中国区域土地利用变化和农业活动对区域气候影响的数值模拟研究

土地利用变化对气候与环境的反馈影响研究人类的工业化和城市化进程使得土地利用发生了巨大的变化。

这些变化不仅对生态环境产生了深远的影响，也对气候系统带来了重大影响。

近年来，学者们对土地利用变化对气候和环境的反馈影响进行了广泛的研究，旨在了解土地利用变化背后的机制，以及如何减缓其对气候和环境的不利影响。

第一部分：气候变化与土地利用我们知道，气候是气象要素在长时间尺度上的统计平均。

而土地利用变化则是指人类在不同目的下对土地进行的利用和改变，比如农业、城市建设和森林砍伐等等。

土地利用变化对气候系统产生的直接影响主要包括地表反射率变化、陆地蒸散发的改变和大气环流的变化。

第一项直接影响是土地利用变化引起的地表反射率变化。

不同类型的土地具有不同的反射特性，比如森林通常更暗，而冰雪更亮。

因此，随着森林被砍伐或冰雪融化，地表的反射率会发生改变。

这种变化会影响太阳辐射的吸收和反射，从而改变地表和大气之间的能量交换，进而影响气候。

第二个直接影响是土地利用变化对陆地蒸散发的改变。

植被蒸散发是地球水循环的重要组成部分之一，而不同类型的土地对蒸散发的影响也不同。

例如，森林通常具有较高的蒸散发量，而城市地面几乎没有蒸散发。

因此，当大面积的森林被砍伐用于农业或城市化时，蒸散发量会减少，进而影响降水量和气温分布。

第三个直接影响是土地利用变化对大气环流的改变。

土地利用变化会改变地表温度和大气动力学性质，从而影响大气环流的形成和变化。

例如，城市地表的高热容和低粗糙度会导致城市热岛效应，形成局部的环流系统。

这种环流系统会影响城市降水和气温分布，进而对城市气候产生重要影响。

第二部分：环境变化与土地利用除了对气候造成直接影响外，土地利用变化还对环境产生了深远的影响。

其中最重要的影响之一是生物多样性的丧失。

森林被砍伐用于农业或城市建设，水域被填埋用于工业园区等等，这些都导致了大量动植物的栖息地丧失，使得生物多样性受到威胁。

另外，土地利用变化还加剧了土壤侵蚀和水土流失问题。

土地利用差异与变化对区域热环境贡献研究——以京津冀城市群为例孙宗耀;孙希华;徐新良;黄宁钰;吴晨;乔治【摘要】人类活动改变土地利用、土地覆被,造成下垫面属性变化,直接引发区域热环境变化.采用2004—2006年、2014—2016年京津冀城市群MODIS地表温度产品,结合2005年和2015年土地利用数据,分别从行政区划和土地利用角度定量计算地级市和土地利用类型在不同季节、昼夜条件下对城市群热环境的贡献度指数(CI),归纳不同城市和土地利用类型对城市群热环境贡献的角色特征,度量不同土地利用类型对城市群和地级市热环境贡献度强度差异及变化.结果表明:(1)不同城市在白天和夜晚作为城市群热环境源汇角色不同,根据贡献度指数的昼夜差异可分为昼夜热源型城市(CI>0)、昼汇夜源型城市(白天CI>0,夜间CI<0)和昼夜热汇型城市(CI<0);(2)2005—2015年各土地利用类型对城市群热环境的贡献度指数绝对值增大,对城市群热环境的源汇作用强度增加;(3)耕地和林地分别为京津冀城市群热环境最主要的源汇景观.在春、秋、冬季夜间,耕地对城市群热环境贡献由源转为汇.(4)城市受内部土地利用空间配置和自身发展条件影响,不同土地利用类型对城市热环境贡献度存在显著的时空差异,如林地在春、夏、秋季夜间对不同城市热环境分别表现为源汇景观.区别源汇景观的依据在于判定其是否能够降低区域热环境,因此源汇景观在空间尺度或时间尺度上可能会发生角色转变.研究结果对于基于植被分区的城市设计所进行的热环境调控具有理论意义.【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2018(027)007【总页数】10页(P1313-1322)【关键词】土地利用;城市热环境;贡献度指数;源汇景观;京津冀城市群【作者】孙宗耀;孙希华;徐新良;黄宁钰;吴晨;乔治【作者单位】山东师范大学地理与环境学院,山东济南 250014;山东师范大学地理与环境学院,山东济南 250014;中国科学院地理科学与资源研究所/资源与环境信息系统国家重点实验室,北京 100101;天津大学环境科学与工程学院,天津 300072;天津大学环境科学与工程学院,天津 300072;天津大学环境科学与工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】X16著名的诺贝尔经济学奖得主斯蒂格利茨（Joseph E. Stiglitz）指出“中国的城市化与美国的高科技发展将是深刻影响二十一世纪人类发展的两大主题”（吴良镛，2003）。

温室效应引起的中国区域气候变化的数值模拟II：中国区域气
候的可能变化
佚名
【期刊名称】《气象学报》
【年(卷),期】2003(061)001
【摘要】使用RegCM2区域气候模式单向嵌套澳大利亚CSIRO R21L9全球海-气耦合模式,进行了温室气体CO2加倍对中国气候变化影响的数值试验研究.该文为第2部分,对敏感性试验结果进行的分析.分析表明:由于温室效应,中国区域的地面气温特别是在冬季和北方将有明显升高,区域年平均的升高值为2.5℃;同时区域内日最高和最低气温将明显上升,日较差将减小.结果还表明,在CO2倍增条件下,中国区域降水将呈增加趋势,区域年平均的增加值为12%;以夏季的增加率最大,其次为冬季.中国汛期降水将呈现出"三类雨型"出现频率增多的趋势.南方的大雨日数将有所增加.此外,生成和影响中国的台风数目也将有所增加.温室气体的增加同时对环流场产生影响,如导致500 hPa高度场的升高.
【总页数】10页(P29-38)
【正文语种】中文
【中图分类】P4
【相关文献】
1.区域气候模式对温室效应引起的中国地区气候变化的数值模拟 [J],
2.温室效应引起的东亚区域气候变化 [J], 陈起英
3.IPCC A2情景下中国区域气候变化的数值模拟 [J], 汤剑平;陈星;赵鸣;苏炳凯
4.温室效应引起的中国区域气候变化的数值模拟I:模式对中国气候模拟能力的检验[J],
5.区域气候模式对温室效应引起的中国西北地区气候变化的数值模拟 [J], 高学杰;赵宗慈;丁一汇
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基于SWAT模型的荆州市不同土地利用类型对雨水入渗量和径流系数的影响作者：鲁睿哲韦鸿来源：《安徽农业科学》2024年第15期摘要以荊州市为研究对象，结合试验观测、模型模拟与理论分析，研究不同尺度、区域和降雨条件下土地利用变化对雨水入渗量和径流系数的影响。

结果表明，2010—2022年荆州市土地利用类型经历了明显转变，耕地面积缩减，建设用地扩张，林地与草地面积稳定，水域略增，其他用地略减，这些变化导致雨水入渗量呈上升趋势，而径流系数呈下降趋势。

不同土地利用类型对雨水入渗量和径流系数的影响各异，林地和建设用地对雨水入渗量产生正面影响，对径流系数则是负面；耕地对雨水入渗量有负面影响，对径流系数则正面；草地、水域及其他用地的影响较为有限。

土地利用变化对雨水入渗量和径流系数的影响随尺度、区域和降雨条件的不同表现出差异性和复杂性。

关键词土地利用类型；雨水入渗量；径流系数；SWAT模型；荆州市中图分类号 P333 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）15-0091-06doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.15.020开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Effects of Different Land Use Types on Rainwater Infiltration and Runoff Coefficient in Jingzhou City Based on SWAT ModelLU Rui-zhe， WEI Hong（School of Economics and Management， Yangtze University， Jingzhou，Hubei 434023）Abstract Taking Jingzhou City as the research object， combined with experimental observation， model simulation and theoretical analysis，the effect of land use change on rainwater infiltration and runoff coefficient under different scales， regions and rainfall conditions were studied.The results showed that the land use types in Jingzhou City had undergone significant changes from 2010 to 2022，the cultivated land area had decreased， construction land had expanded， forest and grassland had stabilized， waters had slightly increased， and other land use had slightly decreased. These changes led to an upward trend in precipitation infiltration， while the average runoff coefficient showed a downward trend.The effect of different land use types on rainfall infiltration and runoff coefficient varied. Forest land and construction land had a positive impact on infiltration， while they had a negative impact on runoff coefficient;farmland had a negative impact on infiltration and a positive impact on runoff coefficient;the effect of grasslands， waters and other land uses was relatively limited. The effect of land use change on infiltration and runoff coefficients varied and was complex with different scales， regions and rainfall conditions.Key words Land use type;Rainfall infiltration;Runoff coefficient;SWAT model;Jingzhou City土地利用类型是水文过程的关键影响因素，其变化对雨水入渗量和径流系数产生显著效应。

东北农田扩张对气候影响的数值模拟董思言;延晓冬;熊喆【期刊名称】《气候与环境研究》【年(卷),期】2014(000)003【摘要】基于1990、2005年两期不同土地利用/覆盖资料，利用区域环境集成模拟系统（RIEMS2.0）分别进行2次连续15年数值模拟，探讨东北土地利用/覆盖变化对气候的影响，分析集中于气温和降水等要素变化上，并对结果进行统计显著性检验。

结果表明：（1）东北农田扩张后，东北夏季和冬季平均气温降低，降水减少，并且农田面积扩张的范围越大，气温变化幅度也越大。

在夏季，黑河西部、呼伦贝尔南部部分地区降温超过0.5°C，并通过显著性检验（P＜0.05），大兴安岭南部、黑河西部等地区夏季降水减少20%左右，其中产生减少的大部分区域通过显著性检验（P＜0.05）。

（2）东北农田扩张通过影响潜热通量的变化和净吸收辐射通量的变化来影响气温的变化，其中东北南部土地利用/覆盖类型变化主要表现为短草类型转变为农田类型，这使得夏季蒸散发增加，潜热通量增加，气温降低。

（3）东北农田扩张也影响大气环流场的变化，并与降水的变化有密切的关系。

辽宁西部和东北北部部分地区夏季蒸散发增加，大气中水汽增加，但是由于大气环流场变化，降水在这两个地区并未增加。

%Two simulations in 1990 and 2005of land-use and land-cover in Northeast China were used to investigatethe impact of land-use and land-cover change (LUCC) on climate. Using a regional environmental system integration model (RIEMS2.0) the authors simulated two consecutive 15-year periods to explore effects of the Northeast China LUCC on climate, focusing on temperature andprecipitation changes, and testing their statistical significance. Results show that the expansion of northeast farmland had the following impacts on climate:(1) Mean temperatures in summer and winter in Northeast China were reduced, and precipitation decreased. The expansion of farmland areas also brought about increased&nbsp;changes in amplitude. Temperature changes of more than 0.5 °C is statistically significant (P<0.05) in summer in the west of Heihe and in the southern cooling areas of Hulun Buir. In summer in the south of Da Hinggan Ling and west of Heihe precipitation decreased by 20%, the greatest decrease of the regions that showed statistically significant changes (P<0.05). (2) The expansion of farmland has an influence on mean temperature through changes in the latent heat flux and the net absorption of the radiation flux. In the south of Northeast China, in which land cover type converted from mainly short grass to farmland, total summer evapotranspiration increased, the latent heat flux increased, and the temperature decreased. (3) Farmland expansion in Northeast China also results in changes in atmospheric circulation, and precipitation changes are closely related to the circulation changes. In the west of Liaoning and the northern part of Northeast China, summer water vapor in the atmosphere increased, but atmospheric circulation change at these areas did not result in an increase in precipitation in these two areas.【总页数】11页(P351-361)【作者】董思言;延晓冬;熊喆【作者单位】中国科学院大气物理研究所东亚区域气候环境重点实验室，北京100029; 中国科学院大学，北京100049; 国家气候中心，北京100081;北京师范大学，北京100875;中国科学院大气物理研究所东亚区域气候环境重点实验室，北京100029【正文语种】中文【中图分类】P461+.8【相关文献】1.东北地区典型农区土地利用变化对农业扩张和气候变化的响应研究 [J], 张雪;吴班2.全球气候变暖对中国种植制度的可能影响Ⅹ.气候变化对东北三省春玉米气候适宜性的影响 [J], 赵锦;杨晓光;刘志娟;吕硕;王静;陈阜3.全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅳ.未来气候变暖对东北三省春玉米种植北界的可能影响 [J], 刘志娟;杨晓光;王文峰;赵俊芳;张海林;陈阜4.SRES B2气候情景下东北玉米产量变化数值模拟 [J], 袁东敏;尹志聪;郭建平5.近期气候波动与LUCC过程对东北农田生产潜力的影响 [J], 徐新良;刘纪远;曹明奎;张树文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

气候变化研究进展第17卷 第3期 2021年5月CLIMATE CHANGE RESEARCH V ol. 17 No. 3May 2021自然变化和人类活动已大大改变了土地覆盖格局，而土地利用/覆盖变化（Land Use and Land Cover Change, LULCC ）反馈引起的气候要素的变化也不容忽视[1-3]。

研究表明：LULCC 对全球平均气候影响较小，但对区域/局地气候影响显著[4-5]。

森林砍伐已经并将导致高纬度地区变冷和热带地区变暖，并给中纬度地区的气候变化带来更大的不确定性[6-8]。

LULCC 对气候的影响主要体现在两方面[9]：一是对生物地球物理过程的影响，即通过改变地表特征（如反照率、叶面积指数和粗糙度等）影响陆地-大气之间的水热循环，进而改变气候；二是对生物地球化学过程的影响，表现为植被通过影响温室气体（如CO 2、CH 4和N 2O 等）的浓度和分布间接影响气候。

植被尤其是森林通过光合作用吸收温室气体并释放氧气，与碳氮循环息息相关。

IPCC 《气候变化与土地特别报告》指出，2007—2016年间，农、林、牧业等土地利用方式产生的温室气体约占全球排放量的23%[10]。

与此同时，LULCC 也在一定程度上改变了陆地生态系统的储碳能力和温室气体排放量。

随着全球人口的增加和人类生活质量的提高，未来对于粮食、水和能源的需求日益增长，合理规划土地利用对DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2020.170王爱慧,缪月,史学丽. CMIP6土地利用模式比较计划（LUMIP ）概况与评述[J]. 气候变化研究进展, 2021, 17 (3): 367-373Wang A H, Miao Y , Shi X L. Short commentary on the Land-Use Model Intercomparison Project (LUMIP) [J]. Climate Change Research, 2021, 17 (3): 367-373CMIP6土地利用模式比较计划（LUMIP）概况与评述王爱慧1，缪 月1,2，史学丽31 中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心（NZC），北京 100029；2 中国科学院大学，北京 100049；3 中国气象局国家气候中心，北京 100081Short commentary on the Land-Use ModelIntercomparison Project (LUMIP)资助项目：国家杰出青年基金（41925021）；国家自然科学基金（41875106）；气象行业专项（201506023）作者简介：王爱慧，女，研究员，******************减缓和应对气候变化至关重要。

地表植被改变对气候变化影响的模拟研究*陈星，雷鸣（南京大学大气科学系，江苏 南京 210093）E-mail: xchen@摘 要: 由于人类活动的影响，在过去的几百年里面全球植被发生了很大的变化，大气中的二氧化碳浓度迅速升高。

地表植被的变化通过地面的能量和水汽交换而改变气候。

本文使用AGCM+SSIB模式对由于植被变化而可能导致的气候变化进行了敏感性模拟试验。

研究区域为欧亚大陆。

模拟主要对1700，1800，1900，1950年所代表的气候特征时期植被改变所造成的气候变化响应进行平衡态试验。

欧亚大陆在这些时段内植被变化是非常明显的，有大片的土地覆盖从森林变为草地或者耕地，或者从自然草地变为耕地。

研究结果表明地表植被的改变对于气候的作用是非常复杂的，但中纬度地区在统计上有着比较明显的作用。

从1700年到1950年由于植被的退化，东亚地区夏季变得更热而冬季变得更冷，欧洲冬夏都变冷了；中国南部的降水在夏季不断减少，亚洲夏季风被削弱。

关键词：植被变化，气候模拟，气候变化，欧亚大陆1. 引言陆面过程是影响气候变化的基本物理生化过程之一。

近20年来，陆面的物理过程机理及模式发展研究有了快速发展。

人们已经认识到：分布不均匀的复杂下垫面所构成的陆地表面是整个全球气候系统的一个重要分量；陆面和大气之间进行的各种时空尺度上的相互作用和各种动量、能量、物质及辐射的交换对于大气环流及气候状况有极大的影响，有时在某些局部，某个时段内起着关键性的决定作用。

这种交换的通量强度既与下垫面本身物理化学性质及其动态变化的状况有关，也与变化的大气状况以急太阳辐射的强度有关。

另一方面，人类活动对土地利用方式的改变已经改变了人类生态环境。

因此，深入研究陆地上各种下垫面与大气之间相互作用的物理，生化过程，不断改进和发展一个更接近真实的陆面过程模型，更精确地模拟上述各种交换，模拟大气边界层特征、地表温度和湿度等与气候的密切相关性已成为气候研究的重要内容之一。

中国东部土地利用变化及京津冀城市群发展的气候效应模拟研究的开题报告一、研究背景和意义宏观经济发展和城市化进程导致土地利用变化，而这种变化对气候变化和环境影响极大。

尤其是大型城市群的发展，使得周边土地利用变化更加明显。

京津冀城市群是中国东部最大的城市群之一，其发展过程中的土地利用变化对当地气候和环境影响不容忽视。

因此，本研究旨在探究中国东部土地利用变化与京津冀城市群发展的气候效应。

二、研究目标和内容研究目标：探究中国东部土地利用变化及京津冀城市群发展的气候效应，为城市群的可持续发展提供科学依据。

研究内容：1.对中国东部土地利用变化和京津冀城市群发展进行分析和统计，分析其对气候和环境的影响。

2.利用区域气候模式模拟研究京津冀城市群土地利用变化对辐射、温度、降水和风场等气候变量的影响。

3.利用生态系统模型模拟研究京津冀城市群不同土地利用类型的碳循环和水循环过程，探究城市化进程对生态系统服务价值的影响。

三、研究方法和技术路线1.数据收集和处理：收集中国东部土地利用变化和京津冀城市群发展相关数据，包括卫星遥感数据、气象观测数据、地形、土壤等，进行处理和分析。

2.气候模拟：利用区域气候模式WRF（Weather Research and Forecasting Model）对京津冀城市群周边的气候进行模拟，包括土地利用变化前后的辐射、温度、降水和风场等气候变量，并评估区域气候模式的模拟能力。

3.生态系统模拟：利用生态系统模型InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）对京津冀城市群不同土地利用类型的碳循环和水循环过程进行模拟，分析城市化对生态系统服务价值的影响。

4.数据分析和可视化：利用地理信息系统（GIS）和统计软件对所得到的模拟结果进行分析和可视化。

四、研究预期结果和意义1.研究结果可为京津冀城市群的规划和管理提供科学依据，有助于城市群的可持续发展。

CNC-IGBP-GAIM工作组研究进展报告符淙斌CNC-IGBP-GAIM工作组在原来基础上进行了调整，进一步明确了工作组的研究方向，充实了工作组的力量，并结合相关的研究项目开展了学术交流和集成分析工作，取得了一定的进展。

一、GAIM工作组的主要研究方向工作组主要针对我国和东亚的区域生存环境问题，集中开展全球变化区域响应的集成分析和模拟，同时探索人类有序适应全球变化的科学途径。

二、新的工作组的组成组建了第四届国际地圈生物圈计划中国全国委员会GAIM工作组（CNC－IGBP－GAIM）并推选了新的领导小组成员。

三、开展的主要活动近年来，结合相关的研究项目，开展了一系列集成研究工作：（1）不同时间尺度环境变化特征的综合集成分析；（2）人类活动对区域环境变化影响信号的检测；（3）有序人类活动的虚拟试验研究；（4）亚洲区域模式比较计划，由五个国家10个研究组参加，已完成了第一阶段的比较。

2000年11月在南京召开了亚洲季风环境系统与全球变化国际会议和青年科学家论坛，来自十多个国家的170位科学家参加会议，包括40多名来自海外的中国学者，会议论文将出版《Global and Planetary Change》的专刊。

2001年3月在北京召开了亚洲区域模式比较计划工作会议，来自美国、日本、澳大利亚、韩国、印度和中国的40多名科学家参加会议，交流了第一阶段的比较结果，2001年12月将在日本神户召开第二次工作会议。

2001年5月在西安召开了环境变化中的人类活动和自然过程的国际会议，130多国内外学者参加会议，其中国外学者60余人。

四、下一步工作按排综合院西部项目和973的北方干旱化研究项目，开展如下集成分析活动：（1）干旱/干旱化定义和各种不同指数的比较分析和综合评估；（2）未来环境变化的集合预报方法探索；（3）继续开展亚洲区域模式比较计划；（4）计划2003年3月在泰国召开的第20届太平洋科学大会上举办《亚洲对全球变化的响应》的主题研讨会。