第 11 讲 气候变化的影响

中国农科院 林而达

一、过去百年全球气候变化影响的主要事实 （热浪、降水、极端气候事件、台风、海平面、生态系统、海洋酸化、农业、水资源、人体健康等）二、未来全球和亚洲气候变化的影响预测 （ 1℃ － 6℃ 影响结果）三、中国气候变化影响的预测

一、过去百年全球气候变化影响的主要事实

• 过去 100 年全球平均温度升高了 0.74±0.18°C• 从 1979 年起陆地温度上升速率达 0.25°C/10 年• 从 1961 年起全球平均海平面上升 1.8 mm / 年• 过去 100 年北亚和中亚降水增多，南亚部分变干• 所有大陆和一些海洋的自然和生物系统已经并正在受

气候变化特别是区域变暖的影响；对人类社会的影响，尽管因为有适应和其它驱动因子，还很难识别，但也已经显现。

(IPCC AR4)

一、过去百年全球气候变化影响的主要事实

• 气候的某些方面还没有变化，或者还没有足够数据证明已经变化；气候变化的某些反映还很难发现与识别（南极、南欧海洋 overturning circulation 、热带气旋

• 从最近极端气候实践的影响 , 我们可以看到其加重的趋势

(IPCC AR4)

IPCC 观测到的影响

• 1970 年代以来系统观测的新资料和科学研究的新成果显示，人为增暖使许多自然和生物系统发生了显著变化，欧洲 28000 多条的观测资料证实了这一变化。在北半球高纬地区冰雪、冻土融化，不仅严重影响了极地的生态系统，而且削弱了北大西洋的热盐环流，影响海洋生态系统的生产率；山区的人居环境遭受洪灾的风险加大。

2003 年欧洲夏季高温的影响被证明为气候变化的影响

2008/09 重大气象灾害• 一月南方六省遭受严重冰冻雨雪灾害• 淮河流域发生一九五四年以来第二位流域性

大洪水；• 六至八月东北地区遭受严重夏伏旱• 八月中旬超强台风“圣帕”肆虐南方七省；• 一二月北方遭受严重冬春旱灾• 七月东北低温冷害• 八月东北干旱 , 台湾福建等超强台风灾害

观测到的影响

珊瑚白化林带上升西藏水资源

• 近年来海南和广西海域发现了珊瑚白化现象

• 20世纪 60 年代以来，祁连山地森林面积减少 16.5%、林带上升 400m ，覆盖度减少 10%。

• 四川草原产量和质量有所下降。 四川的草地

历年受灾成灾面积

自然灾害增多 , 危险加大 , 证明气候变化危害

气候持续变暖，灾害增多；防灾减灾成为重大紧迫任务 ;为避免或延迟 “人为危险气候”的出现，要尽早采取适应行动

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001

旱灾 756.9 亿元 RMB/a 1.2% of GDP

涝灾 511.6 亿元 RMB/a 0.8% of GDP

1998-2004期间农业因灾损失

农作物受灾增加趋势是确定的

年 受灾面积（万公顷）

趋势（

% ）

绝收面积（万公顷）

趋势（

% ）2005 3882 +4.6 460 +5.4

2006 4109 +5.9 541 +17.7

2007 4899 +19.2 575 6.2

气候变化影响生态系统退化和濒危物种灭绝

• 中国大鳞白鱼、异龙鲤的灭绝• 中国栗斑腹鹀种群 退化

IPCC 观测到的生态系统有 20-30%未来灭绝的风险增大

根据《中国物种红色名录》评估，我国受威胁物种的比例为：无脊椎动物 34.74%，脊椎动物35.69%，裸子植物 69.91%，被子植物 86.68%。超出了世界平均水平，气候变化使这种威胁雪上加霜（吕植， 2009 ）

中外观测到的不可逆影响的风险

IPCC北极和格陵兰冰雪融化千年可使海平面上升 6-7米冰川融化使某些中纬和热带干燥地区可用水量会减少 10-30%

中国伊河雅江等冰川萎缩 18%，冰川融化使西藏齐林湖湖面增加 21%淹没 400 平方公里草场

二、未来全球和亚洲气候变化的影响预测

IPCC 总结的 2050 年气候变化对农作物、家畜产量和林业生产影响的趋势

根据已发表文献和 IPCC专家判断，不包括适应 .

Current suitability for rain-fed crops and Ensemble mean percentage change of annual mean runoff between present and 2050

对农业的可能影响： 目前非灌溉农业的分布及未来水资源变化

How adapt the price rise?

如何适应粮价上涨？

随着气候变化粮价上涨不可避免

温度变化 农产品价格变化+1 to +2°C –10 to –30%

+2 to +3°C –10 to +20%

+3 to +5°C +10 to +40%

粮食和林产品贸易会随着气候变化而增加，因为大部分发展中国家对粮食进口的依赖加大

75E 80E 85E 90E 95E 100E 105E 110E 115E 120E 125E 130E 135E

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 用 PRECIS模拟的 IPCC排放情景特别报告中 A2与 B2情景下 2071–2079年平

均温度相对于基准年 (1961–1990)的变化分布 (Xu Yl)

1951 ～ 2004 中国的温度变化分布 A2 ( 中–高 排放情景 ) B2 ( 中–低 排放情景 )

时段 温度增量 (C)

降水变化 (%)

CO2

(ppmv*

)

温度增量 (C)

降水变化

(%)

CO2

(ppmv*

)2010~2019

1.00 3.3 440 1.16 3.7 429

2040~2049

2.11 7.0 559 2.20 7.0 492

2070~2079

3.89 12.9 721 3.20 10.2 561

Xu YlDing YH

用 PRECIS 模拟的 IPCC 排放情景特别报告中 A2 与 B2 情景下2071–2079 年平均降水量相对于基准年 (1961–1990) 的变化分布 (Xu Yl)

1956 ～ 2002 中国降水变化分布 (Ding YH)

过去和未来的降水变化

模拟预测的玉米产量的变化

平均产量的变化 (%)* 包括 CO2 肥效作用 不包括 CO2 肥效作用 2020s 2050s 2080s 2020s 2050s 2080s

A2: 雨养 9.8 18.4 20.3 -10.3 -22.9 –36.4A2: 灌溉 -0.6 -2.2 -2.8 -5.3 -11.9 –14.4B2: 雨养 1.1 8.5 10.4 -11.3 -14.5 –26.9B2: 灌溉 -0.1 -1.3 -2.2 0.2 -0.4 -3.8

Xiong W

适应可以在一定时期内避免危险的气候变化

B2 情景中期生态系统脆弱性

气候变化对自然生态系统的影响

B2 情景远期生态系统脆弱性

气候变化对自然生态系统的影响

气候变化对粮食产量影响的模拟趋势基本确定，程度有不确定性

（中英项目成果）

三、中国气候变化影响的预测

对我国不同地区的影响

• 东北 : 湿地和冻土由于气候变暖和人类活动而退化或消失• 华北 : 需水量大大增加，水资源更加紧张• 西北 : 2010～ 2030 年年缺水量可达 200亿m3 • 华东 :洪涝风险加大，未来百年一遇的洪水发生的可能性

增大 • 华中 : 未来气候变化会使双季稻产量降低• 西南 :山地灾害活动强度、规模和范围将加大，发生频率

增大，损失更为严重。 • 华南 : 预计到 2100 年的上升范围是 60cm~74cm ；红树林分布的北界会向北移，珊瑚的白化范围会有所扩大。

中国未来影响及适应目标

变暖 1-2 (2020)℃

2-3 (2050)℃ 3-3.5 (2080)℃

水 所有地区供需仍可以平衡

华北缺水 : -2% 西北缺水 : -3%; 其它地区可以平衡

华北缺水 : -1% 西北缺水 : -4%;其它地区可以平衡

生态系统

东北 :宜林地减少 -9% ~2 %; 西北和青藏高原西部 :生态脆弱性增加

冷杉木和松树北移 2.75º~6 º; 落叶松减少，南边界至 51°N

轻度和中等程度的生态脆弱区域扩大

农业 农业需水量增加；东北冷害减轻

作物产量减少 5~10%, 但区域和作物间差异很大 ;550 ppm CO2 增加 C3 作物产量 17%;适应增加所有作物的产量 高于基准年趋势情况

560~720 ppm 的 CO2肥效作用在水、肥品种、适宜的地方可以 抵消由于气候变暖 3~3.5℃引起的粮食减产

海岸带管理

海堤建设的成本效益分析 : 占 GDP的 0.081~0.1‰

假设海平面升高 30厘米，修筑海堤的额外附加费用是GDP的 0.034~0.04‰

假设海平面升高 30厘米，修筑海堤的费用是 GDP的 0.008~0.028‰

• IPCCAR4 的影响结论比以前报告的更为严重• 相应地我国将面临四大挑战： 极端气候事件趋强趋多、农业生产不稳定性

增加、水资源短缺、重大工程安全运行风险加大。

IPCC 报告对科学发展的影响

这些问题使我国科学技术的发展面临新挑战和机遇，研究的重点：

• 气候变化影响的时空特征的观测、监测与归因• 气候变化与多重压力的影响，如全球化，贫穷，

管理不善，沿海低洼地居住等• 社会可持续发展应对气候变化不利影响的能力• 适应与减缓气候变化影响的成本效益

IPCC 报告对科学发展的影响