1.5℃全球氣候主張對中國土地系統長期影響的模擬與分析
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1.5℃全球氣候主張對中國土地系統長期影響的模擬與分析 1.5℃全球氣候主張作為《巴黎協定》的]]核心目標,不僅關乎全球生態安全,更對中國土地系統的可持續發展提出了嚴峻挑戰。近年來,中國通過碳峰值和碳中和目標積極響應這一承諾,但氣候變暖對土地系統的級聯影響仍需深入探究。]]北京師範大學團隊的最新研究通過集成全球變化評估模型(GCAM)與改進版 CLUMondo 模型,系統模擬了 1.5℃溫升情景下中國土地系統的長期演變趨勢,為制定適應性政策提供了科學依據。
土地系統變化的模擬方法與驗證
研究團隊以中國為研究區,基於 Globeland30 土地覆被數據生成 27 種土地系統類型的精細分辨率數據,並將 GCAM 模型輸出的土地服務需求整合為四類,最終與改進的 CLUMondo 模型耦合,構建了多尺度土地系統變化分析框架。這種方法有效克服了傳統模型對土地利用強度刻畫不足的瓶頸,在模擬耕地、濕地、]]森林等關鍵地類變化時驗證精度顯著提升。例如,通過對比 1980-2020 年歷史數據,模型對華北平原濕地擴張的模擬誤差小於 5%,證明了其可靠性。該框架還創新性地融合人工智能算法,實現了對青藏高原等複雜地形區土地系統變化的動態預測。[1]
生態系統質量的提升與風險
模擬結果顯示,在 1.5℃情景下,中國山水林田湖草生態系統質量將顯著改善。灌叢、濕地和森林面積預計分別增加 185%、79% 和 33%,其中高密度濕地和森林的擴張尤為突出。華北平原的水體空間連片性增強,東北和西北半乾旱區新增大量灌木和草地,這對碳匯能力提升和生物 多樣性保護具有積極意義。然而,這種生態改善伴隨顯著的區域差異:南方和濱海地區的耕地、草地變化幅度更大,東部沿海濕地面臨更高的轉換壓力,需針對性加強保護。青藏高原作為 「亞洲水塔」,其多年凍土穩定性以亞穩定型和過渡型為主,1.5℃溫升可能導致凍土退化加速,威脅高寒草甸生態系統的完整性。 [2]
耕地流失與糧食安全挑戰
1.5℃氣候主張帶來的最大風險是耕地資源的持續流失。研究預測,到 2100 年,中國現有耕地的 35% 將轉換為濕地、森林等其他類型,其中近 50% 的高密度耕地將消失,主要集中在四川盆地、華北平原和東北平原等核心產糧區。這種轉變雖然有助於生態修復,但可能導致糧食自給率下降。以小麥為例,華北平原耕地流失可能使單產降低 12%-15%,加劇區域糧食供需矛盾。值得注意的是,中低密度、破碎化耕地是保護薄弱環節,需通過土地整治和智能農業技術提升其抗風險能力。氣候暖濕化還可能引發病蟲害北遷,進一步威脅糧食生產安全。中國科學院的研究表明,若溫度持續升高,特別是夜間溫度增加,將導致華北平原作物減產,而大氣 CO₂肥效和灌溉措施可在一定程度上緩解這一趨勢。
政策啟示與未來展望
面對 1.5℃目標下的土地系統轉型,中國需在生態保護與糧食安全間尋求平衡。一方面,應加快推進耕地保護補償機制,對產糧區實施差異化生態補償,鼓勵 「生態友好型」 農業模式;另一方面,需優化土地利用規劃,在南方丘陵地帶探索 「梯田 - 濕地」 複合系統,既提升碳匯能力又保障糧食生產。此外,CLUMondo 模型等先進工具的應用,可為國土空間規劃提供動態模擬支持,助力實現 「雙碳」 目標與鄉村振興的協同發展。針對青藏高原等敏感區域,需加強凍土監測與適應性工程建設,防止生態系統不可逆退化。
未來,隨着全球氣候承諾的深化,中國土地系統將面臨更複雜的挑戰。加強多學科交叉研究,推動氣候適應性技術創新,是應對土地系統變化、保障國家生態安全和糧食安全的關鍵路徑。
參考文獻
- 移至 ↑ 研究人員模擬與分析 1.5℃全球氣候承諾對中國土地系統的長期影響 — 小柯機器人 ,科學網,2025-01-10
- 移至 ↑ 北京師範大學地理科學學部入選 「中國地理科學十大研究進展」,北京師範大學地理科學學部,2025-04-21