“亚洲水塔”变化对青藏高原生态系统的影响
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降水和潜在蒸散变化是直接影响生态系统水源涵养量增减的主要气候要素，两者共同作用导致水源涵养功能发生变化。河流径流量变化能较好地反映出水源涵养功能的水平，虽然降水和融水是径流量的主要水供给来源，但是受到蒸散作用的影响，降水量变化对径流量的改变作用具有明显的空间差异。以三江源地区为例，从 20 世纪 50 年代至今，长江源区绝大部分河段的降水量和径流深均呈显著增加趋势；澜沧江源区降水量显著增加，径流深却无显著变化；黄河源区内部差异很大，降水量呈增加或无变化趋势，径流深则呈无变化或显著减少趋势 。此外，在干湿条件不同的地区，降水和蒸散的影响程度也存在差异。在黄河源区东南部的半湿润地区，水源涵养量减少主要受降水减少和蒸散增加的共同影响；在北部半干旱地区，水源涵养量增加主要是降水量增加的结果。随着全球气温不断升高，自 20 世纪 90 年代末以来，许多地区潜在蒸散有所增加，青藏高原水源涵养量存在进一步降低的风险。
除气候条件外，植被类型与覆盖度、土壤特性的改变也对实际蒸散和水源涵养的变化产生一定作用。植被和土壤性质的改变主要受到人类活动的影响。近年来，过度放牧和啮齿动物破坏，造成高寒草原退化严重。虽已开展了一系列生态恢复工程，但是目前对此类工程的生态恢复成效仍不明晰。已有研究表明，长江源区的生态恢复工程促进了地表蒸散过程，减少丰水期径流量，但同时大气环流变化引起了降水增强，径流量又得到补充，抵消了蒸散作用导致的径流减少，因此径流量仍然表现为增加。由于生态过程关系复杂、结果难以量化，因而长期监测青藏高原所有流域的长期径流变化特征是有必要的，有助于深入了解该变化的空间模式。越来越多的证据表明，植被可以通过反馈机制调节地表和大气之间的蒸散，进而影响局部降水，调节径流变化。降水中的同位素组成也表明，青藏高原具有较高的水回收量。因此，研究局部地区的植被－降水反馈系统的内部机制，对青藏高原地区的水源涵养功能具有重要意义。
在全球变化背景下，气候要素和植被覆盖变化对水源涵养量的耦合作用，以及生态系统水源涵养量变化的驱动机制还需要进行深入研究。模型为更准确地模拟陆地表面和大气之间的生物物理耦合提供了途径。分近期、中期和远期模拟青藏高原生态功能保护区水源涵养功能的动态变化，未来气候变化对各生态功能区的水源涵养功能的影响存在较为明显的空间差异。近期水源涵养功能的提高主要受降水量增加的影响。而在中期和远期，主要影响因子为水分实际蒸散。随着温度升高，实际蒸散增幅加大，尽管降水量也有所增加，但生态系统水源涵养功能仍以减弱为主。
青藏高原在我国的地理区划上属于寒区，但由于平均年降水量不超过 500 mm；同时，强辐射导致的蒸发消耗了大部分的天然降水，水分条件优势不明显。因此，水分条件的改变必然对青藏高原植被系统会带来很大的影响。在全球变化背景下，青藏高原总体上属于变暖、变湿，但该趋势包含着较高的空间异质性。在气候条件驱动下，青藏高原植被总体趋好，具体表现为生长季开始期提前、植被覆盖度提高、生态系统生产力提升。但升温及其导致的水分条件的变化对于群落结构和组成的影响还有待进一步研究。植被发生系列变化后，其也会通过改变土壤的含水能力而影响各地的水分环境条件，也即反馈到环境。在自然及人为生态工程的双重驱动下，青藏高原植被生长总体趋好，生态系统地表涵养水能力也得到了普遍提高，这些都为青藏高原发挥“亚洲水塔”功能的提升打下了基础。（作者：底阳平， 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室 北京大学深圳研究生院； 张扬建，中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心 中国科学院大学资源与环境学院； 曾辉， 北京大学深圳研究生院 北京大学城市与环境学院；唐泽，中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室 中国科学院大学资源与环境学院。《中国科学院院刊》供稿）