中国华中地区气候变化敏感性研究

中国华中地区气候变化敏感性研究,本研究的意义,华中地区是我国重要的商品粮棉麻油基地，未来的气候变化会对该地区生产量产生很大的变化，因此研究该地区的气候变化对农业生产的意义重大，可以提前做好准备工作。,介绍内容：,区域范围； 资源特点（气候资源、水资源、生物资源、矿产资源、社会经济情况）； 气候变化对该区域的影响； 气候变化敏感性研究现状分析； 气候变化敏感性研究路线 。,1. 区域的范围,华中地区北起秦岭、淮河，南至南岭，西起中、缅边界，东达东海、黄海之滨，总面积约200万平方千米，约占全国总面积的21%。全区位处中亚热带和北亚热带，绝大部分属长江流域，长江自西而东横贯全境。,2. 资源特点（1）气候资源,作为亚热带气候的重要特点就是温度和水分条件优越，本区日平均气温10的活动积温达45006500 ，无霜期210 320天。冬温较低，但最冷月（1月）平均气温都在0 以上，极端最低气温一般都在10 以上，除海拔600 800米以上的山地以外，农作物年可二熟至三熟。海拔500600米以下的中亚热带和相当一部分北亚热带（长江中下游平原）可种双季水稻三熟制。虽因特殊地理条件制约太阳辐射总量相对较低，但由于暖期较长（ 210 320），绿色植物光合作用的时间比较充足，作物光温生产潜力仅次于华南而居全国第二位，使本区成为我国最重要的粮、棉、油和种类繁多的亚热带经济作物生产基地。但由于本区降水年际变率较大，常导致旱涝灾害发生，,2. 资源特点（2）水资源,在水资源区划中，华中地区囊括了长江流域片（青藏高原长江源流流域除外）和浙、闽诸河流域的绝大部分，全区水资源量约12000亿立方米，约占全国水资源总量（27207亿立方米）的44%，居全国之冠。丰富的径流量使长江成为集航运、灌溉、发电、水产养殖于一身的全国第一大河和生态、经济、社会效益俱佳的“黄金水道”。是全国淡水湖泊最集中的地区之一，全国有十大淡水水产养殖基地，而华中据有其五，它们是 洞庭湖、鄱阳湖、洪湖、太湖、洪泽湖。在全国已估算的可供开发的3.78亿千瓦水力资源中，仅长江就占53.4%，如加上澜沧江、怒江、红水河以及浙闽诸河的水能数量，总计可达2亿千瓦以上，超过全总量的60%，亦居,2. 资源特点（3）生物资源,2. 资源特点（3）生物资源,在优越的水、热资源的基础上，赋予华中地区的生物资源也是在一定历史条件下多采的。森林资源方面，西部地区的川西南、滇西北是我国西南林区的重要组成部分，是由云南松林、常绿栎林和高山针叶林所组成的林区。贵州高原的森林资源也有一定规模，是由常绿栎类和松、杉类树种所组成的林区。东部地区，虽然经长期破坏，现存森林资源量不多，但林地面积广，水热条件好，林种基因丰富，只要采取有效措施，仍是我国亚热带常绿栎类和松、杉等速生林材和亚热带经济作物生产基地，森林资源的发展具有很大的潜力。亚热带经济林包括许多特有的树种，竹类和果品植物等。比较突出的有作为油料植物油茶、油桐、乌桕、生漆、药用植物如肉桂、杜仲、厚朴。亚热带是世界最重要的竹类产区，华中地区是我国也是世界竹类最集中的地区，仅湘、闽、浙、赣、桂等五省区就上全国竹林面积的73%。用途极广的楠竹（毛竹）林地占全国的93%。茶也以亚热带最为集中，华中地区茶的品种繁多。除亚热带经济植物外，北方暖温带的果木如柿、板栗、梨、桃、杏等也能栽培。本区野生动物种类很多，但由于生态环境特别是森林遭到严惩破坏，数量减少了许多，只有西部的滇、川、黔以及陕南的秦巴山地，仍然是物种丰富、稀珍古老动物（如大熊猫、金丝猴）保存最多的地区。长江中下游，因河网密布，水量丰富，洄游条件好，则是一些珍贵的水兽和鱼类保存最好的 地区，如白鳍豚、扬子鳄、中华鲟等。,2. 资源特点（4）矿产资源,华中地区北部属秦岭-昆仑构造地带，南部为南岭构造带，西部接古特提斯-喜马拉雅构造带，东部则属环太平洋构造带的组成部分。这样的地质基础就决定着本区矿藏资源也是多种多样的，有些矿种在全国占有突出的地位。A.有色金属：有色金属矿藏在区内广泛分布，但南北有别，南部以钨、锡、汞、铜、铅、锌为多，北部则钼、金、银占有较大优势。在东西分布上，东部以钨、铋、锑、铜占有较大优势，西部则汞、铅、锌占较大优势，其中贵州的汞占全国探明储量的71%，广西、云南的锡分别占全国第一、第二位，滇西的铅锌居全国第一位。B.铁、锰、钒：川西攀西地区是全国最大的钒、钛型 铁矿区，铁的保有储量占全国的14%，仅次于鞍（山）本（溪）地区，居全国第二位。与其共生伴生的钒、钛矿不仅全国第一，而且世界第一；广西和贵州的锰，分别占全国第一、第二位。C.煤、铝、磷、盐。黔西的煤保有储量仅次于山西、内蒙古，居全国第三位，南方的第一位；黔、桂二省区铝的探明储量占全国的三分之一，仅次于山西、河南，分别居全国第三位和第四位；全国85%以上的磷灰石均集中于华中地区，鄂、湘二省占全国37.56%，而黔、滇、川三省占48%。盐矿以及天然气均以四川最占优势。从总体来看，华中地区矿产资源，东部地区和西部地区很不平衡。西部地区无论是能源矿产、黑色金属矿产还是有色金属矿产以及农肥矿产，都占有更多的优势，是我国矿产资源富区之一。,2. 资源特点（5）社会经济资源,区域总人口3亿人，约占全国1/4； 接近原料地与消费地的双向优势； 华中地区承东本，联南北，通达性良好，交通运输发达，交通基础设施比较好， 经济、农业、旅游业发展迅速，是开放中的后起区域。,3.气候变化对该区域的影响,华中地区是我国主要的商品粮、棉、麻、油和亚热带经济作物生产基地基地，水稻、竹类、柑桔在全国占有重要地位。农业气象灾害有低温冷害、春旱、夏涝等，以及水资源分布不均等问题。未来气候变暖，农业将因增温而得益。种植界限将向北扩展，复种指数有所增高。由于温度增高，该区温度增加和降水增加同步，水稻面积会有所扩大，并适宜选择生育期较长和产量较高的品种。 华中地区春季时间短，增温速度快，气候变暖，春季通过界限温度的日期相应提早，从而有利于晚熟品种的引入，对提高产量非常有利，未来要根据变化了的热量条件，注意品种的合理布局，考虑不同熟型的作物所需积温及日数，确定以7080保证率下的积温作为选择主栽品种的热量指标，在确定主栽品种的同时，搞好品种搭配，以充分利用热量资源。,4. 气候变化敏感性研究现状分析,气候变化敏感性是指系统对气候变化因素的响应程度或敏感程度，这种响应可能是有害的，也可能是有益的。 Sensitivity-Degree to which a system will respond to a change of climatic conditions. E.g. extension of change in ecosystem composition, structure and functioning.,4.1 过去的主要研究及结论,林而达等1994年研究了我国农业对全球变暖的敏感性和脆弱性（林而达 王京华 我国农业对全球变暖的敏感性和脆弱性. 农村生态环境学报 1994，10（1）：15） 对象：农 业 方法：利用水分的供求差法（蒸发量减去同期降水量，变化50mm以上为标准，确定农业对气候变化的敏感区，从而得出敏感区分布图）。 结论：得出6个农业敏感区（4个干旱敏感区2个水涝敏感区）：(1)长城沿线区（位于农牧交错带南界的东南，由于水分供求差增大，北部的草原逐渐侵入，使其成为以牧为主的农牧过渡区，而西北成为完全的干旱牧区）；(2)黄淮平原区（水分供求差将增大70mm以上，春旱及干热风加剧，限制一年二熟农田的扩张，二年三熟的旱作小麦、棉花、玉米及果树会面临干旱的威胁）；(3)淮北鲁东区（气候变暖很可能会引起亚热带作物种植区的北移）；(4)滇中南高原区（水分供求差将增大85mm以上，一年二熟旱作物农业体系会遭到较严重的破坏，需水较多的水稻、玉米生产会遇到较大困难，牧林面积有可能增大）；(5)长江中下游区（降水增加5%以上，夏季增加10%以上，伏旱和水涝交替出现会使高效农业系统受到损害）；(6)黄土高原区（年降水量增加914，夏季增加1632，以旱作物为主的小麦旱粮二年三熟或一年二熟农业生态系统很难适应）；,陈育峰等（1996年）进行了森林气候响应的敏感性研究（陈育峰.气候-森林响应过程敏感性的初步研究.地理学报,1996,15(增刊):58-65） 对象：森林生态系统(四川西部紫果云杉群落) 方法：林窗模型法(Forest gap model-FOREC) 模拟树木从发芽、生长到死亡的全过程，并将树木的生物学、对周围环境变化的响应以及树木之间对光照和水分的竞争有机融合于模拟过程中。选取>0 积温和降水作为控制树木生长的气候指标，研究了森林对气候变化的敏感性。 结论：在3种气候情景下，群落组成发生变化，生物量水平降低，得出森林群落对气候变化的响应十分敏感的结论。没有指出敏感区域。,周广胜、张新时等（1996年）进行了全球变化影响下中国气候植被分类研究 对象：自然植被 方法： 指标体系法。 用区域潜在蒸散(Ep)作为气候植被分类的热量指标，通过区域实际蒸散与区域潜在蒸散的比值确定区域湿润指数(RMI=E/Ep0)，再通过潜在蒸散与经度、纬度、海拔高度、降水及生物温度之间的回归方程模拟计算中国大气CO2浓度倍增后,年均气温增加2和4、年降水量增加20%的情况下,各植被地带的区域热量指数和区域湿润指数，进而得出了植被对气候变化的响应。 结论：在年均温增加2或4、降水增加20%条件下, 森林和草原面积将有所减少,且随着温度的进一步升高而减少，沙漠化趋势增强,特别是青藏高原对全球气候变化非常敏感。,高琼等（2000年）研究了中国陆地生态系统对气候变化的敏感性（Qiong Gao et al. 2000. An analysis of sensitivity of terrestrial ecosystems in China to climate change using spatial simulation. Climatic Change 47: 373-400） 对象：陆地生态系统 方法：区域植被动态的计算机模拟模型进行空间模拟，研究8个不同的气候情景下，植被结构和初级生产力动态，从而确定陆地生态系统对气候变化的敏感性。 结论：草原、灌木林、针叶林比分布在东南地区温暖湿润的常绿阔叶林和西北干旱寒冷的沙漠植被对环境变化更加敏感，主因分布区的变化。,王国庆等（2000年）研究了黄河中上游径流对气候变化的敏感性（王国庆等，2000，黄河中上游径流对气候变化的敏感性分析。西北水资源与水工程，VOL. 11（3）：15） 对象：黄河上中游径流 方法：利用黄河月水量平衡模型模拟黄河径流。根据水平衡原理，考虑了地面径流、地下径流和融雪径流三种水源,建立了黄河流域月水量平衡模型，在假定15种气候方案下，分析了主要产流区对气候变化的敏感性。 结论：径流量对降水变化的响应较气温更为显著,气温不变,降水增加10%的情况下,中上游径流量约增加17%；降水不变,气温升高1,径流减少5%左右，在区域分布上,中游较上游对气候变化敏感；径流量随降水的增加而增大,随气温的升高而减小。,尚宗波、高琼2001年研究了我国水分状况对全球气候变化的敏感性（尚宗波、高琼 中国水分状况对全球气候变化的敏感性分析 生态学报 2001，21（4）：528537）。 对象：中国水分状况 方法：假定中国CO2浓度倍增下的3种未来气候情景（即降水增加10%，气温分别增加1.5、3.0和4.5），利用气候学公式计算出太阳辐射日值,通过趋势面分析法和空间插值，计算出气温、相对湿度、日照百分率和风速30年各月平均值和年平均值。再利用改进后的Penman式计算潜在蒸散量和干燥指数空间分布规律，从而进行水分状况对全球气候变化的敏感性分析。 结论：得到当前情景和假定3种情景下的中国潜在蒸散和干燥指数的空间分布图；从而认为随着气温的增加，潜在蒸散量将增加，全国潜在蒸散小于2000mm地区面积比例迅速减少，而大于2000mm区域面积比例迅速增加。而干燥指数的变化较为复杂，在3种假定未来变化情景下，随着气温的增加，中国将变得更加干燥；与当前情景相比较，在平均气温增加1.5&降水增加10%假定未来气候情景下，中国将变得稍微湿润，而在平均气温增加4.5&降水增加10%情景下将变得稍微干燥，而在平均气温增加3.0&降水增加10%情景下中国水分状况变化较小。,