四川省氣候變化及其影響研究

向 柳，張玉虎

(1.四川省節(jié)能低碳和應(yīng)對氣候變化中心(四川省經(jīng)濟(jì)信息中心)，四川 成都 610021；2.首都師范大學(xué) 資源環(huán)境與旅游學(xué)院，北京 100048)

1 引言

氣候是人類和生態(tài)系統(tǒng)賴以生存和維持的基本自然條件。隨著“氣候容量”(Climatic Capacity)概念的提出[1]，氣候與人類社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)之間抽象的多維度依存關(guān)系得到越來越多關(guān)注[2]。近百年，全球氣候正經(jīng)歷以變暖為主要特征的顯著變化，氣候風(fēng)險(xiǎn)加大[3,4]。聯(lián)合國政府間專門委員會(huì)(IPCC)第五次報(bào)告指出，自20世紀(jì)中葉以來觀測到的氣候變化可能在過去幾十年到千年時(shí)間尺度上都是前所未有的，近30年是自1850年以來連續(xù)最暖的3個(gè)10年[5]；2016年，全球平均氣溫達(dá)到有氣象觀測記錄以來的最高水平，北極地區(qū)升溫速度甚至達(dá)到全球平均水平的二倍，氣候變化指標(biāo)上升至新的水平[6]。中國氣候變化明顯，1909～2011年平均增溫0.9～1.5 ℃，增幅高于全球平均水平[7]；近50～60年，氣溫升高0.21～0.25 ℃/10年；近15年氣溫上升趨緩，但仍處于近百年來氣溫的最高階段[7]。大量觀測和研究表明，氣候變化已對自然和人類系統(tǒng)產(chǎn)生廣泛影響[4]，氣候變化已成為全球可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)。

區(qū)域是公眾感知?dú)夂蜃兓钪苯拥目臻g尺度，區(qū)域氣候變化與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)密切相關(guān)。但相校于全球、洲際、國家尺度，區(qū)域尺度氣候變化研究分散、破碎、不均衡，氣候變化及其影響的系統(tǒng)性梳理文獻(xiàn)較少，不利于區(qū)域應(yīng)對氣候變化行動(dòng)的開展。四川是長江上游重要生態(tài)屏障和水源涵養(yǎng)地，地勢起伏大，生態(tài)環(huán)境脆弱，加之人口眾多、國土開發(fā)強(qiáng)度較大，易受氣候變化不利影響，亟需開展系統(tǒng)、全面的氣候變化研究，以為應(yīng)對氣候變化和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

2 四川省氣候變化形勢

1961～2012年，四川氣溫總體呈波動(dòng)升高(0.17 ℃/10年)，升溫幅度低于全國但高于西南地區(qū)平均水平，降水量以9.03 mm/10年的速率減少，氣候趨于暖干化。但區(qū)域差異明顯，川西高原氣溫升高，降水量增加但增勢較弱，趨于暖濕；四川盆地氣溫升高，降水減少，暖干化趨勢明顯[8]。中國氣候變化區(qū)劃(1961～2010年)將四川盆地劃為干暖氣候帶，將川西高原、川西南山地歸為濕暖趨勢帶[9]。川西南、川西高原等高海拔地區(qū)升溫較快，四川盆地升溫緩慢，川東北甚至存在降溫中心[10,11]；四川溫升躍變滯后于全國，1995年起顯著升溫；最低氣溫升幅高于平均氣溫和最高氣溫[12]，秋、冬季升溫高于春、夏季，夜間升溫大于白天[13]。近50～60年，四川盆地由西向東由變干趨勢逐漸轉(zhuǎn)為變濕趨勢，盆地西部1960年后呈現(xiàn)變干趨勢，降水減少最為強(qiáng)烈(-30 mm/10年以上)，盆地東部及北部邊緣山地則較顯著變濕[10,14,15]；除冬季外其余各季降水均呈減少趨勢，秋季減少最明顯；7～10月降水減少是四川盆地年降水量減少的主要原因[12,13]。

3 四川氣候變化的影響

氣候變化對人類和自然系統(tǒng)的影響有利有弊，影響的利弊在不同時(shí)期、地區(qū)、領(lǐng)域和部門有不同的表現(xiàn)，且與人類的認(rèn)知水平和適應(yīng)能力有關(guān)。氣候變化已對四川區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、居民生活和生態(tài)系統(tǒng)健康產(chǎn)生廣泛影響(圖1)。

圖1 四川省氣候變化影響關(guān)系網(wǎng)

3.1 改變降水時(shí)空格局，導(dǎo)致旱澇及山地災(zāi)害頻率、強(qiáng)度分異

氣候變化與高溫、干旱、暴雨等極端天氣氣候事件，以及不利氣象條件誘發(fā)的山洪、泥石流、崩塌、滑坡、森林火災(zāi)、病蟲害等自然災(zāi)害密切相關(guān)。近50年，由于溫度升高、降水減少，四川土壤濕度和植被蓋度降低，干旱范圍擴(kuò)大，干旱強(qiáng)度增大，干旱頻次增加[16]，以1960年～1970年干旱最為頻繁[15]。川西高原、川西南山地冬季干旱增強(qiáng)、春旱減弱，川西南極端干旱增加[17]；四川北部冬季干旱減弱，盆地中北部夏季干旱強(qiáng)度增強(qiáng)，四川盆地和川北秋季干旱、川東盆地春季干旱增強(qiáng)[18,19]；環(huán)盆地山區(qū)夏季風(fēng)期極端干旱頻率增加[10]。1961～2009年，四川區(qū)域性暴雨次數(shù)、暴雨日數(shù)和極端降水日數(shù)略微減少，但極端降水頻數(shù)有所增加，極端降水強(qiáng)度、極端降水量占年降水量的比例呈極不顯著微弱增加[20]；極端降水事件從西向東呈“增—減—增”分布特征，川西南山地極端降水顯著增多增強(qiáng)，盆地東北部、川西高原南部不顯著增多增強(qiáng)，盆地西北部、南部和川西高原北部減少減弱趨勢，盆地中部則頻數(shù)增多、強(qiáng)度減弱[21,22]。作為山地災(zāi)害易發(fā)區(qū)域，川西南等地極端降水顯著增多增強(qiáng)，為崩塌、滑坡、泥石流頻發(fā)多發(fā)提供有利氣象條件，增大了山地災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 增大水文水資源波動(dòng)，加大水資源供給和水環(huán)境治理難度

四川水資源豐富，素有“千河之省”之稱，擁有大小河流1419條，湖泊、冰川眾多，水利設(shè)施集中。氣候變化改變了降水時(shí)空分布格局，影響了水資源的穩(wěn)定供給，季節(jié)性、區(qū)域性干旱對山區(qū)特別是溶巖地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉和人畜飲水構(gòu)成威脅；山區(qū)降水特別是極端降水增多利于水土流失；氣溫升高加劇川西高原冰川退縮和凍土融化[23]。地表水體水量變化直接影響水環(huán)境中污染物的遷移轉(zhuǎn)化，降水減少不利于城市地表水更新和黑臭水體治理[24]，威脅沿岷江、嘉陵江、沱江沿岸城市水資源安全供給和水環(huán)境改善。

3.3 提高生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力，促進(jìn)植被帶遷移，影響生物多樣性

四川森林、濕地、草原生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化十分敏感。當(dāng)溫度升高4 ℃、降水量增加10%時(shí)，四川植被凈第一性生產(chǎn)力增加18.29%[25]。1981～2000年，四川總植被凈初級生產(chǎn)力略有上升[26]。1982～2006年橫斷山附近NDVI顯著增加[27]；1999～2012年四川植被NDVI波動(dòng)增加，春季增加尤為明顯，地表植被覆蓋改善，但橫斷山地北部、四川盆地東部植被退化嚴(yán)重[28]。溫度升高造成高山地區(qū)水分利用效率顯著降低[29]，凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力顯著下降[30]。氣溫升高還促進(jìn)川西高原植物生長期提前，植物生長旺盛，但抗旱能力減弱[31]；此外，1999～2012年四川盆地植被生長季也提前[32]。溫度升高、雪線上升促進(jìn)植物與之休戚相關(guān)的生命形式向高緯度地區(qū)、高海拔山地遷移，如竹子生長范圍向更高海拔擴(kuò)展，珍惜物種大熊貓棲息地在垂直方向上向更高海拔拓展，為大熊貓拓寬活動(dòng)范圍提供有利條件[33]。氣候變暖加劇外來物種侵入風(fēng)險(xiǎn)，紫莖澤蘭向更北更高地區(qū)泛濫[34]。風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)、降水量對火災(zāi)重災(zāi)區(qū)林火具有顯著影響，1979～2008年四川森林火災(zāi)呈下降趨勢[35]。氣候變化還對氣候敏感性極高的草原治理、水土保持等生態(tài)工程帶來影響[36]，氣候轉(zhuǎn)暖偏干、蒸發(fā)增強(qiáng)是造成川西北黃河流域土地沙化的主要外動(dòng)力影響因素[37]。

3.4 干擾城市運(yùn)行效率，不利于關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和安全運(yùn)營

城市人口、財(cái)富聚集，即使微小的氣候變化也會(huì)影響到大量的人群，并且對更大范圍的城市系統(tǒng)造成嚴(yán)重后果[38]。高溫?zé)崂?、極端降水、洪水滑坡等影響城市安全運(yùn)行[39]，給城市能源和水資源供應(yīng)、排水及交通和電信等基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，以及衛(wèi)生保健和急救、生態(tài)環(huán)境帶來廣泛影響[40]，導(dǎo)致潛在不適宜開發(fā)建設(shè)用地增加[41]，對老人、兒童、低收入者及居住質(zhì)量差及暴露地區(qū)人群的產(chǎn)生影響[40]。四川盆地夏季氣溫高，空氣濕度大，體感溫度高，高溫?zé)崂祟l繁，氣候變暖背景下，城市遭受高溫?zé)崂艘u擊風(fēng)險(xiǎn)加大[42]，城市“熱島效應(yīng)”加劇。作為西部地區(qū)霧霾較嚴(yán)重地區(qū)，四川年降水日數(shù)減少、年平均風(fēng)速減小和穩(wěn)定類天氣數(shù)增加為霧霾加劇提供有利氣候本底條件[43]，而2001～2009年四川盆地風(fēng)速增大有益于城市大氣污染物擴(kuò)散[44]。此外，氣候變化及其導(dǎo)致或誘發(fā)的災(zāi)害會(huì)影響公路、鐵路、航道、大型水庫和跨流域調(diào)水設(shè)施、能源管線等工程設(shè)施及其重要輔助設(shè)施設(shè)備和所依托環(huán)境，影響工程的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和耐久性，并對工程的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生一定影響[45]。川西降水增多，易誘發(fā)崩塌、滑坡等災(zāi)害，增大川藏公路、高原電網(wǎng)等高原生命線設(shè)施中斷的可能性；氣候波動(dòng)帶來的高溫干旱、徑流減少、大洪峰惡化梯級高壩群服役環(huán)境[46]，增大基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)[47]。極端天氣出現(xiàn)頻率和強(qiáng)度增加還直接威脅建筑工程的施工進(jìn)度和安全水平，并對建筑物的安全性、適用性和耐久性提出了新的挑戰(zhàn)[36]。

3.5 改變農(nóng)業(yè)氣候資源，增加生產(chǎn)的不穩(wěn)定性，威脅糧食安全

四川是西部主要糧食主產(chǎn)區(qū)，任何程度的氣候變化都會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來潛在或顯著的影響。氣候變暖會(huì)導(dǎo)致積溫增加，作物的生長期延長，低溫冷害減輕，晚熟農(nóng)作物品種面積增加。但氣候變化也會(huì)對農(nóng)作物生長發(fā)育帶來負(fù)面影響，導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降，影響農(nóng)作物的品質(zhì)，如溫度升高會(huì)縮短作物生育期，減少干物質(zhì)積累時(shí)間以致減產(chǎn)，夜間溫度增加會(huì)增強(qiáng)呼吸作用，不利于同化物累積；極端天氣氣候事件會(huì)影響糧食生產(chǎn)穩(wěn)定，導(dǎo)致病蟲害頻發(fā)，甚至影響農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易和糧食安全[23,48,49]。四川盆地日照時(shí)數(shù)和降水量減少導(dǎo)致氣候生產(chǎn)潛力降低，而升溫則具有增加作用；盆地南部氣候生產(chǎn)潛力減少幅度最大，盆地西北部減幅較小[50]。農(nóng)業(yè)氣候變化影響水稻、玉米、冬小麥、油菜等主要作物的產(chǎn)量[51]。暖濕氣候促進(jìn)糧食增產(chǎn)，而冷干氣候則會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)；降水量減幅超過10%會(huì)減少氣候生產(chǎn)力，增加農(nóng)業(yè)發(fā)展不穩(wěn)定性[52]。近50年，四川溫度升高促進(jìn)水稻光溫生產(chǎn)潛力增加，但日照時(shí)數(shù)減少導(dǎo)致水稻光合生產(chǎn)潛力從1980年起持續(xù)偏低，降水量減少使水稻氣候生產(chǎn)潛力從1990年開始明顯下降；雖然四川存在水稻增產(chǎn)潛力，但增產(chǎn)潛力呈下降趨勢[53]。玉米全生育期有效降水量減少，播種到拔節(jié)水分虧缺嚴(yán)重，盆地北部玉米水分虧缺程度嚴(yán)重，而盆地西部較輕[54]。冬小麥生長季輻射降低、溫度升高、降水減少導(dǎo)致冬小麥潛在、雨養(yǎng)產(chǎn)量顯著下降，氣溫日較差降低也會(huì)影響冬小麥產(chǎn)量[55]。氣候變化還造成四川盆地、川西南玉米、小麥、油菜全生育期和關(guān)鍵生育期水分虧缺，但關(guān)鍵期虧缺量在減小；日照和風(fēng)速的減小引起作物需水量減少，使水分虧缺程度有所降低[56]。

3.6 損害人體健康，促進(jìn)傳染病傳播，增大敏感人群暴露風(fēng)險(xiǎn)

氣候變化引起的高溫?zé)崂恕⒈┯旰闈车葮O端天氣氣候事件，導(dǎo)致中暑、呼吸道疾病、溺水等意外傷害增加，直接危害居民的健康和生命安全；由氣候變化引起的生態(tài)環(huán)境變化可能產(chǎn)生更為廣泛的適合媒介生物及病原體孳生的環(huán)境，造成本地和外來傳染病發(fā)病率增加，傳染病分布范圍擴(kuò)大，人群對疾病易感性增強(qiáng)，引起疾病分布范圍擴(kuò)大和流行強(qiáng)度增強(qiáng)，加重疾病控制和醫(yī)療資源負(fù)擔(dān)[36,57]。

3.7 破壞自然旅游資源環(huán)境，改變旅游業(yè)格局及其發(fā)展可持續(xù)

旅游系統(tǒng)特別是旅游資源對氣候變化較敏感[58]。氣候變化引發(fā)環(huán)境景觀與生物多樣性的調(diào)整，毀壞當(dāng)?shù)刈匀惶厣腿宋穆糜钨Y源，從而影響旅游業(yè)的發(fā)展。氣溫升高、降水減少威脅四川以水、以氣為景的旅游地發(fā)展。溫度升高、降水量下降將制約九寨溝旅游的發(fā)展；暖冬導(dǎo)致海螺溝冰川面積減少、積雪量減少、雪線上升，造成既有景觀的退化和消失；氣溫升高和降水量減少對峨眉山的云、霧、光、風(fēng)、雨景造成直接和間接影響，對蜀南竹海的蔥翠也有影響[59]。同時(shí)，極端天氣及其誘發(fā)次生災(zāi)害致使旅游交通停滯甚至癱瘓，氣溫和濕度短期驟變也會(huì)影響旅游人數(shù)和逗留時(shí)間，影響旅游業(yè)收益，甚至引起旅游發(fā)展格局的變化[36]。

4 四川適應(yīng)氣候變化建議

減緩和適應(yīng)是應(yīng)對氣候變化的基本途徑，相對于減緩的長期性和艱巨性，適應(yīng)更為現(xiàn)實(shí)和緊迫[23]。適應(yīng)氣候變化是人類社會(huì)面臨氣候變化不利影響和關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)的主動(dòng)行為[39]，是一種減輕氣候變化負(fù)面影響的政策選項(xiàng)[60]。為了減輕氣候變化的不利影響，四川亟需主動(dòng)適應(yīng)氣候變化，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力[39]。

(1)加強(qiáng)氣候變化科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)和推廣示范。加大對區(qū)域氣候變化、影響、脆弱性研究，重視氣候變化對大熊貓等旗艦物種棲息地、重要產(chǎn)業(yè)部門、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的影響評估，重點(diǎn)研發(fā)農(nóng)林牧業(yè)、自然生態(tài)系統(tǒng)、水資源、城市和大型水庫、高原公路和電網(wǎng)等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施適應(yīng)氣候變化的關(guān)鍵支撐技術(shù)體系，加強(qiáng)成本效益評估，推廣示范適應(yīng)技術(shù)，為適應(yīng)氣候變化決策和行動(dòng)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

(2)將氣候變化因素納入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局。將適應(yīng)氣候變化目標(biāo)將納入地方發(fā)展規(guī)劃和土地利用管理、城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃及資源開發(fā)規(guī)劃各環(huán)節(jié)，完善配套行動(dòng)方案和政策措施。將氣候變化因素納入空間開發(fā)適宜性評價(jià)，優(yōu)化區(qū)域空間開發(fā)布局，明確重要生態(tài)功能保護(hù)區(qū)域，嚴(yán)格控制生態(tài)環(huán)境脆弱、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜區(qū)域進(jìn)行的開發(fā)建設(shè)活動(dòng)；加快大熊貓國家公園試點(diǎn)建設(shè)，保護(hù)和修復(fù)大熊貓棲息地生態(tài)系統(tǒng)。有機(jī)結(jié)合氣候變化適應(yīng)與可持續(xù)發(fā)展，協(xié)同推進(jìn)氣候變化適應(yīng)與扶貧開發(fā)、防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境治理、生態(tài)保護(hù)。充分利用市場機(jī)制適應(yīng)氣候變化，多方籌集適應(yīng)氣候資金。

(3)制定重點(diǎn)區(qū)域、領(lǐng)域適應(yīng)氣候變化方案。加強(qiáng)水資源、生物多樣性、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域適應(yīng)氣候變化影響與減少脆弱性的能力建設(shè)，增強(qiáng)低收入人群和脆弱群體的適應(yīng)能力，對脆弱、珍稀的動(dòng)植物，設(shè)立專門適應(yīng)計(jì)劃[61]，將提高大小涼山等貧困地區(qū)適應(yīng)氣候變化能力列為優(yōu)先議程。建立健全對極端天氣氣候事件及其誘發(fā)災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)測、預(yù)警和預(yù)防體系，增強(qiáng)自然災(zāi)害綜合防御能力，采取廣泛措施降低氣候變化風(fēng)險(xiǎn)。

(4)提高公眾意識(shí)，推進(jìn)多方參與。鼓勵(lì)政府機(jī)構(gòu)、私營部門、民間團(tuán)體、公眾共同參與適應(yīng)氣候變化，加強(qiáng)對個(gè)體尤其是農(nóng)牧民和老人、兒童適應(yīng)氣候變化的指導(dǎo)。