卫星观测揭示全球河流水域变化热点区域

近年来，中国科学院南京地理与湖泊研究所研究员宋春桥课题组利用长时序卫星遥感、全球湖库数据集以及多源气象资料开展研究，揭示了全球河流水域年代际变化类型、热点区域及其主要驱动因素。相关研究成果3月22日在线发表于《自然-通讯》。

当前，在全球变暖、冰川冻土融化、洪涝灾害等全球变化和水库修建、水产养殖等人类活动对水文系统干扰增强的背景下，河流水文情势发生了大规模显著改变。如何从全球尺度监测河流的这种变化信号并理解其背后的驱动因素，极具挑战性。

为此，宋春桥课题组基于SWOT卫星最新的河流数据库以及全球地表水体频率数据集，调查了全球范围内总长度为2,097,799公里、总面积达769,390平方公里的河道水域在2000～2008年相对于1984～1999年的变化情况。

研究结果表明，全球约有五分之一的河流发生了显著的河道地貌形态演变，如河道迁移、辫状水系摆动等。除河流自身特征外，气候变化与人类活动也可能导致河流不稳定性的增强，例如在雅鲁藏布江、恒河、印度河等流域，冰川积雪融水导致的季节性径流的改变和调水蓄水等工程影响，河道不稳定性非常突出。

研究还发现，水库修建导致的河流水域面积扩张尤为显著，最为明显的发生在亚洲、南美以及非洲中西部的发展中国家和地区，其中巴西、中国和印度是新建水库影响河流水域面积最大的三个国家，分别贡献了21.7%，18.5%和10.5%。另外，大坝修建的河流水域扩张效应不可忽视，其增加的河流水域范围占全球河流水域扩张的31.9%。

该研究重点分析了以水文信号主导的河流水域范围变化并发现，在全球尺度，河流水域显著增加的面积百分比达到9.0%，高于显著减小的4.8%。相对于河流水域扩缩比例，全球一半以上（70.2%）的河流相对稳定，比例最高分布在北美洲（82.1%），其次为欧洲（79.5%）和南美洲（70.5%）。

此外，研究探讨了我国黄河流域21世纪以来河流水域面积相对扩张的原因，可能与21世纪以来黄河水量统一调度和系列节水措施使得黄河水流恢复有关。

总体而言，这项研究基于长时序卫星观测揭示了21世纪初全球河流水域范围的变化特征及主导驱动机制，可为联合国2030年可持续发展议程中未来河流优先保护和修复方案的制订提供了科学依据，研究还呼吁采取国际行动来加强河流水域生态系统的长期跟踪监测和保护。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-37061-3