????青藏高原作為“亞洲水塔”,不僅是全球氣候變化的敏感區(qū),也是我國(guó)乃至亞洲生態(tài)安全屏障的重要組成部分。該區(qū)正在發(fā)生的氣溫升高、降水模式改變、冰凍圈退化等氣候及環(huán)境變化,深刻影響著寒區(qū)河流水沙的動(dòng)態(tài)過程。雅魯藏布江流域(雅江)是青藏高原最大河流,生態(tài)環(huán)境脆弱,水文過程受冰凍圈和地表環(huán)境變化影響較大。研究氣候變化、冰凍圈退化及植被恢復(fù)對(duì)高寒區(qū)河流泥沙的影響機(jī)制,對(duì)于深入理解該區(qū)域及下游地區(qū)水-能源-糧食系統(tǒng)生態(tài)安全至關(guān)重要。
????近期,成都山地所熊東紅研究團(tuán)隊(duì)基于雅江流域4個(gè)水文站(拉孜、奴各沙、羊村和奴下)的水沙觀測(cè)資料,查明了1955-2020年期間流域水沙通量的變化特征及泥沙源匯過程,闡明了水沙通量與氣溫、降雨、蒸散發(fā)、積雪融化及植被恢復(fù)在時(shí)頻域上的非平穩(wěn)性關(guān)系,定量辨識(shí)了水沙通量變化的主控因素。
????研究表明,流域內(nèi)各水文站徑流量普遍呈上升趨勢(shì),但河流輸沙量卻呈現(xiàn)明顯的空間異質(zhì)性:下游懸浮輸沙量正以每年12.3×104 t/yr速度顯著降低,中上游懸浮輸沙量則呈上升趨勢(shì);各河段泥沙輸送的貢獻(xiàn)差異明顯:拉孜-日喀則段貢獻(xiàn)了約80%的泥沙量,成為主要的泥沙來源區(qū);羊村-奴下段懸浮泥沙以沉積為主,捕獲了上游河段約17%的泥沙量;歸因結(jié)果發(fā)現(xiàn),氣溫與積雪的協(xié)同作用在一定程度上緩解了流域上游降水減少對(duì)徑流與輸沙的影響,但在流域中下游則顯著加大了降水增加對(duì)徑流量的影響;植被減流減沙效益具有明顯的尺度依賴性:羊村站在整個(gè)研究周期內(nèi)植被與水沙通量之間表現(xiàn)為持續(xù)的負(fù)相關(guān),奴下站在1985-2005年間的1~2a和6~10a周期內(nèi)也呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系;而奴各沙站(1960-1996年)和拉孜站(2000-2020年)在1~2a周期內(nèi)則表現(xiàn)出顯著正相關(guān)。進(jìn)一步分析顯示,1998年前氣候變化(尤其是溫度升高和降水變化)主導(dǎo)了流域徑流和懸浮輸沙量的變化,1998年以后,降水量的增加仍是下游河段徑流增加的主要驅(qū)動(dòng)因素,植被恢復(fù)是下游泥沙量減少的主要驅(qū)動(dòng)因素。
????相關(guān)成果發(fā)表在International Soil and Water Conservation Research上。該研究得到第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究(2019QZKK0404)、中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所自主部署(IMHE-ZDRW-04)和中國(guó)科學(xué)院“西部之光”計(jì)劃項(xiàng)目(E0R2180)的資助,結(jié)果可為寒區(qū)流域水資源保護(hù)、規(guī)劃與管理、水土流失治理提供決策支撐。
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雅魯藏布江流域徑流和輸沙季節(jié)變化及泥沙源匯過程
雅魯藏布江流域徑流和輸沙影響因素分析