追洪水颥率减少蔼于零频率增粕弘粕。刘春蓁等 在”八蕊”期间利用随机天气模测、流域蒸散发模型、流域水文模型殿水资源综含 评价横溅及g c m s 预测的未来气候情景系统研究了全球气候变化对我阑水文和水赘 深鞋及痰资滚供嚣豹彩嫡。 1 2 2 2 森林影响 未来全球气候蹙化将明显改变森林的功熊和组成结构相当一部分森林类型将 发生重大交化f 2 甜。根据h o l d r i g e 生命带模溅，在未来气候条停下，戮匿衷部各淼 棒遗带将北移1 3 3 l 。例如我国东北静溺时红松秫分布南器将能撒，在美翻戈达德空间 研究所横型( g i s s ) 。和俄勒冈州立太学模型( o s u ) 气候情况下( 年降水增加1 0 左右，颦均气温上辩2 ，“4 0 ) ，其南界北撇灼1 个纬度：在美国地球物理流体动 力学实验貘鳌( g f d l ) 窝联舍王鞫气象弱模整( u k m o