在全球变暖背景下,青藏高原增暖加速,极端高温、极端降水及其复合事件发生频率和强度显著变化,并通过热源异常、积雪-反照率反馈、高位涡系统及遥相关过程,对中国东部、南亚以及欧亚大陆中高纬地区的极端天气气候产生深远影响。文中系统回顾了近十年,尤其是近五年来关于青藏高原极端天气气候变化特征及其对周边和下游区域影响机制的研究进展,重点总结了极端气温与极端降水的变化特征,高原积雪与感热加热的气候效应,高原高位涡系统对下游极端事件的触发作用,以及青藏高原在不同纬度带相互作用中的“桥梁”角色。在此基础上,讨论了当前研究面临的主要科学问题与不足,并展望未来研究方向,旨在为深化青藏高原气候动力学认识、提升极端天气气候预测能力以及服务防灾减灾与生态安全提供参考。
以“双碳”目标为契机对农业生态效率进行科学合理的测算有助于精准把握农业绿色低碳发展是否处于预期状态。文中从资源投入、经济效益、环境影响这3个维度构建新的理论分析框架,将农业碳排放、农业碳汇共同作为“双碳”约束纳入农业生态效率的评价指标体系。应用超效率SBM-DEA模型测度2001—2020年中国31个省份的农业生态效率,分析农业生态效率现状特征并与传统框架下的效率值进行对比。分别利用Dagum基尼系数法、Kernel核密度分析法和Tobit模型,研究全国及三大粮食功能区农业生态效率的空间差异来源、动态演进趋势及影响因素。研究发现:考虑“双碳”约束的农业生态效率更符合当前农业生产的现实情况;中国农业生态效率总体水平较高,但2001—2020年整体下降的趋势不容小觑,粮食主销区“领头羊”的地位稳固,农业生态效率较低省份的恶性循环不易突破;农业生态效率区域差异显著,总体为波动缩小态势,超变密度对农业生态效率空间分异的贡献率最高,粮食主销区-粮食产销平衡区间差异是整体区域间差异的首要贡献来源;全国、粮食主产区与粮食产销平衡区农业生态效率存在一定程度的两极或多极分化现象,粮食主销区极化现象明显减弱;全国及三大粮食功能区农业生态效率的改善是多种因素复杂交织的结果。据此,为规划农业生态效率改善路径提供经验证据。
基于第六次耦合模式比较计划(CMIP6)中5个全球气候模式的模拟结果,预估了SSP1-1.9和SSP1-2.6情景下碳中和时期中国区域复合型热浪及其人口暴露度的变化,并比较了它们在两种情景下的响应差异。结果表明,早碳中和(2032—2051年)与晚碳中和(2054—2073年)时期,中国区域复合型热浪较历史时期(1995—2014年)显著增多、增强,且晚碳中和时期的增幅更大。中国东南部和西北地区复合型热浪天数的增幅更大,西北和华北地区单日强度的增加最明显。历史50年一遇的极端复合型热浪状况出现的概率在碳中和时期增加,其中极端天数的概率增幅最大;极端复合型热浪概率增加的大值区主要位于西北地区和长江流域。复合型热浪的增多、增强导致其人口暴露度在中国区域内显著增加,尤其在长江流域、青藏高原和西北地区。SSP1-1.9和SSP1-2.6情景对比来看,早实现碳中和可以分别减缓中国区域复合型热浪天数和最大单日强度2.29 d和0.44℃的增幅。对于历史50年一遇的极端复合型热浪天数和最大单日强度,早碳中和时期的发生概率与晚碳中和时期相比少增加了5.5倍和3.8倍。相应地,早碳中和有利于中国范围内复合型热浪人口暴露度少增加约1.1倍,极端复合型热浪人口暴露度少增加约0.8倍。
京津冀地区作为我国北方重要城市群,其植被动态对生态屏障建设和区域可持续发展具有关键意义。本研究基于1986—2024年30 m分辨率无云无缝Landsat 归一化植被指数(NDVI)数据集,综合运用Theil-Sen斜率、Mann-Kendall检验、Hurst指数和变异系数评估了植被的时空动态特征,并基于XGBoost-SHAP框架解析其驱动机制。结果表明,39年来京津冀地区生长季NDVI总体呈增加趋势,均值为0.5068,年增速为0.0037,增幅达30.46%,表明区域植被覆盖整体明显改善;阶段演变分析显示,植被退化区占比由33%下降至10%,改善区占比上升至79%,86%区域的植被呈持续改善态势,但是45%区域的植被仍呈高波动性。空间上,较高植被覆盖区集中于东北部山地森林区域,低覆盖区则零星分布于城市建成区及高海拔地区。驱动因子贡献阶段性特征明显:第一阶段以自然因子(坡度、降水)主导,第二阶段土地覆盖类型的贡献跃升,反映出生态政策的影响,第三阶段人为因子(人口密度、夜间灯光)作用增强,驱动模式转向人类-自然耦合;区域驱动因子异质性显著,北京/天津更受人为活动影响,河北以地形和气候因子为主。该研究揭示了京津冀植被改善主要归功于生态政策与气候因素的协同作用,但仍需警惕城市化带来的干扰,可为区域生态管理和“双碳”目标提供科学支撑。
面向当前全球经济社会发展、能源清洁转型和应对气候变化对电力的广泛关注,文中通过建立覆盖全球的电力生产、输送、消费全链条数据库和多层次、多维度评估框架,全面系统分析了全球电力发展与转型的新特点和新进展。2020年以来,全球电力发展与转型呈现“能源消费电气化、电力生产清洁化、电力配置广域化、系统运行数智化”的趋势。2024年全球电力消费增长4%,超过能源消费和经济增速,电气化率接近20%,全球电源装机超过94亿kW,电网线路长度超过8000万km,储能装机达到2.9亿kW,均创历史新高,并实现了清洁能源装机占比首超50%的转型里程碑,电力碳排放强度下降3%,实现近10年最大降幅。对未来5年全球电力发展与转型进行了展望,预计2030年全球清洁能源装机占比有望达到67%、发电量占比达到59%,实现清洁能源主导的电力供应结构。最后,面向未来5年的发展挑战和全球目标提出建议,包括重视电力系统灵活性和气候韧性建设,支持电力系统运行特性演化深度研究,推动新技术新模式的广泛融合与应用,以及加强低成本技术、可复制模式和发展经验的国际共享合作等。
航空业因燃料替代难度大,是全球实现碳中和的难点。本文基于2018年6月广播式自动相关监视(ADS-B)大数据测算了全球158个国家或地区的航空碳排放,通过改进的空间指数分解方法剥离出结构效应与强度效应,并运用Logistic与Gompertz模型预测至2035年的需求演变与6种情景下的减排潜力。研究发现,全球航空碳排放高度集中,美国与中国内地(大陆)为核心排放源。空间分解显示,结构效应与受航距驱动的强度效应对国家间排放差异影响相近,但受地理区位刚性约束,单个国家难以通过优化航距实现显著减排。在基准情景下,2035年全球航空碳排放将较基期增长59.7%,即使综合情景下碳强度降至基准情景的91%,仍难抵消需求扩张的总量压力。据此,本文提出差异化策略:成熟市场应侧重机队淘汰与座舱优化等“存量减排”;新兴市场应重点推动1000 km以内的“空铁转换”实现外部协同;枢纽地区应利用可持续航空燃料及碳补偿机制破解地理刚性困局。全球航空减排亟需由单一技术改进转向多路径综合治理。
采用系统动力学方法,构建了涵盖三大产业和生活用氢的需求预测模型,并细化至合成氨、甲醇、石油炼化、钢铁等主要耗氢行业。通过模拟低速、基准和高速3种社会经济发展情景,测度全国及七大地理区域2022—2060年的氢能需求总量与结构演变特征。结果显示,我国氢能需求将持续强劲增长,2060年总量有望突破1.3亿t,约为2020年的4倍;需求结构将经历由“传统化工主导”向“多元应用并重”的转型,交通部门增长最迅猛,2060年占比将达29.2%;分区域看,华东、华北和华南是未来氢能需求的核心区域,2060年合计占比高达56.5%,集中于交通、电力等新兴行业。而西北、东北地区仍以传统工业用氢为主,但西北地区凭借其可再生能源优势,电力行业用氢增长显著。最后提出差异化区域发展与基础设施布局建议,以优化氢能供需匹配,助力能源低碳转型。
全球气候治理正面临多边机制失效的范式危机,这促使中国碳中和政策发生深刻变革,从宏观目标分解转向微观载体赋能。文中系统阐释一个原创性理论即零碳单元体,它被定义成“社会文明细胞”,承载着人与自然和谐发展新范式。基于对2023年至2026年初中国政策体系的系统剖析,分析了目标约束、组织模板、技术基座、空间标杆、市场引擎、资本注入及机制突破7个维度的政策导向,结合北京通州社区单元案例验证了基础层的技术经济可行性与普惠性,鄂尔多斯零碳产业园则展示了聚合层通过系统协同释放的产业集聚与国际竞争动能,提炼出零碳单元体驱动绿色低碳经济发展的六大战略动能:清洁能源供给的基石、零碳产业链的外延拓展、零碳产品的消费升级、社会共享同富的推进、生态保护发展的协调及国际竞争合作的支点。针对零碳单元体规模化推广面临的系统性障碍,提出以“终端用能驱动能源自主”为核心的“自下而上”新模式,设计了细胞培育期、系统聚合期、网络融合期三阶段实施路径,并从政策支持、金融创新、系统协同与能力建设四方面构建赋能型生态。研究认为,零碳单元体以“产消者合一”重构能源生产关系,以储能智控为技术基石,为全球分布式、普惠式零碳转型提供了可复制的中国方案。
对于以农业为经济支柱的国家而言,协调气候责任与产业发展是一项核心政策挑战。文中以新西兰为例,系统剖析其农业甲烷减排的协同治理体系。作为畜牧业占主导且农产品高度依赖出口的国家,新西兰通过国内立法明确区分不同温室气体的管理目标,构建市场机制与科技创新双轮驱动的减排路径,并主动参与国际治理以塑造有利的外部环境。新西兰在2025年基于全球排放路径依赖模型分析结论下调长期减排目标的举措虽存争议,却揭示了农业国在“共同但有区别的责任”原则下面临的现实困境,并展现了利用科学评估进行策略调整的复杂逻辑。新西兰实践表明,甲烷的长期以及可持续治理不仅是技术问题,更是策略问题。对中国而言,新西兰的实践启示在于,必须构建融合科学自主、市场创新与国际规则塑造能力的协同治理体系,并积极引领包容性全球甲烷治理规则的建设。以此,方能在保障粮食安全与产业竞争力的战略底线上,有效履行气候责任,赢得绿色发展的长远主动权。
COP30正式通过全球适应目标(GGA)框架,标志着国际气候治理体系对适应工作的重视已从政治承诺迈向可追踪、可评估的系统性行动阶段。当前民航业适应工作虽取得初步进展,但仍面临规划缺乏系统性、研究呈现碎片化、实践举措分散化等问题,尚未形成完整适应体系。为此,文中首先系统梳理民航业气候变化适应的核心理论演进脉络,明确“适应”在民航业应对气候变化中的核心内涵;同时梳理航空公司、机场、空中导航服务提供商等行业核心利益相关方的现有适应实践,提炼典型举措与实施成效;最终构建民航业适应的系统性实施框架,并从信息协同、组织保障、技术创新这3个维度提出针对性能力提升路径。研究结果可为民航业提升气候韧性、降低气候变化负面影响提供坚实理论参考与可操作的实践指导。
《联合国气候变化框架公约》第30届缔约方大会(COP30)通过了包括全球穆提饶一号决议、适应、公正转型、全球盘点以及减缓、资金、技术等议题在内的“贝伦一揽子政治成果”。在美国再次退出《巴黎协定》、全球气候治理面临诸多挑战和不确定性的背景下,中国在元首外交、部长级多双边工作以及气候谈判议题等多个层面为贝伦大会做出重要贡献,并以中国方案作为全球行动方向推动全球气候治理聚焦落实,也以可再生能源等领域的切实行动助力全球绿色低碳转型。贝伦大会呈现出全球气候治理的若干动向,包括:全球气候治理格局呈现“东升西降、南合北分”的新特征;发达国家更在意新增出资义务;《巴黎协定》下5年力度周期缩短为“一年一敦促”的趋势明显;发达国家试图重塑《公约》下的原则和国家分类,规避其“二分”的实质性义务的策略倾向愈发明显。展望未来,“转型疏离化石燃料”因没有纳入成果文件可能成为COP31焦点;气候与贸易问题和公正转型议题进展显著,为发展中国家在气候多边进程中寻求上述问题的解决方案提供机遇;气候资金两年工作方案将在气候进程中保持探讨发达国家出资问题的热度;土耳其担任COP31大会主席并由澳大利亚主持谈判工作的新模式将给气候谈判走向带来更多复杂性。贝伦大会成果具有重要政治意义,坚持多边主义和国际合作应对气候变化仍是各方首选,全球气候治理有望成为中国落实全球治理倡议的先行领域,中国应保持与各方积极沟通并为参与COP31做好准备。
早期预警是世界各国主动适应气候变化的有效手段。2022年联合国发起全民早期预警(EW4All)倡议,促进各国通过提供及时有效的预警信息,增强全球社区对自然灾害和其他紧急情况的应对能力。作为倡议实现的重要支撑,监测与评估工作的框架内涵、执行步骤、指数成果日趋完善。各国积极响应倡议,百余个国家向世界气象组织(WMO)提交了关于预警能力建设的数据资料。WMO和联合国减少灾害风险办公室(UNDRR)共同牵头推出仪表盘工具及多种成熟度指数评估各国水平。监测与评估全民早期预警进程对各国携手缩小早期预警差距和实现全民早期预警倡议具有重要意义。