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中国自然灾害风险等级处于全球较高水平，对气候变化敏感性高。气候变化不利影响呈现向经济社会系统深入的显著趋势。气候变化对敏感领域和关键地区的影响各有利弊。已有研究表明，气候变化对中国的影响总体判断认为弊大于利，特别是未来时段预估结果显示，进一步增暖将主要造成负面影响，促使气候变化风险加剧（第三次气候变化国家评估报告，2015）。通过评估分析中国七个地理区域的水资源、冰冻圈、生态系统、农业、旅游、运输、能源、生计和健康，以及重点工程项目包括生态工程、冻土工程、公路和铁路工程以及水利工程的气候变化风险，按照每个领域的风险级别从低到高分为五个级别，可以评估中国七个区域各领域的气候变化风险（Feng et al ., 2020）。研究结果表明，气候变化的影响弊大于利，而变暖的可能性更大。在自然系统和生态系统方面，未来几十年西北和华北的水资源风险将处于高风险，而西北的生态系统和冰冻圈将受到更大的关注。由于全球变暖引起的极端事件增长，华南地区的人类管理和社会经济系统风险较高。而由于水资源短缺，华北地区的农业风险可能较高。未来强降雨和高温热浪的增长趋势将使华东地区的交通和能源风险更高。而西南地区的交通和旅游业将受高温的影响较为严重。
观测和预估结果同时表明，中国地表温度增暖速度要快于全球（张莉等，2013；陈晓晨等，2015），在不同增暖阈值下未来中国极端暖事件明显增多，极端冷事件减少。在RCP 2.6情景下，在全球1.5摄氏度增暖时中国极端低温日数（TN90p）也比极端高温（TX90p）增长明显，持续高温日数（WSDI）也一致地增长；极端降水指标如雨日降水强度（SDII）、持续5天最大降水量（RX5day）以及极端降水总量（R95p）在中国呈现增长趋势，最大持续降水天数（CWD）在中国东部地区呈现出显著的增长；而持续干期（CDD）在中国南方地区却呈现出增长趋势。这将对南方的农业生产造成影响（翟盘茂等，2017）。在RCP 8.5情景下，相对于1986～2005年，表征极端高温事件的日最高气温最高值（TXx）、日最高气温超过35度的日数和连续5日最高气温大于35摄氏度的次数三个指数未来都将增强（图2–3）。日最高气温最高值在21世纪近期增长值大都在0.8～1.2摄氏度。21世纪中期将进一步升高，增长值普遍在2.4摄氏度以上。21世纪末期的增长值则基本都大于4.5摄氏度；青藏高原和东北地区增长值相对较小；西北、长江中下游流域地区增长值相对较大。在21世纪近期，日最高气温超过35摄氏度的日数在大部分地区将增长1～15天，西北盆地和南方地区为增长的大值区，青藏高原和东北地区增长值相对较小；在21世纪中期和末期，日最高气温超过35摄氏度的日数将进一步增长，且增长的高值和低值区分布与近期基本一致。增长值在21世纪中期除青藏高原外大都在20天以上；21世纪末期则基本都在40天以上。连续5日最高气温大于35摄氏度的次数在21世纪近期除青藏高原外大部分地区将增长1～5次，西北盆地和长江中下游流域的部分地区为增长的大值区；21世纪中期的增长值在南方和西北大部分地区大都在5次以上；21世纪末期进一步增长到10次以上，且高值和低值区分布与21世纪近期基本一致。
图2–3 中国极端热天气变化趋势（Feng et al ., 2020）
注：左图显示了中国年均最高气温，中图显示了最高气温>35摄氏度的年均天数，右图显示了出现连续5天以上35摄氏度的年均热浪次数，黑线代表1986～2005年观测到的异常现象平均值。
此外，郭等（Guo et al ., 2016）研究指出在增暖从5摄氏度控制到1.5摄氏度，能使得中国热浪从每年3.2次减少到每年1.0次。王安乾等（2017）研究得到将增暖从2摄氏度控制到1.5摄氏度时，在华东与华北等地暴露在最强极端低温事件的耕地面积会有所减少。在RCP 8.5情景下增暖4摄氏度和3摄氏度，中国平均5天最大降水量将增长17.0毫米和12.5毫米。苏等（Su et al ., 2016）发现长江上游年平均径流和峰值径流等在21世纪都将增长。从空间分布上看，中国北方平均降水增多，西南地区极端降水强度的增幅高于其他地区。同时，李红梅等（2015）分析全球变暖背景下青藏高原极端事件的情况，发现全球变暖2摄氏度背景下青藏高原霜冻日数、冰封日数减少，暖夜日数、暖昼日数增长；同时，中雨日数、强降水量、降水强度均增长，持续干期天数减少。
未来气候变化导致极端气候事件增多和增强将对交通运输产生风险，但有关研究刚刚起步，特别是对路网脆弱性研究未形成完整体系。气候变化将影响能源的供给和需求，以及整个系统的运行状况。可再生能源对气候变化较为敏感，未来水力发电在部分地区有显著下降。极端事件将增长能源消耗，城市用能需求将普遍提高（Li et al ., 2018; Meng et al ., 2018）。旅游业脆弱性高的地区集中在西部和华北、华中地区，其自然和社会经济环境脆弱是导致旅游业脆弱的根本原因。旅游结构不平衡也是重要影响因素。城市人口的迅速增长加剧人居环境的脆弱性，而农村由于极端气候事件频发，农村人居环境脆弱性指数较高。整体上看，东部的城市地区和中西部的农村地区人居环境面临较高的脆弱性，同时也有较高风险。中国东部沿海和西部地区受高温热浪的影响较高，南方地区受低温寒潮影响较大。这些地区的人群健康面临着较高的脆弱性，南方地区的人群健康风险呈加大趋势（秦大河等，2015）。
气候变化既影响可利用水资源量，也改变各部门水资源的消耗量。气温升高，植被和裸地的蒸散发增长，陆地蒸散发的改变影响可利用水资源。气候变化背景下，部分流域极端气候、水文事件频率和强度可能增长，加剧中国水旱灾害频发的风险，影响现有水利工程和水灾害应急管理系统。中国地理环境的区域分异性，使得河川径流对气候变化非常敏感。水资源系统对气候变化的承受能力十分脆弱。加之中国人口众多，经济发展迅速，耗水量不断增长。许多地区面临着水资源短缺问题。基础设施的建设和社会经济的快速发展也使洪水、干旱造成的经济损失巨大。研究表明，就气候变化下中国的水资源风险而言，东北地区包括松花江流域和辽河流域，其中需要重点关注辽河流域的水资源风险，导致该区域水资源风险的主要因素是高强度的人类活动，尤其是过度的水资源开发利用，其风险效果呈现出以水量短缺为主的综合特征。华北地区主要位于海河流域，在气候变化和人类活动双重影响下，加上水生态脆弱性较高，该地区水资源风险水平极高，呈现出水量、水质、水生态相互交织，系统整体恶化的状况。华中地区包括长江流域中下游和淮河流域部分。该区域的水资源风险水平整体不高，但要关注跨流域调水和河湖关系演变带来的潜在水资源风险问题。东南地区包括太湖流域、东南诸河流域和珠江流域部分地区。该区域的水资源风险水平一般，需要重点关注以水污染为主要特征的水资源风险问题。西南地区包括长江流域和珠江流域上游。该区域水资源开发利用程度不高，且影响水资源风险的因素较少，水资源风险水平较低。西北地区涉及黄河流域上游和西北诸河流域，受自然本底较为脆弱和人类活动双重影响，该区域水资源风险呈现出以水量严重短缺、水生态退化为主，多种问题相互交织的总体态势，水资源风险水平极高（田英等，2018）。从全国典型十大流域未来水资源预估看，干旱半干旱地区水资源对气候变化的响应较湿润半湿润地区更敏感。预计在2011～2030和2031～2050年，中国北方地表水资源将减少12%～13%，南方地表水资源将减少7%～10%，北方水资源减少量高于南方（Yuan et al ., 2016）。
气候变化对跨境水资源同样提出了挑战。未来亚洲，尤其是东亚、南亚和东南亚最大的威胁将是水资源短缺。随着水资源状况的不断恶化，跨境水资源问题引发的国家间矛盾和冲突也日益增多，给地区稳定和国家安全带来了不利影响。中国西南地区跨境河流众多，有澜沧江—湄公河，雅鲁藏布江—布拉马普特河等亚洲主要河流。季风降水和冰雪融化是这些跨境河流的主要补给来源。受气候变化影响，河流径流总量减少，洪涝灾害增长。流域地区和国家均为农业型发展中国家，水资源消耗较大，对跨境河流水资源较为依赖（Scott Moore, 2009）。
中国水资源系统面临气候变化与经济社会发展的双重压力。未来全球气候变化究竟在多大范围和程度上可能改变水资源空间配置状态，加剧水资源供给压力和脆弱性，这将直接影响水资源稀缺地区的可持续发展。研究表明，1986～2005年，有3.19亿人生活在严重缺水的省份。缺水人口数量会一直增长至21世纪40年代，之后在所有共享社会经济情景下随着人口减少而降低。中国北方的新疆、甘肃以及南方的广东地区，缺水人口数量将翻一番，并且整个中国北方地区的缺水人口将增长50%。
随着全球气候变化，中国作物布局发生变化，适宜种植区面积扩大，生长季变暖已经造成了中国主要粮食作物生育期的缩短和关键生育阶段的前移。此外，气候变化还导致极端气候（包括干旱、洪涝和极端热害）发生更加频繁。高温、干旱、洪涝等灾害都将是未来中国农业需要面对的挑战。根据标准降水蒸发指数对干旱程度的定义，1986～2005年，约有34.5万平方千米的农田遭受了干旱侵袭，大部分位于华东地区。无论在低排放还是高排放情景下，干旱面积均将明显增长（中英气候变化专家委员会，2019）。模型模拟结果显示：2030年的气候变化将使中国粮食自给率进一步下降10%（Anderson et al ., 2014）。由于极端气候发生频繁，农业风险具有风险单位大，区域性、伴生性、风险事故与风险损失的非一致性，农业灾害发生频率高且损失规模较大等突出特点。中国三大粮食作物（玉米、水稻、小麦）生产面临的气候变化风险增长，造成粮食供给的不稳定性增大，将会给中国粮食安全带来极大的挑战。
随着持续的气候变暖，中国农业受干旱灾害的影响最为显著。在RCP4.5和RCP8.5情景下，中国21世纪的干旱频率将增长。在RCP4.5情景下，21世纪末严重干旱的概率增长，中国北方、东北、南方分别增长33%、25%、34%（Chen et al ., 2017）。根据预估结果，中国西南和东南地区将出现持续时间较长且频率较高的干旱事件，干旱中心位置可能会向中国东南部转移（Huang et al ., 2018）。1.5摄氏度温升情景下预估的损失将增长10倍（与1986～2005年相比）和3倍（与2006～2015年相比），将温度上升限制在1.5摄氏度（相较于温升2摄氏度）可以将中国每年的干旱农业损失减少数百亿美元（Su et al ., 2018）。玉米对气候变暖的敏感性高于小麦，呈减产趋势，并且粮食品质也会受到影响（Yin et al ., 2015）。干旱是中国玉米产区最主要的灾害，其次是低温、风雹和洪涝。不同种类灾害大多具有连片发生的特点，玉米干旱灾害主要集中在黄淮海、北部和西南玉米产区；洪涝灾害主要集中在西南和黄淮海平原玉米产区；低温冷害主要集中于北部、西南和南部产区。因而，玉米的高风险区主要集中于北部和黄淮海平原产区（赵俊晔等，2013）。全国范围内小麦旱灾风险呈现从西北干旱地区到东部湿润地区递减的趋势。以中国农牧交错带为界，以西为相对高值区，以东为相对低值区（王志强等，2010）。北方冬麦区（包括西北地区东部、华北中南部、黄淮、江淮北部等地）干旱的高风险区位于河北中南部、山西中部及陇东北部等地（张存杰等，2014；薛昌颖等，2016）；江淮地区小麦涝渍综合高风险区主要位于安徽省江淮南部（盛绍学等，2010）。
气候对中国水稻的区域性影响差异较大。中国东北地区水稻生产的主要农业气象灾害之一是霜冻灾害，给水稻高产、稳产带来较大影响。东北地区的北部和东部是水稻冷害高气候变化风险区（马树庆等，2011；张丽文等，2014）。西南地区水稻主要受洪涝灾害的影响。生育期的敏感性由分蘖期、拔节孕穗期、抽穗成熟期依次增强。高风险区域主要位于云南南部和东北部、贵州南部，以及四川中部的成都、眉山和德阳等地区（杨建莹等，2015）。长江流域一季稻高温热害高风险区主要在重庆中部和北部（张蕾等，2018）。长江中下游地区双季早稻冷害和热害综合风险在浙江中西部、江西东北部、湖南中部、湖北东部较高（王春乙等，2016）。未来中国水稻种植区的高温日数（HSD）和高温积温（HDD）都呈现增长趋势，其中华南双季稻区、长江流域单季稻区和东北单季稻区HSD和HDD的变化幅度较为明显，水稻高温敏感期高温持续日数（CHD）也有延长趋势，持续3～5天的高温事件的增长较多。
气候变暖背景下，中国的洪涝灾害将变得更加频繁。城市扩张使得区域不透水面积迅速增大，改变了城市水循环过程，导致极端降水事件增多、径流系数和径流量增长、城市暴雨洪涝风险增大。城市暴雨洪涝灾害给中国造成严重的人员伤亡和经济损失，危害经济社会健康发展。以2013年为例，全国31个省（自治区、直辖市）均遭受不同程度洪涝灾害，受灾人口近1.2亿，因灾死亡775人，直接经济损失高达3 155亿元，2 266个县（市、区）遭受洪涝灾害，其中，243座城市发生严重内涝或进水受淹，引发了严重洪涝灾害（张建云等，2016）。据相关统计，2008～2010年，全国有60%以上的城市发生过不同程度的洪涝，其中有近140个城市洪涝灾害超过3次以上。1960～2014年中国146个城市极端降雨趋势研究显示，极端降雨趋势存在较强的空间变化，华北地区呈减少趋势，东南地区呈现增长趋势。京津冀城市群中所有城市的极端降雨呈下降趋势，长江城市群中所有城市显示出增长趋势，大城市的增长率显著增长（Zhou et al ., 2017；Cai et al ., 2018）。
在温升1.5摄氏度或2摄氏度情景下，与2010年夏季中国东南部极端洪水相似的事件发生频率将分别增长2或3倍。利用22个CMIP5全球气候模式模拟结果，结合社会经济数据和地形高度数据，分析了RCP 8.5温室气体排放情景下21世纪近期（2016～2035年）、中期（2046～2065年）和后期（2080～2099年）中国洪涝致灾危险性、承载体易损性以及洪涝灾害风险。结果表明：洪涝危险性等级较高的地区集中在中国的东南部，洪灾承载体易损度高值区位于中国东部地区。在RCP 8.5情景下，未来中国洪涝灾害高风险区主要分布在四川东部、华东的大部分地区、华北的京津冀地区、陕西和山西的部分地区以及东南沿海地区。东部地区的各大省会城市面临洪涝灾害的风险也较高。与基准期相比，21世纪后期，虽然洪涝灾害的区域变化不大，但高风险区域有所增长，由于模式较粗的分辨率，洪涝灾害风险的预估还存在较大的不确定性（徐影等，2014）。
城市化对锋面降水过程的影响最为明显，使得锋面系统提前达到城区并延缓了锋面在城区的移动，最终导致城区及其边缘地区的降水时间延长1小时。另外，随着城市的扩张，总降水量超过250毫米以及强度超过40毫米每小时的降水出现的频率随之增长，这也使得城市内涝出现的风险增长。水利部应对气候变化研究中心据1981～2010年与1961～1980年资料对比分析，在长三角地区，城区暴雨天数增幅明显高于郊区，城区和郊区暴雨日数增幅。苏州市分别为30.0%和18.0%；南京市分别为22.5%和11.0%；宁波市分别为32.0%和2.0%。在全球变化的大背景下，随着中国城镇化的快速发展，城市洪涝灾害问题日趋严重，成为制约经济社会持续健康发展的突出瓶颈（袁艺等，2003）。城市化和人类活动引起的下垫面变化，影响到流域的产流汇流机制。流域的径流系数增长，汇流速度加快，加上城市的无序开发，破坏了城市的排水和除涝系统，多种因素综合作用的结果，导致城市洪涝问题越来越突出（张建云等，2016）。
中国是西太平洋海岸线最长的国家，沿海地区城市化及社会经济快速发展，人口与社会财富聚集程度位居全球前列（Mc Granahan et al ., 2007）。气候变化背景下沿海地区面临更高的洪涝灾害风险。近50年来，伴随中国沿海海平面上升和潮差的增大，河口地区和海岸带地区的海水入侵加剧，异常高海平面和地下水位下降导致海水入侵程度增大，沿海地区淡水资源遭到严重影响，土壤盐渍化制约了土地资源的有效利用，海岸侵蚀的程度、海水（咸潮）入侵及其对滨海湿地生境的影响加重。近几十年来，海平面上升叠加台风—风暴潮引起的沿海的极值水位重现期缩短，并导致沿海水利和港口等工程设施的设计标准降低，严重影响了沿海地区防洪排涝能力，从而加剧了滨海城市洪涝灾害风险。
在海平面上升的背景下，由台风、风暴潮、极端降水和径流叠加影响下的滨海城市洪涝危险性显著增长。中国风暴潮灾害整体格局为北部沿海地区风暴潮灾害相对较弱，东南沿海地区风暴潮灾害显著较强（冯爱青等，2016）。近50年来，东南部沿海地区风暴潮灾害的发生频率较高，受灾人员较多，直接经济损失十分严重，灾害危险性及受灾程度显著高于北部海岸。中国的城镇化速度很快，人口向海迁移现象严重，沿海低地城市人口和财富高度聚集，面临淹没风险的可能性很大（Nicholls et al ., 2010）。
至21世纪末期，中国沿海的极值水位增长速率将达2.0～14.1毫米每年（Feng et al ., 2014）。随着海平面上升，极值水位出现的重现期将显著缩短。研究表明，由于海平面上升，至2050年，百年一遇的极值水位的重现期将变为10～30年一遇；至2100年，千年一遇的极值水位重现期将缩短为十年一遇（Wu et al ., 2016）。中国30%以上的海岸地区被评估为高脆弱性区域（Yin et al ., 2012），是世界上暴露于淹没风险人口最多的国家（Neumann et al ., 2015）。通过评估百年一遇重现期的淹没风险，广州、深圳、天津的风险程度位于全球前20位，海洋水位的上升造成巨大的平均年损失（Hallegatte et al ., 2013）。综合考虑海平面上升、地壳垂直运动及潮位数据，预测未来30年，上海市局部区域淹没深度可达3.0米以上，全市25%的海塘和防汛墙将存在漫堤危险（Yin et al ., 2011，宋城城等，2014）。山东沿渤海湾地区至2100年，百年一遇潮位淹没范围向陆推进距离约为240～800米，人口及社会经济将受严重影响（龙飞鸿等，2015）。在未考虑海岸设防条件下，RCP 8.5情景至2050年中国沿海地区100年一遇洪水风险暴露总面积约为10万平方千米（海平面上升约25cm），较2010年增长约1.5万平方千米；在2050年SSP5发展路径下，暴露在风险区的人口最多可超过1亿人，GDP最多可损失超过32万亿元。
气候变化情景下的近期气候变化对中国生态系统的影响不大，但中、远期气候变化对生态系统的负面影响较大。未来气候情景下，84%的中国植被变化表现为正向的变化，特别是西北地区的植被覆盖可能有所提高；约79%的中国植被可以适应未来气候，但青藏高原南部、内蒙古地区和西北部分地区的草地生态系统对未来气候的适应性较差，有退化倾向（於琍等，2010）。也有研究表明，未来气候变化将使中国东部地区自然生态系统的脆弱程度呈上升趋势，西部地区呈下降趋势，自然生态系统脆弱性的总体格局没有显著变化，仍呈西高东低、北高南低的特点（Zhao et al ., 2014）。北方农牧交错带的核心区处于中国半湿润区向半干旱区的过渡地带，气候变率较大，其风险与未来气候情景密切相关，风险范围随全球温升的增长而扩展，风险面积从近期的98.57×10 4 平方千米扩大到远期的165.72×10 4 平方千米，均以低风险为主；混交林、稀树草原与荒漠草原一直是北方农牧交错带较危险的生态系统；高寒草甸与常绿针叶林是较为安全的生态系统（石晓丽，2017）。由于全球气候变暖和人类活动加剧的双重影响，三江源区域的生态风险挑战十分严峻。未来重大工程中，冻土区工程的脆弱性等级较高，生态修复和林业工程脆弱性等级较低（丁一汇等，2016）。气候变化对中国生态服务安全与可持续发展将带来威胁。以生态系统服务价值为例，在中低碳排放情景（RCP 4.5）和高碳排放情景（RCP 8.5）下，未来30年中国森林生态系统服务总价值将分别增长15.7%和18.2%，且东部增幅大于西部，南部增幅高于北部；少数地区森林生态系统服务总价值下降，如新疆中部、内蒙古西部、甘肃西北部、西藏东南部以及中国东北和南方部分森林边缘地区（徐雨晴等，2018）；草地生态系统服务价值变化趋势与森林生态系统相似，分别增长17.1%和17.6%，仅西藏北部及新疆中部小范围内表现为减少趋势（徐雨晴等，2017）。在气候变化背景下极端气候事件频率、范围和强度可能增大。这将对生态系统服务、环境和资源安全带来严重的威胁。
全球变化背景下中国典型海洋生态系统（红树林、珊瑚礁、河口等三种生态系统）有明显变化，呈现较高的气候变化脆弱性和风险。主要表现在：中国滨海湿地面积锐减、生境退化严重和生物多样性明显下降，生态系统功能下降，滨海湿地脆弱性增长；红树林生态系统面临沿海海平面快速上升和趋于频繁的强台风等极端气候事件的威胁；过去30多年来，在气候变化和人类活动的叠加影响下，中国大陆和海南岛的近岸珊瑚礁消失了80%，而过去10～15年，南海的近海环礁和群岛的珊瑚覆盖率从60%下降到20%，人类活动可能是其主要原因，未来还将来面临海洋升温和海洋酸化的影响。在海平面上升和人类围垦活动下，河口区滨海湿地面积锐减、生境退化和生物多样性下降等，而过度捕捞、大型工程建设和生境退化导致长江口等重要河口区的海洋生物群落失去恢复力和完整性，生态系统稳定性变差。赤潮（有害藻化）生态灾害频发，水母的大量繁殖成为干扰长江口生态系统的主要类群。