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中国网/中国发展门户网讯 青藏高原是亚洲多条大江大河的发源地,为下游20 多亿人民提供宝贵的水资源。水是生命之源,土是生存之本。水土资源为人类文明的生存和发展提供给养,然而流走的水土资源(即水土流失)对区域生态环境以及下游的水环境、水安全产生负面的影响。河流输沙量相较于径流量而言对气候和地表过程的变化更敏感,是量化土地退化及土壤资源减少的重要指标,也是地球化学循环的重要路径。阐明近几十年来青藏高原主要河流输沙量的变化与影响,可为青藏高原水土资源及生态环境的科学管理以及下游的水环境、水安全管理提供科学依据。
评估河流泥沙变化与影响,一直是相关学科研究关注的热点问题,国内外很多学者已经在世界多条大江大河中开展相关研究。Walling 和 Fang对全世界 145 条主要河流的输沙量变化趋势进行了分析,发现近一半河流的输沙量显著减少(47%),主要原因是水库拦蓄的作用;另一半河流泥沙无显著变化;只有 7 条(5%)河流的输沙量呈增加趋势。其中输沙量无显著变化的河流并不能说明其气候环境无变化,也有可能是因为气候和环境变化的正、负反馈相抵的结果。Walling 和 Fang认为,气候变化对河流输沙量的影响证据仍十分有限,开展相关研究是非常必要的,同时可以提高人类活动影响的辨识度。
据估计,全球入海的泥沙约有 1/3 来自青藏高原及其周边地区的大河。因此,青藏高原的河流不仅是重要的水源,同时也是重要的海洋泥沙输移介质。近年来,发源于青藏高原的大江大河,如黄河、长江、印度河、雅鲁藏布江(布拉马普特拉河)、澜沧江(湄公河)等河流的泥沙问题受到持续关注。然而,大多数研究主要集中在河流下游或入海口处,对于青藏高原出山口输出的泥沙量及其变化趋势尚不清楚。
本研究选取青藏高原主要河流,包括内流河叶尔羌河中上游(卡群水文站以上,简称“叶尔羌河源”)、疏勒河上游(昌马堡水文站以上,简称“疏勒河源”)、黑河上游(扎马什克水文站以上,简称“黑河源”),印度洋水系的雅鲁藏布江中上游(奴各沙水文站以上,简称“雅鲁藏布江源”)、怒江上游(道街坝水文站以上,简称“怒江源”),以及太平洋水系的黄河源区(唐乃亥水文站以上,简称“黄河源”)、长江源区(直门达水文站以上,简称“长江源”)、澜沧江源区(香达水文站以上,简称“澜沧江源”),开展输沙量变化与影响研究。这些河流的流域范围及其空间分布如图 1 所示,而图 2 则展示了各流域的土地利用信息。本研究对比了河流输沙量的空间特征及其近几十年来(1960—2017 年)的变化及趋势,从多因素影响的角度分析了输沙量变化的不确定性,并指出河流输沙量变化对青藏高原生态环境及水利工程安全的影响。
图 1 青藏高原 8 条河流流域范围及地理空间分布
包括内流河叶尔羌河源、疏勒河源、黑河源,印度洋水系雅鲁藏布江源、怒江源,以及太平洋水系黄河源、长江源、
澜沧江源;所示水文站数据用于计算各流域径流量和悬移质输沙量,气象站数据用于计算各流域平均气温和降水量