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bbin注册 黄河流域气候及水资源变化近况及预估
      发布时间:2020-03-20 05:12      作者:admin      点击:

中国网/中国发展门户网讯 2019 年 9 月18日,习近平总书记在黄河流域生态珍惜和高质量发展漫谈会上发外主要说话,指出“珍惜黄河是事关中华民族远大中兴的千秋大计”,并强调黄河流域生态珍惜和高质量发展是国家战略,对一些壮大题目要深入钻研、科学论证。黄河是吾国西北和华北地区的主要水源,截至 2018 岁暮黄河流经的 9 个省份总人口达 4.2 亿,占全国人口的 30.3%;地区生产总值 23.9 万亿元,占全国的 26.5%。习近平总书记的说话把黄河流域的生态珍惜和高质量发展上升到国家战略的高度,足够表明了黄河流域在国家坦然中的主要地位。

黄河流域以其占全国 2.2% 的径流量,承担着占全国 15% 的耕地和 12% 人口的供水义务。行为吾国主要的能源基地,黄河流域煤炭资源占全国的 70%,石油储量占 50%,大四周的能源开发同样必要大量的水资源。现在,人类对水资源的需求已经远超流域水资源的承载力,导致对地外水的太甚行使和地下水的太甚挖掘,人类用水已经隐微转折了流域的水循环及水资源格局。黄河流域大片面地区处于干旱半干旱区,对气候变化极其敏感,近年来气候呈暖干化是导致黄河流域径流量清晰缩短的因为之一。在气候变平易人类运动的双重影响下,黄河流域水资源的供需矛盾更添特出,已成为吾国水资源极其欠缺的地区之一,并在异日 10—30 年内仍将不息面临水资源主要欠缺的厉峻挑衅。

流域尺度的人类无序用水亲善候变化的共同作用会对黄河流域区域水循环产生怎样的影响?异日是否能够赓续?“退耕还林还草”使得黄河流域植被状况得到了隐微改善,这栽改善对流域产流会产生什么样的影响?上述题目的中间就是气候变化-水-生态-人类社会的协同机制题目,而对这些题目的回答是保障黄河流域生态编制健康的科学基础。本文通太甚析近半个世纪以来黄河流域气候水文的变化,展现气候变平易人类运动对黄河流域水资源影响的原形,从水资源近况指出黄河流域生态珍惜所存在的题目,末了给出了实走黄河流域生态珍惜和高质量发展亟待进走钻研的基础科学题目。

黄河流域气候及水资源变化的近况

黄河流域大片面地区地处干旱半干旱区,气候复杂众样,流域大片面地区年降水量在 500 mm 以下;陪同着全球变暖,近年来黄河流域的气候要素也发生了隐微的变化。

黄河流域的气候变化

由图 1a 和 b 能够望出,1951—2018 年黄河流域气温文在隐微的上升趋势,且具有清晰的区域迥异。不难发现bbin注册,添温最隐微是河套地区;其次是中下游地区;添温最弱的是上游地区。整个流域年平均气温 68 年间提高了 1.39℃bbin注册,而区域平均年降水量却缩短了 10 mmbbin注册,所以黄河流域在以前 68 年团体趋于暖干化。通太甚析图 1c 和 d 能够发现,黄河上游地区年降水具有清晰的增补趋势,而中下游外现为清晰的缩短趋势。在上游区域,流域年平均气温近 68 年间上升了0.82℃,年降水量增补了 33 mm;中游地区年均气温 68 年间上升了 1.67℃,年降水量缩短了 31.6 mm。此外,降水荟萃度是一个外征降水过程的有效指标,当降水荟萃度的值大时,极端降水产生的频率就大,这栽降水过程的变化对径流的产生也具有主要作用,同样的降水量由于降水过程的差别而产生的径流量也差别。由图 2 能够望出,1951—2018 年黄河流域大片面地区降水荟萃度为添大趋势,尤其是中下游地区,这表明黄河流域的极端降水过程正趋于添众。

从整个流域来讲,气候表现暖干化趋势,而极端降水过程也正趋于增补,这些形象将对流域的水资源编制产生主要的影响。

黄河流域的水资源变化及人类用水

黄河流域地处干旱半干旱区,也是人类运动最强烈的地区之一,水资源对气候变化和人类运动的相答极为敏感。气候趋于暖干化及流域大四周植被遮盖的增补,使得黄河流域水资源状况发生了隐微的变化。以下将从黄河流域径流变化的基本原形下手,分析流域人类用水状况。

由图 3 能够望出,1961—2016 年黄河流域不论是实测径流照样自然径流,都存在清晰的消极趋势。自然径流的消极趋势与该时段气候的暖干化相关,其中降水的缩短是自然径流缩短的主要因为;而气温的提高将使得流域蒸散发过程添速,不幸于径流的产生。实测径流的大幅度缩短除与气候流域中下游地区暖干化相关外,人类对地外水的太甚行使也是黄河径流缩短的主要因素之一。

黄河流域是吾国主要的粮食基地和能源基地,水资源供需矛盾尤为特出,农业用水的比重占整个流域供水量的 60% 以上。从图 4 能够望出,全流域人类用水占地外总径流量的比例从 20 世纪 50 年代的不能 20% 上升到近来的 85% 以上,地外水资源的行使比远超健康河流的警戒线(40%)。

从图 5 能够望出,农业用水从2002 年最先有一个减幼趋势(2002—2018 年缩短了 3.4741×109 m3),工业用水在 2011 年达到历史最高的 6.55×109 m3。2002—2018年,工业和农业用水稳中略有增补( 1.451×108 m3);但生活用水和生态用水却有清晰的添长趋势,别离增补了 1.459×109 和 1.94×109 m3。黄河流域人类用水中,农业用水占比最高,2002—2018 年平均占比达 72%。以 2012 年为例,地外水和地下水的总供水量为 5.246×1010 m3,占黄河流域水资源量的 68%;而仅农业的用水量就为 3.4672×1010 m3,耗水量为2.8099×109 m3,相等于整个流域单位面积平均挥发增补了约 35 mm,这隐微地转折了整个流域的蒸散发大幼。由于地外水供答的主要不能,黄河流域地下水主要超采,2010 年黄河流域浅层地下水蓄水量比上年缩短 1.63×108 m3,形成了 12 个地下水漏斗区。统计外明,黄河流域平原地区地下水资源量为 1.546×1010 m3,而近年来黄河流域平原区平均地下水挖掘量为 1.323×109 m3,远超该地区地下水与地外水的可重复量。另外,黄河干支流已建大型水库 20 余座,总库容超过 7×1010 m3,远超黄河的河川径流量,并且水库及库容量的增补使得整个流域地外水体近 10 年敏捷扩大。人类用水(包括地下水的抽取和地外水行使)已转折了黄河流域水资源分布格局,并能对局地水文循环和区域气候产生肯定的逆馈和影响。例如,农田灌溉增补了土壤湿度和挥发,进而影响了大气降水及其对地下水的补给,形成对“三水”(大气降水、地外水和地下水)转换过程的主要影响。

黄河流域植被变化对流域水循环过程的影响

黄河流域的植被变化

黄河流域行为生态编制的敏感区,尤其是近年来实走的“退耕还林还草”政策,使得整个流域的植被遮盖发生了隐微的变化。由图 6a 能够望出,黄河流域大片面地区植被遮盖在 2000 年以后清晰变益,且黄河中下游植被遮盖增补最为隐微。图 6b 明了地表现出,在 2000 年以后,整个黄河流域植被遮盖指数(leaf area index,LAI)隐微添大,增补幅度达 36.6%。进一步的分析外明,上游流域(兰州站以上集水区)1982—2017 年 LAI 增补了 22.8%,中下游流域增补 43.9%;上游流域年平均气温 1982—2017 年上升了 0.82℃,年降水量增补了 33.0 mm;而中下游流域平均升温达 1.67℃,年降水量缩短了 31.6 mm。从两个区域气候和植被遮盖变化的对比能够发现,上游流域升温且降水添众,植被遮盖的增补主要是气候要素的变化所引首的;而中下游隐微的暖干化气候变化是植被助长的不幸因素,但中下游地区的植被遮盖度添长却约是上游的 2 倍。能够揣度,气候变化主导了上游流域的植被增补,而中下游植被添长与“三北防护林”建设和“退耕还林还草”政策的实走亲昵相关。

植被变化对黄河流域水循环过程的影响

气候变化和人类运动是影响流域水循环的两个主要方面。但由于差别流域之间地形地貌亲善候变化的区域迥异及气候的众样性,添之人类活脱手段的差别,导致差别流域水循环及其影响因子具有稀奇性,形成一个流域尺度上自然和人类,包括水-土-气-生相互作用过程的复杂编制,流域水循环变化机制的钻研离不开对这些相互作用过程的探究。但从现在的挺进来望,仅考虑单影响因子与水循环的相互作用,匮乏对各栽因子影响流域水循环的相对贡献和综相符影响的估算钻研。存在的主要题目可归纳为 2 个方面:单向驱动的水文模型无法客不益看描述气候变化或人类运动和流域水循环的相互作用过程,异国编制考虑大气-植被-水文的十足耦相符;在流域尺度上异国考虑气候变化和人类运动的综相符效答,匮乏对差别影响因素相对贡献的客不益看评估,相关黄河流域的钻研同样存在上述题目。

如前所述,自从 1999 年实走“退耕还林还草”政策以来,黄河流域植被遮盖度隐微添大,这样隐微的植被变化会对整个流域的水循环产生怎样的影响?现在的黄河流域径流量的急剧缩短与植被遮盖变化是否相关?现在,还匮乏从物理成因的角度往注释其形成机制的钻研。例如,近年来黄土高原输沙量的骤减与这个时段降水相关不大(降水在这个时段偏丰),其主要因为是人类运动转折了下垫面的植被遮盖,由于植被遮盖度的增补遏制了因降水产生的水土流失,缩短了输入河流的泥沙。然而,在泥沙骤减的同时,流域内的产流也急剧缩短,形成了黄河流域专有的水沙矛盾;而植被遮盖的增补也添大了下垫面的植被蒸腾,进而引首土壤中水分的缩短和黄土中干土层的添厚,导致土壤中水分的供需不屈衡。另外,产流占比整个流域35%的黄河源区由于地处青藏高原,下垫面相等复杂,对气候变暖相答敏感,差别区域的气温、降水及其影响下积雪、冻土、植被等地外过程的变化及其对区域水文过程与水资源的影响存在着清晰的迥异。在气候暖干化、径流急剧缩短和人类用水不息增补的背景下,如何厘清上述科学题目背后的机制和机理,是实现黄河流域生态珍惜和高质量发展所面临的壮大挑衅。

黄河流域生态珍惜和高质量发展的思考

综上所述,在全球添平易人类运动的共同影响下,黄河流域的气候及水文过程发生了隐微的变化,中下游气候的暖干化、流域径流量的大幅缩短、极端气候事件的添众、植被改善但土壤水分减幼和土壤干层不息添厚等已成为黄河流域生态珍惜和实现高质量发展所面临的主要题目。从科学钻研的层面来讲,黄河流域生态珍惜和高质量发展是涉及众学科交叉的复杂题目。然而,已有的钻研尚不具备足以撑持黄河流域生态珍惜和高质量发展的科学基础。习近平总书记 2019 年 9 月18日的说话已经把黄河流域生态珍惜及高质量发展升迁为国家战略,其中间现在的有: 强化生态珍惜;保障黄河长治久安;推进水资源撙节集约行使;推动黄河流域高质量发展;珍惜、传承、弘扬黄河文化。要实现这些战略现在的,亟待对以下 5 个基础科技题目开展钻研。

竖立黄河流域水-土-气-生综相符不益看测协同网络并实现数据共享。以前在黄河流域进走了大量的不益看测实验钻研,如黄河源区的水-土-气-生不益看测试验、黄土高原的幼流域不益看测试验等,也积累了雄厚数据。但这些钻研大片面都是各自为政,未能构建首从黄河流域水-土-气-生相互作用角度起程的永远不息的国家综相符不益看测网络,难以实现差别学科之间数据的共享。这极大地控制了相关科学钻研做事的挺进,也对国家的科技投资造成了极大铺张。所以,开展黄河流域生态珍惜基础科学题目的钻研,竖立黄河流域水-土-气-生综相符不益看测协同网络并实现数据共享是千钧一发。

发展高分辨率流域气候-水文-生态-人类社会经济耦相符模式。以前对黄河流域的钻研已经取得了雄厚的收获和长足的挺进,但从地球编制科学的角度进走的众圈层相互作用钻研还很单薄,区域高分辨率地球编制模式在流域尺度还异国得到很益的钻研和行使。所以,在水-土-气-生的相互作用过程取得新意识的基础上,发展高分辨率流域气候-水文-生态-社会经济耦相符模式,将为在黄河流域开展“气候-水-生态-社会经济编制机制”钻研挑供有效工具。

气候-水-生态-人类社会经济的协同发展机制钻研。黄河流域生态珍惜和高质量发展的中间是气候-水-生态-人类社会的协同发展。保障这栽协同发展,必要行使流域高分辨的水-土-气-生相互耦相符的模式进走定量评估和综相符分析,厘清差别过程之间的相互协同机制,挑出协同的最优方案。

异日10—50年黄河流域气候变化的情景预估及能够影响。在足够意识气候-水-生态-人类社会协同机制和协同最优方案的基础上,行使发展完善的耦相符模式开展异日 10—50 年黄河流域气候变化的情景预估,既是制定异日黄河流域生态珍惜和高质量战略规划科学基础的主要构成片面,也是主动答对气候变化的有效途径。

追求黄河流域动态分水方案和水资源撙节集约行使的关键技术。气候呈暖干化是实现黄河流域水资源可赓续行使的不幸因素。黄河流域水资源年际变化迥异大,且存在清晰的径流缩短趋势。所以,必要追求流域动态的水资源管理方案,以答对黄河流域水资源供需矛盾特出的厉峻挑衅。此外,流域的撙节用水也是一个永远的话题。答在气候时间尺度上,把异日水资源的能够情景行为刚性收敛,大力发展走业节水的关键技术,实走全社会节水,推动用水手段由粗放向撙节集约转折,以期为黄河流域的高质量发展挑供最基础、最关键和最主要的水资源保障。(作者:马柱国、符淙斌、周天军、厉中伟、李明星、郑子彦、陈亮、吕美霞,中国科学院大气物理钻研所、中国科学院东亚区域气候-环境重点实验室。《中国科学院院刊》供稿)

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