“亞洲水塔”變化對(duì)青藏高原生態(tài)系統(tǒng)的影響
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降水和潛在蒸散變化是直接影響生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量增減的主要?dú)夂蛞兀瑑烧吖餐饔脤?dǎo)致水源涵養(yǎng)功能發(fā)生變化。河流徑流量變化能較好地反映出水源涵養(yǎng)功能的水平，雖然降水和融水是徑流量的主要水供給來源，但是受到蒸散作用的影響，降水量變化對(duì)徑流量的改變作用具有明顯的空間差異。以三江源地區(qū)為例，從?20?世紀(jì)?50?年代至今，長江源區(qū)絕大部分河段的降水量和徑流深均呈顯著增加趨勢(shì)；瀾滄江源區(qū)降水量顯著增加，徑流深卻無顯著變化；黃河源區(qū)內(nèi)部差異很大，降水量呈增加或無變化趨勢(shì)，徑流深則呈無變化或顯著減少趨勢(shì)?。此外，在干濕條件不同的地區(qū)，降水和蒸散的影響程度也存在差異。在黃河源區(qū)東南部的半濕潤地區(qū)，水源涵養(yǎng)量減少主要受降水減少和蒸散增加的共同影響；在北部半干旱地區(qū)，水源涵養(yǎng)量增加主要是降水量增加的結(jié)果。隨著全球氣溫不斷升高，自?20?世紀(jì)?90?年代末以來，許多地區(qū)潛在蒸散有所增加，青藏高原水源涵養(yǎng)量存在進(jìn)一步降低的風(fēng)險(xiǎn)。
除氣候條件外，植被類型與覆蓋度、土壤特性的改變也對(duì)實(shí)際蒸散和水源涵養(yǎng)的變化產(chǎn)生一定作用。植被和土壤性質(zhì)的改變主要受到人類活動(dòng)的影響。近年來，過度放牧和嚙齒動(dòng)物破壞，造成高寒草原退化嚴(yán)重。雖已開展了一系列生態(tài)恢復(fù)工程，但是目前對(duì)此類工程的生態(tài)恢復(fù)成效仍不明晰。已有研究表明，長江源區(qū)的生態(tài)恢復(fù)工程促進(jìn)了地表蒸散過程，減少豐水期徑流量，但同時(shí)大氣環(huán)流變化引起了降水增強(qiáng)，徑流量又得到補(bǔ)充，抵消了蒸散作用導(dǎo)致的徑流減少，因此徑流量仍然表現(xiàn)為增加。由于生態(tài)過程關(guān)系復(fù)雜、結(jié)果難以量化，因而長期監(jiān)測(cè)青藏高原所有流域的長期徑流變化特征是有必要的，有助于深入了解該變化的空間模式。越來越多的證據(jù)表明，植被可以通過反饋機(jī)制調(diào)節(jié)地表和大氣之間的蒸散，進(jìn)而影響局部降水，調(diào)節(jié)徑流變化。降水中的同位素組成也表明，青藏高原具有較高的水回收量。因此，研究局部地區(qū)的植被－降水反饋系統(tǒng)的內(nèi)部機(jī)制，對(duì)青藏高原地區(qū)的水源涵養(yǎng)功能具有重要意義。
在全球變化背景下，氣候要素和植被覆蓋變化對(duì)水源涵養(yǎng)量的耦合作用，以及生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制還需要進(jìn)行深入研究。模型為更準(zhǔn)確地模擬陸地表面和大氣之間的生物物理耦合提供了途徑。分近期、中期和遠(yuǎn)期模擬青藏高原生態(tài)功能保護(hù)區(qū)水源涵養(yǎng)功能的動(dòng)態(tài)變化，未來氣候變化對(duì)各生態(tài)功能區(qū)的水源涵養(yǎng)功能的影響存在較為明顯的空間差異。近期水源涵養(yǎng)功能的提高主要受降水量增加的影響。而在中期和遠(yuǎn)期，主要影響因子為水分實(shí)際蒸散。隨著溫度升高，實(shí)際蒸散增幅加大，盡管降水量也有所增加，但生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能仍以減弱為主。
青藏高原在我國的地理區(qū)劃上屬于寒區(qū)，但由于平均年降水量不超過?500?mm；同時(shí)，強(qiáng)輻射導(dǎo)致的蒸發(fā)消耗了大部分的天然降水，水分條件優(yōu)勢(shì)不明顯。因此，水分條件的改變必然對(duì)青藏高原植被系統(tǒng)會(huì)帶來很大的影響。在全球變化背景下，青藏高原總體上屬于變暖、變濕，但該趨勢(shì)包含著較高的空間異質(zhì)性。在氣候條件驅(qū)動(dòng)下，青藏高原植被總體趨好，具體表現(xiàn)為生長季開始期提前、植被覆蓋度提高、生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力提升。但升溫及其導(dǎo)致的水分條件的變化對(duì)于群落結(jié)構(gòu)和組成的影響還有待進(jìn)一步研究。植被發(fā)生系列變化后，其也會(huì)通過改變土壤的含水能力而影響各地的水分環(huán)境條件，也即反饋到環(huán)境。在自然及人為生態(tài)工程的雙重驅(qū)動(dòng)下，青藏高原植被生長總體趨好，生態(tài)系統(tǒng)地表涵養(yǎng)水能力也得到了普遍提高，這些都為青藏高原發(fā)揮“亞洲水塔”功能的提升打下了基礎(chǔ)。（作者：底陽平， 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京大學(xué)深圳研究生院； 張揚(yáng)建，中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國科學(xué)院青藏高原地球科學(xué)卓越創(chuàng)新中心 中國科學(xué)院大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院； 曾輝， 北京大學(xué)深圳研究生院 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院；唐澤，中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國科學(xué)院大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院。《中國科學(xué)院院刊》供稿）