????青藏高原作為“亞洲水塔”,不僅是全球氣候變化的敏感區,也是我國乃至亞洲生態安全屏障的重要組成部分。該區正在發生的氣溫升高、降水模式改變、冰凍圈退化等氣候及環境變化,深刻影響著寒區河流水沙的動態過程。雅魯藏布江流域(雅江)是青藏高原最大河流,生態環境脆弱,水文過程受冰凍圈和地表環境變化影響較大。研究氣候變化、冰凍圈退化及植被恢復對高寒區河流泥沙的影響機制,對于深入理解該區域及下游地區水-能源-糧食系統生態安全至關重要。
????近期,成都山地所熊東紅研究團隊基于雅江流域4個水文站(拉孜、奴各沙、羊村和奴下)的水沙觀測資料,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、積雪融化及植被恢復在時頻域上的非平穩性關系,定量辨識了水沙通量變化的主控因素。
????研究表明,流域內各水文站徑流量普遍呈上升趨勢,但河流輸沙量卻呈現明顯的空間異質性: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;各河段泥沙輸送的貢獻差異明顯:拉孜-日喀則段貢獻了約80%的泥沙量,成為主要的泥沙來源區;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;歸因結果發現,氣溫與積雪的協同作用在一定程度上緩解了流域上游降水減少對徑流與輸沙的影響,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:羊村站在整個研究周期內植被與水沙通量之間表現為持續的負相關,奴下站在1985-2005年間的1~2a和6~10a周期內也呈現顯著的負相關關系;而奴各沙站(1960-1996年)和拉孜站(2000-2020年)在1~2a周期內則表現出顯著正相關。進一步分析顯示,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動因素,植被恢復是下游泥沙量減少的主要驅動因素。
????相關成果發表在International Soil and Water Conservation Research上。該研究得到第二次青藏高原綜合科學考察研究(2019QZKK0404)、中國科學院成都山地災害與環境研究所自主部署(IMHE-ZDRW-04)和中國科學院“西部之光”計劃項目(E0R2180)的資助,結果可為寒區流域水資源保護、規劃與管理、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