《中国气候变化蓝皮书(2021)》发布

《中国气候变化蓝皮书（2021）》发布作者：冯刚来源：《环境》2021年第11期近期，中国气象局气候变化中心发布《中国气候变化蓝皮书（2021）》（以下简称《蓝皮书》）。

《蓝皮书》从大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈和气候变化驱动因子等方面来揭示全球气候变化最新状况，可谓一份地球是否健康的最新“诊断报告”。

《蓝皮书》指出，气候系统的综合观测和多项关键指标表明：中国气候系统变暖仍在持续，极端天气气候事件风险进一步加剧;全球主要温室气体平均浓度均创新高，山地冰川整体处于消融退缩状态;中国平均年降水量呈增加趋势，海洋变暖加速，全球平均海平面加速上升;中國植被覆盖稳定增加，青藏高原多年冻土退化明显。

极端天气气候事件风险进一步加剧国家气候中心副主任、《蓝皮书》副主编巢清尘分析说：“《蓝皮书》的核心结论是气候系统的综合观测和多项关键指标表明，气候系统变暖仍在持续，极端天气气候事件风险进一步加剧。

”据巢清尘介绍，全球变暖趋势仍在持续。

2020年，全球平均温度较工业化前水平（1850年至1900年平均值）高出1.2℃，是有完整气象观测记录以来的三个最暖年份之一。

中国是全球气候变化的敏感区和影响显著区，升温速率明显高于同期全球平均水平。

1951～2020年，中国地表年平均气温呈显著上升趋势，升温速率为0.26℃/10年。

近20年是20世纪初以来中国的最暖时期，1901年以来的10个最暖年份中，除1998年，其余9个均出现在21世纪。

国家气候中心副主任贾小龙介绍说：“今年以来，1～7月，全球平均气温为13.6℃，较常年同期偏高1.5℃，是1961年以来同期第二高。

全球平均降水量较常年同期偏多13.1%。

特别是今年夏季以来，全球平均气温20.7℃，较常年同期偏高1.4℃，是1961年以来同期最高，欧洲大部、俄罗斯远东、我国北方地区以及北美西部等地的气温明显偏高。

”高温、强降雨等极端事件增多增强，中国气候风险水平趋于上升。

1961～2020年，中国极端强降雨事件呈增多趋势，极端低温事件减少，极端高温事件自20世纪90年代中期以来明显增多;20世纪90年代后期以来登陆中国的台风平均强度波动增强。

我国发展安全应急产业的必要性研究作者：赵富森来源：《消防界》2022年第05期摘要：文章通过对我国发展安全应急产业的必要性研究，提出了发展安全应急产业是经济社会发展的必然要求;发展安全应急产业是应对自然灾害频发的现实需要;城镇化进程明显加快带来安全隐患的复杂性，迫切需要发展安全应急产业;新冠疫情的全球突发，催生公众的安全和健康需求;发展安全应急产业是打造我国经济新的增长极的需要。

最后提出安全应急产业对保障公共安全具有重要的支撑作用，发展安全应急产业要以满足社会和人民需求为根本使命。

安全应急产业的发展要紧密围绕公共安全需要，服务国家安全观，为防范和应对突发事件提供物质保障、技术支撑和专业服务，提升全社会抵御风险能力，为保障国家和人民群众生命财产安全提供重要支撑。

关键词：应急管理;应急产业;防灾减灾;必要性安全应急产业作为保护人民生命财产安全和社会快速发展的重要支柱，近年来一直受到党和国家及地方各级政府的重点关注和支持。

为满足全社会不断增长的对安全的需要，2005年4月17日，国务院印发《国家突发公共事件总体应急预案》，建立了应对自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件四大类专项应急预案。

2007年11月1日正式实施《中华人民共和国突发事件应对法》。

2007年11月13日，时任国务院秘书长的华建敏同志在全国贯彻实施突发事件应对法电视电话会议上的讲话中，正式提出“要进一步加快发展应急产业。

”世界各国对安全产业和应急产业有不同的解释。

在西方工业发达国家，安全产业主要是指与国土安全、社会安全、防灾减灾、公共安全和个人防护用品等有关安全的产品、技术、装备生产制造和服务。

在发展中国家，安全产业是指服务于生产安全、社会稳定、职业健康、减灾救灾等社会经济发展所需的技术、装备和服务。

2010年7月19日，国务院发布《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》中明确提出了“安全产业”的概念，要求“把安全检测监控、安全避险、安全保护、个人防护、灾害监控、特种设备安全设施及应急救援等安全生产专用设备的研发制造，作为安全产业加以培育。

昆明市名校2022-2023学年高三上学期9月适应性月考卷（三）(二)实用类文本阅读(本题共3小题，12分)阅读下面的文字，完成4~6题。

材料一:海洋变暖在20世纪80年代后期以来显著加速，1993~2021 年，全球平均海平面的上升速率为3.3毫米/年; 2021 年，全球平均海平面达到有卫星观测记录以来的最高位。

1980~ 2021年，中国沿海海平面上升速率为3.4毫米/年，高于同期全球平均水平。

2021 年，中国沿海海平面较1993~2011年平均值高84毫米，为1980年以来最高。

1980~ 2021年中国沿海海平面距平[注] (相对于1993~2011年平均值)[注]海平面距平是某年的平均海平面高度与某一时段海平面平均值的差值。

(摘编自《中国气候变化蓝皮书(2022) 》)材料二:2012~2021年，中国沿海海平面持续处于高位，其长期累积效应造成滩涂损失，影响沿海地下淡水资源。

海水入侵在我国沿海均有发生，其中渤海和黄海部分滨海平原地区入侵范围较大;东海和南海滨海地区入侵范围小。

2021年，中国沿海海平面与2020年相比总体呈现“北升南降”的区域分布特征，渤海和黄海沿海海平面总体上升约40mm，海水入侵较2020年总体加重;东海和南海沿海海平面总体略有下降，同时区域降水总体偏多，海水入侵相对较轻。

同时，受海平面.上升、极端海平面事件等多种因素共同影响，中国沿海典型砂质和粉砂淤泥质监测岸段海岸持续蚀退。

与2020年相比，严重侵蚀岸段占比增加，其中辽宁、河北、福建和海南沿海部分监测岸段海岸侵蚀加剧。

近百年来，受人类活动和自然因素共同影响，地球正经历着以变暖为显著特征的变化，海平面加速上升，极端事件增多，成为低海拔沿海地区面临的主要威胁。

尽管一些国家已经采取了一些应对措施，如建立海洋保护区等等，但仅靠部分国家的气候行动越来越不能应对日益增长的全球气候风险。

因此，世界各国沿海城市政府和民间组织要加强国际合作，采取强有力的减排措施以减缓全球变暖。

气候变化对全球及国内生态环境影响分析一、气候变化对全球生态环境的影响1.物候提前、植物生长季延长。

通过对全球4000多个物种的评估发现，在区域性气候变化的驱动下，大约2/3物种的春季物候提前。

在气候变暖情景下，温带区域的春季物候提前，亚洲东部和北部一些区域植物的生长季延长。

但是，不同生物类群在物候上对气候变化的响应存在差异，相同类群在不同地区、不同时间段上也有差异。

与20世纪90年代相比，当前春季物候提前的速度开始变慢，在一些地区停止甚至延后。

在热带区域，降水变化对物候的影响比气温变化更大。

2.生物多样性丧失风险增加。

极端高温的加剧已致使数百个物种的局地丧失，加快了物种丧失速度，其中一部分丧失（如物种灭绝）无法挽回。

全球变暖导致了区域性生物多样性丧失、生态系统退化。

若全球升温1.5℃，海洋生态系统及其沿岸将面临中等至非常高的生物多样性丧失风险，生物多样性热点地区特有种的灭绝风险将翻倍；若升温3℃，大多数海洋及沿海生态系统都将面临非常高的多样性丧失风险。

受气候变化影响，大量动植物种群局地灭绝，甚至导致部分物种灭绝。

3.物种分布区向极地或高海拔移动。

对全球超过4000个物种的研究表明，其中大约有一半的物种分布区向极地或更高海拔方向移动，不同生物类群的变化并不一致。

森林昆虫对气候变化更加敏感，冬季变暖降低了害虫越冬死亡率，生长季延长利于其种群增长，由此导致森林害虫向两极地区扩张，加重了害虫在北美北部和欧亚大陆北部的危害及暴发程度。

北美、欧洲和中亚地区的淡水鱼种群分布区向极地和更高海拔方向移动。

在亚洲，预计约70%被研究的物种受到气候变化的负面影响，约30%的物种面临着较高的灭绝风险。

4.生态系统改变和退化。

气候变化已经对一些陆地、淡水、沿海和海洋生态系统造成了巨大破坏和难以逆转的损失。

气候变化导致部分温带森林树木死亡，而热带稀树草原和寒带苔原受树木侵蚀，这些变化影响了生态系统的结构、功能、恢复力及生态系统服务。

基金项目：国家社会科学基金一般项目（１９ＸＪＹ００７）作者简介：刘　勇（１９７９—），男，重庆人，四川大学经济学院教授，博士，博士生导师，主要从事低碳经济学研究；张雅宁（１９９８—），男，河北唐山人，四川大学经济学院硕士研究生，主要从事资源、环境与经济发展研究。

２０２３ ６Ｎｏ ６，２０２３ 学　术　探　索ＡｃａｄｅｍｉｃＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ２０２３年６月Ｊｕｎ ，２０２３气候变化经济学的微观理论基础分析———基于马克思主义政治经济学视角刘　勇，张雅宁（四川大学　经济学院，四川　成都　６１００６５）摘要：近百年来，全球气候呈现出持续变暖的总体趋势，不仅对整个自然生态环境产生了影响，而且对经济系统的可持续发展造成冲击，这一背景催生了气候变化经济学的出现和发展，但是气候变化对经济系统影响的传导机制及其微观基础仍不清晰。

马克思主义从劳动力价值、剩余价值和级差地租三个方面有效奠定了气候变化经济学的微观理论基础。

单个劳动力的价值受到气候变化的显著影响，全球性的气候变化会导致极端天气发生的频率和强度增加，影响劳动力生产、发展、维持和延续所必需的生活资料的价值，进而最终影响劳动力的价值。

同时，气候变化导致的各种极端天气会影响必要劳动时间的长短，进而对剩余价值产生影响，而由于资本的逐利性，厂商榨取剩余劳动的行为也会做出相应调整。

级差地租受到土地等级、肥力、地理位置和投资生产率的综合影响，气候变化通过影响土地肥力和土地位置作用于土地的级差地租。

关键词：马克思主义；气候变化经济学；价值理论；级差地租中图分类号：Ｆ０１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－７２３Ｘ（２０２３）６－０１０９－０７ 自然生态环境与经济社会发展之间的动态平衡是国民经济建设中不可回避的重大挑战。

正如习近平总书记所说“绿水青山就是金山银山”，只有当自然生态环境与经济社会发展实现和谐共生，人类社会才能走出一条可持续发展的道路。

自然生态环境是我们赖以生存的基础，“自然界，就它自身不是人的身体而言，是人的无机的身体。

这些城市突发海水倒灌，竟是它俩惹的祸据媒体报道，10月21日，辽宁省大连、营口、盘锦、锦州、葫芦岛等5个城市沿海地区突发海水倒灌，导致部分街道被淹、房屋进水，给当地造成损失。

尽管这些地区之前也出现过大潮涨水现象，但今年的海水倒灌更为严重。

这次海水倒灌出现在天文大潮期间，同时受气旋活动影响，风力达到8至9级以上。

辽宁省海洋预警监测中心据此发布海浪Ⅳ级蓝色警报，预计渤海、黄海北部将出现2.5至3.5米的大浪区，因此辽宁沿海地区出现海水倒灌也是必然。

值得注意的是，发生海水倒灌的地方一般都有特殊地形，如海岸线内凹的海湾和河流入海口。

在此次发生海水倒灌的盘锦市，大辽河在流经该市后，河面逐渐放宽，在入海处形成一个大喇叭口，宽度达到陆地区域河流宽度的10多倍，当海潮从入海口向内涌入时，宽度不断收缩，从而引起大潮越过堤坝淹没低洼地段。

从更长远角度来看，全球变暖导致的海平面上升为海水倒灌提供了有利条件。

海平面上升近百年来是有监测数据支持的，全球可靠的验潮站数据可以追溯到1880年。

不过，早期的观测站点比较少，要研究全球平均海平面变化情况，还需要依赖重建算法，有一定的不确定性，而过去30多年有比较连续可靠的卫星数据。

根据2019年联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》，20世纪全球海平面上升约15厘米。

而根据2021年IPCC发布的第六次评估报告第一工作组报告，工业革命以来全球海平面上升了约20厘米。

海平面上升20厘米可不是个小数字。

根据2021年IPCC的评估数据，20世纪全球平均海平面上升速率在过去3000年中是最高的。

这就如同雨虽然下得不大，也会在低洼地区形成局地洪涝一样，同样在有利环境下，局部地区也会出现异常强的海平面上升，远超全球平均值。

这样的有利条件包括风暴潮、天文大潮以及喇叭口地形等，从而造成远超正常值的涨水，导致海水倒灌和海水漫堤，最终使沿海地区发生洪水。

中国应对气候变化的政策与行动（2021年）文章属性•【公布机关】国务院新闻办公室•【公布日期】2021.10.27•【分类】政府白皮书正文中国应对气候变化的政策与行动（2021年10月）中华人民共和国国务院新闻办公室目录前言一、中国应对气候变化新理念（一）牢固树立共同体意识（二）贯彻新发展理念（三）以人民为中心（四）大力推进碳达峰碳中和（五）减污降碳协同增效二、实施积极应对气候变化国家战略（一）不断提高应对气候变化力度（二）坚定走绿色低碳发展道路（三）加大温室气体排放控制力度（四）充分发挥市场机制作用（五）增强适应气候变化能力（六）持续提升应对气候变化支撑水平三、中国应对气候变化发生历史性变化（一）经济发展与减污降碳协同效应凸显（二）能源生产和消费革命取得显著成效（三）产业低碳化为绿色发展提供新动能（四）生态系统碳汇能力明显提高（五）绿色低碳生活成为新风尚四、共建公平合理、合作共赢的全球气候治理体系（一）全球应对气候变化面临严峻挑战（二）中国为全球气候治理注入强大动力（三）应对气候变化中国倡议结束语前言气候变化是全人类的共同挑战。

应对气候变化，事关中华民族永续发展，关乎人类前途命运。

中国高度重视应对气候变化。

作为世界上最大的发展中国家，中国克服自身经济、社会等方面困难，实施一系列应对气候变化战略、措施和行动，参与全球气候治理，应对气候变化取得了积极成效。

中共十八大以来，在习近平生态文明思想指引下，中国贯彻新发展理念，将应对气候变化摆在国家治理更加突出的位置，不断提高碳排放强度削减幅度，不断强化自主贡献目标，以最大努力提高应对气候变化力度，推动经济社会发展全面绿色转型，建设人与自然和谐共生的现代化。

2020年9月22日，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣示：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。

《中国气候变化蓝皮书》：年平均气温显著上升
佚名
【期刊名称】《环境教育》
【年(卷),期】2018(0)4
【摘要】中国气象局4月3日下午发布《中国气候变化蓝皮书》。

蓝皮书称,气候系统的综合观测和多项关键指标表明,全球变暖趋势仍在持续。

据蓝皮书,2017年,全球表面平均温度比1981—2010年平均值（14.3℃）高出0.46℃,比工业化前水平（1850—1900年平均值）高出约1.1℃,为有完整气象观测记录以来的第二暖年份,也是有完整气象观测记录以来最暖的非厄尔尼诺年份。

【总页数】1页(P10-10)
【关键词】年平均气温;气象观测记录;年平均值
【正文语种】中文
【中图分类】P451
【相关文献】
1.中国建材"蓝皮书"--建筑应用玻璃钢呈上升趋势/中国建材"蓝皮书"--建筑节能促进绝热隔音材料发展 [J],
2.自然资源部发布2018年度《中国海洋灾害公报》和《中国海平面公报》去年海洋灾害直接经济损失低于近十年平均值中国沿海海平面变化总体呈波动上升趋势[J], 海洋讯
3.中国台站冬夏季气温、降水的气候变化特征及其显著性检验 [J], 段明铿;李欣;王盘兴
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5.CMIP6全球气候模式对中国年平均日最高气温和最低气温模拟的评估 [J], 谢文强;王双双;延晓冬
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第37卷第5期2023年10月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .5O c t .,2023收稿日期:2023-03-01资助项目:陕西省重点研发计划项目 秦岭水源涵养演变机制及其调控技术与示范 (2019Z D L S F 05-02) 第一作者:王辉源(1988 ),男,博士研究生,主要从事森林水文学研究㊂E -m a i l :h y 69@s t u m a i l .n w u .e d u .c n 通信作者:宋进喜(1971 ),男,博士,教授,主要从事生态水文研究㊂E -m a i l :j i n x i s o n g@n w u .e d u .c n 未来气候及土地利用变化对水源涵养量的影响王辉源1,2,宋进喜1,2,3,吴琼1,2(1.西北大学城市与环境学院,西安710127;2.陕西省地表系统与资源环境承载力重点实验室,西安710127;3.西北大学秦岭研究院,西安710127)摘要: 四水四定 背景下,科学量化变化环境下城镇或小流域未来水源涵养量是水资源管理㊁水利规划和水生态保护等工作的重要基础㊂水源涵养量尺度转化是目前生态水文学研究的难点之一,较高精细尺度研究是尺度转化的重要切入点㊂以秦岭北麓灞河流域为研究区,应用S WA T 模型㊁C A -M a r k o v 模型㊁A r c G I S ㊁R C l i m D e x 等分析工具,评估N E X -G D D P -C M I P 6高分辨率数据集对灞河流域月流量模拟能力,选取最优气候模式,模拟未来土地利用变化,分析灞河流域未来30年水源涵养量演变趋势,旨在为秦岭生态保护㊁水资源管理㊁土地利用保护等提供基础数据㊂结果表明:(1)N E X -G D D P -C M I P 6高分辨率数据集A C C E S S -C M 2㊁A C C E S S -E S M 1-5㊁C a n E S M 5等9个气候模式对月平均流量均值模拟效果较好,对极端流量模拟效果较差,N E S M 3气候模式相比其他8个气候模式有较好的流量模拟效果㊂(2)N E S M 3气候模式低估极端降水情况,高估持续干燥天数,月尺度降水数据模拟能力高于年尺度和日尺度㊂(3)通过K a p pa 系数检验C A -M a r k o v 模型在灞河流域土地利用变化方面具有较好的适用性㊂(4)在土地利用和气候变化叠加背景下2023 2050年灞河流域水源涵养量呈下降趋势㊂研究结果对灞河流域水资源管理㊁秦岭水源涵养功能研究及秦岭生态保护具有重要意义㊂关键词:N E X -G D D P -C M I P 6;S WA T 模型;C A -M a r k o v 模型;水源涵养量中图分类号:S 714.7 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)05-0226-09D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.05.027I n f l u e n c e o f F u t u r eC l i m a t e a n dL a n dU s eC h a n ge s o n W a t e rC o n s e r v a t i o n WA N G H u i y u a n 1,2,S O N GJ i n x i 1,2,3,WU Q i o n g1,2(1.C o l l e g e o f U r b a na n dE n v i r o n m e n t a lS c i e n c e s ,N o r t h w e s tU n i v e r s i t y ,X i a n 710127;2.S h a a x iK e y L a b o r a t o r y o f E a r t hS u r f a c eS ys t e ma n dE n v i r o n m e n t a l C a r r y i n g C a p a c i t y ,X i a n 710127;3.I n s t i t u t e o f Q i n l i n g M o u n t a i n s ,N o r t h w e s tU n i v e r s i t y ,X i a n 710127)A b s t r a c t :U n d e r t h eb a c k g r o u n do f"f o u rw a t e ra n df o u r r e g u l a t i o n s ",s c i e n t i f i c a l l yq u a n t i f y i n g t h e f u t u r e w a t e r c o n s e r v a t i o n i n t o w n s o r s m a l l b a s i n s i na c h a n g i n g e n v i r o n m e n t i s a n i m po r t a n t f o u n d a t i o n f o rw a t e r r e s o u r c em a n a g e m e n t ,w a t e r c o n s e r v a n c yp l a n n i n g a n dw a t e r e c o l o g i c a l p r o t e c t i o n .T h e s c a l e t r a n s f o r m a t i o n o fw a t e rc o n s e r v a t i o ni so n eo ft h ed i f f i c u l t i e si nt h es t u d y o fe c o l o g i c a lh y d r o l o g y a t p r e s e n t ,a n dt h e r e s e a r c ho f h i g h e r f i n e s c a l e i s a n i m p o r t a n t e n t r yp o i n t o f s c a l e t r a n s f o r m a t i o n .I nt h i s p a p e r ,t a k i n g B a h e R i v e rB a s i na t t h en o r t h e r n f o o t h i l l s o fQ i n l i n g M o u n t a i n s a s t h e r e s e a r c ha r e a ,S WA T m o d e l ,C A -M a r k o v m o d e l ,A r c G I Sa n d R C l i m D e x w e r eu s e dt oe v a l u a t et h e m o n t h l y d i s c h a r g es i m u l a t i o nc a p a b i l i t y oft h e N E X -G D D P -C M I P 6h i g h -r e s o l u t i o nd a t a s e t ,a n dt h eo pt i m a lc l i m a t e m o d e lw a ss e l e c t e dt os i m u l a t et h e f u t u r e l a n d u s e c h a n g e .T h e e v o l u t i o n t r e n d o fw a t e r c o n s e r v a t i o n i n t h e B a h eR i v e r B a s i n i n t h e n e x t 30y e a r s w a s a n a l y z e d i n o r d e r t o p r o v i d e b a s i c d a t a f o r e c o l o g i c a l p r o t e c t i o n ,w a t e r r e s o u r c em a n a g e m e n t a n d l a n d u s e p r o t e c t i o n i n t h eQ i n l i n g M o u n t a i n s .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t :(1)N E X -G D D P -C M I P 6h i gh -r e s o l u t i o nd a t a s e t s ,s u c ha s A C C E S S -C M 2,A C C E S S -E S M 1-5a n dC a n E S M 5,h a db e t t e rs i m u l a t i o ne f f e c to nt h e m e a n m o n t h l y fl o w ,b u tw o r s es i m u l a t i o ne f f e c to ne x t r e m ef l o w.N E S M 3c l i m a t e m o d e lh a sb e t t e rs i m u l a t i o n e f f e c t t h a no t h e r 8c l i m a t em o d e l s .(2)N E S M 3c l i m a t em o d e l u n d e r e s t i m a t e d t h e e x t r e m e p r e c i pi t a t i o na n d o v e r e s t i m a t e d t h ed u r a t i o no f d r y d a y s ,a n d i t h a dh i g h e r a b i l i t y t o s i m u l a t em o n t h l y s c a l e p r e c i pi t a t i o nd a t a Copyright ©博看网. All Rights Reserved.t h a n a n n u a l a n d d a i l y s c a l e s.(3)K a p p a c o e f f i c i e n t t e s t s h o w e d t h a t C A-M a r k o vm o d e l h a d g o o d a p p l i c a b i l i t y i n l a n d-u s e c h a n g e i nt h eB a h eR i v e rB a s i n.(4)U n d e rt h ec o m b i n e db a c k g r o u n do f l a n du s ea n dc l i m a t e c h a n g e,w a t e r c o n s e r v a t i o n i n t h e B a h eR i v e r B a s i n s h o w e d a d e c r e a s i n g t r e n d f r o m2023t o2050.T h e r e s u l t s w e r e o f g r e a t s i g n i f i c a n c e f o rw a t e r r e s o u r c e sm a n a g e m e n t i n t h eB a h eR i v e rB a s i n,w a t e r c o n s e r v a t i o na n d e c o l o g i c a l p r o t e c t i o n i n t h eQ i n l i n g M o u n t a i n s.K e y w o r d s:N E X-G D D P-C M I P6;S WA T m o d e l;C A-M a r k o vm o d e l;w a t e r c o n s e r v a t i o n c a p a c i t y生态系统服务功能是人类赖以生存和发展的物质基础[1],极端气候频发和不合理的经济行为导致生态系统服务功能退化,威胁人类生存环境和经济社会的可持续发展㊂水源涵养功能是生态系统核心服务功能[2],水源涵养功能本质即一定的时间和空间范围内,生态系统保持水分的过程和能力[3],目的是提高生态系统内部水分良性循环,促进人与自然和谐共存㊂根据‘中国气候变化蓝皮书(2022)“[4],中国是全球变化的敏感区,高温㊁强降水等极端天气气候事件趋多㊁趋强,植被覆盖稳定增加,呈现变绿趋势㊂高温和植被变绿增加区域蒸散发量,强降水产流高可减小生态系统对降水的储蓄能力,生态系统未来水源涵养功能存在下降可能㊂土地利用与水循环过程在时空上存在高度的异质性[5],不当的植被恢复与人为活动过度干扰都会引起土地利用现状的剧烈改变,土地利用在人类活动影响下对水源涵养功能影响进一步加强㊂科学量化水源涵养功能,准确计算水源涵养量是水资源管理㊁水利规划和水生态保护等工作的重要基础㊂但是,目前鲜有关于变化环境下未来水源涵养功能评价或者水源涵养量模拟预测方面的研究㊂现有水源涵养功能方面的研究主要集中在如何科学量化生态系统水源涵养功能和准确建立反映生态系统水源涵养功能评价方法方面㊂K i t t r e d g e[6]系统分析森林的价值,尤其是森林通过对水循环的影响调节径流控制洪水;H o r n b e c k等[7]通过 配对流域 试验法在新罕布什尔州哈伯德布鲁克研究植被变化森林产水量变化;H u a等[8]研究全球53个国家生态恢复与供水服务之间权衡关系;牛赟等[9]选择祁连山为研究区,围绕生态和水文2个方面构建水源涵养功能监测与评估指标体系;尹云鹤等[10]基于改进的L P J模型研究认为,近30年与未来黄河源区水源涵养呈下降趋势;包玉斌等[11]基于I n V E S T研究认为,黄土高原植被恢复导致黄土高原水源涵养量有所减少;L i等[12]采用I n V E S T产水量模型定量分析丹江流域水源涵养时空动态,研究水源涵养对气候㊁土地利用和土壤变化的响应;W u等[13]基于S WA T模型研究不同时间尺度秦岭北麓黑河流域水源涵养量时空特征;孙阁等[14]强调当下水源涵养研究重点应统一定义森林水源涵养服务功能,甄别建立水源涵养量化标准与评价方法㊂灞河流域植被茂密是秦岭重要的水源涵养区,灞河连接秦岭山区和渭河,是西安市重要的饮用水水源地;流域土地肥沃,水热条件较好,是西安市重要的粮食基地㊂近年来,由于人为干扰剧烈,流域水资源供需矛盾突出,流域地下水超采严重,人水关系趋于紧张㊂2021年8月19日,蓝田县出现极端大暴雨天气,九间房镇铜鹅村6h降水量高达195.4mm,300年一遇㊂因此,针对流域未来气候及土地利用变化情景下水资源变化及相关调控措施的研究非常必要㊂首先,利用1959 2013年马渡王水文站点月流量观测数据评估N E X-C D D P-C M I P6高分辨率降尺度数据集9个气候模式对流域月流量模拟能力,对模拟能力最好的气候模式极端降水刻画情况进行分析研究;其次,利用C A-M a r k o v模型模拟预测2035年土地利用变化;最后,基于S WA T模型水量平衡法计算气候及土地利用变化情景下2023 2050年流域不同情景下水源涵养量演变特征㊂1研究区域与数据1.1研究区概况灞河古曰滋水,发源于灞源镇箭峪岭南麓九道沟,全长109k m㊂流域空间位置见图1,流域面积2459.31 k m2,平均坡度17.09ʎ,地理范围介于108.97ʎ 109.78ʎE, 33.89ʎ 34.43ʎN,高程354~2433m㊂基于蓝田气象观测站点数据,1959 2017年多年年均气温13.22ħ,降水量717.60mm,蒸散发1082.16mm,日照时间2055.20h,风速1.46m/s,相对湿度69.72%㊂基于农业气象大数据,流域1982 2021年40年年内平均太阳净辐射强度介于163.82~179.99W/m2,均值171.37W/m2㊂流域地形南枕秦岭,北邻渭河,中部川地向西延伸,塬面平坦广阔㊂水系右岸支流短而多,主要有红河㊁十里河㊁沙河㊁五里河㊁白牛河㊁白马河等㊂受秦岭横岭影响,流向由东向西,灞河左岸水系较少,浐河是最大支流㊂依据土纲㊁亚纲㊁土类㊁亚类土壤分类系统,灞河流域5个土纲㊁6个亚纲㊁8个土类㊁14个亚类㊂流域土壤主要为淋溶土㊁半淋溶土㊁初育土㊁半水成土㊁人为土㊂流域植被类型属暖温带落叶㊁阔叶林㊁松栎类型㊂植物主要为栎类㊁油松和华山松㊂流域西北方存在隐伏断裂,荆沟峪两侧存在722第5期王辉源等:未来气候及土地利用变化对水源涵养量的影响Copyright©博看网. All Rights Reserved.滑坡及滑坡群,存在一定地质安全隐患㊂图1灞河流域空间位置1.2数据来源研究区栅格数据空间分辨率为30mˑ30m,投影K r a s o v s k y_1940_A l b e r s,地理坐标G C S_K r a s o v s k y_ 1940㊂数据来源有:(1)数字高程模型(D E M),A S T E R 数字地形产品(h t t p://w w w.g s c l o u d.c n/);(2)土地利用类型数据,数据来源于中科院数据中心,选取1995年㊁2010年㊁2020年3期土地利用遥感监测数据,2035年土地利用数据基于C A-M a r k o v模型模拟预测获得(h t t p://w w w.r e s d c.c n);(3)土壤类型数据,地理科学生态网(h t t p://w w w.c s d n.s t o r e/);(4)径流数据,2006 2017年马渡王水文站点月均流量数据来源于陕西省水文局;(5)气象数据,2006 2017年蓝田气象数据来源于国家气象数据中心,天气发生器数据采用C F S R气象数据模拟[15];(6)N E X-G D D P-C M I P6数据集,根据耦合模型相互比较项目第6阶段(C M I P6)和4个 一级 温室气体排放情景[称为共享社会经济路径(S S P)]中的2个进行的通用环流模型(G C M)运行得出的全球降尺度气候情景组成,数据来源于美国国家航空航天局(h t t p s://w w w.n c c s.n a s a.g o v/)㊂2模型与研究方法2.1模型介绍2.1.1S WA T模型 S WA T(s o i l a n dw a t e r a s s e s s-m e n t t o o l)是美国农业部(U S D A)的农业研究中心J e f fA r n o l d博士1994年为确定土地管理㊁植被变化㊁地下水抽取和水库管理对水质㊁水量的影响开发的[16-17]㊂该模型具有较强的物理基础,可以在无观测资料地区借助天气发生器模拟气象数据,实现不同时空尺度水文过程模拟,在很多国家及地区得到广泛应用,在晋江[18]㊁祁连山[19]㊁渭河[20]等地相关学者就水源涵养开展了相关分析与研究㊂S WA T-C U P是用于校准S WA T模型的开源程序,该程序将5种算法链接到S WA T模型,其中S U F I-2算法在大型模型校正中发现非常有效[21]㊂2.1.2 C A-M a r k o v模型 C A(c e l l u l a r a u t o m a t a)模型由U l a n和N e u m a n n提出,1965年H a g e r s t r a n d 将C A模型引入地理学研究中,能将局部规则演变,对系统时空演变具有较强的模拟能力㊂M a r k o v模型由马尔可夫(A n d r e y M a r k o v)发现并命名,M a r k o v模型在地理学主要应用于地理事件的预测,具有无后效性空间概率栅格矩阵㊂C A模型结合M a r k o v模型在土地利用模拟与预测方面在石羊河[22]㊁向海湿地[23]㊁京津冀[24]等地都有成功应用㊂2.2S W A T模型设置由D E M生成河网,经反复调试,河流最小汇水面积500h m2,土地利用㊁土壤类型及坡度阈值设定为13%,20%和20%时,能够较为准确地刻画研究区水文特征,最终生成的275个子流域和1285个H R U (水文响应单元),H R U(水文响应单元)作为S WA T 模型水文模拟最小单元,同一个H R U地形坡度㊁土地利用㊁土壤类型相同㊂基于S WA T模型水源涵养量模拟分为2部分:第1部分,1959 2013年N E X-G D D P-C M I P6数据集9个气候模式月流量模拟能力评估,1959 1961年为模型预热期,1962 1990年为模型率定期, 1991 2013年为模型验证期;第2部分,2023 2050年未来水源涵养量预测㊂采用S WA T-C U P[25]对月均流量数据进行参数自动率定,选取15个与流量相关的参数参与参数率定验证,具体参数见表1㊂表1S W A T-C U P参数率定取值范围序号变量名变量定义最小值最大值1r__C N2.m g t S C S径流曲线值-0.50.5 2v__A L P HA_B F.g w基流系数01 3v__GW_D E L A Y.g w地下水迟滞系数30450 4v__GWQMN.g w基流产生阈值01000 5r__S O L_AWC().s o l土壤可供水量-0.50.5 6r__S O L_K().s o l土壤饱和导水率-0.50.5 7v__E P C O.h r u植被蒸腾吸水调节因子01 8v__GW_R E V A P.g w地下水再蒸发系数01 9v__R E V A P MN.g w发生上行补给的水位阈值0500 10v__E S C O.h r u土壤蒸发深度调节因子0.11 11r__HR U_S L P.h r u平均坡度-0.50.5 12v__C H_N2.r t e主河道漫宁系数0.00.3 13r__S L S U B B S N.h r u平均坡长-0.50.5 14v__C H_K2.r t e平均有效水力传导率050 15v__S U R L A G.b s n地表径流滞后系数0.0524 2.3研究方法2.3.1水源涵养量计算方法在定量表征水源涵养822水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.量计算方法中,除水量平衡计算方法外,其他计算方法都存在一定不足[26]㊂水量平衡法仅考虑流域生态系统流入和流出,认为生态系统降水量减去蒸散发量以及其他消耗水量的差值即为该系统水源涵养量[27-28]㊂模型水源涵养量计算方法为:W =P -E -R (1)式中:W 为水源涵养量(m m );P ㊁E 和R 为分别为降水量(m m )㊁实际蒸散发量(m m )和地表径流深(m m )㊂2.3.2 未来土地利用预测 采用C A -M a r k o v 模型模拟灞河流域2035年土地利用具体方案设置为(1)数据预处理:D E M ㊁坡度㊁3期土地利用㊁河流数据,投影为K r a s o v s k y _1940_A l b e r s ,数据原始T I F F 格式,空间分辨率30mˑ30m ,1990年㊁2005年㊁2020年土地利用空间范围相同,由T I F F 转为A s c l l 格式导入I D R I S I S e l v a 平台㊂(2)转移矩阵:选择灞河流域1990年和2005年2期土地利用数据,通过M a r k o v 模型获取1990 2005年土地利用面积转移矩阵㊂基于C A -M a r k o v 模型以2005年为模拟起始年份,面积转移矩阵为土地利用空间转移概率,预测2020年土地利用㊂2020年预测的土地利用与实测土地利用相比较,计算K a p p a 系数,如果K a p p a 系数>0.85,预测结果比较理想㊂通过K a p p a 系数检验,在此基础上,选择2005年和2020年土地利用,基于M a r k o v 模型获取2005 2020年土地利用面积转移矩阵,以2020年作为起始年,预测2035年土地利用㊂(3)转换规则:选择5ˑ5摩尔领域滤波器,迭代次数选择为10㊂2.4 模型评价方法决定系数(R 2)主要判断水文模型模拟结果变化趋势,效率系数(N S E )主要判断水文模型模拟结果拟合程度㊂以上2个参数作为S WA T 模型月流量率定评价指标㊂R 2主要判断水文模型模拟结果变化趋势,N S E 主要判断水文模型模拟结果拟合程度㊂R 2计算公式为:R 2=[ðiQ m ,i (-Q m )ˑ(Q s ,i -Q s )]2ði(Q m ,i -Q m )2ˑði(Q s ,i -Q s )2(2)N S E 计算公式为:N S E =1-ði(Q m -Q s )2iði(Q m ,i -Q m )2(3)式中:Q 为径流值变量(mm );Q m 和Q s 分别为观测值和模拟值(mm );Q m 和Q s 为径流平均观测值和模拟值(mm );i 表示第i 次的观测或者模拟㊂选取K a p pa 系数作为C A -M a r k o v 模型土地利用准确度评价指标,评价方法公式[29]为:k =p 0-p e1-p e(4)式中:p 0=(对角线元素之和)/(整个矩阵元素之和)p e =(ði 第i 行元素之和ˑ第i 列元素之和)/(ð矩阵所有元素)23 结果与分析3.1 灞河流域N E X -G D D P -C M I P 6数据集月流量及降水指数模拟能力评估3.1.1 N E X -G D D P -C M I P 6数据集月流量模拟能力评估 研发N E X -G D D P -C M I P 6数据集目的是提供一套全球㊁高分辨率㊁经偏差校正的气候变化预测,该气候变化预测可用于评估气候变化对更精细尺度的影响㊂偏差校正空间分解(B C S D )方法生成的N E X -G D D P -C M I P 6数据集空间分辨率更高,并且与历史气候记录相比模拟数值更加一致[30]㊂数据集包含35个C M I P 6G C M 模式,1950 2014年是每个模式的历史试验,2015 2100年是每个模式的气候预测㊂不同的共享社会经济路径形成未来气候辐射强迫幅度的典型浓度路径[31]㊂王倩之等[32]㊁李金洁等[33]㊁夏松等[34]㊁田晶等[35]基于N E X -G D D P 降尺度数据集对中国极端降水和温度等能力进行评估,根据评估结果,本文选择模拟结果比较好的9个气候模式对灞河流域流量进行模拟评估㊂气候模式见表2,N E X -G D D P -C M I P 6数据集9个气候模式空间分辨率均为0.25ʎˑ0.25ʎ,根据评估结果选择模拟能力较强的气候模式作为未来水源涵养模拟预测气候数据集㊂表2 N E X -G D D P -C M I P 6气候模式N E X -G D D P -CM I P 6模式名称国家N E X -G D D P -CM I P 6模式名称国家A C C E S S -CM 2澳大利亚G F D L -E S M 4美国A C C E S S -E S M 1-5澳大利亚M I R O C 6日本B C C -C S M 2-MR 中国M P I -E S M 1-2-HR德国C a n E S M 5加拿大N E S M 3中国F G O A L S -g 3中国蓝田气象站点空间地理位置为109.317ʎE ,34.167ʎN ,选择与蓝田气象站点空间地理位置最接近的栅格作为月均流量模拟模型输入数据集,栅格空间地理位置为109.375ʎE ,34.125ʎN ㊂历史时期月均流量模拟时间段为1959 2013年,其中1959 1961年为S WA T 模型预热期,1962 1990年为率定期,1991 2013年为验证期㊂R 2和N S E 作为气候模式月均流量模拟能力评估指标,不同气候模式月均流量模拟能力见表3㊂9个气候模式R 2和N S E 值为0左右,表示月均流量模型模拟结果变化趋势和拟合程度都接近观测值平均水平,总体比较可信㊂A C C E S S -922第5期 王辉源等:未来气候及土地利用变化对水源涵养量的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.C M2㊁A C C E S S-E S M1-5㊁C a n E S M5㊁F G O A L S-g3㊁G FD L-E S M4㊁M I R O C6和M P I-E S M1-2-H R气候模式月均流量模拟R2或N S E值低于0,B C C-C S M2-M R和N E S M3气候模式月均流量模拟R2和N S E值高于0,B C C-C S M2-M R和N E S M3气候模式月均流量模拟优于其他气候模式,N E S M3气候模式月均流量模拟R2或N S E值高于B C C-C S M2-M R气候模式, N E S M3气候模式相比其他气候模式具有较优的月均流量模拟能力㊂不同气候模式对径流的模拟见图2㊂各气候模式历史时期月均流量模拟都低估极端流量,观测的月均流量最大值为125.0m3/s,多年月均流量均值为14.47m3/s,各气候模式月均流量模拟最大值为43.98~72.89m3/s,均值为10.06~12.47m3/s㊂A C C E S S-C M2气候模式在验证期月均流量模拟的最低值小于观测值,其他气候模式月均流量模拟的最低值高于观测值㊂表3不同气候模式月均流量模拟能力气候模式率定期R2N S E验证期R2N S EA C C E S S-CM20.07-0.050.140.05A C C E S S-E S M1-50.08-0.030.03-0.04B C C-C S M2-MR0.1000.100.06C a n E S M50.04-0.110.040.01F G O A L S-g30.140.040.03-0.04G F D L-E S M40.06-0.030.02-0.10M I R O C60.140.050.03-0.03 M P I-E S M1-2-HR0.09-0.050.130.06N E S M30.210.160.080.03图2不同气候模式月均流量模拟3.1.2 N E X-G D D P-C M I P6数据集N E S M3气候模式极端降水能力评估因N E S M3气候模式有较高的月均流量模拟能力,选择N E S M3气候模式数据集作为水源涵养预测模型输入数据㊂降水量与水源涵养量息息相关,降水量是影响水源涵养量最主要的因素㊂N E S M3气候模式不同尺度降水模拟能力见表4㊂年尺度和日尺度降水数据与观测值比较,R2和N S E值为0,年尺度和日尺度模拟的降水数据接近观测值的平均水平,年尺度降水数据模拟能力略微低于日尺度㊂月尺度降水数据模拟能力R2和N S E分别为0.337和0.215,具有较高的模拟能力,说明N E S M3气候模式不同月份降水与观测值比较相符㊂森林水源涵养功能其中一个重要功能就是 削峰补枯 ,在极端降水情况下森林的枯枝落叶层和土壤层像 海绵体 一样能够将地表水转化为土壤水,在枯水期增加地表流量,森林水源涵养功能具有强大的降水储存和径流调节能力㊂本文采用3个指标(C D D持续干燥指数,日降水量<1m m的最长连续日数天;R50强降水日数,每年日降水量ȡ50mm的总日数;R20强降水日数,每年日降水量ȡ20mm的总日数)对灞河流域N E S M3气候模式极端降水模拟能力进行评估㊂由图3可知,N E S M3气候模式1959 2013年C D D多年平均值为87.64天,远大于观测值的44.45天,模式高估持续干燥天数,气候模式年际C D D变化幅度与实际观测值并不同步,但无论是气候模式的还是实际观测值年持续干燥天数都趋于增加㊂由图4可知, N E S M3气候模式1959 2013年R50和R20多年平均值分别为0.04,3.65天,远低于观测值的0.98,9.98天,N E S M3模式低估极端降水情况,尤其是R50指数,但气候模式的R50和R20指数年际变化趋势与观测值变化趋势一致㊂表4 N E S M3气候模式不同尺度降水模拟能力不同尺度降水R2N S E年尺度0.026-0.241月尺度0.3370.215日尺度0.005-0.074 3.2基于C A-M a r k o v未来土地利用预测模拟的2020年和2035年土地利用见图5㊂为了预测2023 2050年水源涵养量,需确定2035年土地利用㊂选择1990年㊁2005年和2020年3期灞河流域遥感监测的土地利用作为基础数据,采用M a r k o v模型计算1990 2005年土地利用面积转移矩阵,在此基础上通过C A-M a r k o v模型计算预测2020年的土地利用,实测的2020年土地利用与预测的2020年土032水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.地利用相比较,基于I D R I S I S e l v a17平台c r o s s t a b模块, K a p p a系数为0.8651,当K a p p a系数>0.85时,表明具有较好的一致性㊂1990年和2005年耕地㊁林地㊁草地和建设用地面积分别占流域面积的36.49%,21.59%, 35.05%,5.14%和35.35%,21.58%,34.98%,6.35%,15年间建设用地面积增加最大,约30.20k m2,耕地面积减少最多,约28.49k m2㊂基于1990 2005年的转移矩阵,预测2020年的土地利用,耕地面积进一步减少,建设用地面积进一步增加㊂预测的2020年土地利用和实际2020年土地利用变化趋势一致,但变化幅度有所差别,预测的建设用地面积比实际多94.12k m2,预测的耕地面积比实际少33.59k m2,建设用地一般在河流的中游和下游,地形平坦,土地肥沃,灞河流域中下游建设用地扩张一般占用的是建设用地周围耕地㊂2020年模拟的土地利用与实际土地利用不符合区域,主要分布在灞河与渭河交汇处㊁灞河干流沿线㊁白鹿原塬面居民点周边等㊂通过K a p p a系数检验后,选择2005 2020年土地利用计算面积转移矩阵,预测2035年土地利用,2035年耕地㊁林地㊁草地和建设用地面积分别占流域面积的33.06%,21.76%,32.63%和10.67%㊂耕地㊁林地和草地面积分别减少1.64%,0.21%和0.96%,建设用地面积增加2.68%㊂图3N E S M3气候模式C D D 年际变化图4N E S M3气候模式R50和R20年际变化图5灞河流域实测模拟土地利用、模拟与实测不同区域3.3气候及土地利用变化情景下灞河流域未来水源涵养量预测3.3.1 N E S M3气候模式不同情景下2023—2050年年降水量 S h a r e dS o c i o-E c o n o m i cP a t h w a y s(S S P s)共享社会经济路径提供未来社会经济发展的5个不同情景,R e p r e s e n t a t i v eC o n c e n t r a t i o nP a t h w a y(R C P)典型浓度排放路径来刻画未来情景下人类活动的影响㊂本文选择3个情景,分别为严格环保政策下的低碳排放量情境(S S P126)㊁中等环保政策下的中等碳排放量情境(S S P245)和宽松的环保政策下的高碳排132第5期王辉源等:未来气候及土地利用变化对水源涵养量的影响Copyright©博看网. All Rights Reserved.放量情境(S S P 585)㊂以2023 2050年降水量数据为例(图6),N E S M 3气候模式s s p 126㊁s s p 245和s s p585降水量年际变化并不同步,降水量相对变率相差较大㊂s s p126㊁s s p 245和s s p585降水量多年平均值分别为670.27,686.06,690.07mm ,宽松的环保政策下和高碳排放量情景下降水量较多㊂s s p 126㊁s s p 245和s s p 585降水量年际变幅分别为432.93,537.08,613.19mm ,高碳排放量情景下降水量年际变化幅度较大,极端降水可能进一步增加㊂图6 N E S M 3气候模式不同S S P s +R C P2023-2050年年降水量3.3.2 气候及土地利用变化情景下2023—2050年流域水源涵养量 灞河流域2023 2050年年际水源涵养量见图7㊂图6和图7清晰表明不同情景下年降雨量与年水源涵养量年际变化趋势一致,一般情况下水源涵养量与降水量呈正比,与蒸散发量呈反比,降水量大的年份水源涵养量值也比较大㊂s s p 126㊁s s p 245和s s p585气候变化叠加土地利用变化,2023 2050年多年平均水源涵养量分别为207.45,219.00,221.02m m ,2023 2050年水源涵养量年变化趋势分别为-3.50,-2.50,-0.03mm /a ,土地利用和气候变化叠加背景下未来水源涵养量都呈下降趋势㊂图7 灞河流域2023-2050年水源涵养量3.4 不确定分析与讨论水资源是区域经济社会发展的最大刚性约束,从加强水资源管理角度出发,对区域水资源科学㊁准确㊁定量评估是很有必要的㊂水源涵养量是水资源的重要组成部分,科学量化水源涵养功能,定量表征水源涵养量是落实最严格水资源管理的重要数据依据㊂目前,针对水源涵养功能的研究主要集中在大尺度,但尺度转化问题制约水源涵养功能研究,加强对城镇和小流域尺度水源涵养功能研究有利于验证及推动大尺度水源涵养功能研究㊂基于S W A T 模型水量平衡公式研究水源涵养功能目前较少㊂S W A T 模型虽然具有物理过程基础㊁输入数据易于获取㊁输出结果可视化㊁可以长时间序列模拟等优点㊂但是S W A T 模型以H R U (水文响应单元)为最小模拟单元,视每一个H R U 内水量平衡过程具有一致性㊂灞河流域地貌类型多样,地形起伏较大,建立H R U 弱化地形变化,地形起伏度越大,该问题越突出[36]㊂水源涵养功能是地形㊁地貌㊁植被㊁降水㊁土壤等综合作用的结果,基于S W A T 模型计算水源涵养量应加强地形对水源涵养量方面的研究㊂N E X -G D D P 高分辨率统计降尺度数据集拓展气候数据应用空间范围,较精细尺度空间气候预测与应用成为可能㊂N E X -G D D P -C M I P 6对气候变化空间分布范围刻画上优于C M I P 5直接输出结果,但对极端天气事件出现的强度预估能力存在明显不足㊂N E X -G D D P 数据集N E S M 3气候模式比其他8个气232水土保持学报 第37卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.候模式具有较高的流量模拟能力,但相比于观测值流量模拟值接近平均水平,N E S M3气候模式1959 2013年强降水模拟值远低于观测值,基于N E S M3气候模式计算的水源涵养量值比实际结果低㊂因缺少长序列山地气象观测数据,本次研究未评估N E S M3气候模式在灞河流域空间范围方面的应用㊂基于C A-M a r k o v模拟土地利用变化应用频率较高,一般情况山地土地利用模拟精度高于丘陵,丘陵高于平原,主要是因为平原区域建设用地面积大于丘陵和山地,人为干扰剧烈,政策影响对建设用地时空分布影响较大㊂C A-M a r k o v模型计算预测灞河流域2020年的土地利用,实测的2020年土地利用与预测的2020年土地利用相比较,K a p p a系数为0.8651,当K a p p a系数>0.8时,表明具有较好的一致性㊂灞河下游地势起伏较低,地形平坦,企业㊁居民点㊁城镇等分布密集,土地利用模拟值与观测值相差较大,基于历史时期建设用地扩展速度C A-M a r k o v模型计算的建设用地面积大于实际值㊂4结论2022年出台‘中华人民共和国黄河保护法“推进水资源节约集约利用,全方位贯彻 以水定城㊁以水定地㊁以水定人㊁以水定产 ,把水资源作为刚性约束,实现人水和谐共生㊂较高尺度水源涵养功能研究是落实 四水四定 政策的重要数据基础,也是研究水源涵养功能不同尺度之间转化的一个重要突破口㊂科学量化变化环境下城镇或小流域未来水源涵养量是水资源管理㊁水利规划和水生态保护等工作的重要基础㊂本文基于高分辨率统计降尺度数据集(N E X-G D D P-C M I P6),采用C A-M a r k o v模型预测未来2035年灞河流域土地利用类型,通过S WA T模型水量平衡计算方法定量评估未来变化环境下水源涵养量,主要结论为:(1)N E X-G D D P-C M I P6高分辨率数据集N E S M3气候模式相较A C C E S S-C M2㊁A C C E S S-E S M1-5㊁C a n E S M5㊁F G O A L S-g3㊁G F D L-E S M4㊁M I R O C6㊁M P I-E S M1-2-H R和B C C-C S M2-M R气候模式有较强的月流量模拟能力,各个气候模式历史时期月均流量模拟存在低估极端月均流量的情况㊂(2)N E S M3气候模式不同尺度降水模拟能力存在较大差异,年尺度和日尺度模拟的降水数据接近观测值的平均水平,年尺度降水数据模拟能力略微低于日尺度,月尺度降水数据模拟能力R2和N S E分别为0.337和0.215,具有较高的模拟能力㊂(3)1959 2013年N E S M3气候模式C D D多年平均值为87.64天,远大于观测值的44.45天,R50和R20多年平均值分别为0.04,3.65天,远低于观测值的0.98, 9.98天,模式低估极端降水情况,高估持续干燥天数㊂(4)实测的2020年土地利用与预测的2020年土地利用相比较,K a p p a系数为0.8651,表明C A-M a r k o v模型在灞河流域土地利用变化方面具有较好的适用性㊂通过K a p p a系数检验后,选择2005 2020年土地利用计算面积转移矩阵,预测2035年的土地利用㊂2035年耕地㊁林地㊁草地和建设用地面积分别占流域面积的33.06%,21.76%,32.63%和10.67%㊂与2020年土地利用相比,2035年耕地㊁林地和草地分别减少1.64%, 0.21%和0.96%,建设用地增加2.68%㊂(5)灞河流域2023 2050年s s p126㊁s s p245和s s p585情景下2023 2050年多年平均水源涵养量分别为207.45,219.00,221.02m m,s s p126㊁s s p245和s s p585情景下2023 2050年水源涵养量年变化趋势分别为-3.50,-2.50,-0.03m m/a,在土地利用和气候变化叠加背景下未来水源涵养量均呈下降趋势㊂(6)灞河流域2023 2050年s s p126㊁s s p245和s s p585情景下水源涵养量都呈下降趋势,一定程度上可能给水资源可持续发展带来更大压力,未来需严格落实水资源管理,严控水位水量指标,改善生态系统水源涵养功能,涵养地下水,加强超采区和超载区综合治理,推动流域生态环境复苏㊂中国是全球变化的敏感区,秦岭生态环境脆弱,未来高温㊁强降水等极端天气气候事件趋多㊁趋强,应加强流域河湖岸线管控,提升水生态空间,改善山水林田湖草格局匹配性,宜水则水,宜山则山㊂参考文献:[1]傅伯杰,周国逸,白永飞,等.中国主要陆地生态系统服务功能与生态安全[J].地球科学进展,2009,24(6):571-576. [2]王云飞,叶爱中,乔飞,等.水源涵养内涵及估算方法综述[J].南水北调与水利科技(中英文),2021,19(6): 1041-1071.[3]吕一河,胡健,孙飞翔,等.水源涵养与水文调节:和而不同的陆地生态系统水文服务[J].生态学报,2015,35(15):5191-5196.[4]中国气象局气候变化中心.中国气候变化蓝皮书(2022)[M].北京:科学出版社,2022.[5] Y a n g D W,Y a n g Y T,X i aJ.H y d r o l o g i c a l c y c l ea n dw a t e r r e s o u r c e s i nac h a n g i n g w o r l d:Ar e v i e w[J].G e-o g r a p h y a n dS u s t a i n a b i l i t y,2021,2(2):115-122.[6] K i t t r e d g e J.F o r e s t I n f l u e n c e s[M].N e wY o r k:M c G r a w-H i l l B o o kC o m p a n y,1948.[7] H o r n b e c k JW,M a r t i nC W,E a g a rC.S u mm a r y o fw a-332第5期王辉源等:未来气候及土地利用变化对水源涵养量的影响Copyright©博看网. All Rights Reserved.。