地理学报  2018 , 73 (7): 1214-1225 https://doi.org/10.11821/dlxb201807003

理论前沿

“一带一路”陆域地理格局与环境变化风险

吴绍洪12, 刘路路12, 刘燕华12, 高江波1, 戴尔阜12, 冯爱青3

1. 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室,北京 100101
2. 中国科学院大学,北京 100049
3. 中国气象局国家气候中心,北京 100081

Geographical patterns and environmental change risks in terrestrial areas of the Belt and Road

WU Shaohong12, LIU Lulu12, LIU Yanhua12, GAO Jiangbo1, DAI Erfu12, FENG Aiqing3

1. Key Laboratory of Land Surface Pattern and Simulation, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3. National Climate Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081, China

通讯作者:  通讯作者:刘燕华(1950-), 男, 北京人, 博士, 研究员, 博士生导师, 中国地理学会会员(S110000360M), 主要从事环境整治研究、全球变化研究。E-mail: liuyh@most.gov.cn

收稿日期: 2017-08-28

修回日期:  2018-04-28

网络出版日期:  2018-07-25

版权声明:  2018 《地理学报》编辑部 本文是开放获取期刊文献,在以下情况下可以自由使用:学术研究、学术交流、科研教学等,但不允许用于商业目的.

基金资助:  国家自然科学基金重点项目(41530749)中国科学院地理科学与资源研究所特色所培育项目“一带一路”建设决策支持研究

作者简介:

作者简介:吴绍洪(1961-), 男, 广东潮州人, 博士, 研究员, 博士生导师, 中国地理学会会员(S110000894M), 主要从事自然地理学综合研究、气候变化影响与风险研究。E-mail: wush@igsnrr.ac.cn

展开

摘要

“一带一路”建设是中国在新时期推动国际合作共赢的倡议,旨在打造绿色、健康、智力、和平丝绸之路,保障“一带一路”沿线各国人民共同发展。系统分析“一带一路”沿线国家环境特征、演化趋势与未来风险格局,是“一带一路”建设的科学基础。应用遥感监测、统计资料,探究“一带一路”陆域气候、地形、土壤、水文、植被环境要素空间分布特征和时空差异;依据经典综合自然区划的方法论,将“一带一路”陆域划分为中东欧寒冷湿润区、蒙俄寒冷干旱区、中亚西亚干旱区、东南亚温暖湿润区、巴基斯坦干旱区、孟印缅温暖湿润区、中国东部季风区、中国西北干旱区和青藏高原区等9个区域。结合模型模拟、情景预估等技术手段,将自然灾害损失评估方法论用于预估未来30年高温热浪、干旱和洪涝等突发性极端事件的灾害风险,以趋势—基线对比方法预估宏观生态系统、粮食生产等渐变事件的风险。结果显示,亚欧大陆西部将是暖干趋势;青藏高原两侧区域高温热浪高风险;中东欧寒冷湿润区东部干旱高风险;孟印缅温暖湿润区和中国东部季风区洪涝高风险;荒漠边缘区域为生态脆弱高风险区;中低纬区域为粮食减产高风险区。

关键词: “一带一路” ; 地理格局 ; 环境变化 ; 风险

Abstract

Construction of the Belt and Road, an advocacy of China to promote win-win international cooperation in the new era, aims at building green, healthy, intellectual and peaceful Silk Road and ensuring joint development with the people of the countries along the Belt and Road. Systematic analysis on environmental characteristics, evolutionary tendency and future risk pattern is a scientific fundamental of sustainable development for the construction. Based on remote sensing monitoring and statistical analysis, this paper studies spatial-temporal characteristics of climate, topography, soil, hydrology, vegetation cover and production of terrestrial ecosystems. Taking the methodology of the classical integrated natural regionalization, the region is delineated into 9 sub-regions: Central and Eastern Europe, Mongolia and Russia, Central and Western Asia, Southeastern Asia, Pakistan, Bangladesh-India-Myanmar, Eastern China, Northwestern China and Tibetan Plateau. By combining modeling simulation with scenario projections, natural disaster assessment methodology is used to assess the risk of abrupt extreme events such as heat waves, droughts and floods in the next 30 years. And trend-baseline comparison method is applied to assess the risk of gradual change events in macro-ecosystems, food production, etc. Results show that, on the basis of the regional framework, the western Eurasia would show a warming trend; both sides of Tibetan Plateau are in high temperature and heat waves risk; cold-wet region of central and eastern Europe in high drought risk; monsoon area of Bangladesh, India and Myanmar as well as eastern China in high risk of flooding; the desert margin areas in high ecological fragile risk; the middle and low latitude areas in high risk of grain production.

Keywords: the Belt and Road ; geographical patterns ; environmental change ; risks

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吴绍洪, 刘路路, 刘燕华, 高江波, 戴尔阜, 冯爱青. “一带一路”陆域地理格局与环境变化风险[J]. 地理学报, 2018, 73(7): 1214-1225 https://doi.org/10.11821/dlxb201807003

WU Shaohong, LIU Lulu, LIU Yanhua, GAO Jiangbo, DAI Erfu, FENG Aiqing. Geographical patterns and environmental change risks in terrestrial areas of the Belt and Road[J]. Acta Geographica Sinica, 2018, 73(7): 1214-1225 https://doi.org/10.11821/dlxb201807003

1 引言

“一带一路”建设是中国在新时期推动国际合作共赢的倡议,旨在“践行绿色发展的新理念,倡导绿色、低碳、循环、可持续的生产生活方式,加强生态环保合作,建设生态文明,共同实现2030年可持续发展目标”[1]。“一带一路”主体贯穿亚非欧大陆,东牵蓬勃发展的亚太经济圈,西连发达的欧洲经济圈(图1)。“一带一路”建设将给沿线国家带来巨大的利益,但资源环境条件的差异巨大,生态系统复杂多样,生态环境较为脆弱,对区域社会经济发展产生了深刻影响[2,3]。因而加强环境、生物多样性、自然资源保护,应对气候变化、抗灾、减灾、提高灾害风险管理能力,促进可再生能源和能效等领域合作,是合作的重要举措之一[4];一系列的相关研究正在陆续展开[5,6,7,8,9,10,11]

图1   “一带一路”区域及与古代交往路径

Fig. 1   The covered regions and the current and historical pathway for the Belt and Road

推动区域的可持续发展,打造“绿色丝绸之路”是“一带一路”建设取得成功的保障[12,13]。其中充分认识陆域区域环境特征与风险[14],是实现“一带一路”建设与环境可持续发展的基础[15,16,17]。本文在气候变化背景下,面对逐步展开的“一带一路”建设,将沿线60多个国家的资源环境、区域分异、动态变化作为一个整体研究,明晰“一带一路”的区域环境差异,分析“一带一路”陆域环境要素的变化趋势,预估未来环境变化所致风险,支撑“一带一路”沿线国家社会经济发展、推进“一带一路”生态文明建设,为“一带一路”建设提供基础区域框架。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

研究数据包括相对稳定的要素:地形、土壤等[18];活跃易变的要素[19]:气温、降水、干旱指数、径流深等,同时关注随之而变的植被类型与功能和粮食生产。研究数据源、时段、空间分辨率如表1所示,其中根据HadGEM2-ES模式的过去和情景预估的模拟试验,按照基准(1971-2000年)和未来(RCP 8.5,2021-2050年)两个时段开展研究。

表1   “一带一路”陆域资源环境要素数据

Tab. 1   The data information of resources and environment factors for terrestrial areas of the Belt and Road

指标数据源时段空间分辨率
地形美国国家地球物理数据中心2009年1 km
土壤世界土壤数据库2012年1 km
植被类型清华大学地球系统科学研究中心2014年250 m
保护区世界保护区监测中心2017年保护区
气温英国气象局哈德莱中心1950-2050年0.5°×0.5°
降水英国气象局哈德莱中心1950-2050年0.5°×0.5°
干旱指数西班牙国家研究委员会1950-2004年0.5°×0.5°
径流深德国波茨坦气候影响研究所1971-2050年0.5°×0.5°
植被净初级生产力德国波茨坦气候影响研究所1971-2050年0.5°×0.5°
粮食产量*全球格网作物模式比较计划1951-2050年0.5°×0.5°
GDP世界银行1960-2016年国家

注:*:粮食产量为水稻、小麦、玉米、大豆产量之和。

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2.2 研究方法

2.2.1 “一带一路”陆域资源环境要素空间格局表征 使用ArcGIS空间分析工具,提取要素值,得到“一带一路”陆域资源环境要素的空间格局。在此基础上,进一步以历史文化、合作共赢前景、社会经济发展和气候环境特征为主要参考指标,并辅以其他资源环境指标空间特征,辨识“一带一路”陆域范围区域分异规律。在中国生态地理地域系统划分方法论[20]的基础上,兼顾人类活动作用和国家完整性等要素,进行区域差异的识别。

2.2.2 环境要素变化与风险预估

(1)环境要素变化趋势分析

根据经纬度网格面积加权平均法[21]计算“一带一路”陆域各区域资源环境要素(气温、降水、径流深、植被净初级生产力和粮食产量)的区域年平均数据,算法如下:

X̅=i=1ncos(αi)×1kij=1kixji=1ncos(αi)(1)

式中: X̅为计算的要素 x的区域年平均值; αi(i=1,2,,n)为网格中心点的经纬度; n为网格数; xj(j=1,2,,ki)i网格中的环境要素值。然后采用一元线性拟合趋势分析法评估“一带一路”陆域各区域2021-2050年资源环境要素变化趋势,并做显著性检验。

(2)极端事件危险性

分别以高温热浪指数(HI,GB/T 29457-2012)、综合气象干旱指数(CI,GB/T 20481-2006)和洪涝指数(FI,最大3日降水量达到一定数量的次数)计算高温热浪、干旱和洪涝3种极端事件不同程度发生的频次,进而采用叠置分析法得到极端事件危险性(表2)。

表2   极端事件危险性等级划分

Tab. 2   Classification of extreme events hazards including droughts (CI), heat waves (HI) and floods (FI)

指数轻度中度重度
CI-1.8 < CI ≤ -1.2-2.4 < CI ≤ -1.8CI ≤ -2.4
HI2.8 ≤ HI < 6.56.5 ≤ HI < 10.5HI ≥ 10.5
FI30(35)~150 mm150~250 mm≥ 250 mm

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(3)宏观生态系统风险

宏观生态风险以生态系统受环境因子胁迫而导致生产力下降幅度来表征,当生产力突破某一风险阈值,即是风险产生的开始(图2)。本文以动态植被模型(LPJ)模拟的未来植被生长过程表征生态系统的环境胁迫,通过未来生长状况与基准期(1971-2000年)的对比,并结合该种植被在全球的平均状况,预估生态系统的风险[22,23]

图2   生态系统响应环境胁迫
注:环境胁迫速率1、2、3相应造成响应幅度的a、b、c。

Fig. 2   Response of ecosystems to environmental stress

(4)粮食生产风险

粮食生产风险评估方法[24],以水稻、小麦、玉米、大豆产量之和代表粮食生产,应用粮食生产的CERES模型模拟未来气候变化情景下的粮食生产[25],以2021-2050年与基准时段(1971-2000年)粮食生产对比,分析其变化趋势。具体算法如下:

Q=Yt/Y0(2)

式中: Q为粮食产量的变化程度; Yt为未来时段的粮食产量; Y0为基准期粮食产量。以减产2%为歉收年,减产5%为灾害年的标准,粮食风险的判定如下:

Q1无风险0.98Q<1低风险0.95Q<0.98中风险Q<0.95高风险(3)

3 “一带一路”陆域环境区域差异

3.1 自然环境特征

“一带一路”陆域重点畅通中国经中亚、俄罗斯至欧洲(波罗的海),中国经中亚、西亚至波斯湾、地中海,中国至东南亚、南亚、印度洋,途径范围广阔、环境条件复杂多样[4]

(1)多样的气候,根据柯本气候分类法[26],“一带一路”陆域涵盖全部5个气候带(赤道气候带、干燥气候带、暖温气候带、冷温气候带、极地气候带)和大多数气候类型,纵穿热带、温带和寒带,横贯季风气候、大陆性气候和沙漠气候(图3a、3b)。

图3   “一带一路”陆域自然环境特征

Fig. 3   The spatial distribution of natural environment characteristics in terrestrial areas of the Belt and Road

(2)复杂的地形,不仅有喜马拉雅山、昆仑山、兴都库什山等雄伟山脉,更有广袤的青藏高原、帕米尔高原、伊朗高原,以及华北、恒河、东欧等肥沃平原(图1)。

(3)丰富的土壤,共覆盖30多种土壤类型[15],分布最广的是薄层土(Leptosols),其次为潜育土(Gleysols)、灰壤(Podzols)、始成土(Cambisols)等(图3c)。

(4)差异巨大的水文,多年平均径流深的空间分布与降水相似,径流深系数最高的区域主要位于南亚和东南亚,西伯利亚东部、蒙古、中亚和西亚径流深系数较小,中国西北和阿拉伯半岛部分地区径流深最小。

(5)异质的植被,林地主要分布在东南亚、中国东部、西伯利亚南部和东欧平原北部,草地和灌丛主要分布在青藏高原东部、蒙古、哈萨克丘陵和里海沿岸低地,耕地主要分布在中国东部、中南半岛、印度半岛、西西伯利亚平原南部和黑海沿岸[15],植被净初级生产力由亚欧大陆东西两侧向内陆腹地逐渐递减(图3d)。

(6)不均衡的粮食生产,主要的粮食产区位于中国东部、东南亚、南亚和黑海沿岸,其中中国东部季风区粮食产量最大可达15 t·ha-1,高寒的青藏高原,干旱半干旱的中亚、西亚,以及西伯利亚中东部地区产量多不足1 t·ha-1

3.2 社会经济概况

截止2015年,“一带一路”陆域65个国家国内生产总值(GDP)总和达21万亿美元,占世界29%,其中,中国GDP已从改革开放之初的2000亿美元增加到了11万亿美元,占世界的份额从5%上升到了15%。但另一方面,除印度、俄罗斯、印尼、沙特和土耳其,“一带一路”沿线多数国家经济发展处于较低水平,并体现出一定程度的区域集聚现象。自2008年金融危机以来,中国对世界经济增长的贡献率平均为30%,中国经济巨大的体量定会对其他国家尤其“一带一路”沿线国家的发展产生重大影响。同时,经济发展导致的生态环境问题迫切需要可持续发展的经济结构转变[27]

3.3 自然区域划分

基于生态地理地域系统划分的基本依据和原则,以柯本气候分类法为基础,参考合作共赢前景、历史文化背景和社会经济发展水平,根据“一带一路”地区的气候环境特征,重点选取不同国家的气候水热因子为区域划分指标,并辅以六大经济走廊、GDP、土壤、植被、地形和水文特征指标,将“一带一路”陆域划分为9个区域(图4,表3):中东欧寒冷湿润区(CEE)、蒙俄寒冷干旱区(MR)、中亚西亚干旱区(CWA)、东南亚温暖湿润区(SEA)、巴基斯坦干旱区(PAK)、孟印缅温暖湿润区(BIM)、中国东部季风区(CNE)、中国西北干旱区(CNW)、青藏高原区(TIB)。

图4   “一带一路”陆域区域格局

Fig. 4   Regionalization scheme for terrestrial areas of the Belt and Road

表3   “一带一路”9个区域所包含的地区和环境特征

Tab. 3   The covered countries or regions of the nine sub-regions of the Belt and Road and their environmental characteristics

区域地区气候地形土壤水文
(径流深系数)
植被
(NPP)
粮食产量
中东欧寒冷湿润区(CEE)波兰、捷克、斯洛伐克、匈牙利、斯洛文尼亚、克罗地亚、罗马尼亚、保加利亚、塞尔维亚、黑山、马其顿、波黑、阿尔巴尼亚、爱沙尼亚、立陶宛、拉脱维亚、乌克兰、白俄罗斯、摩尔多瓦、俄罗斯(欧洲部分)冷温气候带,西部呈干旱趋势地势低平,坡度较小灰化土和黑钙土0.4,降水较容易转变为径流深林地和耕地;≈0.5 kg C·m-2·a-1南部,
> 5 t·ha-1
蒙俄寒冷干旱区(MR)蒙古、俄罗斯(亚洲部分)冷温气候带,东南部干旱趋势自西向东逐渐降低冲积土和钙质土≈ 0.3林地和草地,≈0.3 kg C·m-2·a-1西南部,
≈1 t·ha-1
中亚西亚干旱区(CWA)哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、乌兹别克斯坦、土库曼斯坦、阿富汗、土耳其、伊朗、叙利亚、伊拉克、阿联酋、沙特阿拉伯、卡塔尔、巴林、科威特、黎巴嫩、阿曼、也门、约旦、以色列、巴勒斯坦、亚美尼亚、格鲁吉亚、阿塞拜疆、埃及干燥气候带,西南部干旱化趋势严重地势高峻,北部地势平坦盐土和钙质土,土地贫瘠< 0.2,降水向径流深转变较难北部草地和灌丛,南部裸地为主,≈
0.1 kg C·m-2·a-1
≈2 t·ha-1
东南亚温暖湿润区(SEA)越南、老挝、柬埔寨、泰国、马来西亚、新加坡、印度尼西亚、文莱、菲律宾、东帝汶赤道气候带,部分地区干旱趋势丘陵和山地
为主
强淋溶土和始成土>0.5,降水容易转为径流深有林地和耕地,>0.6 kg C·m-2·a-1>10 t·ha-1
巴基斯坦干旱区(PAK)巴基斯坦干燥气候带,东南部严重干旱趋势地势西高东低薄层土和盐土≈ 0.2裸地和耕地,<0.1 kg C·m-2·a-1≈4 t·ha-1
孟印缅温暖湿润区(BIM)孟加拉国、印度、缅甸、斯里兰卡、马尔代夫赤道气候带,东部干旱趋势地势平坦淋溶土和变性土> 0.6林地和耕地,≈0.4 kg C·m-2·a-1> 8t·ha-1
中国东部季风区(CNE)中国湿润半湿润区暖温气候带,东南和东北不严重干旱趋势地势较为平坦强淋溶土和冲积土≈ 0.4林地和耕地;≈0.5kg C·m-2·a-1> 12t·ha-1
中国西北干旱区(CNW)中国干旱半干旱区干燥气候带,干旱化趋势严重高原和山地
为主
红砂土和石膏土< 0.1,降水难以转为径流深草地和裸地; <0.1 kgC·m-2·a-1< 2 t·ha-1
青藏高原区
(TIB)
中国青藏高原区、尼泊尔、不丹冷温气候带,大部分地区呈干旱趋势高原、山地
广布
薄层土和始成土≈ 0.3草地和裸地,≈0.2kg C·m-2·a-1<1 t·ha-1

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3.4 区域环境分异特征

按照9个区域的框架,对各区的气候、地形、土壤、水文、植被和粮食生产的状况汇集如表3所示。各区域中环境要素的差异显著,体现了9个区域的环境特征。

4 未来“一带一路”陆域环境变化与风险

“一带一路”陆域范围广阔,据IPCC气候变化评估[28],这一区域是未来气候变化的敏感区域,极端事件发生频繁,很可能导致自然灾害风险加重,损害生态系统,影响粮食生产。预估未来环境风险将有利于社会经济建设中,应对气候变化,规避自然灾害风险。

4.1 “一带一路”陆域资源环境变化

趋势分析和空间分布显示(表4,图5),气温在绝大部分区域呈上升趋势,而且通过0.05的显著性检验(图5a)。降水整体的趋势不甚显著,有增有减,显著性不高,但区域差异明显(图5b)。径流深变化(图5c)将增加极端事件,从而很可能导致灾害事件的发生,并影响到生态系统和粮食生产(图5d)。“一带一路”环境气候—水文要素变化显著,变化的结果最有可能是增加高温热浪、干旱、洪涝等重大自然灾害(表4)。

表4   “一带一路”陆域9大区域2021-2050年资源环境要素变化趋势

Tab. 4   The projected trends of different resources and environment factors during 2021-2050 for nine sub-regions of terrestrial areas of the Belt and Road

气温
(℃/10a)
降水
(mm/10a)
径流深系数
(10-3/10a)
NPP
(gC·m-2/10a)
粮食产量
(t·ha-1/10a)
RCP 4.5RCP 8.5RCP 4.5RCP 8.5RCP 4.5RCP 8.5RCP 4.5RCP 8.5RCP 4.5RCP 8.5
CEE0.405*0.305-0.132-7.83-1.220.1417.310.0*-0.0573-0.308*
MR0.725*0.682*16.1*8.802.82-0.6518.9*24.9*0.122*0.175*
SEA0.275*0.422*16.049.93.243.2615.133.8*-0.0606-0.249*
CWA0.495*0.605*5.24-13.2*3.500.784.87-0.283*0.0082-0.200*
PAK0.476*0.530*-6.00-17.4-1.225.28-1.204.14*-0.321-0.304
BIM0.424*0.582*-5.38-44.8-0.35-4.715.1119.7*-0.358-0.424*
CNE0.352*0.587*5.4918.1-6.12-2.5410.528.3*-0.02710.203
CNW0.310*0.646*0.2750.823-0.097-2.721.752.75*-0.01460.040
TIB0.544*0.585*0.3354.18-0.71-1.18-0.220*32.0*0.0856*0.151*

注:*:通过水平为0.05的显著性检验。

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图5   “一带一路”陆域典型区域资源环境要素变化(基准期为1971-2000年)

Fig. 5   Annual mean changes of different resources and environment factors in typical regions for terrestrial areas of the Belt and Road(base period is from 1971 to 2000)

4.2 极端事件危险性

基于过去(1971-2000年)和未来(RCP 8.5,2021-2050年)气候数据得到的高温热浪、干旱和洪涝等极端事件的危险等级。结果显示,“一带一路”陆域未来高温热浪高危险区主要分布在中国东部季风区南部、中国西北干旱区西部、中亚西亚干旱区北部、东南亚温暖湿润区以及中东欧寒冷湿润区南部部分地区;中危险区主要分布在中国东部季风区西部、孟印缅温暖湿润区东部、巴基斯坦干旱区西部和中亚西亚干旱区中南部(图6a)。高温热浪危害人体健康,增加疾病和死亡的风险,影响农林牧业生产,加重干旱程度,造成农作物生长受损。高温热浪强度增加比全球增温阈值快约0.5~1.5 ℃,尤其在地中海沿岸和中亚地区,高温热浪强度增加更快[29]。未来“一带一路”部分区域降水减少,气候暖干化趋势可能导致危害更严重的高温热浪事件。

图6   “一带一路”陆域RCP 8.5情景下未来(2021-2050年)极端事件危险空间分布

Fig. 6   The spatial distribution of the future (2021-2050) hazard of extreme climate events in terrestrial areas of the Belt and Road under RCP 8.5

干旱高危险区主要分布在中东欧寒冷湿润区西部、中亚西亚干旱区北部、巴基斯坦干旱区东北部、东南亚温暖湿润区部分地区、青藏高原区、中国西北干旱区西部和中国东部季风区南部;中危险区主要分布在中东欧寒冷湿润区东北部、蒙俄寒冷干旱区中西部、孟印缅温暖湿润区南部(图6b)。干旱事件会造成经济损失、生态退化和社会动荡等一系列问题[30]。在气候增暖的背景下,“一带一路”陆域干旱事件发生频率更高、持续时间更长、影响的范围更大,对粮食生产、水资源、生态和社会经济的影响也更为严重。

洪涝高危险区主要出现在孟印缅温暖湿润区南部和北部、中国东部季风区东部和巴基斯坦干旱区南部;中危险区主要出现在蒙俄寒冷干旱区东部、中国东部季风区西部和北部、东南亚温暖湿润区部分地区、巴基斯坦干旱区北部和中亚西亚干旱区南部地区(图6c)。洪涝事件破坏人类生存环境和生物生长环境,造成人民生命财产和社会经济损失。“一带一路”陆域未来洪涝事件强度随着增暖逐渐增强,尤其在中低纬地区,降水强度大,危害范围广,暴露范围的增加预示着明显增暖前采取适应措施的必要性[31]

4.3 生态与粮食风险

基于RCP 8.5情景下未来(2021-2050年)和过去(1971-2000年)的植被净初级生产力、粮食产量对比,对生态脆弱性和粮食生产变化进行评估。未来“一带一路”陆域植被净初级生产力以增加为主,粮食产量呈现“南减北增”的格局。具体来说,生态风险较高区域主要集中在中东欧寒冷湿润区中南部、中亚西亚干旱区中部、孟印缅温暖湿润区东部、东南亚温暖湿润区南部、蒙俄寒冷干旱区南部和中国西北干旱区中部(图7a)。这些区域大多位于“一带一路”核心区,生态系统以荒漠和草地为主,生态环境脆弱,受气候变化的影响最为显著。“一带一路”建设会对核心区生态环境构成新的压力,应充分评估未来规划建设的生态环境影响,提高应对气候变化的能力。

图7   “一带一路”陆域RCP 8.5情景下未来(2021-2050年)生态和粮食生产风险空间分布

Fig. 7   The spatial distribution of the future (2021-2050) ecological and food risk in terrestrial areas of the Belt and Road under RCP 8.5

“一带一路”陆域农业区总面积约为1100万km2,主要分布在中东欧寒冷湿润区南部、中亚西亚干旱区北部、孟印缅温暖湿润区中东部、东南亚温暖湿润区和中国东部季风区。除中东欧寒冷湿润区中部和中国东部季风区北部外,未来粮食生产风险较高区域与主要粮食区位置重合(图7b)。“一带一路”陆域生态环境脆弱,气候变化将改变粮食生产空间布局,极端气候事件频发亦会加剧粮食生产的波动性,进而威胁到区域和全球粮食安全,需要转变生产方式,制定粮食生产适应气候变化战略。

5 结论

对“一带一路”陆域资源环境要素特征和变化趋势的分析和对比,以及未来气候变化的情景与宏观生态系统和粮食生产的预估显示:

(1)“一带一路”陆域范围广阔,环境复杂多样。气温自西南向东北递减,降水自沿海向内陆递减,高原、山地广布,平原、低地丰饶,土壤类型以薄层土、潜育土、灰壤、始成土等为主,植被分布以耕地、林地、和草地为主。综合自然特征—人文要素、历史渊源以及地缘关系,并考虑未来合作共赢前景,“一带一路”陆域地域系统划分为9个宏观区域:中东欧寒冷湿润区(CEE)、蒙俄寒冷干旱区(MR)、中亚西亚干旱区(CWA)、东南亚温暖湿润区(SEA)、巴基斯坦干旱区(PAK)、孟印缅温暖湿润区(BIM)、中国东部季风区(CNE)、中国西北干旱区(CNW)和青藏高原区(TIB)。

(2)“一带一路”陆域环境变化显著,未来自然灾害风险突出。过去升温趋势明显,大部分地区降水增加;未来中低纬地区升温速率加快,降水减少区域面积扩大,暖干趋势主要出现在亚欧大陆西部。青藏高原两侧区域为高温热浪高风险区;中东欧寒冷湿润区东部为干旱高风险区;孟印缅温暖湿润区和中国东部季风区为洪涝高风险区;荒漠边缘区域为生态脆弱高风险区;中低纬区域为粮食减产高风险区。

未来“一带一路”建设需要在热浪、干旱和洪涝等极端事件危险性评估的基础上,建立针对高危区的预警体系,加强不同领域和行业的脆弱性评估,建立有效的应对极端事件的技术体系。

The authors have declared that no competing interests exist.


参考文献

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