Climate Services: 变化气候和社会经济条件下21世纪中国水资源短缺评估

气候变化及社会经济发展会改变可用水量和需水量从而改变未来缺水情况。目前中国水足迹模拟及水资源短缺情况评估仅考虑气候变化或社会经济发展的影响。在本研究中,我们应用一种综合考虑气候变化和社会经济发展影响的模型框架,对变化的气候背景下水资源短缺情况进行更全面的评估和预测。

本研究耦合全球变化分析模型GCAM(Global Change Analysis Model)与全球水文模型Xanthos,模拟电力、农业、工业等部门水足迹和环境需水量。考虑到模型结构和输入的不确定性,本研究基于多种气候变化条件、社会经济发展和减排政策选择构建了 52 种水资源短缺情景,并通过矩阵分析方法(matrix analysis approach)讨论不同因素对水资源短缺情况的影响。

研究评估了 52 种情景下的中国水足迹变化情况。在多数情景下,中国水足迹于 2030 年左右达到峰值。中国的水短缺情况将于 2025-2035 年达峰,此时中国北方多数流域将出现缺水情况。而未来人口增速放缓、节水政策的实施和用水效率的提高等措施使得 21 世纪末中国水资源短缺将得到缓解。对比不同情景之间的水足迹,气候政策的实施是导致情景间水足迹差异的主要原因。减排政策的实施将导致多个部门用水量增加,其中电力部门用水增加最为明显。目前部分低碳能源方案(包括非常规液体燃料和BECCS)耗水量较大,因此减排导致的进一步用水需求可能会加剧水资源短缺情况,导致各部门间和区域间竞争用水。

研究结果有助于提高对于平衡社会经济发展用水、环境用水和减排措施用水的理解。该工作以Projecting China’s future water footprints and water scarcity under socioeconomic and climate change pathways using an integrated simulation approach为题发表在《Climate Services》上。第一作者孙祎欣,通讯作者南卓铜。受到国家重点研发项目、国家自然科学基金项目资助。 /孙祎欣 文

引用:Sun Y, Nan Z*, Yang W, Li L. Projecting China’s future water footprints and water scarcity under socioeconomic and climate change pathways using an integrated simulation approach. Climate Services. 2023, 30(100385). https://doi.org/10.1016/j.cliser.2023.100385.

图1 2005-2100年不同SSP-RCP情景下中国各部门水足迹变化
图2 2015年(a)、2035年(b)和2100年(c)的中国水资源短缺情况(WSI),以及2005-2015年(d)、2015-2035年(e)和2035-2100年(f)间WSI的变化情况。WSI 结果取四个 GCM-SSP2-RCP6.0 情景的平均值。
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