第1章新疆气候与社会经济发展
　　主要作者协调人：翟盘茂　魏文寿　陈　峰
　　主　要　作　者：黄　磊　黄萌田　方创琳　张　强　杨莲梅　余　荣
　　？执行摘要
　　新疆地形地貌呈现“三山夹两盆”的特征，生态系统呈现纬向地带性分布规律。新疆矿产、水能、风能、光照资源丰富，生物资源种类繁多、物种*特。新疆地处内陆腹地的典型干旱荒漠区，夏季炎热，冬季寒冷。新疆*特的山盆地形结构极大地影响降水分布，在局地山区*大年降水可达1100mm，但在盆地区域*干年份降水量为0。新疆地面日*高气温出现在吐鲁番盆地，达49.0℃，日*低气温出现在富蕴县可可托海镇，达-51.5℃。与气候背景密切有关，新疆受到干旱、大风、沙尘暴、高温热浪、寒潮、低温冷冻、暴雨（雪）等多重气象灾害的影响。总体看来，新疆过去两千年来在冷暖变化阶段上与全球、北半球和中国东部季风区很可能没有显著的不同，但在干湿变化上可能存在明显的差异；有证据表明，新疆过去两千年的干旱与寒冷气候对当地的人类文明发展产生了重要影响。在全球气候变暖背景下，新疆气候也明显变暖，降水增加，在过去30多年表现出了明显的“暖湿化”（高信度），类似情况很可能在过去300~500年中都未曾出现过。中华人民共和国成立前，新疆经济是以农牧业为主体的自然经济，生产力水平低下，生产方式落后，发展处于停滞状态。20世纪中叶以来，新疆人口稳定增长，社会经济发展迅速，特别是改革开放以来，新疆经济社会取得巨大成就，成为我国向西开放的***、能源和战略储备基地、国际能源资源大通道。新疆具有*特的区位优势并且发挥着重要的窗口作用，是丝绸之路经济带上重要的交通、商贸物流、文化科教的中心。天山北坡经济带和乌昌经济一体化不断发展壮大，正在成为中国西北地区经济增长的重要核心区域之一。
　　新疆位于欧亚大陆中部，离海洋较远，又地处中纬度西风带地区，天气气候条件受温带天气系统、极地天气系统、副热带天气系统等影响。气温日较差较大，表现出典型的“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的昼夜温差大的大陆性干旱荒漠气候特征。在特殊的地理位置、特定的高山山地与盆地地形条件以及多种大气环流的共同影响与作用下，新疆降水的时间分布与空间分布很不均匀，山区降水较为丰富，但大部分区域降水稀少、空气干燥，为典型的大陆性干旱气候区。
　　当今时代，全球气候变化对生态环境系统和人类社会经济产生显著影响，应对气候变化成为人类可持续发展*严峻的挑战之一。显然，气候变化与新疆的生态环境、经济社会发展的关系也十分密切。
　　本章基于新疆的自然地理、资源、人口经济状况与气候特征，评估了近两千年来新疆经历的气候变化规律，重点评估了工业革命以来，特别是1961年以来在全球与欧亚大陆变化背景下的新疆的气候变化特点，*后评估了新疆人口变迁与社会经济的发展。
　　1.1　新疆概况
　　新疆维吾尔自治区（以下简称“新疆”），位于欧亚大陆中部的中国西北边疆，总面积166万km2，占全国陆地总面积的1/6；与蒙古国、俄罗斯、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦、印度8个国家接壤，陆地边境线长达5600余千米，占全国陆地边境线的四分之一，是中国面积*大、交界邻国*多、陆地边境线*长的省区。新疆地域广阔，地形系统复杂，境内山脉峰峦重叠，河湖众多，地表水资源、地下水资源充足，但时空分布不均，高山积雪、冰川是新疆的天然“固体水库”，气候生态特征鲜明。新疆地形下垫面按地势自上而下分布着冰川、高山积雪-山区径流-高山湖泊-湿地草甸-河川径流-灌溉绿洲、湖泊水库-荒漠旱地等生态景观。新疆总体自然生态环境特征具有地域辽阔，但绿洲面积不大；气候干旱，而气温变化大；水资源总量丰富，但时空分布不均；土地面积大，但可利用面积小，土壤质量差且沙化，盐碱危害严重，生物资源种类虽然丰富，但生物总量不大等特点。这些自然生态环境特征决定了新疆自然生态环境的脆弱性，承载能力的有限性，对气候变化的敏感性。可逆性很小，在开发建设过程中一旦遭受破坏或被污染，将产生难以恢复的严重后果。
　　1.1.1　自然地理与自然资源概况
　　新疆的地形地貌可概括为“三山夹两盆”的地理分布特征（图1-1），北面是阿尔泰山，南面是昆仑山，天山横亘中部，把新疆分为南北两部分，习惯称天山以南为南疆，天山以北为北疆。新疆地势*高点是喀喇昆仑山的乔戈里峰，海拔8611m，是世界第二高峰，海拔仅次于珠穆朗玛峰。位于南疆的塔里木盆地面积52.34万km2，是中国*大的内陆盆地。塔里木盆地中部的塔克拉玛干沙漠，面积约33万km2，是中国*大沙漠，也是世界第二大流动沙漠。贯穿塔里木盆地的塔里木河全长2486km，是中国*长的内陆河。位于北疆的准噶尔盆地面积约38万km2，是中国第二大内陆盆地，盆地内古尔班通古特沙漠是中国*大的固定与半固定沙漠。在天山的东部和西部，还有被称为“火洲”的吐鲁番盆地和被誉为“塞外江南”的伊犁谷地。位于吐鲁番盆地的艾丁湖，低于海平面154.31m，是新疆地势的*低点，也是中国陆地低点，并且是该纬度降水*少的地区。
　　图1-1　新疆地形地貌图
　　数据来源：中国科学院资源环境数据中心http：//www.resdc.cn/
　　新疆水域面积7400km2，其中博斯腾湖水域面积1646km2，是中国*大的内陆淡水湖。新疆有大小冰川约20695条，总面积22624km2，冰储量2156km3，冰川年融水量198.50亿m3。新疆的冰川分别占全国冰川条数、面积和冰储量的43%、44%和48%，在全国范围内，冰川数量次于西藏，但冰储量却占据**位。新疆有大小河流570条，地表水资源量855.40亿m3，地下水资源量502.60亿m3。
　　新疆生态系统在“三山夹两盆”的地域结构影响下，使当地生态系统纬向地带性分布规律保留和呈现明显。同时，新疆地理结构单元复杂，从高山到平原，按流域形成了垂直自然生态类型变化明显且*特的自然生态构架。既形成发育有以山区森林为主体的森林，从山地到平原发育的荒漠、草原、草甸、沼泽与河流和湖泊等生态系统，又发育了*为典型的绿洲与荒漠的生态系统（图1-2）。同时，山区森林生态系统是绿洲生态系统和绿洲外围荒漠生态系统的水源地及其存在和发展的基础。新疆地处欧亚森林植物亚区、欧亚草原植物亚区、中亚荒漠亚区、亚洲中部荒漠亚区和中国喜马拉雅植物亚区的交汇地带，在这浩瀚的戈壁，辽阔的草原，绵延起伏的山脉蕴藏着丰富野生植物资源。
　　图1-2　新疆植被分布图
　　数据来源：中国科学院资源环境数据中心http：//www.resdc.cn/
　　新疆矿产种类全、储量大、开发前景广阔。截至2018年年底发现的矿产有142种，占全国已发现矿种的82.08%。储量居全国*位的有13种，居前五位的有56种，居前十位的有77种。煤炭累计探明资源储量4506.09亿t，石油累计探明地质储量61.57亿t，天然气累计探明地质储量2.73万亿m3。据全疆矿产资源潜力评价，新疆石油预测资源量230亿t，占全国陆上石油资源量的30%；天然气预测资源量16万亿m3，占全国陆上天然气资源量的34%。煤炭预测资源量2.19万亿t，占全国预测储量的40%。铁、铜、金、铬、镍、稀有金属、盐类矿产、建材非金属等蕴藏丰富。2018年新疆原油产量2647万t，

目录
第一部分　科学基础
第1章　新疆气候与社会经济发展003
1.1　新疆概况004
1.1.1　自然地理与自然资源概况004
1.1.2　建制沿革与社会经济概况007
1.2　新疆气候与气候变化背景009
1.2.1　新疆气候的基本特点010
1.2.2　过去两千年新疆气候变化背景及特征014
1.2.3　20世纪中叶以来全球背景下的新疆气候变化025
1.3　20世纪中叶以来新疆社会经济发展特征029
1.3.1　区域人口029
1.3.2　社会经济030
1.3.3　社会事业和人民生活032
1.3.4　城镇建设034
参考文献035
第2章　观测到的气候系统变化039
2.1　大气圈042
2.1.1　气候要素043
2.1.2　大气成分048
2.1.3　不同高度层大气和大气环流049
2.2　水圈053
2.2.1　水汽053
2.2.2　蒸散发055
2.2.3　土壤湿度056
2.2.4　地表水资源057
2.2.5　地下水埋深变化趋势060
2.2.6　湖泊061
2.3　冰冻圈064
2.3.1　冰川变化064
2.3.2　积雪变化069
2.3.3　多年冻土变化070
2.4　生物圈071
2.4.1　新疆植被物候的变化特征071
2.4.2　新疆植被覆盖的变化特征074
2.4.3　新疆植被生产力的变化特征075
2.4.4　新疆生态系统碳源汇的变化特征076
2.5　陆地表层077
2.5.1　荒漠化077
2.5.2　绿洲化080
2.5.3　城市化081
2.5.4　土地利用081
2.6　极端天气气候事件083
2.6.1　极端温度083
2.6.2　极端降水088
2.6.3　高影响天气气候事件变化091
参考文献094
第3章　未来气候系统变化预估103
3.1　不同温室气体排放情景下的气温变化107
3.2　不同温室气体排放情景下的降水变化113
3.3　不同温室气体排放情景下的极端事件变化114
3.3.1　温度相关事件114
3.3.2　降水相关事件119
3.3.3　干旱121
3.3.4　滑坡、泥石流地质灾害123
3.3.5　沙尘暴125
3.4　不同升温情景下各气候要素的变化126
3.4.1　平均气候126
3.4.2　极端事件128
3.5　冰冻圈变化134
3.5.1　冰川134
3.5.2　积雪140
3.5.3　冻土141
3.6　水圈和生态系统的变化142
3.6.1　水圈142
3.6.2　生物圈和生态系统144
参考文献147
第二部分　影　　响
第4章　气候变化对水资源的影响及其脆弱性155
4.1　水资源现状156
4.1.1　大气水分输入与输出156
4.1.2　降水157
4.1.3　地表径流158
4.1.4　冰雪水资源158
4.1.5　地下水资源159
4.2　气候变化对水资源的影响159
4.2.1　观测期水资源变化159
4.2.2　未来水资源变化162
4.3　水资源需求变化168
4.3.1　观测期用水量变化168
4.3.2　未来用水量变化171
4.4　水资源脆弱性评估和风险预估175
4.4.1　水资源脆弱性评估175
4.4.2　水资源风险评估178
参考文献181第5章　气候变化对生态系统的影响183
5.1　生态系统结构、功能和服务184
5.1.1　荒漠184
5.1.2　绿洲187
5.1.3　森林和草地191
5.2　生物多样性193
5.2.1　野生动植物193
5.2.2　特色种质资源196
5.2.3　生物入侵199
5.3　生态退化与灾害204
5.3.1　水土流失204
5.3.2　地质灾害205
5.3.3　森林和草原火灾206
5.3.4　病虫害207
5.3.5　湖泊湿地变化208
5.4　结论与知识差距209
5.4.1　主要结论209
5.4.2　知识差距210
参考文献210
第6章　气候变化对农业的影响220
6.1　农业自然条件变化的影响222
6.1.1　光热资源变化的影响222
6.1.2　水分条件变化的影响225
6.1.3　土壤条件改变的影响226
6.1.4　病虫害的影响228
6.1.5　气象灾害对农业生产的影响230
6.2　气候变化对棉粮作物与特色林果适宜种植区的影响237
6.2.1　对棉花适宜种植区的影响237
6.2.2　对粮食适宜种植区的影响238
6.2.3　对特色林果适宜种植区的影响244
6.2.4　对农作物熟制区的影响250
6.3　气候变化对农业金融平台的影响252
6.3.1　对农业投资的可能影响252
6.3.2　对农业保险的可能影响253
6.3.3　对农产品期货市场的可能影响254
6.4　未来气候变化对新疆农业的可能影响255
6.4.1　对粮棉作物的可能影响255
6.4.2　对特色林果种植的可能影响257
6.4.3　对草原畜牧业的可能影响257
参考文献258第7章　气候变化对关键行业（交通、旅游、能源）的影响264
7.1　气候变化对交通行业的影响266
7.1.1　新疆交通运输发展266
7.1.2　气候变化对新疆交通运输的影响269
7.1.3　未来气候变化对交通的影响和适应措施272
7.2　气候变化对旅游行业的影响275
7.2.1　新疆气候及旅游特征276
7.2.2　气候变化对旅游资源的影响276
7.2.3　气候环境对旅游舒适度的影响评估282
7.2.4　过去气候变化对旅游业的影响289
7.2.5　未来气候变化对旅游的影响291
7.3　气候变化对能源行业的影响292
7.3.1　新疆能源发展292
7.3.2　气候变化对能源的影响297
7.3.3　未来气候变化对能源的影响303
7.4　结论与知识差距307
参考文献308
第8章　气候变化对城乡发展与居民健康的影响317
8.1　气候变化对城乡规划及发展的影响319
8.1.1　对新疆城乡国土空间规划的影响319
8.1.2　对新疆民居建筑布局与营造模式的影响322
8.1.3　对城市规模及城市脆弱性的影响323
8.1.4　对天山北坡城市群发育程度与脆弱性的影响323
8.1.5　对乡村发展与美丽乡村建设的影响325
8.2　气候变化对城市化及城乡居民点建设的影响326
8.2.1　对城市热岛效应的影响326
8.2.2　对城乡居民点受损的影响328
8.2.3　对城乡居民点布局的影响330
8.2.4　对人口迁移与移民的影响335
8.3　气候变化对城市空气质量及居民健康的影响338
8.3.1　对城市空气质量的影响338
8.3.2　对居民身体健康的影响339
8.3.3　对居民心理健康的影响342
8.4　知识差距与不足343参考文献343
第9章　气候变化对大气环境的影响349
9.1　新疆大气环境现状350
9.1.1　空气质量现状350
9.1.2　新疆人为源和自然源排放现状357
9.1.3　大气扩散条件现状360
9.2　1961年以来气候变化对新疆大气环境的影响365
9.2.1　气候变化对大气扩散条件的影响365
9.2.2　气候变化对空气质量的影响367
9.3　未来气候变化对新疆大气环境的影响370
9.3.1　未来气候变化对大气扩散条件的影响370
11.2.2　加强水资源优化配置和统一调度414
11.2.3　积极推进节水型社会建设415
11.2.4　构建供需水管理体系，实现水资源精准管理418
参考文献419第12章　生态安全对策422
12.1　气候变化影响下山地生态系统保育与生态安全维护424
12.1.1　新疆不同海拔山地气候变化趋势及特点424
12.1.2　新疆山地生态系统的特征及地位425
12.1.3　新疆山地生态系统功能维持和提升面临的主要问题及风险426
12.1.4　山地生态系统适应气候变化与生态安全保障的对策428
12.2　气候变化影响下绿洲生态安全与土地生产力提升433
12.2.1　基于气候变化的适宜绿洲规模确定433
12.2.2　生态红线与开发阈值438
12.2.3　应对气候变化的土地生产力提升能力建设441
12.3　气候变化影响下荒漠生态系统保育与稳定性维持444
12.3.1　降水变化的不确定性与荒漠生态系统稳定维持的生态阈值444
12.3.2　荒漠保护区建设与功能提升448
12.4　基于气候变化应对的维系干旱区生态安全的政策保障454
12.4.1　现有政策实施成效的科学评估454
12.4.2　基于气候变化事实的政策改进与完善的咨询建议456
参考文献457
第13章　农业安全对策465
13.1　新疆农业现状466
13.1.1　主要作物生产现状466
13.1.2　特色林果业现状467
13.1.3　畜牧业现状467
13.1.4　农业产业化现状468
13.2　气候变化增加新疆农业安全的风险468
13.2.1　自然环境脆弱，农业土地荒漠化与人为污染风险大470
13.2.2　农业结构不合理，亟待依据气候变化做出调整471
13.2.3　农业水资源占比大，利用效率低，提升难度高471
13.2.4　气象灾害频繁发生，农业防灾减灾形势严峻472
13.2.5　农业病虫害呈加重态势，防控体系亟待健全472
13.2.6　“三农”问题较为突出，农业产值增长慢农民增收难473
13.3　农业安全对策473
13.3.1　实施退化和污染耕地生态恢复，维护农业生态安全473
13.3.2　调整优化农业产业结构，积极应对气候变化以趋利避害475
13.3.3　强化农业需水管理，加快优质高效节水农业发展477
13.3.4　构建完善的气象灾害应急管理制度，减轻农业灾害损失479
13.3.5　加快新技术的研发与应用，为应对气候变化提供技术支撑480
13.3.6　用足用好农业金融工具，降低农产品生产与价格波动风险482
参考文献483
第14章　能源安全对策487
14.1　新疆能源安全488
14.1.1　能源安全的新认识488
14.1.2　新疆能源安全的现状和挑战489
14.1.3　未来气候变化给新疆能源发展带来的挑战491
14.2　新疆能源政策492
14.2.1　新疆能源规划和政策492
14.2.2　新疆推进低碳绿色能源转型政策495
14.3　应对气候变化与新疆能源转型496
14.3.1　新疆能源转型的机遇496
14.3.2　新疆能源转型展望500
14.3.3　新疆能源转