气候变暖的趋势范文

导语：如何才能写好一篇气候变暖的趋势，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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1 全球气候变暖与我国气候变化的预测

全球气候变暖（也称地球温暖化）是指由于大规模的人类活动导致大气中二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧等温室气体浓度的增加（其中二氧化碳占90%以上），由此而造成的地面温度上升。其中主要原因之一是由于大量的化石燃料燃烧致使空气中二氧化碳浓度增加而使全球温度上升。除此之外，还有土地利用的变化如森林砍伐、城市化、植被改变和破坏等造成的温室气体浓度增加。

最近100年全世界平均气温上升了0.74℃，日本平均气温上升了1℃，韩国平均气温上升了1.5℃。我国根据不同的地区平均气温上升了0.5～0.8℃，在最近50年我国温度上升显著，平均气温增加了1.1℃（尽管每年的平均气温有高有低，但每3年的平均气温是上升的）。最高气温和最低气温明显增高，日较差减小，最高气温显著增加。

根据2007年发表的“气候变动政府间对策会议”（IPCC，AR4）的第4次评价报告，因温室气体浓度的上升，与1990年比较，到2100年，全世界依不同国家和地区平均气温将上升1.1～5.8℃。日本气象学家和科学家预测：日本的平均气温到2060年平均气温将上升3.1～3.6℃，韩国的学者推测，如果二氧化碳浓度是现在的2倍，到2040年韩国的平均气温可能上升3℃，到2100年韩国的平均气温依不同地区将增加2.0～5.0℃。

根据中国气象局和中国科学院2007年的《气候变化国家评估报告》的预测：中国“温室”现状今后将有所加剧，到2030年我国平均气温可能上升1.5～1.8℃（其中西北地区平均气温将上升1.9～2.3℃；西南地区平均气温将上升1.6～2.0℃。）；到2050年我国平均气温将上升2.3～3.3℃，由南向北递增，西北、东北地区上升明显，北方气温上升幅度高于南方。今后50年灾害性天气将频繁地影响到中国的农业，其中由于气温的上升，地面蒸发量的增加，北方地区干旱可能会加重。

2 气温的上升与我国苹果适宜区的移动预测

由于苹果是多年生果树，一旦栽培一般要经过十几年甚至几十年，因此适宜气候的选择显得特别重要。日本将优势产区苹果的适宜气温确定为年平均温度8～12℃，由于北方的冻害和抽条等原因，我国将苹果的年平均温度确定为最适值9.0（8.5）～12.5℃，适宜值12.5～13.5℃，次适宜值13.5～16.5℃。目前我国苹果的主产区为渤海湾产区、黄土高原产区、黄河故道和西南高海拔产区，除此之外还有西北内陆地区。随着今后全球气温的上升，这些产区有些地区的苹果栽培将会发生变化和移动，有些地区仍然是最适宜区或适宜区。现将其基本趋势预测如下，供生产单位新建苹果园时参考。

2.1 黄土高原苹果产区

陕西的苹果现在主要分布在延安、铜川、咸阳、渭南、宝鸡5市27个县，占全省苹果面积的82%。其中延安地区年平均温度为9.2℃，到2050年按平均气温上升2.7℃计算，这一地区仍然是苹果的最适宜区，此外榆林地区的部分县（市）由于今后气温的上升，将有可能成为苹果的最适宜区；铜川地区年平均温度为8.9～12.3℃，咸阳地区年平均温度为9.0～13.2℃，到2030年，现在年平均温度低于10.6℃的地方是苹果的最适宜区，10.6～11.6℃的地方是苹果的适宜区，高于11.7℃的地方按平均温度最低上升1.9℃计算可能会变成次适宜区，为了保持苹果的品质和竞争优势，这些地方新建苹果园时需要考虑向高海拔地区转移的时间，即何时向高海拔地区转移。渭南地区年平均温度为11.3～13.6℃，这一地区到2030年基本变成苹果的次适宜区；宝鸡地区年平均温度为13.0℃，这一地区到2030年均变成了苹果的次适宜区。因此，这两个地区今后新建苹果园时更需要考虑向高海拔地区转移。

甘肃的苹果主要分布在平凉市（5个县，年平均温度8.6℃），庆阳市（6个县，年平均温度10.7℃），天水市（5个县，年平均温度10.4℃），陇南市（2个县，年平均温度9.9℃）。到2030年，这4市18县的苹果产区仍然是苹果的最适宜区，2060年有些地方可能变成苹果的次适宜区。

山西的苹果目前主要分布在晋南和晋中，其中运城市、临汾市、晋城市的苹果面积占全省苹果面积的83%，苹果产量占全省93%，富士苹果主要分布在晋南。由于运城、临汾盆地年平均温度在12～14℃（临猗年平均温度13.5℃，平陆年平均温度13.8℃），一些地方已是苹果的次适宜区，富士苹果表现出着色和贮藏性较差，今后这一现象会进一步加剧。到2030年由于气温的上升，无霜期的延长，山西苹果的最适区和适宜区将整体向北移动，其中晋中市、太原市、长治市、吕梁市（4个市年平均温度为8.9～9.7℃）将成为山西最有气候优势的苹果产区，也可能成为优质富士苹果的主产区。

河南西部苹果主产区为三门峡的3个县，陕县（海拔400米）年平均温度13.9℃，以海拔每上升100米，气温下降0.5～0.6℃计算，二仙坡苹果园（海拔1000米左右）年平均温度可能在11℃以下，二仙坡苹果园到2030年是苹果的适宜区。

2.2 渤海湾苹果产区

辽宁苹果主产区在辽西和辽南，其年平均温度均在10℃以下，到2030年按平均温度上升1.8℃计算，辽西和辽南的苹果产区仍然是最适宜区。在东北气候变暖明显的条件下，辽宁苹果的适宜区可能向北扩大，到2030年沈阳地区的年平均温度可能达到10～11℃，有可能成为苹果的最适宜区，但由于秋季温度上升，苹果的生长期延长，树体进入休眠晚和休眠准备不足等问题，该地区仍需进行抗寒栽培。

胶东半岛的烟台地区目前是山东苹果的主产地，其年平均温度12.7℃，到2030年按平均温度上升1.8℃计算，烟台地区的年平均温度可能在14～15℃，许多地方可能成为苹果的次适宜区。

河北的苹果在山区、丘陵、平原均有分布且较为分散，有些在最适宜区，有些在适宜区，有些在次适宜区。到2030年，现在年平均温度低于10.6℃的地方仍是苹果的最适宜区，10.6～11.6℃的地方是苹果的适宜区，高于11.7℃的地方可能会变成次适宜区。

2.3 黄河故道和西南高海拔苹果产区

川、云、贵的高海拔苹果产地中，以四川面积最大，川西南的苹果主产县盐源县（年平均温度在12.8℃），苹果主要栽培在海拔2500～2700米的地区，川西北的苹果主产县小金县（年平均温度在12.0℃），苹果主要栽培在2300～2400米的地区，按平均温度上升1.6℃计算到2030年这两个县均变成苹果的次适宜区。

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其实，二者并不矛盾。最新研究表明，频频光顾的寒冬可能是气候变暖的结果。

气候是不是变暖了？

如今，全球气候变暖的趋势逐渐得到广大公众的认可。特别是从20世纪末到21世纪初这段时间，各地冬季很少出现强寒潮天气，夏季的最高温度经常突破40℃。

那么，气候是不是变暖了？要判断全球气候是否变暖，不能只看一时一地，而要看全球平均气温的长期变化趋势，如100年中气温上升多少，30年中上升了多少。19世纪50年代开始有了较多的仪器观测温度记录，所以人们建立的温度序列，大多从19世纪中后期开始。世界上共有3个不同的全球平均温度序列。由于收集的资料及分析方法不同，3个序列的结果略有出入。根据这3 个序列，从20世纪的最初10年到21世纪的最初10年，全球平均温度分别上升了0.84℃、0.81℃及0.79℃。因此，可以粗略地讲，近百年来全球平均温度上升了0.8℃。由于大气中的二氧化碳等温室气体是在1750年之后才显著增加的，所以研究人员经常把1750年看作工业化前，因此人们有时也说，相对工业化之前，全球平均温度上升了0.8℃。但是，这只是一种近似的说法，因为19世纪50年代之前缺少系统的温度观测。不过，无论如何，全球气候变暖已经是确定无疑的了。早先国际上还有些人怀疑气候变暖的结论，后来由于愈来愈多的证据表明气候确实是变暖了，因此，现在怀疑气候变暖结论的人已经愈来愈少了。

气候为什么变暖了？

气候为什么会变暖呢？科学家告诉我们，这是人类活动造成的影响。自18世纪中期工业革命以来，人们燃烧了愈来愈多的煤、石油、天然气，再加上砍伐森林，使得大气中的二氧化碳浓度从1750年前后的280ppmv上升到2011年的390ppmv，即：在200多年中增加了40%左右。ppmv代表百万分之一大气的体积。从中不难看出，二氧化碳在大气中的绝对分量是不大的，只有大气总体积的万分之三。但是二氧化碳的变化对气候却有重要的影响。二氧化碳在大气中的作用好像温室的玻璃窗一样，不会影响到太阳辐射照射到地面，但能吸收地面放射的辐射，从而使地面保持较高的温度，人们把二氧化碳的这种作用称为温室效应。如果没有大气的保护，地球表面的温度就会降到-18℃，而不是现在的15℃左右。也就是说，大气的存在使得地球表面的温度升高了33℃。可见如果地球没有大气包围，我们是无法生存的。现在人类活动使大气中二氧化碳浓度进一步增加，这就使温室效应加剧，进而导致气候变暖。

但是，全球气候变暖是不是温室效应加剧的结果，或者说是不是人类活动造成的呢？这在过去20年中始终是一个被人们热烈讨论的问题，至少已经进行了5～6轮论战。从20世纪末开始有人提出气候没有变暖，并且认为如果变暖也不是人类活动造成的，到2009年的“气候门”事件，怀疑气候变暖论者弄虚作假，以及2010年提出气候变暖是否停滞了。这些争议时起时伏，但都以气候变暖论支持者的胜利告终。

现在诸多证据使气候变暖怀疑论的空间愈来愈小了。“气候门”也关闭了。还有一批非气候工作者，独立地收集了更多的温度观测资料，建立了世界上第四个全球平均温度序列，但结果却与原有的3个序列结果基本一致，证明气候确实是变暖了。尽管近10年内温度升高不大，但这10年仍然是有观测记录以来最暖的10年。而且国际范围气候模拟研究有了巨大的进步，建立了地球系统模式，这些模式的计算均表明，现代气候变暖有很大可能是人类活动造成的温室效应加剧的结果。

冬季是不是变冷了？

然而，与全球气候变暖相对应的是一个戏剧性的现象――近年来时常出现冷冬。2009年底在丹麦哥本哈根召开第15届气候变化框架公约缔约方大会时，就曾经出现这种尴尬的情形：3.4万人聚集起来讨论应对变暖问题，当地却出现了严寒。

今年的情况也差不了多少。人们正在研究2013年是否可能成为有史以来最暖的年份时，欧洲、特别是俄罗斯出现了自1938年以来未曾出现过的严寒天气。中国自入冬以来冷空气活动频繁，大风雪接踵而至。

这究竟是怎么一回事？欧洲、北美、东亚的强寒潮、暴风雪天气是不是同全球变暖的趋势相抵触？这是否意味着气候不再继续变暖了？

我们先看看冬季是不是变冷了？回答是肯定的。

2007～2008年冬季，北美西北部遭遇严寒天气，北部地区出现大雪；中亚到东亚地区降下大雪。2008年1月，我国南方出现大面积雨雪冰冻天气造成交通、电力、通讯设施严重受损。2008～2009年冬季，北美、欧洲、亚洲北部气候寒冷，俄罗斯严寒天气尤为突出。2009～2010年，美国出现25年来最冷的冬季、当年冬季也是英国31年来最冷的冬季、西伯利亚出现严寒天气，我国北方的大雪造成严重灾害。2010～2011年及2011～2012年冬季，欧洲、北美、亚洲寒冷依旧。

可以说过去5个冬季，北半球的欧洲、北美、东亚都遭遇到不同程度的严寒。根据全球地面气温的观测记录，21世纪第一个10年（2001～2010年）的冬季，与20世纪的最后10年（1991～2000年）相比，美国温度下降1～2℃，欧洲下降2～3℃，西伯利亚下降3～4℃，我国东北（包括内蒙古东部）及新疆也下降1℃左右。可见近年来冬季的变冷不是个别年份的现象，也不是某一地区的局地现象。至少从2004年起这个过程已经开始了，不过在2007年之后这种趋势更为突出罢了。

冬季为何变冷了？

根据全球变暖理论，伴随温室效应加剧，高纬度地区冬季的温度应该明显上升。现在处于北半球中、高纬度的3个地区，冬季一致变冷，这是不是说明温室效应加剧的理论失效了？

科学家已经注意到了这个问题。2012年3月，中国科学家刘骥平、柯里、王会军等在美国科学院院刊上，提出了“暖大洋冷大陆”理论。这个理论的要点是：气候变暖导致北极海冰融化，使极区变暖，气压上升，大气西风环流产生波动，在北大西洋形成一个强的高压脊，北美及欧洲处于这个高压脊的两侧，形成很深的槽，冷空气顺槽南下，所以冬季出现严寒天气。由于冬季大气环流特征是在北半球有3个槽，欧洲槽的加深促使东亚的槽也加深，因此东亚的气候也寒冷。当然，这个理论还处于研究初期。另外，虽然已经有了一些数值模拟研究，但尚不成熟。不过，这些科学家的论文提出来一个对当前气候研究十分有针对性的理论问题：地球系统是十分复杂的，这个系统包括大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈五大圈层，各圈层之间有各种各样的相互作用。这个例子十分生动地告诉我们，不能像过去一样孤立地、简单地看待人类活动的影响，包括气候变化，而要充分考虑各圈层之间的相互作用。由于温室效应加剧，气候变暖了。气候变暖促使北极海冰融化，改变了大气环流，使得冷空气侵入两个大陆。这样就产生了戏剧性的效果，全球气候变暖反而造成了北半球大陆的寒冬。

海冰变化是这一理论的基础。2007年是北极海冰第一个破纪录的低点。夏末秋初（9月）正是北极海冰面积最小的时候，2007年9月，北极海冰面积降到413万平方千米，比多年平均值减少40%。2007～2009年，北极海冰面积略有回升，但仍明显低于2007年以前，2012年9月，北极海冰面积又降到一个新低，为341万平方千米，成为1979年有较为准确的卫星观测以来的最低值。所以，无论如何，海冰的变化是“暖大洋冷大陆”理论的强有力的基础。

这样的寒冬异常吗？

有人可能接着会问，这样的寒冬能称为异常吗？上面谈到，西伯利亚的平均温度可能低了3～4℃，是指近10年与前10年比较。个别年份冬季的差别会更大。一般这个差别用对30年平均的偏差来表示。例如，对1971～2000年平均温度求偏差。每一年冬季各地温度的偏差是不一样的。正偏差多时就是暖冬，负偏差多时就是冷冬。通常纬度越高偏差的绝对值就越大。例如中国的寒冬，东北北部及内蒙古东部，最大偏差可能达到-3℃到-5℃，但是华南、台湾就可能只有-1℃到-2℃，或不到-1℃。像欧洲、西伯利亚，温度偏差的绝对值可能比中国北部还要大得多。一般认为异常是很少出现的意思，在气候学中有严格的定义，有各种统计学的定义方法。一种比较粗略，但比较容易理解的定义是：30年一遇，就是说30年才出现一次的情况就可以认为是异常。如俄罗斯今年出现自1938年以来最强的寒冬天气，显然这就可以称得上异常了。中国上一次出现全国性的寒冬是在1976～1977年，距今已有30多年了。如果2012～2013年的冬季能达到或者接近那种寒冷程度，也可以认为是异常了。不过，我们现在谈的寒冬，是在经历了一段时间的暖冬之后、在气候变暖的背景上来看的，所以寒冬显得格外引人注意。但从强度上讲，现在的寒冬较之20世纪70年代和20世纪50年代已经逊色不少，更远不如17世纪和19世纪的寒冬那么凛冽。

冬季严寒会持续吗？

了解了寒冬成因及其与气候变暖的关系之后，我们来看看2012～2013年整个冬季是否都会像现在这样寒冷。

这是一个极有挑战性的问题。我国国家气候中心的预测可以提供这方面的信息。本文不可能具体讨论今冬的预测，但是可以提供一个基本思路。例如，冬季已经过了一半，接下来的一半还会继续寒冷吗？根据历史资料，一个冬季有时不一定是一冷到底的，有可能先冷后暖、或先暖后冷，所以气候学上经常分前冬后冬，这要根据当时的气候条件进行预测。对下一冬季，或未来几个冬季的预测也是这样。虽然看来海冰的下降趋势依然会继续，所以，可以肯定的是，未来还会出现寒冬，但是也许不会每一个冬季都是寒冬。不过究竟哪一个冬季冷，要看当年气候模式的预测，也要考虑其他物理因子的影响。例如，热带大洋的海温有什么异常？以及是否发生了强烈的火山喷发？还有不少类似的事件也会影响气候变化的进程。

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关键词：气候变化；降水；气温；全球气候变化

中图分类号：P46 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160932192

沁阳市地处豫西北黄沁河冲积平原，太行山雄峙于北，沁河横贯其中，地势北高南低，属暖温带大陆性季风气候。分析沁阳市近55a来气温、降水的变化特征，为该区域生态环境变化研究提供基础数据。

1 资料来源和分析方法

根据沁阳市气象站1961―2015年实测数据，分析气温和降水量的变化，研究全球气候变暖背景下沁阳市的气候变化趋势。为了消除年际间实测数据波动的影响，对原始资料采用5a滑动平均法进行处理。

2 气温的变化

2.1 平均气温变化

根据55a气象实测数据，沁阳市多年平均气温为14.8℃（表1）， 20世纪60―80年代平均气温（14.3℃）略低于55a的气温平均值，为相对偏冷期；90年代平均气温（15.2℃）显著升高，较55a均值高0.4℃，为相对偏暖期； 2000年以来，气温仍在持续升高，平均气温为15.5℃。

图1是沁阳市近55a来平均气温序列。从图1可以看出，沁阳市自20世纪60年代以来年平均气温呈波动式升高，年平均气温最低为13.5℃（1984年），最高为16.0℃（1999年、2013年）。

20世纪60年代中期―80年代初期5a滑动平均气温值多低于历年平均气温值，尤以60年代后期到70年代初期、80年代初期气温降低显著，且年际变化幅度较小。这与我国乃至全球同时期气温变化的趋势一致[1，2]。90年代中期以来温度大幅度升高，1991―2015年平均气温比1981―1990年10a间的平均气温高1.1℃，在近25a期间，气温最高值出现在1998―1999年、2006―2007年、2013年，比55a平均气温高1.1～1.2℃，较90年代平均气温升高0.7～0.8℃。这与1998年是全球有气象纪录（1200年）以来年平均温度最高的一年相一致。1998―1999年平均气温最高可能与1997―1998年出现的厄尔尼诺事件有关。2006―2007年、2013年由于气温异常偏高，沁阳市出现了严重干旱，对农作物灌浆影响较大。

表1和图1均反映出20世纪60―80年代沁阳市平均气温年代际变化较小；90年代以来，平均气温年代际变化显著增大，揭示沁阳市气候在逐渐变暖。

2.2 年平均最高、最低温度的变化

沁阳市年平均最高气温的变化与年平均温度一致，呈波动式升高趋势。20世纪60年代初期，年平均最高气温最高值为 21.4℃，1970年前后和1980―1985年出现显著低值（19.1℃），80年代中期以来年平均最高温度显著升高。90年代到2015年年平均最高气温多在 20.0～21.7℃之间波动，1999年达 21.7 ℃。

55年来沁阳市年平均最低气温（图2）处于微波动式持续升高趋势。20世纪60―80年代初期平均最低气温在8.1～10.1℃之间波动；80年代中期以来平均最低气温升高幅度增大；90年代到2015年年平均最低气温多在9.7～11.7℃之间波动，1998年达11.6℃，2013年达11.7℃。反映沁阳市冬季增温幅度较夏季大，沁阳市气候变暖主要集中在冬季。其变化趋势和我国气候变暖类似[1]。

3 降水的变化

3.1 年降水量的变化

沁阳市年降水量的时间变化（图3）可分为：60年代初、70年代初、80年代初期和末期、90年代末到本世纪初为相对多雨时期，各年降水量大多在平均值（565.1mm）以上；60年代中期、70年代中期、80年代中期到90年代中期、21世纪的2007―2013年为相对少雨期，各年降水量大多在平均值以下。70年代中期的相对少雨期与北半球的降水变化趋势（1945 ―1960 年，降水量在多数纬度带是增加的，此后一直到1975 年呈下降趋势）一致[2]。沁阳市降水量与我国东部地区一样，降水量年际变化较大[2]。

3.2 强降水（日降水量≥50mm）的变化

受东亚季风的影响，沁阳市降水主要集中在汛期（6―8月），且年降水量的多少与强降水的发生次数有密切关系。表2列出了沁阳市55a来强降水发生的频数和频率，强降水出现的月份以及相应的频数和频率，从表2中可以看出：

55a来沁阳市共发生77次强降水（日降水量R≥50mm）天气。一般发生在4―10月，其中6―8月发生65次，占总次数的84.4%，最多是7月，占总次数的45.5%。

20世纪70年代和21世纪2011―2015年出现强降水天气偏多。由于降水历时较短，不易被土壤吸收，且多为短时局地性暴雨，所以因降水时空分布不均导致近几年出现了干旱现象。

4 结论

近55a来沁阳市气温在升高，气候在变暖。特别是20世纪90年代至今，出现近55a来最温暖的时期。与我国乃至全球的气候变化趋势一致。年平均气温、年平均最高温度、年平均最低温度均在升高，且年平均最低气温升温幅度及趋势较明显，揭示沁阳市气候变暖主要集中在冬季。沁阳市年降水量年际变化较大，可分为多雨时期和少雨时期。

参考文献

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目前,大气环流模型GCMs(GeneralCirculationModels)是预测地球气候对温室气体浓度增加的反应的最常用方法,这些模型是根据大气物理的基本定律建立的。为了模拟气候变化的过程,GCMs把地球分成许多网格小区,每个网格作为面积单位来评价气候的变化。上个世纪地球表面温度上升了0•3~0•7℃,这与模型的模拟结果基本一致。模拟结果显示,假设温室气体继续以目前的速率排放,那么,每隔10年全球温度可能将增加0•3℃(0•2~0•5℃)。到2025年全球温度将增加1℃,到下个世纪末温度将增加3℃。这样一种变化趋势表明,全球变暖的强度和速度是前所未有的。由于大气成分变化与气候变化存在时滞效应,因此即使现在立即采取措施阻止温室气体的排放,也不可能很快消除过去人类活动所造成的累积效应,它将在今后数十年反映出来[12]。温室气体增加(与二氧化碳浓度倍增等值)产生的气候情景常常作为GCM实验的终结点。达到此水平的日期估计在2025至2070年之间。那时欧洲的增温幅度大约在3~6℃之间,增温最高的可能在高纬度地区,而且冬季增温比夏季高[12]。对农业生产来说,降雨的变化可能比温度的变化显得更重要,尤其是缺少降雨的地区。作为水循环强化的结果,将来全球降雨量会增加,但不同的地区会有差别,如南欧和西欧降雨将会减少。我国气候变化趋势与全球基本一致,80年代平均气温比70年代高0•16℃,比60年代高0•22℃,比50年代高0•25℃[3]。90年代比80年代有明显的变暖趋势。但在不同地区,不同季节,变暖的幅度不一致。如我国东北及南方沿海地区有明显变暖趋势,而华北、华中、西北大部分则可能干旱。变暖幅度北方明显大于南方,而且变暖最明显的季节是冬季。

2气候变暖对农业害虫的潜在影响

2.1地理分布范围扩大

一个种的分布范围极大地受地理障碍和气候的影响[14],气候变暖使得在分布区边缘的昆虫有可能向区外扩展,这点可以从昆虫化石所获得的古气候学中得到说明。例如,从化石中确定的21种鞘翅目昆虫种类,在120000年以前的温暖期在英国是有分布的,但现在有6种已经消失,而在欧洲南部,所有这些种类却都能找到[8]。在决定昆虫全球分布的因素中,低温往往比高温更重要[10]。目前受低温限制的种,将来有可能在较高的纬度地区越冬,因而增加了有害生物向两极扩散的机会。同时,分布在低海拔地区的种,也有可能向高海拔地区迁移。如果温度达到致死上限,或者降雨成为限制因子,那么,也可能出现空间分布的收缩。由于害虫紧密依赖于可供利用的寄主作物,因此,当寄主作物种植区域因气候变化而改变时,害虫的分布就受影响。假如温度的变化允许作物逐渐向两极方向的某些地区种植,那么,作物和害虫就可能扩展到这些新的地区,但两者迁入的时间可能有先后。需要指出的是,理论上,气候变暖会使作物的种植北界将向北移动,但实际情况常落后于理论分析。并且除了温度、食物等关键因子外,还有许多其它因子也影响害虫的分布。因此,气候变暖后害虫的实际分布区域可能低于理论值,且有地域差异。

2.2越冬界线北移

冬季对许多害虫来说是极其重要的季节,这是由于冬季的极端低温使死亡率显著增加,到春季时种群的密度就下降。生活在高纬度地区的害虫,越冬存活率和春季开始活动的时间在农业生产上是十分重要的,因此,冬季气候变暖对昆虫所带来的影响不容忽视。GCM模型的预测表明,将来冬季的温度变化是最大的。这将使许多害虫的越冬存活率提高,并使某些种的越冬界线北移。研究表明:在气候变暖的情形下,北美的玉米螟种群,其密度会高于目前的水平。在我国,气候变暖后,1月0℃等温线将向北移动,冬季低于0℃的日数减少,粘虫的越冬北界将北移大约1个纬距[2]。稻纵卷叶螟的越冬北界将北移1~2个纬度1)。1986~1987年冬季,在我国稻飞虱常年越冬地区(包括广东、广西南部、福建南部),气温为建国后同期的最高值或次高值,且暖而少雨,稻飞虱不仅能在常年安全越冬的地区安全越冬,而且能在常年不能安全越冬的地区安全越冬,越冬区域扩大,越冬北界比常年北移了1至2个纬距[7]。

2.3种群增长率改变

昆虫的发育率极大地影响其种群的增长率,而发育率又受温度、湿度影响,当这些条件处在最适点时,发育率达到最大。因此,温度和降雨等环境条件高于或低于最适点,就可能使发育率加快或减慢。在致死高温限下,温度越高,发育率越快,因而繁殖成熟时间减少,种群增长加快。这种影响在高纬地区特别重要,因为目前这些地区的温度,尤其在春季,常常成为昆虫分布和发育的限制因子。在长期的适应过程中,害虫与作物之间在生物学或生理学方面,直接或间接地建立了某种固有的联系。作为对温室气体浓度增加的反应,作物本身将发生生理变化。大气中二氧化碳浓度的改变,直接影响叶片的碳/氮比,使作物的含碳量升高而含氮量降低,害虫为满足自身对蛋白质数量的生理需求,将增加取食量。因此作物自身的生理变化将使害虫的取食为害加重[1]。Rhoades[16]指出,害虫暴发很可能与作物对气候变化的反应程度有关,如果植物的防御系统因气候变暖而被减弱,就降低了对害虫的抗御能力。我国山东曲阜市90年代以来棉铃虫的为害呈加重趋势与暖气候有一定的关系。如用T表示该地4月下旬的平均气温(单位:℃),用N表示第二代棉铃虫发生量(以百株累计卵量计算,单位:粒),当T<15时,N<40;T为15•1~16•5时,N为41~100;T为16•6~17•0时,N为101~200;当T为17•1~17•7时,N为201~350;T>17•8时,N>351。1992年和1993年的T值分别达17•8和18•7,相应的N值为1659和867,其发生等级均达到五级,而且第一代棉铃虫的残留量均随T值的升高而增加[6]。

2.4世代数增加

地球温度升高,将使昆虫发育率加快,发育时间缩短,预计多化性昆虫会随温度升高而增加其发生世代数。如北美的棉铃虫(H.zea),芬兰的麦杆蝇(Oscinellafrit),麦叶蝉(Javasellapellucida),新西兰的苹全爪螨(Panonychusulmi),以及苹果蠹蛾(Cydiapomonella)等害虫,它们的世代数期望会增加。我国的科学家经研究指出,粘虫发生的某些地区,其有效积温年增总值超过685度日时,粘虫可能在这些地区多发生一代。1992年秋季华北气温偏高,棉铃虫比常年多发生一代不完全的世代不完全第五代[4]。90年代江苏省东台市棉铃虫大发生,1994年发生了近年少见的虫情,这与气候变暖也有一定关系[5]。气候变暖后,稻褐飞虱的发育速率加快,各虫态发育历期缩短。在全年繁殖气候带一年可繁殖10~12代,在越冬气候带一年可发生7~9代,在迁入气候带一年可发生3~7代,即在各气候带内均可多繁殖一代。在温度增加3±1•5℃的条件下,稻纵卷叶螟的发生世代将增加1~2个世代1)。多化性种世代数的增加,意味着允许多建立一代的种群。例如,1988~1989年英国特别温暖的冬天使蚜虫发育提前,加上越冬成蚜数量大,导致许多作物严重受害[15]。日照也是影响昆虫发育的一个重要因素,如欧洲玉米螟,温度与光周期的相互作用引起滞育。夏末光周期减少是否被高温抵消从而增加一个世代,目前还不清楚。

2.5作物-害虫同步性改变

害虫活动的时间,是与作物的生长有关的,这就是我们所说的物候学,它直接影响害虫为害的程度。有时候害虫种群的密度比较高,但由于作物不是处在脆弱期,所以没有引起严重为害。气候变暖引起害虫发育加快,使害虫种群在作物幼嫩敏感期就达到猖獗水平,因此引起严重为害。据估计,气候变暖会使美国的一些作物提早受棉铃虫的侵害,并可能达到显著经济损害水平。同样,在新西兰,苹浅褐卷叶蛾的始见期预计也会提早,如果冬天没有激冷,该虫的发生期将会延长。另一方面,那些依赖第二寄主作物而得以生存发育的害虫,将通过对第二寄主作物的作用而间接影响作物-害虫的同步性。

2.6种间关系变化

有很多证据说明,害虫天敌如致病菌、寄生物、捕食者等能够很好地控制害虫种群。温度在不同程度上影响着害虫天敌的行为、死亡和代谢,因为对具体某种天敌和害虫来说其最适温度因气候变暖而会改变,因而影响害虫-捕食者、害虫-寄生天敌等的种间关系。当自然控制的关系被扰乱,害虫种群暂时得不到控制而迅速繁殖,就出现害虫暴发。气候加上由此引起的农业其他方面的变化会打乱害虫-天敌的种间关系,改变生物防治的效果。结果,以前是次要的害虫由于失去天敌的控制而可能成为新的主要害虫。一般来说,天敌对增长缓慢的害虫种群影响最大。但如果气候变暖,害虫发育率增加,种群增长加快,就有可能使天敌控制跟不上。地理分布范围的扩大以及生长季节的延长,会引起新的种间关系。Kurppa[13]推测,燕麦长管蚜(Sitobionavenae)和Metapolophiumdirhodum很可能成为芬兰将来小麦的重要害虫,这是因为生长季节的延长更有利于这两种害虫的繁殖,而现在的主要害虫稠李缢管蚜(Rhopalosi-phumpadi)将相对不那么重要。在热带地区,白天温度变动较大,促使昆虫种间活动的日节律(日周期)分离,甚至改变群落中种的成分。中纬度地区农田生态系统害虫的暴发常常与温暖干旱天气有关,这预示气候变化会引起种间关系分化从而导致害虫群落的不稳定。

2.7害虫迁移入侵风险增高

许多昆虫是迁飞性的,那些因气候变化而日益成为害虫适生的地区,就成为这些昆虫选择迁飞的目的地。有人分析,将来气候逐渐变暖,欧洲大陆昆虫的大量迁飞,使英国有可能出现大范围的害虫暴发。如果外迁性昆虫的繁殖地区逐渐向英国扩展,前面所说的暴发频率将更频繁。对某些害虫种来说,单独一年的有利天气并不一定引起暴发,但是,如果在某一地区,温度是昆虫发育与存活的主要限制因子的话,气候变暖就大大促进其他条件向有利于害虫的方向发展。例如,1986~1988年的好天气,使沙漠蝗(Schistocercagregari-a)的种群数量急剧增加,结果入侵了几乎所有的非洲国家,目前该虫的北界已经到达南欧。科学家已经对有上述行为的昆虫进行过研究。例如,Crawford等人[9]认为Lep-eotarsadecemlineata将来在英国建立种群的风险增大,该虫是马铃薯的重要害虫,目前已经在法国和比利时的北海岸发现。在新西兰,由气候变化引起害虫入侵的风险是最大的威胁。目前在新西兰北岛观察到蝗虫行为的变化,显示有开始群集的可能性,这些现象被认为是温室效应影响害虫种群的有力证据[11]。Rhoades[15]报道,某些植物能够改变它们的化学成分,使本身的组织尽量不利于害虫的生长。但是,一些害虫可能入侵的新地区,那里的作物没有迅速完善它的防御机制,因而易受新入侵害虫的为害。如果气候变化有利于引入新的非抗性作物或品种,新的农业害虫问题将会出现。

篇5

关键词：气候变暖；温度距平；积温等值线；演变趋势；中国

20世纪80年代初，全球气候开始变暖，1980-2000年是20世纪全球最暖的时期。陈隆勋等研究表明，20世纪80年代中国气候开始变暖，90年代末气温达到了近100年来最暖的时期，中国的气候正在变暖。气候变化影响着人类生存与发展，并严重危及到工、农、水、能源以及生态。IPCC（2007）第四次评估报告指出，在中高纬度地区，如果局地平均温度增加1～3℃，粮食产量预计会有少量增加：若升温超过这一范围，某些地区农作物产量则会降低。气候变化给各个领域带来一系列重大影响，而农业是最易受到气候影响的领域。当前中国气候已经开始变暖，必然会对积温造成影响。积温是一个地区非常重要的气候资源。本研究通过对中国715个气象站点的数据进行分析，通过分析≥10℃积温10年际的变化，揭示气候变暖对中国重要积温等值线的影响。

1.材料与方法

1.1数据来源

数据是从中国气象科学数据共享网上获取的1961-2010年在时间上比较完整的日平均气温资料的715个站点的数据。文中≥10℃的累积积温计算方法采用魏凤英的5日滑动平均法，图1的DEM数据来自美国地质勘探局USGS（The Unite Sates geological survey）全球30S数字高程模型。

图2为1961-2010年50年间每年平均气温的距平值以及1961-1970、1971-1980、1981-1990、1991-2000、2001-2010年5个10年段的距平的平均值，从图2可以看出，近50年来，中国的气温上升比较明显，总体上是以上升为主，但是1961-1970、1971-1980这两个10年际变化并不明显，其中1961-1970年平均气温的距平值为-0.381 98，1971-1980年为-0.332 22，1981-1990年为-0.195 78，1991-2000年为0.253 444，2000-2010年为0.656 854。从图2还可以看出，虽然1980年之后气温的距平值仍然为负值，但是气温的变化速度已经在加快，到了20世纪90年代以后，气温的变化速度骤然升高，到了21世纪，气温仍然在上升，但是与20世纪90年代相比，速率变慢。所以，近50年来，中国的气温趋于上升，而且上升的速率明显变快。其中，20世纪90年代和21世纪初的10年，气温上升最明显。有研究表明，全球变暖的幅度为每100年（0.6±0.2）℃，而中国自1961年以来，气温上升的速率要明显比全球平均速率要快。

2.2 1961-2010年中国区域多年平均气温的变化

针对中国年平均气温的距平变化可以明确看出，中国的气候确实出现了变暖的趋势，尤其是在20世纪90年代之后，气候变暖的趋势非常明显，但是对于全国气温分区域变化与全国变化是否是相同的还不清楚。为此，将1961-2010年这50年的时间划分为两段。根据“2.1”结果来看，1961-1990年气温的距平值变化并不明显，因此，将时间划分为1961-1990和1991-2010年，并且将这两个时间段的多年平均气温做差值处理，结果见图3。

从1961-1990年多年平均气温与1991-2010年多年平均气温的差值图（图3）可以看出，20世纪90年代之后，除了西南部局部地区气温有所下降之外，中国大部分地区是以增温为主，且北部地区的增温幅度大于中部和南部增温区，主要出现在秦岭-淮河一线以北。其中，增长幅度最大的是内蒙古的东北部和阿拉善高原以北地区、黑龙江的西北部、吉林的北部以及山西的大同盆地和河北省的保定地区，平均的增温幅度在1.00-1.59℃。增温的特征是山地增温的幅度要明显高于平原地区，尤其是东北的大兴安岭附近，增温的幅度与面积都比较大，这可能与近几年来大兴安岭林区的森林砍伐严重有关。其次，增温幅度比较大的是内蒙古的中部与东部地区、黑龙江、吉林的东部、辽宁的大部分地区、山西的北部、河北的西北部、陕西和宁夏交界的地区以及新疆的阿尔泰山附近和青海的西部地区，增温幅度在0.80-1.00℃。增温幅度在0.60-0.80℃的有新疆的东部、的东北部、青海的中北部、甘肃的西北部、东部以及宁夏和陕西的南部、山西的东部以及山东和江苏的大部分地区。塔里木盆地、昆仑山与喜马拉雅山之间、青海省中部和东北部、云南省的横断山脉附近以及安徽和湖北省的东部增温幅度在0.40-0.60℃。秦岭-淮河一线以南的川渝地区、贵州、湖北、江西、广西、云南的东部、广东的北部、福建的东部以及浙江省的南部和新疆的西部小范围，由于受到海洋性气团的调节作用，温度的增幅最小，为0.20-0.40℃。

2.3气候变暖对重要积温等值线的影响

在农业气候里，界限温度是指农作物或者某些农业活动以及物候现象的起始、终止和转折温度。而日平均气温是否达到10℃是比较重要的农业气候指标。稳定在10℃以上和以下的光合潜力在作物生产中的作用很不相同，形成作物产量的同化物的主体都是在10℃以上时间中产生的。日平均气温稳定≥10℃的积温在农作物的种植中也有很重要的意义，在农业气象中，≥10℃的积温也成了衡量区域热量资源中非常重要的指标，它的时空分布也会对农业的布局和生态物种的分布产生一些影响。近年来，全球性气候变暖已经被大多数学者所认可，“2.2”的气温距平序列以及全国区域内气温差值的研究表明，自20世纪90年代以来，中国的气温有明显的上升趋势。随着气温的显著升高，≥10℃的积温也有可能在时空分布上有着非常显著的差异。在以往的研究中，多采用的是利用典型地域的≥10℃的累积积温分布，而忽略了全国≥10℃的累积积温的时空分布趋势。研究通过对1961-1970、1971-1980、1981-1990、1991-2000、2001-2010年5个10年段全国范围内≥10℃的累积积温进行分析，研究典型积温等值线在全国范围内的时空演化。通过分析来研究≥10℃多年平均积温的空间演变趋势，并与当前中国经济作物系统相结合，研究中国≥10℃有效积温的演变趋势与相关作物可能种植区域的演变趋势。根据≥10℃的有效积温与对应的经济作物对应表（表1），选择了≥10℃比较有代表性的累积积温的等值线，分别为1 600、3 400、4 500、8 000℃/年。

由图4可知，≥10℃的累积积温等于8 000℃/年的等值线10年际波动变化趋势比较明显，与第一个10年相比（1961-1970），第二个10年积温等于8 000℃的等值线有整体向南移动的趋势，但是移动的幅度不大，仅在广东省的西南部有向南移动的趋势，而第三个10年该积温等值线明显北移，北移幅度较大区域在广西的西南部和广州市附近，第四个10年该积温等值线整体向北平移，移动幅度最大的，是第五个10年，在2000-2010年这个10年间，积温等值线除了向北移动外还整体向西移动。总体而言，≥10℃的累积积温等于8 000℃的积温等值线在5个10年际不仅向北平移，而且在近广西与云南的交界处有向西移动的趋势。

由图5可知，≥10℃的累积积温等于4500℃/年的10年际变化趋势比较复杂，根据积温等值线的空间分布情况，可以分为以下几个区域：山东河北交界附近、山西陕西河南的交界附近与川陕交界附近、云贵川交界附近以及天山与昆仑山之间的塔里木盆地。该积温等值线在山东河北交界附近有向东、向北移动的趋势，其中，前3个10年际移动的趋势很小，而在20世纪90年代后向北移动的趋势非常明显：在山西河南的交界附近和四川陕西交界处向西北移动，前4个10年际，移动的趋势很小，而在21世纪最初的10年，向西北移动的趋势比较明显。该积温等值线在塔里木盆地的变化趋势是最明显的，在前4个10年际，该积温等值线由第一个10年的中心向四周扩大，而在2001年之后，该积温等值线迅速由中心向四周扩散，有向高纬度演变的趋势。

由图6可知，≥10℃的累积积温等于3400℃/年的等值线的变化比较复杂，在内蒙古与辽宁交界处，该积温等值线先向南移动，又向北移动，特别是1981年之后，该积温等值线向北移动的趋势非常明显，而在内蒙古的中部，特别是祁连山与贺兰山之间，该积温等值线变化趋势最大，有向地势较高的区域移动的趋势，而在新疆境内，该积温等值线也有向天山山脉以及昆仑山、祁连山移动的趋势。该积温等值线的移动趋势与地形有很大的相关性，5个10年际，该积温等值线的移动有向地势较高的区域迁移的可能。

由图7可知，≥10℃的累积积温等于1 600℃/年的等值线整体变化较简单。变化幅度较大的时间段基本上是从20世纪90年代到现在，变化幅度较大的地域基本上分布在昆仑山附近以及雅鲁藏布江谷地附近的区域，演变的趋势是向海拔较高的区域迁移。

2.4气候变暖对中国重要自然分界线的影响

在中国地理中，秦岭-淮河一线是一个非常重要的地理概念，在气候方面是800 mm等降水线，也是湿润半湿润分界线、1月0℃等温线的界限：在植被方面，是亚热带常绿阔叶林和温带落叶阔叶林的分界线；在农业方面，是小麦、水稻的分界线，也是水田、旱地分界线、还是中国经济作物熟制分界线，秦岭一淮河以北，熟制一般是两年三熟或者一年一熟，以南是一年两到三熟。它就像一堵墙一样，将北方的冷空气挡在秦岭以北，并且拦截了夏季时的东南季风北上。虽然秦岭淮河一线是一条自然界限，但是它仍然可以用一些气候指标来衡量，例如，它是1月0℃等温线的分界线，还是多年平均日均温≥10℃累积积温为4 500℃等值线的分界线。自20世纪80年代以来，中国的气候变暖已成事实，为了探明气候变暖对中国重要的自然分界线的影响，用多年平均日均温≥10℃累积积温为4 500℃等值线作为秦岭-淮河一线的衡量指标。

多年平均日均温≥10℃累积积温为4 500℃的等值线中心的确定：由于中国地形下垫面的复杂性，在地理中，积温等值线的空间分布一般是难以确定的，当前还没有统一的办法来表征积温等值线的空间准确位置。王浩等将积温等值线的空间位移分解为X和Y两个方向的位移，并且采用积温等值线的加权平均位置来表示积温等值线的整移。本研究根据全国739个实测站点的日平均温度，统计多年平均日均温≥10℃累积积温，利用克里金插值法，得到中国多年平均日均温≥10℃累积积温的空间分布图，并将插值得到的结果转为矢量图，对矢量图进行栅格话处理，然后将栅格的等值线进行矢量点的处理，最终的目的是要得到和积温等值线空间分布完全重合的矢量点，并统计得到的矢量点经纬度的平均值作为所要积温等值线的中心。通过对积温等值线中心（X，Y）的变化研究，在一定程度上可以反映积温等值线的空间演化规律。

图8、图9表明了中国≥10℃累积积温为4 500℃等值线的迁移规律，从图8来看，有效积温为4 500℃/年的等值线中心的整体迁移方向比较明显，基本上是以向北迁移为主，而且自1990年之后，向北迁移的趋势越来越大：从图9可以看出，该等值线的迁移方向也比较明显，基本上是以向西迁移为主，属于波动迁移。所以结合经纬度共同来看，≥10℃累积积温为4 500℃等值线的迁移方向为西北方向，而且1990年前，该等值线基本上向西迁移，1990年之后，该等值线向西北迁移。综上所述，如果人为的将≥10℃累积积温为4 500℃等值线作为秦岭-淮河一线的南北分界线，在中国大范围气候变暖的前提下，这一分界线在中国范围内有向西北迁移的趋势。

3.结论

通过对中国1961-2010年多年平均气温的距平值以及1961-1970、1971-1980、1981-1990、1991-2000、2001-2010年5个10年段的距平的平均值得出，近50年来，中国的气温上升比较明显，总体上是以上升为主，但是20世纪80年代以前，气温的变化比较缓慢，80年代之后，气温上升比较明显，到90年代之后和21世纪最初的10年，气温迅速上升。

篇6

今年2月，位于北半球的英国受到了340年来最高温的“青睐”，同期莫斯科也出现了绿草茵茵的景象，美国东部原本应在4月份盛开的樱花也提前数月绽放。与此同时，北京也出现了167年来的最高气温――16℃，进入5月份以来，中国北部一些地区的平均气温高于往年1到3℃……。无数事实指向同一个结论：全球气候变暖。

联合国的气候变化政府座谈小组(IPCC)提出的最新研究报告指出，在过去的100年中，全球平均地表气温升高了0.74℃；过去50年的全球平均气温在过去的500年和1300年以来可能是最高的，20世纪的北半球可能是过去1000年中最热的世纪。

持续“发烧”的地球

在气候不断变暖的过程中，欧洲阿尔卑斯山的冰川面积比19世纪中叶缩小了1/3；非洲乞力马扎罗山的山顶冰冠自上个世纪初期至今已经缩小了80％；北极冰层在过去的50年中已变薄40％；“世界第三极”青藏高原的冰川消减速度近年来呈加速趋势，预计到2050年冰川面积将比现有面积减少28％。

根据专家的分析，地球接收到的太阳光一半多被地球南北两极的冰盖和高原冰雪以及云层反射掉，大约只有47%照射到地球表面。而冰盖面积缩小，被反射掉的太阳光减少，地球的温度就会进一步增高，从而使冰雪融化得更多，冰雪面积进一步缩小。在这种“恶性循环”的作用下，全球气候持续变暖已经不可逆转。据IPCC预测，从现在开始到2100年，全球平均气温的“最可能升高幅度”是1.8℃～4℃。

残酷的现实以及振聋发聩的预言让人们为一个日益“发热”的地球绷紧了神经。IPCC在其报告中称，国际社会对气候变暖的关注度已经超过了美伊对抗等国际事务。在前不久世界知名的《自然》杂志评选出的十大年度科学大事中，全球气候变暖榜上有名。无独有偶，英国气象学家警告说，全球变暖给人类带来的危害并不亚于核武器等大规模杀伤性武器。

人类是“元凶”

虽然导致地球变暖的因素中也有自然活动，如火山爆发，但以大规模工业化为主要标志的人类经济活动，才是气候变暖的最大推动力。IPCC的最新评估报告旗帜鲜明地指出，过去50年中，全球气温异常和快速升高与人类进入温室气体排放密集期正好相吻合。

人类活动引起的全球气候变化主要表现在两个方面：一是直接向大气排放温室气体，例如工业生产过程直接向大气排放二氧化碳和甲烷等；二是人类活动改变了气候，如森林砍伐直接削弱了大气消化CO2的能力，农业活动改变了土地利用状况而增加了大气中的甲烷。而在上述两个因素中，温室气体的排放导致气候变化最为猛烈。

二氧化碳是引起全球气候变暖的罪魁祸首。研究表明，从地球上无数烟囱、汽车排气管排出的二氧化碳约有50%留在大气里，而二氧化碳所产生的增温效应占所有温室气体总增温效应的63%。世界气象组织的研究报告指出，自1750年以来，地球大气中二氧化碳含量增长了35．4％，且目前已经远远超出了工业革命前的浓度范围，达到了65万年以来的最高峰。仅2006年全球二氧化碳的排放量就增加了33%，达到了地球有史以来的最高水平。

而一个约定俗成的研究结论是：大气中二氧化碳含量每增加25%，近地面气温将会升高0.5?C。

除了二氧化碳之外，甲烷、一氧化二氮等致热气体也在近百年人类工业化过程中与日俱增。目前发达国家仍是温室气体的主要排放者。发达国家人口虽然仅占全球的20％，但排放的二氧化碳等温室气体却占到全球的66％，其中美国名列第一，在全球二氧化碳排放量中占到四分之一。

世界经济的噩梦

动植物灭绝、各种瘟疫流行、飓风与热浪等恶劣气候频频出现……，尽管气象学家们制造的预言有点危言耸听，但由于无节制排放温室气体所导致全球变暖，人类所遭受的的“惩罚”其实早已开始。

而且气候变暖，全球经济也将为此支付巨大的代价。

联合国环境规划署发表的一项报告认为，如果在未来50年中，各国不能采取有效措施减少温室气体的排放，每年就将有高达3000亿美元的经济损失。无独有偶，IPCC也认为，如果在2030年前不能将温室气体的浓度控制在450ppm至550ppm二氧化碳当量之间，全球的GDP可能每年损失0.2％到3％。而英国政府《斯特恩报告(Stern Report)》则指出，气候变暖将导致全球GDP每年降低5%到10%。

冰川的加速融化必然导致海平面上升。根据IPCC的调查，全球平均海平面在上个世纪上升了10到20厘米，而海平面上升50厘米会直接导致海岸线后退50米。目前，世界大约1亿居民居住在海平面1米以内的区域。海平面仅仅上升10厘米就可能使马尔代夫、塞舌尔等许多南太平洋海岛从地面上消失，上海、威尼斯、香港、里约热内卢、东京、曼谷、纽约等海滨大城市以及孟加拉、荷兰、埃及等国也难逃厄运。人类数百年苦心经营的工业化成果将付之东流。

干旱、火灾、热浪、风暴等极端天气是气候变暖的直接结果。据统计，20世纪90年代，全球发生的重大气象灾害比1950年代多了5倍，因此造成的年均经济损失从1960年代的40亿美元飚升至1990年代的290亿美元。IPCC报告也预测，全球变暖将使地球上近10亿人受到缺水的影响。而且由于气候恶化和生态失衡将产生大量的“气候难民”。 据英国“眼泪基金会”的报告称，目前已经有2500万气候难民，预测未来50年，将会产生2亿气候难民，全球经济发展过程的补偿成本将随之无节制地放大。

农业是气候变暖中最为脆弱的行业。由于全球气候变暖带来的旱灾，世界银行在撒哈拉沙漠以南非洲地区开展的农业扶贫项目中有四分之一面临危机。不仅如此，联合国粮农组织研究报告指出，如果气温升高2摄氏度，农业可能减产30％；如果不对气候变暖采取任何措施，到21世纪后半期，全球主要农作物如小麦、水稻和玉米的产量最多可下降36%，进而严重影响全球的粮食安全。

经济落后国家将成为全球气候变暖的“重灾区”。 特别是非洲地区，撒哈拉沙漠面积扩大已经成为该地正面临全球气候变暖威胁的主要“标志”。尽管非洲是废气排放量最少的大陆，但由于经济落后，贫困严重，应对自然灾害的能力也更脆弱。

克服变暖知易行难

面对“全球变暖”，世界各地都泛起了一股象征式的运动：悉尼全城熄灯一小时警示全球变暖问题，并把这一小时命名为“地球时间”。法国首都巴黎等多个城市也拉闸关灯数分钟，埃菲尔铁塔的2万盏灯全部熄灭……事实上，这些立足于选举政治或宗教信条的行动不足以抵抗全球变暖。抗拒全球变暖需要全球协同行动和各国制定长效政策。

从目前来看，抗拒全球变暖有两条思路，分属于两大相互不妥协的阵营。持第一种思路的国家相信人类活动是全球变暖的主因，并主张通过大幅减少温室气体排放或限制温室气体排放来遏制全球变暖。这一派由《京都议定书》批准国，尤其是欧洲国家代表。持另一种思路的国家则不相信人类活动是全球变暖的主因，他们主张通过本国科技创新来减少能耗和发展替代能源，并主张用高科技来应对地球自身不可避免的全球变暖问题。持这一种思路的国家以美国为代表。

在G8峰会之前，美国总统布什抛出了一项名为“气候变化动议”的计划，呼吁全球主要经济体与美国一道，在他任期结束前就减少二氧化碳排放的全球目标达成一致。但布什的“气候变化动议”仍然没有就减排规模做出承诺，更没有提及具体的时间表。不仅如此，布什仍主张不通过政府的强制措施而是市场的自主安排达到减排。

6年前，布什政府以“减少温室气体排放将会影响美国经济发展”和“发展中国家也应该承担减排和限制温室气体的义务”为由，宣布退出《京都议定书》。如今布什旧话重提，其精心策划的“气候变化动议”无非是原有心迹的再版。

当然，“气候变化动议”要最终取代2012到期的《京都议定书》恐怕没那么容易。布什的倡议必然会遭到欧洲国家的怀疑和反对。

让发展中国家承担与发达国家同步或同等份额的减排和限排义务，是不公平的，但是，任何国家都没有权利永久逃避此类义务。因为对于任何国家而言，如果只顾自身利益，最终也逃不过全球变暖的惩罚。正如联合国政府间气候变化专门委员会的报告所强调的，无论哪个国家或地区，面对全球气候变暖，谁都不会成为真正的赢家。

中国无法置身事外

与中国经济高速增长招徕全球关注的目光一样，中国温室气体的排放规模和程度以及可能造成的危害也成为国际舆论的关注点。总部设在巴黎的国际能源署估计，中国2007年将有可能取代美国，成为全球最大的年度温室气体排放国。

《纽约时报》甚至在最显眼的位置作出评论，虽然中国正在快速发展核能、风能等清洁能源，但煤炭的消耗量仍然很大，煤炭虽然便宜但污染更大。所以美国担心如果中国不设置二氧化碳的排放限额，将抵消其他国家减少温室气体排放的努力。

按照《京都议定书》，中国作为发展中国国家并不承担减排义务，而且还可以依托“清洁能源机制”享受到发达国家提供的减排技术与资金的支持，但中国政府愿意承担更多的社会责任。

由中国气象局、中国科学院等六部门联合的《气候变化国家评估报告》指出，20世纪中国气候变化趋势与全球变暖的总趋势一致。近100年来的平均气温已经上升了0．5至0．8℃。今后气候变化的速度将进一步加快，到2020年，中国的平均温度有可能上升1.7度，到2050年可能上升2.2度。

IPCC的报告也指出，由于中国的人均自然资源拥有量已十分紧张，全球变暖给中国带来的影响比对发达国家要大得多。事实也确实如此，据统计，我国每年受各类灾害影响的人口达4亿人次，造成的经济损失平均高达2000多亿元。

中国气象局的评估报告认为，气候变暖将使黄河及内陆河地区的蒸发量可能增加15％左右，旱涝等灾害的出现频率会增加，并加剧水资源的供需矛盾。预计2010年至2030年中国西部地区每年缺水量约为200亿立方米。不仅如此，到2030年，中国沿岸海平面可能上升幅度为0．01米至0．16米，导致许多海岸区洪水泛滥的机会增大，产值近3亿元的沿海旅游业将丧失殆尽。

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[关键词]气候变化 水文水资源 影响

中图分类号：TV213 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0035-01

1.气候变化对水文水资源影响的研究进展与方法

1.1 研究进展

针对气候变化影响的研究最早是由世界气象组织（WHO）、联合国教科文组织（UNESCO）、联合国环境计划署（UNEP）等多个国际组织于上世纪70年代末发起并开展的，研究计划包括世界气候计划（WCP）、全球能量水循环试验（GEWEX）等。美国是较早组织气候变化与水之间关系讨论会的国家。随后多项研究和报告出台，其中影响力较大的项目是WHO与UNEP共同组建的IPCC，其专门就全球范围的气候变化进行评估，旨在为政府决策者提供适应气候变化决策的科学依据，目前IPCC已4次非常重要的评估报告（分别为1991年、1995年、2001年和2007年）。气候变暖及其对水资源、农业、生态和人体健康所造成的影响虽已得到全球公认，但气候变化问题涉及国际环境、政治、经济、能源、贸易等诸多问题，在落实《里约公约》、《京都议定书》和巴厘路线图温室气体减排方面，如何体现“共同但有区别的责任”方面，各国分歧仍然严重。

1.2 研究方法

气候变化对水文水资源影响的研究，目前都是基于气候变化而引起流域气温、降水、蒸发的变化，预测径流流量变化趋势以及对区域供水的影响。由于气候变化的复杂性及不确定性，评价气候变化时无法得到未来气候变化的准确预测值，只能得到一种可能出现的结果，这种气候变化模式就称作“情景”――种基于假设基础上获得的气候变化时空分布的描述。进行气候变化影响研究时先定义未来气候变化的情景，再建立水文水资源模型，将气候变化情景作为条件输入到水文水资源模型中，经过模拟运算得到区域水文循环的过程及水文分量，以此评价气候变化对水文水资源的影响，并提出相应的措施与对策。气候变化情景可采用任意设置情景、长系列历史资料分析、大气环流模式3种方法生成。水文水资源模型可依据经验统计、概念分析、流域水文分布等方式建模。已公布的气候变化情景与水文水资源模型数量众多，但多属孤立、静态模型，存在气候模型与水文模型耦合性不足问题，且集中于气候变化对径流平均变化影响上，故应改进水文模型，建立大尺度分布式水循环模型，研究方向上加强对供用水系统、土壤水分、农业灌溉用水、水环境、航运等方面影响的研究。

2.气候变化对水文水资源径流的影响

2.1 对年径流量变化的影响

在我国，水文水资源主要分为七个流域，随着气候变化的影响，南北方的径流量会随之发生改变，一般情况下，南方径流量的增加与减少与北方径流量的增加与减少交替进行，但是，整体趋势还是以减少为主。针对我国的气候条件，气候变化对水文水资源径流量影响最大的是淮北地区，径流量的增幅最大的是辽河一带，在黄河地区，其径流量本来就小，在气候变化的影响下，降水量将减少，那么，其水文水资源的年径流量势必随着减少。

2.2 对西北山川径流量的影响

在我国，西北地区地形高且地势复杂，其河流的水源主要来自冰川消融水源的补给，随着气候的变化，在全球气温不断变暖的趋势下，冰川的消融速度加快，在夏季，流域的径流量会急剧增加，而到枯水季，河流的变干速度也在加快，这对靠水源迁徙生存的动物是极其不利的。在气候变化的影响下，我国的水文水资源流域都发生显著的变化，加大了水文水资源的敏感性。

2.3 对径流量系数的影响

水文水资源的径流量对区域的湿润与干旱情况有着重要的影响因素，由于各地不同的气候环境，以及气候的不断变化，水文水资源径流量的系数也会随之不断发生相应的变化。若某一地区的径流量系数提高，那么该地区的气候湿润指数也随之增加，则该地的水文状况将会更加湿润。反之，如果某地的径流量系数降低时，那么该地区的干旱指数将会增大，水文情况则会边干。所以，在气候的变化下，水文水资源的径流系数也随着改变。

3.气候逐渐变暖对水文水资源系统的影响

气候的变化不仅受自然规律的制约，人为因素也会对气候变化产生一定的影响。随着二氧化碳排放量的逐渐增多以及相关气体的排放，使得全球气候变暖，气候变暖对生态环境造成了一些列的影响，同时对水文水资源系统也产生了严重的影响。

3.1 对水文水资源质量的影响

环境问题与人们的生产生活息息相关，越来越获得人们的普遍关注，在全球气候变暖的情况下，全球气温普遍升高，研究表明，干旱、半干旱会增加降水量，增加了空气湿润度，也提高了农业的产量，但对我国大部分地区来说，会使我国旱涝灾害的发生率大大提高，同时，全球气候变暖，空气温度随之提高，大大的降低了河水对污染物的分解能力，降低了水文水资源的质量，为人们的生产生活带到不利的影响。气候变暖对人们生产生活的影响是方方面面，因此，要加强对环境的保护，恢复原有的生态系统。

3.2 对用水供求的影响

在全球气候变化的影响下，大气环流也发生了显著的变化，这样，会对区域的降水量产生严重的影响。在经济发达的地区，农业、工业都对水资源具有极大的需求量，在全球气候变暖的情况系，区域降水量不平衡且相对减少，同时，水资源的蒸发量也提高，大大减少了水资源的供给量，这样，水资源的减少不仅对人们正常的生活带来不利的影响，同时，对经济的发展产生了严重的阻碍作用。在降水量本身较少的地区，这种情况的发生将会更严重。由此可见，气候变化对用水供给的影响在一定程度上大于对降水的影响，所以，在经济快速发展的同时，我们要注意环境的保护，走可持续发展的道路，保护人类赖以生存的环境。

3.3 对区域敏感性的影响

气候变化不仅对水文水资源的径流量产生影响，同时，对各区域的干湿程度也会造成影响，在湿润地区，径流量对气候变化具有较强的敏感性，在干旱地区，敏感性较弱。在全球气温变暖的情况下，我国七个流域的径流量发生变化，其敏感性也会发生影响。

3.4 气候变化对水资源管理的影响

气候变化对水资源的开发、利用和管理产生明显的影响。随着海平面上升、冰川退缩、径流减小及降水分布不均，供水需求在人口增加的条件下仍在增长，水资源供需紧张的矛盾将进一步加剧。我国水资源总量能排到世界第6位，但人均只有世界平均水平的1/4，居世界128位，同时我国水资源分布极为不均，北方人口接近全国的一半，耕地近2/3，GDP占45%，但水资源不到全国的20%，经常干旱缺水，而南方长江中下游地区由于降水量增加，频发洪涝灾害。这个特点决定了我国水资源管理的难度较大，所以应加强水资源的分析和预测，研究合理分配和利用水资源。

4.结语

气候变化对我国的水文水资源通过水循环系统产生影响，气候变化导致降水量、温度、日照等在区域的变化，会对区域的径流量、生活生产用水供给量等产生影响。所以，要积极保护我国的生态环境，让气候的变化遵循自然的规律，不能人为的改变气候环境，这会对人类的生产生活造成难以改变的破坏。

参考文献

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关键词：气候变暖；影响；工业革命；工业化

中图分类号：Q93 文献标识码：A

1 全球气候变暖的原因

根据有关数据统计得出，在近一百年的社会发展中，全球平均气温经历了冷-暖-冷-暖的发展波动。在进入二十世纪八十年代之后，随着世界各个经济水平的上升，全球气温变化更为突出，就我国的气温发展趋势而言，与全球总体趋势基本保持一致。就这种现象出现的具体原因进行分析，主要有以下几个方面。

1.1 人口因素。在工业革命之后的时间里，世界人口总量急剧增长，这也是导致全球气温变暖的最重要因素之一。人口不断增多一方面造成各种社会资源消耗的增加，另外也严重威胁着生态环境、自然环境的平衡。目前，世界总人数已经高达六十亿以上，这么多的人口每年的二氧化碳就是一个惊人的数字，其结果就将直接导致大气中二氧化碳的含量不断的增加，这样就形成了二氧化碳温室效应直接表现在地球气候表面，也造成了严重的气候变化影响。

1.2大气环境污染因素。截至目前，环境污染已成为构成全球经济发展威胁的重大问题，是阻碍和制约人类社会发展的主导因素，更是导致全球气候变暖的重要环节。现在，全球气候变化的研究已经明确的指出，自从上个世纪末期自地球表面温度的不断上升，这种现象表现的越来越突出，也是整个气候变暖原因的具体体现。

1.3 生态环境的恶化。众所周知，良好的植被是保持水土流失、涵养水源、遏制土壤破坏的主要手段。但截至目前，人类在社会发展中为过多的获取木材过度砍伐森林，开垦土地，或过度放牧，从而造成了各地植被的严重破坏。就目前全世界平均现象分析，世界整个破坏极为严重，土壤侵蚀和土壤肥力的保持极为严重，并可能造成大范围洪涝和沙尘暴的出现，给社会经济造成了重大的损失，并且严重恶化了环境。

2 全球气候变暖的主要影响

目前，全球气候不断变暖极大的改变了世界各地的温度场，并严重影响到大气的运行规律，使得各地蒸发量和降水量也出现了一定的变化。而且，气候变暖的出现造成了海水、冰川的融化，造成了海水受到热膨胀的影响而出现上升，这也给人类赖以生存的环境和资源造成了极大的影响。本文以农业为例，分析了全球气候变暖所造成的影响。

2.1对农作物生长习性的影响。全球气候变暖将明显的提高了我国各地的气温，使得各地无霜期不断延长，这种时展现象一方面有利于各种复种、耐温性植物的生长，并造成了喜温农作物逐渐向高纬度延伸，但是也意味着我国农作物生长习性受到了一定的影响。近年来，全球气温不断变暖使得整个管理模式出现了一定的影响，并且在工作中出现了众多新的、适宜种植区的变化。各地的农作物种植安排上也发生了重大的变动，虽然目前种植区的不断北移有效的促进土地资源的利用，但是温度的升高也造成了整个植物生长习性出现了严重影响，更或是造成了极大的农业生产阻碍。

2.2对农作物种植面积造成影响。全球气候不断变暖使各地冰川逐渐融化，导致了海平面的不断上升。自从十九世纪以来，全球范围内的冰川几乎都出现了大规模的后退，就有关数据统计得出，时至今日，全球冰川面积总体减少了13%左右。随着全球的进一步变暖，冰山融化，海平面上升，对中国来说，这可能会淹没东南沿海大片肥沃的低地，并造成地表水排泄受阻，地下水位提高，带来大片土地沼泽化。

2.3洪涝的增加。随着全球气候的不断增暖，气候变率势必也发生变化，极端气候频繁出现。研究表明，在气候要素平均值的变化与极端事件（灾害）发生概率的变化之间，往往存在着某种非线性关系：即使温度、降水平均值发生微小变化，也可能导致灾害性天气发生频率显着增加。这意味着干旱、洪涝、台风、暴雨等发生频率将会增加。新世纪以来，各种极端天气就没有间断过，特别是2010年更是反常，北方出现冬天暴雪奇冷天气，春季西南5省出现百年一遇的特大干旱，受灾耕地面积达到1.11亿亩，2 212万人出现饮水困难，持续干旱近五个月，仅云南一省就损失170亿元。

3 全球变暖的应对策略

碳循环是地球上最主要的生物地化循环，它支配着大部分陆地生态系统的物质循环，深刻影响着人类赖以生存的生物圈。全球气候变化与碳循环动态及其反馈效应密切相关。碳循环失衡，改变了地球生物圈的能量转换形式。因此，针对全球气候变暖的影响因素我们有以下措施：（1）全面禁用氟氯碳化物；实际上全球正在朝此方向推动努力是以此案最具有实现的可能性。（2）保护森林的对策方案；今日以热带雨林为生的全球森林，正在遭到人为持续不断的急剧破坏。有效的因应对策，便是赶快停止这种毫无节制的森林破坏；另一方面实施大规模的造林工作努力促进森林再生。（3）汽车使用燃料状况的改善， 减少化石燃料的消耗。日本汽车在此方面已获技术提升，大幅改善昔日那种耗油状况。但在美国等地，或许是因油藏丰富，对于省油设计方面，至今未见有何明显改善迹象，仍旧维持过度耗油的状况。因此，该地区生产的汽车在改善燃油设计方面具有充分发挥的余地。由于此项努力所导致的化石燃料消费削减。（4）改善其他各种场合的能源使用效率：今日人类生活到处都在大量使用能源，其中尤以住宅和办公室的冷暖气设备为最。因此，对于提升能源使用效率方面，仍然具有大幅改善余地。

结语

气候变化对我国在能源方面的影响是深远的，对我们长远的能源战略有很重大的影响。简单来说，就是我们能源怎么样实行一个转型，从高碳能源转到低碳能源，适应气候变化。概括起来，发达国家走的是一条先高碳、又低碳，先污染、后治理。我们要走的途径是一边发展一边要降低碳排放，一边发展一边要治理污染。

参考文献

[1]陈剑锋.依靠科学技术应对全球气候变化的挑战[J].重庆科技学院学报：社会科学版，2010（01）：92-94.

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1甘肃省气候变化的特征

1.1整体暖干化,局部暖湿化

甘肃省气候总体上呈暖干化变化趋势,变化的分界线与黄河走向基本一致,黄河以东地区(简称河东,下同)呈显著暖干化趋势,以西地区(简称河西,下同)呈微弱暖湿化趋势[9-11],温度升高、降水减少,冬暖夏干是甘肃省现代气候变化的基本特征[14].1951—2010年甘肃省气温一直在波动中上升,气温增长率为0.175℃·10a-1,以冬季升温最快,为0.371℃·10a-1,是平均增长率的2.2倍[8].从图1可以看出,1986年为气候向暖干化转型的突变点,转型后1987—2010年与1960—1986年相比,全省年平均气温升高了1.1℃,其中河东和河西地区分别升高了0.9和1.4℃,全年以冬季气温升幅最大,平均为1.3℃,已连续经历了23个暖冬[9-10,14].年最低气温升高是全年气温升高的主要原因[15],气候变暖使极端气候事件增多,加剧了农业生产的波动性和不确定性[16-17].伴随着气温的持续升高,甘肃省降水总体上呈持续减少趋势,年降水分布由东南向西北递减,年降水量河东为减少趋势,河西为增多趋势,分界线也与黄河走向基本一致[10,18].1961—2008年全省平均年降水量总线性趋势变化率为-10.1mm·10a-1.其中,河西为3.4mm·10a-1,河东为-11.0mm·10a-1,全省冬、春、夏、秋四季平均降水量的线性趋势变化率分别为1.02、-2.94、-1.38和-6.77mm·10a-1,秋季降水量减少的趋势更加明显[19].近50年来,全省年平均降水量减少了28mm,河西平均增多12mm,河东平均减少51mm;近37年来河东雨养农业区3月上旬、4月中旬、9月上旬和11月上旬的降水量呈显著减少的变化趋势,但河西西部、陇中北部、陇南、陇东部分地方等区域性地区夏季降水则呈增多趋势,全年降水的不确定性显著增加,使农业生产的风险增大[20].

1.2旱区南移扩大,干旱频发

气候变化使甘肃省河东湿润塬区降水量逐年减少,向暖干化发展,半干旱川区逐年增多,向湿润化发展[21],使河西疏勒河、黑河和石羊河三大河流年出山径流量逐年缓慢下降[22].研究表明,年平均气温每增加1℃,≥0℃的积温等值线将向北推移50km[23],气候变化使甘肃省400mm降水量分界线和年蒸发量1550mm等值线向南扩张,干旱半干旱区整体南移扩大,面积增大[8,19-20,24-25].在祁连山以及青藏高原东侧,陇东西侧,自景泰经定西到陇西、天水、武都和文县,年均降水量200～400mm的区域形成中部由北向南伸展的干舌,成为甘肃旱灾最严重的区域[9].在河西走廊形成了“非灌不植”、“地尽水耕”现象,即没有灌溉就没有农业[26].气候变暖使甘肃省自20世纪90年代以来旱灾频率呈持续上升趋势.近60年来发生率达65%,其中重旱发生率为44%,特大旱灾发生率为21%[9].特大干旱一般都发生在降水年代际变化的少雨时期和年际变化的少雨时期同时出现的阶段,旱灾往往是多个时段连续发生,呈现多季连旱、旱冻叠加、多样化变化趋势[10].干旱发生频率由近500年的志书记载中的平均3.4年出现一次小旱,9年出现一次大旱,发展为近50年来的平均1.7年出现1次小灾,3.5年出现1次大旱的变化趋势和“两年一小旱、三年一大旱、二十年一特大旱”的灾害特征[27-28],旱灾频发与同期气温升高和降水减少密切相关.根据IPCC-AR4模式对中国21世纪气候变化的预估结果综合分析得出,在A1B温室气体排放情景下,预计到2020年,甘肃省平均气温增幅在0.68～0.95℃;到2050年,增幅达1.93～2.45℃,且都以河西西部增温略高,冬季升温最为明显,幅度达2.17～2.82℃.同期降水则呈现出一致的增加趋势,也以河西增加较为明显,达6%～7.6%.预计到2050年,除陇东的降水减少0.04%～1.68%外,其余地方的降水普遍增加5.36%～9.01%,但季节降水变化的不确定性也很大.降水增加、蒸发量剧增,甘肃省特别是极端干旱区和干旱气候区的基本现状没有根本改变.

2气候变化对甘肃省粮食生产的影响

2.1对农业自然资源要素时空变化的影响

气候变化直接导致光、温、水、土等主要农业资源要素时空格局发生变化.1986年气温突变后,全省平均≥0℃积温平均增加了161℃,≥10℃积温平均增加了151℃,热量资源显著增加使生长季延长了10～20d.从地域分布看,河西地区平均增温141℃,河东地区平均增温156℃[14].就河东地区而言,平均气温每增加1℃,≥0℃的积温等值线将向北推移50km[23].气候变化使甘肃农业可利用的水资源量急剧减少.甘肃境内7条主要河流年径流量以每年0.4851×108m3的速度下降[29],1990年代以来的年均径流量比1960年代减少了14.7％～57.1%[10].境内河西内陆河流域冰川面积和冰储量1956年至今分别减少了12.6％和11.5％,冰川厚度减薄5～20m,雪线(平衡线)上升幅度达100～140m,冰川积雪的“固体水库”作用削弱,除黑河和疏勒河外,大部分河流径流量呈减少趋势,使得依靠祁连山雪水灌溉的河西绿洲逐渐成为一条极度干渴的走廊[9,11,25].气候变暖加剧了农业对土壤水分的消耗.水分亏缺成为农田水分平衡的主要特征,导致作物生长发育关键期水分供需错位[30],在作物旺盛生长的6月上旬至7月上旬出现土壤含水量的低值槽区[31-33],在120～130cm土层出现干化现象,土壤含水量与最适宜状态水分含量夏季相差最大为50～100mm,秋季相差最小为20～40mm[34].河西内陆河流地表水资源开发利用率高达95%以上,气温升高、降水减少引发的干旱机率逐年增大[29].气候变化改变了土壤水热环境,进而影响土壤有机质、气体、水分、矿物质、微生物活动和繁殖,从而影响土壤肥力[35].气温升高或降水量减少将导致土壤有机碳含量的降低;降水减少通过影响土壤水分条件和通气性而影响土壤固有有机碳的矿化分解和外源有机碳的降解,进而影响土壤有机碳含量.土壤水分充足,则透气性差,有利于提高土壤有机碳含量;土壤水分不足,孔隙度大,则促进了有机碳的矿化分解.气候变暖影响土壤微生物生物量和微生物活动,改变土壤中养分利用和C、N循环,也加快了土壤有机质的分解和氮的流失[36].降水减少是黄土高原土壤有机质变化的主要原因[37],气候变化导致高温和强降水等极端气候事件增多,通过加剧水土流失造成土壤养分损失使甘肃黄土高原区土壤质量和肥力一直处于下滑状态[3,37].

2.2对粮食安全的影响

2.2.1对主要粮食作物发育特征的影响

小麦、玉米,马铃薯是甘肃省三大主要粮食作物,多年平均播种面积占全省粮食播种总面积的85%左右,对全省粮食安全起着决定性的作用.气温变暖对主要粮食作物生长发育产生了显著的影响,对越冬作物的冬前生长发育及喜温、喜热作物的全生育期生长发育均比较有利.使冬小麦播种期推迟,越冬天数减少7～8d,越冬死亡率下降到2%以下,返青至开花期天数延长7d,返青期与成熟期提前,生殖生长阶段提早,全生育期缩短8～10d;使春小麦生殖生长加快,乳熟至成熟期每10a缩短2～3d,全生育期每10a缩短4～5d;使玉米等喜热、喜温作物的生长发育速度加快,主要发育期提早,生殖生长阶段延长,生育期缩短6～8d;使具有无限生长习性的马铃薯生育前期的营养生长阶段缩短,生殖生长阶段延长,全生育期延长9～13d,但对灌区喜凉作物生长发育的影响相对较小[21,23,38-41].研究表明,冬小麦关键生育期均表现为与日照时数和日较差呈显著正相关,与气温、5月降水总量均呈显著负相关,最低气温升高是冬小麦生育期提前的主要原因[21-24].气温对春小麦产量形成的影响除出苗期和成熟期外均为负效应,降水量的影响除出苗期和成熟期为负效应外,其余时段均为正效应,降水量每减少10mm,生长期缩短约0.8d[14,40].气温变暖为玉米生长发育赢得了更加充足的热量资源,对生长和发育均比较有利[14].

2.2.2对种植制度与布局的影响

气候变暖条件下,有效积温增加、积温带北移使甘肃省主要作物宜种区向北推移、种植高度增加,熟性由早熟型向偏晚熟型发展,冬小麦种植北界向北扩展了50～100km,小麦、玉米、马铃薯种植海拔高度普遍增高了100～200m.1979—2012年35年间,温度升高或降水减少使水热供需错位的小麦播种面积每年平均减少1.5%,其中,冬小麦播种面积相对稳定,春小麦播种面积每年平均减少3.2%;使喜温适水玉米、喜凉适水马铃薯播种面积每年平均增加了3.3%和2.7%(图2).但使主要作物品种的布局发生根本性变化,与变化后温水条件相宜的秋粮播种面积每年平均增加了1.3%,与之错位的夏粮播种面积每年平均减少了1.8%,夏秋比也由1.5:1变为0.5:1(图3);相应的品种熟性也表现为强冬性冬小麦品种逐渐被抗寒抗旱性强的弱冬性品种取代,早熟玉米品种逐渐被中晚熟品种取代,高抗晚疫病、高淀粉含量、丰产性好的马铃薯播种面积逐年扩大[14,22,42].

2.2.3对作物主要病虫害的影响

气候变暖特别是暖冬凸显导致害虫全年可繁殖天数和越冬基数增加,越冬北界北移,向北迁出的时间提前,向南回迁的时间推迟,繁殖世代数增加,危害地理范围扩大、程度加剧.对条锈病、白粉病、蚜虫、红蜘蛛等农作物病虫害的发生和流行均有比较明显的影响[43-44].甘肃省陇南山区是我国小麦条锈病的主要发源地,冬季显著增温使小麦条锈病发生的海拔高度约升高100～300m,危害范围明显扩大,发生时间也由3月提早到2月.从生态系统的角度来看,气候变暖将会引起生物种间关系变化,气温升高将会扰乱生态系统中害虫-捕食者、害虫寄生天敌等种群间的平衡关系,有些害虫的天敌可能因适应不了气候变化而缩减甚至消亡[45].一些对高温敏感的病虫害呈减弱趋势,致使小麦条锈病、蚜虫等病虫由低海拔地区向高海拔地区迁移危害,甚至还有减弱趋势.相反在缺少天敌的有效控制条件下一些害虫则会迅速繁殖,形成流行暴发.小麦蚜虫的发生流行一般主要在5～23℃的温度条件下,大于24℃或小于4℃时,麦蚜虫数都会显著减少;小麦红蜘蛛病的适宜温度约在8～15℃,在20℃以上就会引起死亡;粘虫在冬季繁殖、越冬、春季迁入等均增殖1～2代,在温度升高2.69℃的情景下,粘虫的越冬北界将向北推移3°[14].耕作熟制改进、水肥条件改善也有利于害虫和病原体安全过冬,使作物病虫害的发生世代、越冬北界及分布范围发生变化,病虫害发生面积、危害程度和发生频率逐年增长[43-44].

2.2.4对粮食安全的影响

气候变化对粮食安全的影响已成为气候变化研究的一个重点领域[45-47].气候变暖将使雨养农业区大多数作物的光合速率明显下降,生育期显著缩短,对甘肃省主要粮食作物产量影响的不确定性增加,利弊兼有[17,48].研究表明,平均气温与农业受旱灾面积、粮食产量之间呈显著正相关,降水量与农业受旱灾面积、粮食产量之间呈显著负相关.气温升高,降水减少变率增大,气候暖干化导致了干旱灾害频繁发生,是农业受旱灾面积扩大、粮食减产的主要原因[19].春季低温对粮食生产的影响比冬季低温更明显,春季低温的影响具有显著性和持续性,而冬季低温的影响具有阶段性和滞后性的特点.降水减少是旱地粮食生产的最大威胁[49-50],雨养农业区3—10月年平均降水量与干旱受灾面积和粮食减产量呈显著负相关,平均气温与干旱受灾面积和粮食减产量均呈显著正相关[11,17,48].气候变暖,气温升高,将改变作物生长季节的长短,可能会加剧对光热敏感作物的吸收作用,降低作物干物质积累,最终导致作物产量降低.气候变暖不利于雨养农业,但有利于灌溉农业.研究表明,雨养农业区作物产量主要受降水量的影响,与生育关键期降水量呈正相关,“暖湿型”气候对生产活动更为有利,年气候生产力可增加13.7％～31.2％,而“冷干型”气候对生产活动更为不利,年气候生产力减少5.1％～27.1％.气候变化使绿洲灌溉区农作物的气候产量提高了10％～20％,使雨养旱作区农作物气候产量减少了10％～20％[14,51-52].气候暖干化加剧了水资源危机[10],改变作物种植格局、结构和熟性[23],造成土壤干旱、土壤养分流失,降低了土壤肥力和土地生产力[3],直接导致减产[49],进而威胁区域粮食安全.1950—2010年60年间,甘肃省成灾面积超过100万hm2的重旱就发生了18次,仅20世纪90年代以来就出现了10次.年均受旱面积、成灾面积、成灾率分别为70.94万hm2、52.84hm2和28.5%,旱灾造成粮食年均减产41.64万t,减产率达31.6％,受旱率和成灾率分别增加了1.25和1.6倍(图4,图5)[37,50].

3应对气候变化发展粮食生产的研究方向

温度升高、降水减少导致旱薄叠加负效应对甘肃省粮食生产的威胁最大[15,37,48].生产和实践都表明,以改善和提高有限降水利用率、土壤质量和土壤肥力为核心,治旱与治瘠有机结合,是甘肃省应对气候变化增加食物产出研究发展的主要方向.

3.1选育优势作物新品种,适温适水种植

加快培育和种植较为“强悍”的农作物,合理改变农作物种植方式,是应对全球气候变化、保障粮食生产的有效途径之一.气候变暖使甘肃省冬季气温升高、有效积温显著增加、作物生长周期有效延长,为培育弱冬性中晚熟小麦品种与中晚熟玉米品种提供了可能;使作物生长发育特性,宜种区、熟性和熟制向有利的方向改变,作物布局和种植制度优化调整优势加强,但在大尺度上因降水减少、低温冻害、干旱等极端气候事件的制约难以高效实现.与全国一样,甘肃省在应对气候变化的主要农作物多样性布局、基因资源发掘和新品种培育方面比较滞后,相关的理论和技术储备薄弱,应以发挥作物自身抗逆高效用水的品种特性为突破口,通过生物、分子或转基因育种,选育抗寒抗旱、高水分利用效率、弱冬性、中晚熟作物新品种,逐步取代生产上推广的强冬性、中早熟品种.并以“适水适温种植”、“逃旱避旱”为指导思想,针对喜温作物提早成熟、多熟制北移等气候变暖响应,压缩高耗水、水分利用效率低的作物种植面积,扩大与区域降水季节分布特点相吻合、低耗水、高水分利用效率的作物种植面积,使主要作物向宜种区集中,建立作物需水规律与降水时空分布规律相一致的作物种植布局和种植制度,是保障粮食安全生产的基础[53].

3.2集雨治旱,高效用水主动抗旱

“雨水治旱,主动抗旱”是甘肃省发展旱地农业生产的重要理论依据,传统上就地拦蓄雨水径流蓄墒防旱技术仍是雨水治旱重要的技术支撑[17,48,54].如,利用耐旱作物对降水的适应能力逃旱、避旱,“顺天时,量地力”高效利用自然降水;增施有机肥,以肥调水、以水促肥,提高水肥利用效率;利用精耕细作纳、蓄、保、用水;改变土壤微地形,“和土”集雨蓄墒;采用耕、耙、耱、压土壤精细集约耕作保墒防旱;坡改梯纳雨保墒等,是甘肃省发展现代旱地农业应采用的重要技术措施.富集叠加高效利用雨水主动抗旱是甘肃省应对气候变化发展旱农生产的主要方向.甘肃省依据“雨水富集叠加+就地入渗+覆盖抑蒸”与“作物旱后复水补偿超补偿效应”理论,研究建立了集水高效农业技术体系,组建的以“梯田+品种+施肥+覆盖+水窖+微灌”硬技术综合配套为特征的旱农综合增产技术,解决了降水少、变率大、季节分配不均,与作物需水供需错位等问题,增加了干旱时段水分供应,降低了干旱胁迫,使作物安全度过干旱期,实现稳产丰产,使作物增产31.6%～72.0%[55];提出的旱地稀植作物全膜双垄集雨沟播技术,通过地膜覆盖增温保墒、大小两个垄面集雨提墒改善了作物根区水热微环境,使玉米增产达30%以上[56];提出的密植作物全膜覆土穴播种植技术,有效解决了7—93个月降雨高峰期与高蒸发期同步、棵间蒸发损失大、地膜小麦苗穴错位、人工掏苗工作量大、放苗难等关键问题,使地膜小麦亩产比裸地提高29.1％[57].雨水治旱技术使甘肃省以相当于50%的全国平均人均占有水资源量生产了相当于90%的全国人均占有粮食,用全省1/4的粮食播种面积生产了全省56.3%的粮食,但其配套的水肥精准调控、地力培肥等关键技术仍需深化研究.

3.3治瘠沃土,水肥互促调

水治旱干旱和瘠薄互作负效应恶性循环降低土壤肥力和土地生产力,直接导致减产是甘肃省粮食安全生产的桎梏[10],治旱必治瘠是以肥调水高效用水的关键措施[38].化肥秋深施、有机无机配施、秸秆堆腐秋施还田和豌扁豆轮作是旱薄地地力提升的关键基础技术措施[38,58-59];优化施肥、平衡施肥和缓控施肥是均衡土壤养分供应、平衡作物养分汲取、减少养分损失、提高肥料利用率的重要技术支撑.但是适用于不同作物、不同耕作方式和不同栽培目的的具体培肥措施,以及各种措施的互作效应、集成效应和配套组装方式等仍需深化研究.

3.4结构调整,粮食生产向主产区集中分析

研究表明,甘肃省必须确保333.33万hm2耕地“红线”,才能确保1000万t粮食的有效供给.综合分析近10年生产实践数据认为,粮食作物播种面积应确保稳定在200万hm2以上,经济林果、油料、小杂粮及其他作物种植面积应稳定在133.33万hm2左右.合理的作物种植结构应为全膜双垄沟播玉米、地膜小麦、地膜马铃薯、经济林果、油料、小杂粮等其他作物各66.67万hm2,粮经比例为3:2.结合作者的研究实践分析认为,粮食生产必须向主产区集中.根据甘肃省农业区划[60],在陇东黄土高原农林牧区、陇南山地农业经济林区、甘南高原牧林区、陇中黄土高原农林牧区、河西走廊灌溉农业区、祁连山、马鬃山山地畜牧水源林区6个类型区中,陇东黄土高原农林牧区及陇南山地农业经济林区的大部,陇中黄土高原农林牧区、河西走廊灌溉农业区是甘肃省粮食的主产区,并分别代表年降水量250~550mm及其以上的雨养农业区和250mm及其以下的内陆沿黄和绿洲灌区,涵盖庆阳、平凉、定西、白银、天水大部、中部沿黄灌区和河西绿洲灌区,总耕地336.22万hm2,也是未来甘肃省发展粮食生产的重点区域.雨养农业区应重点发展集水高效农业,沿黄及绿洲灌区应着重发展节水高效农业,通过富集叠加高效利用雨水和节约高效利用灌溉水,达到资源持续高效利用、粮食稳定增产的目的.

3.5研究展望

篇10

关键词：气候变化；可持续发展

引言

在全球因二氧化碳不断增加而变暖的背景下，我国的气候也将随之发生变化。我国水资源系统对全球气候变化的承受能力十分脆弱1，2。气候灾害发生的频率和强度、生态环境、农业气候条件、沿岸地区基础设施等都与全球气候变化有着深刻关系。我国水资源丰富，淡水资源总量居世界第六位，但人均占有量较低，只相当于世界人均占有量的21%。目前我国水资源正面临着以下严峻挑战；①水资源供需矛盾突出；②洪涝灾害频发； ③降水时空分布极为不均，水资源短缺；④水污染尚未得到有效控制；⑤水土流失严重。

一、气候变化对水资源的影响

1、气候变化在当今时代主要表现在气候变暖，而气候变暖将导致全球海平面上升，主要表现在各地冰川以及积雪区域因气温上升而不断融化。2007年IPCC的气候评估报告显示，在过去的50年，全球气温每十年升高0.13摄氏度，是以前一百年内每十年温度变化的两倍。

2、气候变暖将会导致海水面积扩张，陆地减少。陆地上冰的融化导致海平面的上升，海水会随着温度的升高导致海水面积扩张，陆地面积不断减少，加剧人地矛盾。

3、气候变化对全球范围降水都会产生深远影响。由于全球的不断升温使得水循环更加活跃，大气中的水容量也因此变多，发生极端暴雨的几率也在不断增加。

4、气候变化对全球水资源也同样有着深远影响。全球气候变化的不断加剧会与水资源之间产生微妙关系，随着全球气候的变暖，高纬度区域全年降水量会随之增加，中纬度的北部地区、南极、热带区域的冬季以及亚洲东部和南部的夏季降水量也会增加，而与之相对应的澳大利亚、美洲中部以及非洲的南部降水量会减少。

5、气候变化会导致全球部分地区旱灾加剧，缺水问题严重，加剧地区用水紧张。

二、气候变化对我国水资源的影响

1、20世纪的后50年，我国的年平均气温，除西南小小部分地区有所降低外，我国其余大部分地区都呈现出温度不断增高的趋势。尤其是在我国北方各河流域内更加明显。

2、20世纪以来，长江流域年降水量极端偏多、偏少的年份随时间分布较一致，但从20世纪80年代开始，长江流域内年降水量极端偏多和偏少的年份有着明显增多；与此同时，我国华北地区极端偏多和偏少的年份都在减少；而华南地区变化不大。

3、20世纪的后50年，我国平均干旱面积在不断增大，但干旱面积的变化在不同时间段有着明显区别。其中北方黄淮辽海流域的干旱年纪扩大明显；东南地区河流区域内干旱面积在不断减少，这种现象在20世纪90年代特别明显。在春冬季节，我国北方主要农业区以及缺水区域干旱面积在不断增加；从季节角度上来看，夏秋季干旱问题较严重，二春冬季节相对较轻。西北地区干旱面积变化不明显，与其当地降水变化趋势大致一致。而黄淮辽海河流域地区，土地干旱面积增长迅速。

4、20世纪后50年，我国南方各流域除6、7、8月份有所增加外，其余时间洪涝面积有所下降，这种现象在20世纪80年代以来表现尤为明显。而造成这种现象的原因在于我国南方地区夏季降水集中，夏季强降雨次数增多，从而导致更容易发生洪涝灾害。而在冬季，长江中下游及其以南地区降水量有着不断增多的趋势，从而导致长江中下游地区洪涝面积在不断扩大，这种扩大趋势在20世纪80年代末以来尤其明显。

5、在平均总云量方面，20世纪后50年以来我国各地都呈现明显减少的态势。尤其在70年代末以来。而总云量的减少主要集中在9、10、11、12这几个月。

6、在洪涝灾害方面，自20世纪80年代以来，由于我国的长江流域内降水量以及强降水频率的增加，极端降水占总降水比重的不断增加，洪涝灾害的发生次数也随之不断增加，尤其是在夏季。而90年代以来，长江上游地区的暴雨和极端降水在不断的提前发生，这加大了我国长江中下游地区发生洪涝灾害的机率，也使长江流域面临着更为严峻的防洪形势。

7、在干旱化变化趋势上，北方地区随着80年代以来温度的不断上升，干旱化趋势明显。西北地区东部、华北地区由于持续不断的增温，以及活动人类的影响，在70年代末由原先的湿润气候转向干旱，时至今日仍然处在不断干旱化过程中；东北地区当前也处在一个明显的干旱时期。华北地区的暖干趋势已经持续了将近30年。

结论：

气候变化必然会引起水循环的变化，而水循环的变化会直接影响我国各大流域水资源的供应和分布。我国地面气温自20世纪80年代以来就呈现出明显的变暖趋势，在东部地区主要表现出“北旱南涝”。而缺水的海河、黄河等地区却呈现出降水持续偏少的趋势。相反，在我国的长江中下游地区和东南沿海地区却呈现出降水不断增加的趋势。而强降水发生概率的增加，更突显出我国水资源在空间分布上的不均匀。一定程度上，这也加剧了我国北方地区水资源的供需矛盾，以及强降水的南方地区防洪抗灾的压力。

参考文献

[1]刘春蓁，气候变化对陆地水循环影响研究的问题[J].地球科学进展，2004，19（1）：115一119.

[2]陈宜瑜，丁永建，余之祥，等.中国气候与环境演变（下卷）[M].北京：科学出版社，2005.397.

[3]任国玉.气候变化与中国水资源[M].北京：气象出版社，2007.

作者简介：

曾海三（1989-），男，汉族，江西省吉安市人，四川师范大学在读研究生，研究方向：土地利用与覆被变化。