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青藏高原湖泊变化研究需要关注的问题
青藏高原的湖泊变化对气候变化具有非常敏感的响应,不仅通过不同类型的补给变化反映气候变化及各要素的影响过程,而且在湖泊理化性质和生态条件上产生一系列连锁响应。因此,开展更加精细的湖泊水量变化与水量平衡、湖泊盐度和水生生态系统变化研究,有助于深入理解气候变化对湖泊变化的影响程度,从而准确评判未来气候变化条件下的湖泊变化趋势。
宏观尺度的湖泊水量赋存和水量平衡研究。青藏高原的湖泊有多少水量赋存,气候变化对其赋存条件和程度具有哪些影响,是湖泊研究回答其在“亚洲水塔”中的作用的最根本问题。过去几十年遥感技术与数据的发展,使得利用卫星遥感数据已经较为容易和快捷地获取湖泊的面积指标,但由于湖盆形状和岸线坡度的差异,湖泊面积相同并不等于水量赋存接近,不同湖泊之间的面积变化幅度与其水量变化幅度也不一致。湖泊水量变化是气候变化带来的实质结果,因此需要根据湖盆数字高程模型(DEM)对每一个湖泊建立符合其本身特点的面积和水量关系,才能通过遥感大数据获取整个高原各个湖泊不同时期的水量赋存,分析其补给过程的时空变化,进而准确评价整个青藏高原湖泊水量变化与气候变化的关系。
湖泊主要理化性质与典型湖泊生态系统的系统调查与分析。青藏高原的湖泊水体质量如何,气候变化对其有何影响,是湖泊研究回答其在“亚洲水塔”中作为可利用水资源的核心问题。从大空间尺度来看,获取代表湖泊主要理化性质和影响湖泊生态系统的要素是回答上述问题的关键。湖泊透明度与盐度变化对湖泊生态系统具有重要的影响。遥感影像提供了长时期、大范围的湖泊水色光谱数据,由于湖泊水色敏感地反映湖泊透明度变化,而水色与盐度之间具有较好的相关性,因此具有利用遥感影像的湖泊水色数据重建湖泊透明度与盐度变化的基础。获取较高精度时间序列的湖泊透明度和盐度的变化,对于理解湖泊生态系统的气候变化响应具有重要意义。
大尺度气候变化对湖泊变化的影响及区域水循环过程。西风和印度季风是影响青藏高原地区的两大环流系统。近年来,西风和印度季风作用区出现了明显的降水变化,从而导致不同地区的湖泊变化具有相应的时空分异,并使得这些湖泊与大气间的水分和热量交换发生明显改变,进而影响了区域水循环过程。同时,青藏高原地区的湖泊除了受降水影响外,还与流域内的冰川融水、冻土退化等具有紧密联系。通过获取年际尺度的大范围的湖泊水量、透明度与盐度变化,与流域尺度的气温、降水、蒸发、冰川融水、冻土变化等要素进行大数据分析,才能发现它们在不同时间和区域上的联系,从而评价西风和印度季风作用下的气候要素变化如何影响湖泊变化以及区域水循环过程。(作者:朱立平,中国科学院青藏高原研究所青藏高原地表过程与环境变化实验室 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心 中国科学院大学;张国庆,中国科学院青藏高原研究所青藏高原地表过程与环境变化实验室;杨瑞敏,兰州大学资源环境学院;刘翀,中国科学院青藏高原研究所青藏高原地表过程与环境变化实验室 中国科学院大学;阳坤,中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心 清华大学地球系统科学系;乔宝晋,中国科学院青藏高原研究所青藏高原地表过程与环境变化实验室 郑州大学地球科学与技术学院; 韩博平,暨南大学生态学系。《中国科学院院刊》供稿)