Science Bulletin:青藏高原内流区湖泊扩张的主要驱动因素

2024-02-23 11:13:43 3

文章来源:中科院青藏所官网 https://itpcas.cas.cn/new_kycg/new_kyjz/202204/t20220414_6426239.html

近期研究表明,全球内流区的储水量有所下降,但自20世纪90年代中期以来,青藏高原内流区湖泊呈现显著扩张趋势。气候变化和加剧的冰冻圈融化推动了湖泊扩张,由于高海拔地区复杂的地形条件以及冰冻圈、水圈和大气圈的共同作用和相互影响,目前对青藏高原大多数湖泊流域的潜在水文过程和冰冻圈要素变化的作用了解较少。

青藏高原内流区包含青藏高原湖泊总储水量的60%以上。由于其地域范围广阔、实地观测稀缺,致使对该区域水文特征以及由此产生的湖泊水量平衡变化的了解仍有限。近年来,气候变暖造成的冰川退缩、融雪和冻土解冻进一步导致该地区复杂的水文情势。

为了增强对青藏高原内流区湖泊变化驱动因素的理解,中国科学院青藏高原研究所环境变化与多圈层过程团队与合作者以青藏高原内流区10个大型湖泊(面积大于500 km2)为例(图1a),借助基于物理过程的分布式冰冻圈-水文模型(WEB-DHM-SF,耦合三层积雪模块和土壤冻融物理模块),对湖泊流域的水文过程和湖泊水储量变化进行了长时间段(1979~2016年)的模拟、验证(利用实测及遥感资料)和综合评估,定量探讨了湖泊扩张的主要驱动因素。

研究结果表明,这10个大型湖泊从1979年到2016年的总水量增加了58.5 km3,在1995年左右(转折年)显著增加(图1b)。降雨径流、湖面降雨、冰雪融水、湖面蒸发和土壤冻融对湖泊水储量变化的贡献分别为60.2%~76.4%13%~29.7%20.5%~45.4%、-38.4%~-5.7%2.1%~6.7%(图2)。降雨(降雨径流和湖面降雨)是湖泊扩张的主要驱动因素,但冰雪融水的贡献在转折年后均显著增加,不同因素的贡献也呈现出一定的区域差异。敏感性分析表明,土壤冻融过程在一定程度上推动了近期湖泊的扩张。

该项研究结果定量评估了青藏高原内流区湖泊水储量变化及其驱动因素,为深入了解湖泊流域水文过程和冰冻圈在湖泊扩张中的作用提供重要科学依据。

上述研究成果以“Quantifying the major drivers for the expanding lakes in the interior Tibetan Plateau”为题,发表在国际综合性权威期刊《Science Bulletin》,我所周璟博士为论文的第一作者和通讯作者,王磊研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(4177108941988101)、中国科学院战略性先导科技专项(XDA19070301)和第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK020604)等项目的资助。

 

1 10个研究湖泊在内流区的位置分布(a)以及基于模拟计算的10个湖泊水储量的变化 (b)

(①昂拉仁错;②扎日南木错;③当惹雍错;④色林错;⑤纳木错;⑥多尔索洞错和赤布张错;⑦乌兰乌拉湖;⑧西金乌兰湖;⑨阿其克库勒湖;⑩阿雅克库木湖)

 

不同因素对10个湖泊水储量变化的贡献(1979~2016年)

论文信息: Zhou J*., Wang L*., Zhong X., Yao T., Qi J., Wang Y., Xue Y. Quantifying the major drivers for the expanding lakes in the interior Tibetan Plateau. Science Bulletin, 2022, 67(5): 474-478.

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927321007027

附件链接:https://doi.org/10.1016/j.scib.2021.11.010