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青藏高原水资源变化的初步认识
20 世纪 50 年代初期以来,青藏高原经受了显著的气候变化影响,其年均气温呈现明显的上升趋势。1955—1996 年,青藏高原地区年均气温每 10 年上升0.16℃。到 20 世纪 80 年代中期,青藏高原升温率陡增,并于 20 世纪 90 年代达到最大值。1998—2013 年,青藏高原地区年均气温每 10 年上升 0.25℃。这一系列气候变化对青藏高原的冰冻圈产生了极为不利的影响,包括冰川退缩、积雪覆盖减少、冻土退化、活动层增厚等,并直接或间接地对青藏高原水资源产生了深远影响。
冰川是重要的淡水资源赋存形式,青藏高原拥有地球上第三大冰川群,冰川总面积达 50 657 km2,冰川总储量为 4 680 km3,是北极和南极之外最大的淡水资源储存库。冰川融水是发源于青藏高原河流的重要补给来源,冰川融水补给大约可占青藏高原河川径流的6%—45%。全球变暖导致冰川融化速度加快,青藏高原的冰川面积已经由 20 世纪 70 年代的 48 800 km2,缩减至 21 世纪初的 44 400 km2,平均每年减少约 147 km2,总减少率达 9.05%。特别是帕米尔高原、喜马拉雅山,冰川累计消减达到了原有面积的 15% 以上。长江源头沱沱河和巴曲河流域 2009 年的冰川面积较 1970 年分别减少 20.83% 和 34.81%。冰川退缩直接影响了青藏高原河川径流的季节分配特征,河流洪峰起点提前。然而,由于流域条件、气候、径流补给来源和补给比例不同,气候变化背景下青藏高原地区的河川年径流量变化趋势差异较大,即使在同一个流域内,不同子流域之间的河川径流变化趋势也不尽相同。发源于青藏高原的河流,径流量的补给包括降水补给、冰川融水补给、地下水补给 3 种主要方式。一般而言,青藏高原北部、东部和东南部地区,河川径流主要受降水主导;而在中部和西部地区,河川径流受冰川融水或受地下水补给为主,或受两者共同主导。因此,冰川融水对雅鲁藏布江和印度河的贡献率较高,分别达 12% 和 48%。而对长江和怒江的贡献率只有 5%—7%,对黄河和澜沧江的贡献率不足 2%。降水是黄河、长江、澜沧江、怒江和雅鲁藏布江年径流量的主要补给来源,贡献率为 65%—78%。
一般而言,冰川消融在短期内将会带来河川径流的增加,但从长远来看,随着冰川的逐步减少,冰川融水将随之减少。全球变暖背景下,冰川融水径流量会呈现先增加后减少的演变态势。冰川融水“先增后减”拐点的出现时间,主要与流域冰川的大小、面积、降水变化、温度变化等因素有关。目前监测资料表明,冰川覆盖率低、以小冰川为主的流域,冰川融水“先增后减”的拐点可能已经或即将出现,如祁连山的北大河流域、石羊河流域等;结合气候变化趋势的模拟结果,青藏高原的部分流域在未来 10—20 年会出现冰川融水拐点,如在黑河、疏勒河以及长江源等流域;相比而言,具有大型冰川的流域,由于调蓄能力较大,冰川融水拐点出现时间会相对较晚。
根据第二次水资源综合评价 1956—2000 年水资源量系列,以及 2001—2018 年长江流域及西南诸河水资源公报资料进行分析,结果表明澜沧江、怒江和伊洛瓦底江水资源量呈不显著减少趋势;金沙江石鼓以上、雅鲁藏布江水资源量呈不显著增加趋势,降水量变化趋势与水资源量的变化趋势一致,降水量变化是影响流域水资源量的主要因素。