云南大学国际河流与生态安全研究院陈峰研究员，联合中国科学院大气物理研究所、英国剑桥大学、德国美因茨大学和美国亚利桑那大学的相关学者，在青藏高原南部多条跨境大河的径流量变化研究领域取得进展。
研究成果以“Southeast Asian ecological dependency onTibetan Plateau streamflow over the last millennia”为题，于北京时间2023年11月14日在线发表于Nature Geoscience。
项目课题骨干云南大学陈峰研究员和中国科学院大气物理研究所满文敏副研究员为共同第一作者，项目首席科学家陈发虎院士、云南大学何大明教授和陈峰研究员为共同通讯作者。
作为“地球第三极”，青藏高原被誉为“亚洲水塔”，是亚洲众多跨境大河的发源地，影响了世界上超过一半人口，孕育了丰富多彩的亚洲文明。过去40年，在全球变暖背景下，青藏高原径流量输出总体呈现出增加的趋势，使得对高亚洲水资源变化的关注与日俱增。准确量化气候变化背景下青藏高原水资源变化，科学研判未来河流径流量变化趋势，是水资源有效利用的基础与前提。然而，青藏高原气候和地形条件极其复杂，各种观测和模型模拟结果在该区域不确定性较大，长期以来一直制约了该问题的研究。除此之外，大多数高亚洲水资源研究多关注水资源本身变化，缺乏亚洲高山区水文过程对于流域文明演化影响的刻画。因此，亟需借助水文气候代用资料从长期视角揭示跨境流域水资源变化，增强人们对过去千年以来水资源对于亚洲社会经济发展的认知。
由于青藏高原东部纵向河谷地形的影响，雅鲁藏布江、湄公河和萨尔温江等众多高亚洲跨境大河源区相对集中，有着类似水文气候条件。这种水文气候条件相似性为利用大范围树轮资料网络重建过去径流量变化提供了可能。基于青藏高原南部地区干湿变化敏感的树轮宽度数据，本研究重建了自公元1000年以来的雅鲁藏布江、湄公河和萨尔温江上年9月至当年7月总径流量变化，确定了影响这些河流流量变化的机制，并利用相关模式数据预测了未来100年径流量变化趋势。
研究结果表明：（1）青藏高原的径流量变化影响了东南亚的社会经济发展。其中，现代观测记录和径流量重建对比表明青藏高原径流量对于流域下游植被生产力（NDVI）影响主要集中在旱季（图1）；从中世纪暖期（高径流量阶段）的蒲甘王朝崛起和吴哥窟修建到小冰期（低径流量阶段）的缅甸衰弱和吴哥窟废弃，表明气候变化驱动下的青藏高原径流量对于流域文明演化进程中可能扮演了重要角色（图2）；在东南亚农耕文明演化历史中，除了当地季风季节充沛降水以外，来自遥远青藏高原的径流能够在旱季补充区域水资源不足，形成较高的区域农业生产力。
图1（a）重建径流量与1982年-2019年 3月平均NDVI数据的空间相关。（b）径流量重建序列与1982年-2019年4-5月旱季NDVI数据之间的相关性。（c）高亚洲跨境流域各系统对径流变化响应的概念模型
图2 1050年-1500年重建径流量的区域古水文气候记录比较
（2）青藏高原径流量变化受到区域气候和大范围海-陆-气交互作用的影响。其中，北大西洋多年代际变率（AMV）和太平洋十年涛动（PDO）是过去一千年中引起径流量变化的重要气候系统内部变率。因此，提高包括AMV和PDO在内的内部变率的预测能力有望改善年代尺度上的径流量预测。
（3）现代气候变暖背景下，青藏高原径流量未来呈现显著上升趋势，并且有可能到达并突破中世纪暖期高径流量水平。然而，这种增长可能无法弥补东南亚社会经济和人口的快速增长，这意味着缺水危机可能会继续加剧。因此，流域内的各个国家如何加强合作度过缺水危机，是进一步值得深思的问题。本研究通过打通学科界限，推动了对 “全球变化和区域人类活动驱动下青藏高原地球系统链式响应”这一科学问题的理解。
该研究获得国家自然科学基金委青藏高原地球系统基础科学中心(41988101)、第二次青藏高原科学考察（2019QZKK010206）等项目共同资助。（来源：科学网）
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41561-023-01320-1
