气候变化对中国东部季风区水循环及水资源影响与适应对策*

夏军，刘春蓁，刘志雨，罗勇，段青云，莫兴国，谢正辉

①武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072；②水利部水利信息中心，北京 100053；③清华大学地球系统科学研究中心，北京 100084；④北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院，北京100875；⑤中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101；⑥中国科学院大气物理研究所，北京 100029

气候变化对中国东部季风区水循环及水资源影响与适应对策*

夏军①†，刘春蓁②，刘志雨②，罗勇③，段青云④，莫兴国⑤，谢正辉⑥

①武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072；②水利部水利信息中心，北京 100053；③清华大学地球系统科学研究中心，北京 100084；④北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院，北京100875；⑤中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101；⑥中国科学院大气物理研究所，北京 100029

中国东部季风区水循环及水资源变化复杂，水旱灾害频繁，其中既有强烈的季风区自然变化影响，又有气候变化中二氧化碳排放导致的人为强迫的影响。近些年作者团队的研究表明：中国陆地水循环主要变化是由温室气体排放的影响叠加在东部季风区显著的自然变率背景下共同作用形成的，其中自然变率对降水影响的贡献约占70%，人为强迫的贡献占30%；随着未来二氧化碳排放的贡献率逐步增大，中国极端水旱灾害有进一步增加的态势，气温每升高1°C，华北农业耗水约增加4%总用水量；气候变化对中国东部季风区长江、黄河、淮河、海河以及珠江等八大流域的水循环以及南水北调(中线)重大调水工程有突出的影响与风险，需针对水资源脆弱性变化与水安全问题，采取适应性的对策与措施。

气候变化；水循环；水资源；脆弱性；适应性；对策

气候变化是当前国内外关注的热点，而水循环是联系地球系统中地圈、生物圈、大气圈的纽带，是全球气候变化的核心问题之一。水循环受自然变化和人类活动的双重影响，并决定着水资源形成及与水土相关的环境演变[1-6]。我国降水时空分布极为不均，尤其在人口分布最为密集、经济发展最快的东部季风区，水资源短缺、旱涝灾害以及与水相关的生态环境问题非常突出[7-12]。

按照自然地理区划，东部季风区是我国三大自然区之一，范围包括大兴安岭以东、内蒙古高原以南、青藏高原以东的地区。土地面积占全国的46%，而人口占到全国的95%，是国家最主要的经济社会发展区域，也是受气候变化影响最为敏感、水资源问题最为突出的地区[13]。东部季风区直接联系着我国最为重要的大江大河，其中包括松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、东南诸河、珠江等八大流域系统(图1)。它们是全国水资源评价和规划中十大流域片中最核心的区域，也是实现区域水资源优化配置以及南水北调重大调水工程实施的地区[14-20]。在气候变暖背景下，区域水循环时空变异问题突出，导致北方地区水资源可利用量减少、耗用水增加和极端水文事件频发，加剧了水资源的脆弱性，影响我国水资源配置及重大调水工程与防洪工程的效益，从而危及水资源的安全保障。由此引导出亟待研究的四个问题：过去怎么变？未来怎么变？机理是什么？如何应对变化？与我国东部季风区联系的流域水循环及其组成的陆地水循环与水资源安全，已成为国家重点基础研究发展计划(973计划) (2010CB428400)重点研究的课题，也是地球系统的水科学前沿和重要的应用基础问题[21-23]。

图1 中国自然地理三大分区及东部季风区位置示意图

1 气候变化与水资源的几个基本概念的说明

在探索和研究气候变化与水资源问题以及科普或介绍相关成果时，经常遇到一些基本概念，在此加以说明和注解[18-21]：

(1) 全球变暖：指人类经济活动产生大量温室气体(CO2)导致地球升温的温室效应。

(2) 气候变化：指气候随时间的变化，无论其原因是自然变率 (陆-海-气作用等)，还是全球变暖的结果(图2)。

图2 气候发生变化的概念示意图

(3) 下垫面人类活动：主要指陆地表面由于河流开发、跨流域调水以及农业化、城市化耗用水等，导致水循环发生不同程度改变的活动。

(4) 检测与归因：检测是指揭示气候发生变化的过程，但不提供其原因。归因是指探测到变化最可能原因的过程。它们是研究气候变化对水循环及水资源影响的两个关键的科学问题，也是难点问题。

(5)脆弱性与适应性：脆弱性指气候变化对水资源(如供需关系与配置等)造成不利影响的程度。适应性为变化环境下所采取不断学习与调整的系统过程，改进水资源的规划与管理的对策。

气候变化政府间专门委员会(IPCC)第五次评估报告(AR5)强调了气候变化导致的灾害、社会经济活动联系的暴露度的风险与脆弱性和适应性的互动关系，如图3所示[4]。

图3 气候变化与社会经济活动联系的灾害、暴露度、脆弱性以及风险示意图[4]

2 气候变化与水循环

气候变化与水循环是当今全球变化及其影响与适应对策研究的重要内容[27-28]。其重要性在于水文循环不仅为人类社会发展提供了可再生的淡水资源，同时又给人类带来了水旱灾害，而水循环的周期与强度又受到气候与人类活动两个因素的制约。当前，气候变化及其影响已成为全球性的热门话题，不仅是国内外科学家聚焦的研究内容，而且受到各国政府和社会的广泛关注。在众多的气候变化影响问题中，关系到人类生存发展、生态环境与生活质量的水资源安全问题至关重要[24-28]。

目前，虽然国内外针对气候变化与水循环的研究已取得了丰硕的成果，但由于地球气候系统中涉及水问题的复杂性，制约水循环变化的各种自然与社会因素以及水资源和水旱灾害的变化规律等很多问题尚未被认识，有待于今后进一步研究。

2.1 水循环

“黄河之水天上来，奔流到海不复回”。古代诗人用质朴的语句浅显地描绘了陆地水循环。那时人们不知道奔流到海的黄河之水，还将通过蒸发、凝结、降水、径流等过程后再次返回海洋。

一个完整的海-陆水循环过程：在太阳辐射的驱动下，陆面及海洋的水分被蒸发成为空气中的水蒸气，在大气中被气流输送到各地；遇到适当的条件，水汽凝结成降水，落到地表的雨雪，一部分重新蒸发至大气，一部分渗入土壤岩层，转化为壤中流及地下水；河川径流、壤中流与地下水最后汇入大海。这是一个没有起点和终点的周而复始的循环过程。这一循环过程可分解为水汽蒸发、水汽输送、凝结降水、水分入渗与渗透，以及地表、地下径流等五个基本环节。水循环又有海上水循环(即海洋水经蒸发被带到上空再经降水过程返回海洋)和陆地水循环(陆地水经土壤植被蒸发、蒸腾作用被带到高空再经降水过程返还陆地，主要存在于内陆地区)，同时水循环还可以分解为陆地水循环与大气水循环两个分支，它们分别服从陆地和大气的水量平衡及能量平衡。陆地分支由降水、出入本区的径流、蒸发及土壤水含量的变化组成。水循环大气分支由流出及流入本区上空的水汽量、蒸发量、降水量和本区上空水汽含量的变化组成。

从全球水文循环各种通量的多年平均值可以看到[2]：洋面蒸发是陆面蒸发的6倍，陆面降水大约是洋面的1/4；在陆面，降水大于蒸发，而海洋相反。对全球而言，陆面和洋面蒸发的水量等于它们上空的降水量，而由海洋输送给大气的水汽量等于由陆面流向海洋的径流量。对于大陆，年径流、蒸发及降水之间的比值大致为1∶2∶3。陆地上空，大气水库储存的水可以被降水在15天用光，或用23天被蒸发装满；而海洋上空，大气水库储存的水可以在7.5天内以降水形式用光，或在6.8天内被蒸发充满。这说明，海洋上空的水循环比陆地上空的水循环更活跃。

水循环是地球气候系统的重要组成部分，其空间尺度覆盖了全球、半球、大陆尺度、区域尺度以及流域尺度，其时间尺度有月、季、年、年际、年代际、百年际至千年际等。通过大气、陆地、海洋间的水量和能量交换，大气圈中的水、冰雪圈中的水、生物圈和岩石圈中的水与水圈中的水(地球气候系统五大圈层)相互作用与转化，既为人类提供了可再生的淡水资源，又给人类带来了水旱灾害。

2.2 气候及气候变化

我国作为农耕国家，早在宋代就从农业耕作时令的角度将一年的气候分成了24节气、72候，它们反映了我国农业气候的一种平均状态。气候的科学含义是指地球上某一地区多年时段大气的年平均统计状况，是该时段多种天气的综合表现。气候通常由某一时段的平均值以及相对于平均值的距平来表示，主要反映一个地区的冷、暖、干、湿等基本特征[13]。

气候变化是指气候平均状态随时间的变化，包括气候平均值和距平(变率)两者中的一个或两个出现了统计意义上的显著变化。气候平均值的升、降表明气候平均态的变化。气候距平值越大，说明气候变化的幅度越大，气候状态越不稳定，气候异常则越明显(图2)。

气候变化的时间尺度有年、年代际、世纪至千年尺度，甚至更长时间尺度的变化；其空间尺度覆盖了流域、区域、大陆、半球至全球尺度的变化。1880—2012年全球地表平均气温大约升高了0.85 ℃。期间，陆地比海洋增温快，高纬度地区比中低纬度地区增温大，冬半年增温比夏半年明显。1983—2012年是过去1 400年来最热的30年，而21世纪前的10年又是近百年来最暖的10年。我国最近60年气温上升尤其明显，平均每10年升高约0.23 ℃，几乎是全球的两倍。自1981年以来，我国的地表平均温度上升了0.91 ℃，

1901年以来，全球陆地上的降水没有明显增加或减少的趋势，但空间分布有变化。北半球中纬度陆地上的降水增多。近百年来，我国年平均降水量以20～30年为周期的年代际变化为主，没有明显的趋势性变化，但存在明显的年代际与年代际震荡和区域性变化。1910s、1930s、1950s、1970s和1990s属于多雨期，1900s、1920s、1940s、1960s属于少雨期。1961—2013年中国年平均降水量无明显的增减趋势，但年际变化明显。1998、1973、2010年最多，2011、1986、2009年最少。近50年来，西部地区降水增加15%～50%，华南地区降水增加5%～10%，华北和东北大部分地区减少10%～30%。东部季风区频繁出现“南涝北旱”。

从科学意义上讲，气候变化的原因有气候系统内部自然变率、太阳活动和火山活动构成的自然强迫以及温室气体、气溶胶等大气成分变化和土地利用变化等人为强迫共同作用两方面因素[16]。气候系统内部自然变率主要由海洋-大气-陆地相互作用产生，并往往表现为不同时间尺度、不同频率的简谐波叠加而成的周期性振荡以及突变。例如：对我国夏季气候异常以及降水异常有显著影响并具有2～8年周期的厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、具有准20年和准50～70年周期的太平洋年代际振荡(PDO)、青藏高原冬春积雪的年代际变化、北极涛动、东亚季风环流的减弱与加强以及太阳周期性活动等等。温室气体、气溶胶等大气成分变化和大范围土地利用引起的植被覆盖变化对气候的影响是通过地球气候系统的太阳辐射强度和地面对辐射反照率的变化产生的。气候变化不是现在才发生的，过去60万年就发生了6次冰河期，但是近百年气候变化的速度增加了。现在北极冰盖在9月份的大小，相当于50年前的一半；海平面上升的速度是1870年以前的2倍。人类生产和社会经济发展使大气的化学成分变化，如CO2、CH4、CFCs等温室气体浓度的显著增加改变了地球大气系统的辐射平衡，引起地球的平均气温升高了0.8 ℃。即使立刻停止所有温室气体排放，气温仍将比过去上升约1 ℃。在气温达到平衡前，海水温度的上升仍将持续几十年。这种人为强迫因子对气候自然波动的周期与振幅以及突变点有着“调谐”作用。例如：在没有气候变暖的影响时，PDO年代际的转变应发生在20世纪60年代中期，温室气体排放的人为因子使其年代际转型发生在70年代末，滞后了10年。

3 气候变化对中国东部季风区水循环水资源影响与对策

气候与水循环是一个非常复杂的非线性相互作用的过程[26]。在气候自然变率与人为强迫的作用下，通过大气环流的变化，降水的时空分布、强度和总量，以及雨带的迁移、气温、空气湿度、风速、蒸发等将偏离多年平均的状况，进而引起全球水循环及区域水循环的变化。同时，另一种作用于流域的下垫面的人类活动，如土地利用的变化、农林垦殖、森林砍伐、城市化、水资源开发利用和生态环境变化等也将引起陆面对太阳辐射的反照率、粗糙度、不透水层面积的扩大等物理参数的变化，进而改变降雨落到地面后的蒸发、入渗、产流和汇流来影响陆地水循环。上述过程都不是孤立的，在地球气候系统中既具有相互依存与相互制约的整体性，同时又具有其各自特点的差异性。

在“气候变化对中国东部季风区水资源安全影响与适应对策的基础研究”项目(973计划)支持下，我们团队历经5年研究，同心协力、团结合作、兢兢业业、科研创新，取得了系统性的科研成果与若干新的进展，包括：

(1) 在国内首次推出基于质量控制与分析订正后的高密度气象观测台站的格点数据集，建设水文-气象数据库，为科学认识东部季风区在气候变化背景下区域水循环及水资源变化的特征规律打下了坚实基础。基于水文-气象新的观测与检测，给出了中国陆地水循环要素变化、水平衡关系与物理图像，其中包括1960—1985年与1986—2013年中国水汽—降水—径流变化的水循环收支与比较(图4和表1)。

图4 中国东部季风区水循环及水汽收支示意图

表1 1960—1985年与1986—2013年中国水汽—降水—径流水循环收支比较万亿m3

(3) 发展了陆-气水循环双向耦合模型和陆面同化系统新方法，为研究气候变化对水循环影响的检测与归因提供了科学基础与途径。利用陆-气双向耦合模式，辨识了气候变化和下垫面人类活动对水循环的影响及其成因，其中包括南水北调(中线)跨流域调水对区域水循环的影响、地下水开采对局地区域气候的反馈影响、全球变暖和气候自然变率对水资源的影响与贡献。对于区域尺度及流域尺度水循环，如近20年来我国东部地区频繁出现的南涝北旱，除了气候变暖因素外，可能主要是由于气候系统本身的年代际自然变率，如东亚季风波动、厄尔尼诺-南方涛动与太平洋年代际振荡等大尺度大气环流形态的变化引起。我们的初步研究表明，目前所观测到的中国区域增温现象，大部分可以归因于人类活动引起的温室气体排放增加的影响。无论是年降水量、径流量的变率(mm/10a)归因都表明(图5)：东部季风区降水自然变率是导致径流(水资源)变化最主要的驱动因子(贡献率达70%～90%)，全国平均约占70%，这是中国季风区气候与自然地理特性决定的。另外，温室气体排放引起的气候变化导致降水变化，其影响的变幅在[-50, +100] mm，全国平均的影响贡献率为30%。温室气体排放引起气候变化导致的径流量(水资源)变化的变幅在[-50, +50] mm。在未来CO2排放增加的情景下，气候变化影响的贡献率将逐步增大，也是水资源变化的重要驱动因子，需要在水资源规划和管理时加以新的认识与考虑。

图5 气候变化对中国年降水和径流变化影响的归因分析示意图

(4) 针对未来气候变化影响的不确定性与情景预估难题，研发了贝叶斯多模式集成的概率预估不确定性理论，提出了评估多模型概率预估可信度和面向流域水文过程的降尺度方法，为量化和减少气候变化预估的不确定性提供了一种新的途径。依据IPCC-AR5不同排放情景(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)下大气环流模式集(GCMs)未来降水集合预估与综合判断，未来20～30年(2020—2040年)东部季风区水文极端事件(水旱灾害)发生的频率与强度有增强的态势，强降雨天数普遍增加，洪涝灾害可能进一步增加。此外，中国东部季风区过去63年和未来30～50年极端干旱呈现波动上升的态势(图6)，由此将加大未来30年中国水资源供需矛盾和水资源脆弱性，尤其北方(华北、东北粮食主产区)农业水资源需水的压力。

图6 2000－2100年中国北方极端干旱变化趋势预估

(5) 针对非平稳水文极值系列洪水频率问题的挑战，发展了一种与气候变化影响联系的非稳态极值洪水频率计算新方法，改进了传统设计洪水估算的频率分析理论的不足。以淮河防洪为例，应用新提出的模型方法，计算出未来气候变化下淮河上游主要控制水文站王家坝断面，2020—2050年20年一遇洪峰流量值较基准期(1970—2000年)增加23.3%～29.9%。其结果将导致蓄滞洪区运用频次增加，洪水淹没风险增加(图7)。因此，考虑气候变化影响对于保障我国流域防洪安全十分重要。

图7 应用考虑气候变化的模型方法计算未来20年一遇洪水的淹没图

(6) 发展了水资源脆弱性多元函数分析的理论与方法，联系气候变化、社会经济影响与适应性过程和风险，建立了脆弱性与适应性的联系，提高了应对气候变化影响的水资源适应性管理与对策的科学性。研究表明：占全国总人口95%、国土面积近一半的东部季风区，90%处在比较脆弱和严重脆弱的状态；中国面临的水资源安全压力巨大，尤其是中国北方；气候变化影响下，东部季风区需水量进一步增加，华北地区气温上升1 ℃，农业耗水增加大约25 mm。气候变化影响下2030年水资源需求关系分析显示，长江区新增需水313亿m3，中下游和汉江脆弱性加大，给南水北调(中线)工程供水增加新的压力。未来气候变化影响下，采用GCMs和陆-气耦合模型与脆弱性方法综合估算，我国东部季风区较脆弱和严重脆弱的区域将明显扩大，特别是中国南方和长江流域增加较多(图8)。

图8 中国东部季风区2000年和未来30年最不利情况水资源脆弱性

以南水北调(中线)工程运行与管理面对气候变化影响的问题分析为例(图9)，在气候变化背景下已经呈现三个突出的变化：其一是长江支流汉江上游丹江口水库调水区和中国北方海河受水区的径流变化，数据表明20世纪80年代后丹江口入库径流一直呈下降态势，尽管2000年有所恢复，但总体上仍处于枯水期。1990—2012年实际入库的径流相对1954—1989年规划设计减少21.5%。未来气候变化影响下，预估的结果显示海河的径流先降，2040年稍有上升，但汉江上游呈现下降态势。其二是调水区的水资源脆弱性发生了变化。研究表明，气候变化影响下调水后对汉江的脆弱性是增加的，亟待采取适应性对策。其三是调水区和受水区的丰枯遭遇发生了变化。从过去的资料观测，丹江口和海河的径流同枯概率明显增大，1956—1989年为9% ，1990—2011年上升为30%；从未来变化态势来看，同枯概率均会上升。因此，现行水资源规划、设计洪水和重大调水工程规划设计与管理不考虑气候变化影响将存在巨大风险，迫切需要修编现行规范，采取必要的适应性对策与措施。

(7) 提出了应对气候变化中国东部季风区水资源适应性管理的对策与建议，包括尽快推动国家层面水资源适应性管理的规划与建设，尽快实施应对气候变化水资源适应决策系统的能力建设(监控、评估与对策)，积极推进国家应对气候变化影响科技创新驱动的基础研究，积极推进变化环境下国家水资源安全保障发展战略等。以实施中国严格水资源管理的“三条红线”的对策措施为例，即：水资源开发利用控制红线，到2030年全国用水总量控制在7 000亿m3以内；用水效率控制红线，到2030年用水效率接近或达到世界先进水平，万元工业增加值用水量降低到40 m3以下，农田灌溉水有效利用系数提高到0.6以上；水功能区限制纳污红线，到2030年主要污染物入河湖总量控制在水功能区纳污能力范围之内，水质达标率提高到95%以上。研究表明：未来气候变化最不利条件下，采取该适应性水资源调控与对策，可使季风区流域水资源脆弱性的变化和减少的幅度达21.3%，可持续发展度增加幅度达18.4%，适应性管理的效益显著(图10)。

图9 气候变化背景下南水北调(中线)工程径流变化示意图

4 结论与展望

全球变化与水资源是当今国际地球系统科学重要的前沿问题之一，也是人类未来可持续发展所要面对的重大需求问题。中国是全球人口最多、面临水资源压力最为严峻的发展中国家，中国的气候变化与水资源研究已经成为国际全球变化与适应性管理的一个热点问题。

东部季风区是我国三大自然区之一，土地面积占全国46%，人口占全国95%，是我国社会经济发展最快、受气候变化影响最为剧烈、水资源和水旱灾害也最为突出的区域。本文深入浅出地介绍了气候变化与水资源相关的基本概念，阐述了气候变化与水循环问题，希望引起更多非专业读者对该问题的重视与兴趣。

在国家973项目等支持下，通过产学研团队的合作，综合水文、气象长期观测结果和水文、气候两大学科优势，系统开展针对国家重大需求最为关注的4个问题的科学研究，获得了新的成果与认识，包括：

(1) 我国陆地水文循环的主要变化是温室气体(CO2)排放影响叠加在东部季风区显著的自然变率背景下共同作用形成，其中自然变率导致径流变化的贡献率平均为70%，温室气体排放贡献占30%。

(2) 在未来CO2排放增加的情景下，我国极端水旱灾害有增加的态势；气温每升高1 ℃，华北农业耗水约增加25 mm，相当于增加4%的总用水量。

图10 中国东部季风区实施最严格水资源管理的适应性对策效果示意图

(3) 随着未来CO2排放贡献率的逐步增大，气候变化是水循环变化的重要驱动因子，因此，现行水资源规划、设计洪水和重大调水工程规划设计与管理要是不考虑气候变化的影响，将存在巨大风险。在未来最不利条件下，如果采取适应对策，那么季风区水资源脆弱性的减少幅度可达21.3%，可持续发展度增幅可达18.4%。应对气候变化保障我国水安全的适应性管理与对策十分重要和必要，针对变化环境下的流域水资源规划和重大水利工程管理，迫切需要修编现行规范。

尽管项目取得了一定的新进展，但是由于中国东部季风区水资源影响的复杂性和气候变化以及下垫面高强度人类活动影响的不确定性，对于流域蒸散发机理，年代际自然变率、全球变暖和下垫面人类活动对径流水资源的高阶影响，应对气候变化制定防洪标准等方面的研究，仍需进一步探索、认识与总结，以解决好水与人类未来的水安全重大战略问题。

致谢本文是国家重点基础研究发展计划(973计划) (2010CB428400)全体参加人员的成果总结，对所有参加该项目的科研与工作人员表示衷心的感谢！对参加该项目研究的中国科学院、中国气象局、水利部和教育部等部门大力的支持，表示诚挚的谢意！

(2016年5月4日收稿)

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(编辑：沈美芳)

Impact of climate change and adaptive strategy on terrestrial water cycle and water resources in East Monsoon Area of China

XIA Jun①, LIU Chunzhen②, LIU Zhiyu②, LUO Yong③, DUAN Qinyun④, MO Xinguo⑤, XIE Zhenhui⑥
①State Key Laboratory of Water Resources & Hydro Power Engineering Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072, China; ②Water Resources Information Center, Beijing 100053, China; ③The Center for Earth System Science, Tsinghua University, Beijng 100084, China; ④Institute of Global Change and Earth System Science, Beijing Normal University, Beijing 100875, China; ⑤Institute of Geographical Sciences and Natural Resource Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; ⑥Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China

The change of water cycling and water resources in China Eastern monsoon area is rather complicated, which has both strong monsoon in fl uences of natural changes and climate change impact caused by carbon dioxide emissions due to anthropogenic forcing. The major change of land water cycle is the co-action of greenhouse gas emissions impact superposition in the eastern monsoon region and the natural variability of interaction, which the natural variability contribution to the in fl uence of precipitation accounted for about 70% and anthropogenic forcing about 30%. With future increasing CO2emissions contribution rate, the extreme fl oods will have further increasing. Also, along with rising temperature of 1 °C in North China, the agricultural water consumption will increase about 4% of the total water consumption. Thus, there are signi fi cant impacts of climate change and its risk on China’s eastern monsoon region, which covered almost of eight major river basins, such as Yangtze river, Yellow River, Huai River, Hai River and Pearl River, as well as the major water transfer (middle line). For the water security issue, it is necessary to take adaptive countermeasures and measures to reduce the vulnerability of water resources and their risks.

climate change, water cycle, water resource, vulnerability, adaptation, strategy

10.3969/j.issn.0253-9608.2016.03.002

*国家重点基础研究发展计划(973计划)(2010CB428400)资助

†通信作者，中国科学院院士，研究方向：系统水文学非线性理论与方法、生态水文与水资源可持续管理。E-mail: xiajun666@whu.edu.cn