Page 54 - 《高原气象》2023年第1期
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高     原      气     象                                 42 卷
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             分别达到 2. 1~3. 5 ℃， 2. 8~4. 6 ℃和 3. 3~5. 7 ℃。        用的重要方法。世界气候研究计划开展的国际耦
             因此， 在 2 ℃温升这一特定情况下研究不同区域对                          合模式比较计划（the Coupled Model Inter-compari‐
             全球变暖的响应有其必要性。                                      son Project， CMIP）目的是在统一的框架下开展多
                  号称“地球第三极”的青藏高原位于中纬度西                          模式性能的比较研究。预估未来气候变化特征和
             风带对流层中部， 其垂直地带性和水平地带性明                             分析气候变化趋势等研究就充分应用了参与这一
             显， 气候分区复杂繁多， 因独特的地理位置和自然                           计 划 的 试 验 数 据 ，  第 五 、  第 六 阶 段 试 验 计 划
             环境被称为“全球气候启动器”。由于青藏高原地                            （CMIP5， CMIP6）较之前的阶段更为完善， 为研究
             处高纬度和高海拔地区， 更易受全球气候变暖因素                            植被对气候变化的敏感性提供了丰富的数据基础
             的影响， 对于全球变暖的响应也更为敏感（姜大膀                           （赵彦茜等， 2019）。Yu et al（2014）基于 CMIP5 全
             和富元海， 2012）。研究表明， 在 2 ℃温升背景下，                      球气候模式驱动动态植被模型（CLM-CN-DV）对未
                                                                来陆地生态系统进行预测； Jiang et al（2013）利用动
             在青藏高原地区存在一个温升 3. 0 ℃以上的高值
                                                                态植被模型（DGVM）的通用地球系统模式（Com‐
             区 ，  比 中 国 区 域 气 候 温 升 的 幅 度 要 更 大（2. 7~
                                                                munity Earth System Model， CESM）预测了 21 世纪
             2. 9 ℃）， 可能是中国区域对全球变暖响应最敏感
                                                                末北美洲西部植被的变化。
             的区域（张宇欣等， 2019）。在未来全球持续变暖的
                                                                    本文在 2 ℃温升背景下， 研究了在气溶胶高浓
             情况下， 青藏高原仍将保持增暖趋势（王玉琦等，
                                                                度排放情景下高原植被对全球变暖的响应， 对响应
             2019）， 气候与生态环境灾害复合风险加大。2021
                                                                的机制及其敏感性进行了探讨， 以对高原植被生态
             年两会上， 全国政协委员、 政协人口资源环境委员
                                                                安全维护和制定相关环境保护政策提供参考依据。
             会副主任刘雅鸣和全国政协常委、 中国气象局副局
             长宇如聪联名提案， 共同呼吁要准确把握全球气候                            2  数据来源和方法介绍
             变化和人类活动对青藏高原的影响， 提升青藏高原
                                                                2. 1 数据来源
             生态环境保护与气候变化适应能力。因此， 研究
                                                                    使 用 的 数 据 来 源 于 CMIP5 的 8 个 模 式 在
             2 ℃温升这一特定情况下植被生态系统对气候变化
                                                                RCP8. 5 浓度排放路径下的模拟结果， 包括降水
             的响应利于治理高原生态系统， 能够为高原生态多
                                                                率、 气温、 植被叶面积指数（LAI）、 植被覆盖率 4 个
             样性保护提供科学依据和方向， 具有重要意义。
                                                                变量。已有的研究表明， 这 8 个模式能较好地再现
                  青藏高原也是我国重要的生态安全屏障， 由于
                                                                历史时期高原植被 LAI 的时空分布特征（Bao et al，
             生态环境相对脆弱（Pan et al， 2000）， 遭受破坏后短                  2014）， 因此选择这 8 个模式为基础开展本研究。
             时间内难以恢复， 因此该地区气候环境对全球变暖                            表1列出了所选模式的具体信息。
             的响应首先体现在植被变化上。基于青藏高原植
                                                                                 表1  模式列表
             被对于高原生态环境保护和国家生物安全及地区
                                                                            Table 1  Model description
             经济发展的重要意义， 国内外学者围绕高原植被变
                                                                                             分辨率（纬向格点数×
             化在近几十年已开展诸多工作， 已有研究表明， 随                                模式名称          所属国家
                                                                                                经向格点数）
             着气候变暖， 高原植被呈现区域性变化， 以生长季
                                                                  BCC-CSM1. 1（m）    中国            160×320
             （5 -9 月）归 一 化 植 被 指 数（normalized  difference
                                                                     BNU-ESM        中国            64×128
             vegetation index， NDVI）（纪迪， 2012）和 LAI 在藏
                                                                     CanESM2        加拿大           64×128
             东 南 部 的 增 加 为 主（Bao  et  al，  2014；  Zhu  et  al，
                                                                      CCSM4         美国            192×288
             2016； 任宏昌等， 2014）， 高原整体呈“变绿”趋势；
                                                                   GFDL-ESM2G       美国            90×144
             高原植被返青期总体上有提前的趋势， 高原林线呈
                                                                   IPSL-CM5A-LR     法国            96×96
             上升趋势， 高寒草原植物物种丰富度和多样性减
                                                                    MIROC-ESM       日本            64×128
             小， 高原植被生产力总体呈增加趋势， 高原生态系
                                                                   MPI-ESM-MR       德国            96×192
             统储碳量增加（朴世龙等， 2019）。由于环境和条件
             限制， 目前我国对青藏高原多圈层综合观测不足，                            2. 2 方法介绍
             是开展高原植被对气候变化响应研究的最大障碍。                             2. 2. 1 2 ℃温升时间的确定
             数值模拟使用地球系统模型和陆-气耦合模型研究                                 已有的工作对 CMIP5 模式在不同的气溶胶浓
             植被对气候变暖的响应， 是研究植被-气候相互作                            度排放路径下达到 2 ℃温升的时间进行了研究， 研
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