西北气候暖湿化趋势研究
文献综述
引言
气候作为某一生态系统或者一个地区一定时期内的平均大气状况，而气候变化则是指某一特定的区域地点长时间的气候变化和转换，是跟所有的平均大气状况有联系的特点，例如降水量，温度等因素的变化来测量的。随着全球气候变化问题的研究热点，2006年颁布的《气候变化国家评估报告》中指出：我国气候变化在未来速度将进一步加快，在未来50-80年之内全国平均气温升高2-3℃对社会生产即将会产生很大的影响。也随着全球气候变暖的事实，能够很好地证实这一观点。西北地区作为我国的生态脆弱区和气候敏感区，其环境十分的恶劣。近年来，施雅风院士等很多相关专家和学者做了关于西北地区气候转型的诸多研究，并且提出了西北气候从暖干到暖湿转型的观点。本文以此作为理论依据，在通过以西北地区生态环境不同因素和地表植被覆盖率为研究主要方向对西北气候暖湿化趋势进行进一步的研究和探讨。
研究目的及意义
近年来，全球气候持续变暖的情况下，陆地生态系统已经发生了很大变化，而生态系统的演变则是气候变化研究的重要内容。地表植被生态环境是反应气候变化的最佳指示器，气候变化下植被的时空响应也是重要的研究内容。西北地区作为我国生态系统脆弱区域也是全球气候敏感区之一。受季风环流和季风系统等因素影响。特殊地理位置和气候条件，决定了区内植被分布区域差异较大。近年来降水量不断增加，必然会带来区域植被时空分布格局的变化。因此，开展西北地区气候暖湿化趋势及其对生态环境植被变化影响的研究具有重要的意义。遥感影像数据记录了该区域植被覆盖历史情况，长序列气候数据记录了各区域气候变化情况，都为研究气候变化和定量分析植被状况提供了很好的数据源。利用遥感影像构造的归一化植被指数和NDVI具有很好的线性关系，是反应植被覆盖度，植被生产力性状、植被空间分布格局和气候变化作用的有效指标，是区域植被生态环境变化的重要指标，也是本文的主要研究内容和方向。
国内外研究概况
随着全球气候变暖的趋势，地处气候敏感区的西北地区也受其影响，正成为全球气候变暖的典型区域加之该区域印度洋季风逐年增强使得由暖干向暖湿转型趋势更为明显。2002年中国科学院施雅风院士关注到这一现象，经研究提出，西北气候面临着从暖干到暖湿的转型的科学判断。刘春蓁等认为，如未来10-50a西北气候升高2.1℃，降水增加14%-27%，未来西北地区径流量呈增加趋势，增幅为几个百分点至十九个百分点，但如降水量仅增加几个百分点，径流将减少[4]。1961-2018年西北地区升高温度平均每十年升0.30℃，而全国为平均每十年0.23℃，全球为平均每十年0.12℃[10]。有关研究表明，西北气候近1000年最暖的时期是在1980年到1990年期间，上世纪90年代则为近100年最暖的时期。专家通过自然周期分析和古气候相似对比推测，认为自1987年开始，西北中西部地区出现了气候转型的突变。有专家指出，西北地区目前的气候由暖干到暖湿转型很可能是世纪性的，期间可能出现年代际的逆向波动，但其将表现为新的暖湿水平上的波动，在空间上，预期西北地区干旱状况很快会结束，并向暖湿气候变化，到2050年整个西北地区可能均达到丰水期（问远 2003）。沈永平博士在《冰川》一书中说，“对未来100年全球气候变化，国内外科学家进行了预测，结果表明，到2100年时，地球地表气候将比现在高出1.4-5.8。我国气候也将继续变暖，到2020-2030年全国平均气温将上升1.7，到2050年全国平均气温将上升2.2。”专家认为，青藏高原对全国及全球气候变化、生态平衡起着重要作用、气候变化为人类生存环境带来诸多挑战（游雪晴 2017）。青藏高原气候环境发生变化趋势已定。而这种充满挑战和机遇的变化需要适应高原暖湿化趋势才是关键所在。
气候是影响植被时空分布格局的主导因素，气候变暖造成不同地区之间不同温湿差异造成具有明显地域特征的地表植被分布格局，使西北高海拔地区出现地表植被覆盖度与植被生产力等性状大范围下降现象，优良的牧草种群退化，部分草地功能丧失[5]。2020年5月初旬，美国宇航局NASA发布了我国新疆和田喀拉喀什河和玉龙喀什河流域附近的图像，发现今年春天以来，塔克拉玛沙漠地区长出了成片的绿色植被，可以清晰地看到塔克拉玛沙漠地区绿色成片成带地出现，植被突破了地里的界限，往更广处延伸。由于生态环境的复杂性，一方面气候变化对生态环境除了产生直接影响之外还有间接影响的产生，而且目前关于间接影响的研究部分还是比较少，对其间接影响的研究机制也没有特别深入或清楚的研究结论。另一方面，度量气候变化对生态环境内部各种要素的影响也还缺少比较充分的依据。基于IPCC第四次评估报告预估结果的分析显示，到2030年我国西北地区年平均气温将升高0.8-2.1℃，预计到2050年，西北地区各地气温依旧呈现增稳态势，增温幅度在1.93-2.77℃之间[6]。许多的气候指数模式也进行预估，认为未来50年左右西北地区西部地区降水量将会继续增加，气候也仍将持续变湿变暖，西北地区暖湿化趋势很大可能会延续相当长的时间。
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