Impacts of Climate Change on Hydrology and Water Resources in the Boise and Spokane River Basins1

Jin, Xin and Venkataramana Sridhar, 2012. Impacts of Climate Change on Hydrology and Water Resources in the Boise and Spokane River Basins. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 48(2): 197‐220. DOI: 10.1111/j.1752‐1688.2011.00605.x Abstract: In the Pacific Northwest, warming climate has resulted in a lengthened growing season, declining snowpack, and earlier timing of spring runoff. This study characterizes the impact of climate change in two basins in Idaho, the Spokane River and the Boise River basins. We simulated the basin‐scale hydrology by coupling the downscaled precipitation and temperature outputs from a suite of global climate models and the Soil and Water Assessment Tool (SWAT), between 2010 and 2060 and assess the impacts of climate change on water resources in the region. For the Boise River basin, changes in precipitation ranged from ?3.8 to 36%. Changes in temperature were expected to be between 0.02 and 3.9°C. In the Spokane River region, changes in precipitation were expected to be between ?6.7 and 17.9%. Changes in temperature appeared between 0.1 and 3.5°C over a period of the next five decades between 2010 and 2060. Without bias‐correcting the simulated streamflow, in the Boise River basin, change in peak flows (March through June) was projected to range from ?58 to +106 m³/s and, for the Spokane River basin, the range was expected to be from ?198 to +88 m³/s. Both the basins exhibited substantial variability in precipitation, evapotranspiration, and recharge estimates, and this knowledge of possible hydrologic impacts at the watershed scale can help the stakeholders with possible options in their decision‐making process.     

System Dynamics to Sustainable Water Resources Management in the Eastern Snake Plain Aquifer Under Water Supply Uncertainty1

Abstract: Water supply uncertainty continues to threaten the reliability of regional water resources in the western United States. Climate variability and water dispute potentials induce water managers to develop proactive adaptive management strategies to mitigate future hydroclimate impacts. The Eastern Snake Plain Aquifer in the state of Idaho is also facing these challenges in the sense that population growth and economic development strongly depend on reliable water resources from underground storage. Drought and subsequent water conflict often drive scientific research and political agendas because water resources availability and aquifer management for a sustainable rural economy are of great interest. In this study, a system dynamics approach is applied to address dynamically complex problems with management of the aquifer and associated surface‐water and groundwater interactions. Recharge and discharge dynamics within the aquifer system are coded in an environmental modeling framework to identify long‐term behavior of aquifer responses to uncertain future hydrological variability. The research shows that the system dynamics approach is a promising modeling tool to develop sustainable water resources planning and management in a collaborative decision‐making framework and also to provide useful insights and alternative opportunities for operational management, policy support, and participatory strategic planning to mitigate future hydroclimate impacts in human dimensions.     

极端气候事件的灾后适应能力研究——以水稻为例

本研究以水稻种植业为例,基于1985-2008年中国水稻主产区的面板数据,实证分析了中国极端气候事件灾后适应能力的机制及绩效。结论表明:西南、华中、华东地区在极端气候事件灾后,并没有将农业产业结构向养殖业调整,相反,种植业在政府扶持与创新激励下反而恢复生产甚至进一步扩张。特别对于西南等经济相对欠发达地区而言,较强的灾后适应能力,往往是农业生产机会成本较低的作用结果,同样由于此原因,华东地区在水灾之后却出现了劳动力转移现象。现阶段,灾后适应能力较多的表现为微观层面的农户响应行为,此种民间调控机制必然有其局限性,政府部门应加大投入力度,通过水利工程建设、气象灾害预警体系构建、标准化农田建设、良种补贴等方式引领粮食主产区应对气象灾害。     

建筑行业发展与低碳生活的推广探讨

低碳生活是一种自然地节约各种资源的习惯,是一种生活习惯。气候变化是本世纪最严重的全球问题之一,不断推进低碳生活是减少人类生活对气候影响的重要途径。低碳生活推广后,消费者对建筑的规划、环境影响以及节能等关注将增加,进而影响建筑行业的发展。在分析低碳生活对建筑影响的基础上,提出了包括人才培养、政策支持和扩大宣传的多级支持发展建议。     

1961—2008年新疆阿克苏地区降水、温度变化特征

利用阿克苏地区5个气象站1961—2008年的降水和温度资料,对近50 a来该地区气候变化及其趋势进行了分析。各气象站年降水量变化趋势基本一致,总体上都呈增加趋势。除库车县气象站年平均温度呈降低趋势外,其余呈上升趋势。总体上,阿克苏地区年降水量和年平均温度均呈上升趋势。     

1949年以来中国环境与发展关系的演变

从IPAT方程出发,发现了环境影响随着经济发展或时间的演变依次遵循三个"倒U型"曲线规律,即环境影响强度的倒U型曲线、人均环境影响的倒U型曲线和环境影响总量的倒U型曲线。根据此规律,可以将该演化过程划分为四个阶段即:环境影响强度高峰前阶段、环境影响强度高峰到人均环境影响量高峰阶段、人均环境影响量高峰到环境影响总量高峰阶段以及环境影响总量稳定下降阶段。在环境演变的不同阶段,主要驱动力存在着明显的差异。在环境影响强度高峰前阶段,资源消耗或污染物排放增长更多地由资源或污染密集型技术进步驱动;在资源消耗或污染物强度高峰到人均资源消耗或污染物排放高峰阶段,主要由经济增长驱动;而在人均资源消耗或污染物排放高峰到资源消耗或污染物排放总量高峰阶段以及总量高峰以后的发展阶段,则主要由节约高效技术或污染减排技术进步来驱动。实证分析表明,中国目前环境与发展关系基本上处于经济增长主要驱动的环境影响强度高峰向人均环境影响高峰过渡阶段,这同时意味着中国要在短期内实现人均环境影响和环境影响总量高峰的跨越是异常困难的。     

常熟市耕地资源时空演变特征

基于卫星遥感影像数据,GIS空间分析技术和统计分析方法相结合,利用耕地面积缩减强度指数、空间叠加等方法分析了常熟市耕地资源的时空演变特征,揭示了苏南经济发达地区耕地资源减少的规律。研究发现,随着经济发展,常熟耕地资源逐渐减少,且因城区和工业用地扩张引起的耕地非农转化指向十分强烈,居民点空间的指向呈逐渐减弱的态势。从空间演变规律看,常熟耕地非农化主要表现在：1）经济增长越快,发展水平越高,耕地减少越快;2）在城市、港口区的镇耕地减少更快;3）港区和工业区的建设,使其周边耕地非农化速度加快;4）道路交通的扩张是耕地非农转化的一个稳定因素;5）不同时期,耕地非农占用的空间指向不同：从20世纪80年代被居民点用地占用逐渐变迁为2000年以后的被工业用地、城镇用地、港口用地占用为主。城市发展、港区建设、交通建设、农村居民点建设、工业化推进和经济发展是耕地资源缩减的主导影响因子.     

气候变化对洪湖湿地的影响

气候变化影响着湿地生态系统。在全球气候变化的背景下,洪湖湿地区域气候也发生了明显变化。通过对洪湖周边4个站点1961~2004年的气象数据分析,从气象学和生态学的角度探讨了气候变化对洪湖湿地的影响。结果表明20世纪60年代以来,洪湖湿地区域气温有显著升高趋势,气温增加倾向率为0264℃/10 a;年降水量有微弱升高趋势,增加倾向率为49964 mm/10 a;降水量夏季和冬季有升高趋势,但是春季和秋季有减弱趋势。气候要素的综合变化使洪湖湿地区域湿润系数具有降低趋势。气候变化造成洪湖湿地面积萎缩、水位降低,同时造成了生物多样性降低和生物入侵,降水格局的变化改变了湿地水文状况,加剧了湿地的生态不稳定性。研究结果为湿地恢复重建和本区湿地生态安全提供了科学依据.     

泰州市建设用地扩展规律与格局演化研究

以多时相Landsat、TM/ETM卫星影像为数据源,运用GIS软件提取泰州市建设用地1988～2008年5个时相的用地信息,运用扩展强度指数、扩展速度指数、空间自相关等方法分析泰州市建设用地扩展时空特征和演化规律。结果表明:(1)泰州建设用地扩展经历了缓慢扩展、中速扩展、缓慢扩展3个阶段,显示了建设用地逐步走向集约利用的趋势;(2)在分析泰州建设用地不同扩展阶段的基础上,发现泰州建设用地扩展模式正处于从点状扩展向点轴扩展转变阶段,并出现了网络化扩展的端倪;(3)运用空间自相关分析了泰州建设用地扩展热点演化过程,发现扩展热点呈现跳跃迁移的特征,热点区与冷点区出现交替演化,Moran散点图体现了泰州市建设用地扩展处于空间极化的状态,外围城镇受中心城镇增长极带动发展的扩展模式。     

胶合竹材GluBam甲醛释放影响因素的气候箱实验与分析

胶合竹材GluBam的甲醛释放情况是现代竹结构住宅环保性的一个重要方面,也是竹结构住宅推广中最受关注的指标之一。采用1 m3气候箱对温度、相对湿度和封边情况与GluBam的甲醛释放量和释放速率的相关关系进行了测试,并以一阶单衰减模型为基础提出了GluBam的甲醛释放分析模型。测试和分析结果表明:GluBam板材在各模拟条件下甲醛浓度峰值均小于规范要求;初始甲醛释放量E0和衰减率常数k可以用来评价GluBam的甲醛释放特征;GluBam的醛释放量和释放速率随环境温度和湿度增加而显著增大,且温度因素的影响更大;封边处理可以有效降低GluBam板材的甲醛释放量。