image: 温升1.5℃情景2100年中国土地系统模拟图及部分区域两种情景对比 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
全球变暖已成为人类面临的紧迫共同挑战,其会带来深远影响:生物多样性急剧下降、生态系统受到干扰、粮食安全受到威胁,以及社会经济系统和生态安全潜在的不稳定性。为了应对这一迫在眉睫的危机,参加2021年《联合国气候变化框架公约缔约方会议》(COP26)的各缔约国作出了重要的气候承诺。他们的共同目标是到2100年将全球平均气温上升控制在1.5°C以内。
这些气候承诺将对全球土地系统产生深远影响和级联效应。那么,如果到本世纪末全球变暖1.5°C的承诺能够实现,中国土地系统的变化会是什么样呢?北京师范大学地理科学学部的一组研究人员通过他们的最新研究尝试回答了这个问题。该研究结果发表在《中国科学:地球科学》2025年第2期。
研究团队制作了一个涵盖27种土地系统类型的综合数据集,包括九种基本土地类型(耕地、林地、草地、灌木、湿地、水体、人造地表、裸地和冰/雪)和三种局部密度类型(低、中、高)的组合。研究人员将全球变化评估模型(GCAM)输出的土地类型与四类土地服务需求进行了整合,再结合改进后的CLUMondo模型模拟了全球变暖1.5°C情景下中国土地系统在2100年的变化,并与没有更新减排措施的参考情景进行了比较。整合GCAM与改进后的CLUMondo模型的方法在模拟中国土地系统变化方面具有较高的验证精度。
团队对模拟结果进行了深入分析,揭示了鼓舞人心的趋势:在全球变暖1.5°C情景下,中国与山水林田湖草相关的生态系统质量有所改善;灌木、湿地和森林系统的面积预计分别增加185%、79%和33%,其中低密度灌木、高密度湿地和高密度森林的增长最为显著。
与参考情景相比,1.5°C的气候承诺将推动未来中国土地系统发生更大变化,湿地和森林面积的增长水平分别比参考情景高出20%和10%。值得注意的是,中国南方和滨海地区的耕地和草地面积将发生显著变化,同时中国东部沿海地区和华南滨海地带的湿地面积也将发生变化。这些变化凸显了对这些土地类型加强保护和管理的迫切需要。
温升1.5℃情景相比于参考情景之间最显著的差异是可能导致的耕地损失。据估计,到2100年(或更早),35%的现有耕地(截至2020年)将转变为其他类型,其中高密度耕地将减少近50%。这一变化将对粮食安全构成严重挑战。耕地将主要转变为湿地和林地,尤其是在四川盆地、华北平原和东北平原等粮食生产地区。作者强调:“在实现温升1.5℃气候承诺的背景中,应更新适应气候变化下的耕地保护与粮食安全政策,注重容易发生耕地流失地区的耕地检测,提高耕地质量,从国家供给端合理评估未来中国粮食需求,优化耕地资源配置和管理。”
与其他类似研究相比,本研究探讨了全球变暖1.5°C气候承诺情景对中国土地系统的长期影响。该研究优于传统的土地利用/覆盖模拟研究,考虑了土地系统服务需求与土地服务供给之间复杂的多对多关系。此外,本研究使用的土地系统数据的主题分辨率也较高,更全面地反映了温升1.5℃气候主张下中国土地系统的精细响应。
这些发现为更好地理解和管理气候变化对土地系统带来的挑战提供了关键见解,这对于提出缓解气候变化风险和促进中国可持续发展的措施至关重要。
Journal
Science China Earth Sciences
Method of Research
Computational simulation/modeling