科技日報(bào)記者 陸成寬
近幾十年來，青藏高原江河源區(qū)的輸沙量呈現(xiàn)穩(wěn)定增加的趨勢。冰川、凍土、水文、植被等要素對河流輸沙量有什么影響？影響程度如何？
通過分析雅魯藏布江河源區(qū)奴各沙站1972年至2008年的水文數(shù)據(jù)，中國科學(xué)院青藏高原研究所等單位的研究人員定量刻畫了氣象、冰川融水、土壤凍融和植被覆蓋等因子對河流輸沙量年際變化的貢獻(xiàn)率。研究表明，降雨侵蝕力增加對河流輸沙量增加的貢獻(xiàn)最大。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《全球和行星變化》。
“在這項(xiàng)研究中，我們發(fā)現(xiàn)，在暖濕化氣候背景下，1972年至2008年雅魯藏布江源區(qū)的徑流和泥沙含量持續(xù)增加。河流輸沙量以每10年增加18.9%的變化率顯著增加且沒有檢出突變拐點(diǎn)。”2月17日，論文第一作者、中科院青藏高原所副研究員史曉楠告訴科技日報(bào)記者。
河流泥沙是關(guān)乎土地資源利用、糧食安全以及流域生態(tài)環(huán)境的重要指標(biāo)，也是關(guān)乎碳源碳匯、土壤養(yǎng)分分配、地球生物化學(xué)過程等的重要指示。河流泥沙對氣候變化的響應(yīng)對下游生態(tài)系統(tǒng)和生物地球化學(xué)循環(huán)具有重要意義。
氣候變化背景下，高海拔地區(qū)的冰川、多年凍土層、植被和水文過程正在迅速變化。然而，“這些因素將如何影響河流泥沙輸出的年際變化以及影響到何種程度，目前研究人員還沒有共識。”論文通訊作者、中科院青藏高原所研究員張凡直言。
在第二次青藏科考和國家自然科學(xué)基金的的支持下，研究人員通過分析雅魯藏布江河源區(qū)奴各沙站1972至2008年水文數(shù)據(jù)，利用寒區(qū)水文模型的徑流分量模擬、土壤侵蝕模型的侵蝕因子計(jì)算等方法估算流域水文、冰凍圈和植被等關(guān)鍵影響要素，定量刻畫了氣象要素、冰川融水、土壤凍融和植被覆蓋等因子對輸沙量年際變化的貢獻(xiàn)率。
河流輸沙量增加的定量歸因分析表明，降雨侵蝕力增加和春季凍土解凍時(shí)間提前對輸沙量增加的貢獻(xiàn)率高達(dá)71%，其中，降雨侵蝕力增加對輸沙量增加的貢獻(xiàn)率為55%，凍土解凍時(shí)間提前對輸沙量增加的貢獻(xiàn)率為16%；降水量增加對輸沙量增加的貢獻(xiàn)率為43%；植被覆蓋度增加則有效減緩了輸沙量的增加，對輸沙量降低的貢獻(xiàn)率為29%；盡管流域冰川面積占比較小，但冰川融水的增加對河流輸沙量增加的貢獻(xiàn)率仍達(dá)14%。
張凡表示，這項(xiàng)研究定量刻畫了冰凍圈關(guān)鍵要素變化對江河源區(qū)輸沙量的影響，明確了植被對水土流失的有效緩沖作用，為氣候變化增加河流輸沙量的論點(diǎn)提供了可靠論據(jù)，為高寒流域徑流泥沙變化歸因研究提供了合理框架，對深入理解未來氣候變化下的高寒流域水土資源環(huán)境與生態(tài)安全屏障功能具有重要意義。
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