古詩詞浪淘沙在當(dāng)今青藏高原的科學(xué)解讀
唐代詩人劉禹錫《浪淘沙九首》中的著名詩句“流水淘沙不暫停，前波未滅后波生”盡寫河水淘沙之連綿不絕，而這句詩詞的科學(xué)內(nèi)涵則是河流輸沙。2019年12月19日，第二次青藏科考任務(wù)二中國科學(xué)院青藏高原研究所張凡研究員及其合作者撰寫的題為“Recent stepwise sediment flux increase with climate change in the Tuotuo River in the Central Tibetan Plateau（近期長江源沱沱河輸沙量隨氣候變化呈現(xiàn)階梯上升）”的文章，新近在《Science Bulletin（科學(xué)通報）》發(fā)表。該項(xiàng)研究揭示了近年來長江源輸沙量的變化趨勢及其主控因素，對于青藏高原河源區(qū)的水土資源管理及其下游的水利工程規(guī)劃具有科學(xué)的指導(dǎo)意義。
青藏高原冬克瑪?shù)妆ㄈ谒畯搅鳎ㄔ脚臄z）
作為營養(yǎng)鹽和污染物輸送的重要途徑，河流輸沙是流域水土流失和地表環(huán)境變化的重要標(biāo)志。英國學(xué)者對上世紀(jì)50年代以來全球145條主要河流輸沙量變化的分析顯示，近50%的河流輸沙量發(fā)生顯著變化，且其中大多數(shù)顯著下降；盡管水土保持措施有助于減少河流輸沙量，但水庫攔蓄是造成大部分河流輸沙量顯著下降的主要原因。張凡研究員及其合作者對青藏高原江河源區(qū)歷史數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，過去50年間青藏高原河流輸沙量的變化與全球主要河流的變化趨勢有所不同。在葉爾羌河、疏勒河、黑河、雅魯藏布江、怒江、黃河、長江、瀾滄江8條有長期監(jiān)測的河流源區(qū)中，4條河流的輸沙量顯著增加，另外4條沒有顯著變化趨勢。
為了確定高原河流輸沙量增加的主控因素，以長江源沱沱河為例進(jìn)行了重點(diǎn)分析。過去30年沱沱河流域水文氣象變量的時間序列顯示，氣溫、降水、徑流量、含沙量和輸沙量均呈現(xiàn)顯著上升趨勢。升溫導(dǎo)致的冰雪融水增加輔以降雨增加是徑流量增加的主因，伴隨水流侵蝕力和輸沙能力的增強(qiáng)，徑流量和含沙量增加共同促進(jìn)了輸沙量的增加。由于最大降水從六七月推遲至植被覆蓋更好的七八月，植被保護(hù)作用一定程度上緩解了土壤侵蝕的加劇。此外，沱沱河的輸沙量并非持續(xù)穩(wěn)定增加。在1986-1997年和1998-2014年兩個時段內(nèi)，氣溫、降水、徑流量、含沙量和輸沙量的變化趨勢并不顯著。這些變量在1986-2014年間整體表現(xiàn)出的顯著上升主要?dú)w因于1997年前后的階梯式增加，這可能是由于1997年的強(qiáng)厄爾尼諾事件引起了區(qū)域氣候系統(tǒng)的調(diào)整。
1986-1997年和1998-2014年兩個時段沱沱河流域月氣溫、降水、植被指數(shù)、徑流量、含沙量以及輸沙量對比
河流不僅提供了重要的水資源，也是水循環(huán)的重要組成部分，河流輸沙量被認(rèn)為是比徑流量對氣候環(huán)境變化響應(yīng)更敏感的變量，是研究青藏高原氣候變化影響的重要指標(biāo)之一。近年來，青藏高原河流輸沙量的變化還伴隨著河道和水庫淤積以及土壤和草場退化等生態(tài)環(huán)境問題，每條河流因其自然地理?xiàng)l件的差異所彰顯的問題亦有所不同。因此，有必要深入開展青藏高原河流輸沙量變化、過程及影響研究，服務(wù)于國家生態(tài)安全屏障建設(shè)。