研究表明：降雨侵蝕力增加對河流輸沙量增加的貢獻最大

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率。研究表明，降雨侵蝕力增加對河流輸沙量增加的貢獻最大。相關研究成果在線發(fā)表于《全球和行星變化》。

“在這項研究中，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。”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記者。

河流泥沙是關乎土地資源利用、糧食安全以及流域生態(tài)環(huán)境的重要指標，也是關乎碳源碳匯、土壤養(yǎng)分分配、地球生物化學過程等的重要指示。河流泥沙對氣候變化的響應對下游生態(tài)系統(tǒng)和生物地球化學循環(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算等方法估算流域水文、冰凍圈和植被等關鍵影響要素，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間提前對輸沙量增加的貢獻率高達71%，其中，降雨侵蝕力增加對輸沙量增加的貢獻率為55%，凍土解凍時間提前對輸沙量增加的貢獻率為16%;降水量增加對輸沙量增加的貢獻率為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率仍達14%。

張凡表示，這項研究定量刻畫了冰凍圈關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。(科技日報記者 陸成寬)