Nature-CEE| 中科院青藏所：第三极径流趋势加速——西风带与季风带的水资源变化对比分析！

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2025-12-05

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Nature Communications Earth & Environment【第三极地区径流趋势分化加速】

英文题目：Acceleration of diverging runoff trends on the Third Pole

中文译名：第三极地径流趋势发散加速

发布时间：2025年11月17日

发表期刊：Communications Earth & Environment

第一作者：Lei Wang et al

第一单位：中科院青藏所

DOI：10.1038/s43247-025-02854-5

摘要

量化脆弱的高山“第三极”地区河流径流的长期历史变化对于亚洲水资源规划至关重要，但在气候变化背景下，目前仍缺乏一致的区域视角。本研究表明，过去半个世纪以来，以西风环流主导的河流（印度河、阿姆河、锡尔河、塔里木河、黑河和疏勒河）在流域出口处的径流总体呈显著增加趋势；而以季风主导的河流（恒河、布拉马普特拉河、湄公河和萨尔温江）则出现不显著的径流下降，这主要受西风环流增强和印度夏季风减弱的影响。尽管径流变化率在很大程度上可由“降水减去蒸散发”的变化来解释，但总水储量变化（如区域冰川融化、地下水消耗）同样不可忽视。1997年以后，西风带与季风区之间截然相反的变化趋势显著加速，因此需要积极采取适应措施来维持区域水资源、生态和粮食安全。

要点解析

1：不同气候带径流变化趋势的对比分析

研究发现，位于西风带的河流（如印度河、塔里木河等）在过去半个世纪中径流显著增加，而季风主导的河流（如恒河、湄公河等）则未出现显著变化。西风带河流的径流增加与增强的西风带和气候变暖导致的冰川融水输入增加密切相关，而季风主导河流则受印度夏季季风减弱的影响。

2： 1997年以来径流趋势的加速变化

自1997年以来，西风带和季风主导的地区径流变化加速，西风带河流的总径流增长速度几乎是之前的三倍，而季风主导河流则在21世纪初出现了急剧的径流下降。这一变化趋势突出了气候变化对水资源分布的影响，并指出需要为该地区制定相应的适应性政策。

3：冰川融水和水储量变化的影响

研究表明，冰川融水和水储量的变化对径流有重要调节作用，尤其是在西风带河流流域。随着冰川融水的减少，西风带的径流可能会趋于不稳定，而季风主导地区则面临由于降水减少而引发的水资源短缺问题。

主要发现与图表

1：西风带与季风带径流的长期变化趋势

研究表明，西风带河流的径流在过去半个世纪中普遍增加，主要是由于增强的降水和冰川融水的增加。塔里木、疏勒和黑河等河流显示了显著的径流增加，缓解了中国西北部的水资源短缺。然而，季风主导的河流（如恒河、湄公河等）的径流则未出现显著变化，主要受季风弱化和蒸发蒸腾增加的双重影响。

2：1997年后的径流变化加速

自1997年以来，西风带和季风带的径流变化加速，西风带河流的年均径流增长率几乎是过去几十年的三倍，而季风带河流的径流则在21世纪初急剧下降。季风带河流如恒河、湄公河的径流下降幅度达到了每十年减少50毫米。

3：冰川融水和水储量变化的交互影响

研究发现，冰川融水和土壤水分变化对径流有重要影响。西风带的冰川融水增加为径流的增加提供了支持，而季风带则由于降水减少和蒸发蒸腾增加导致径流减少。水储量的变化，特别是冰川和地下水储量的变化，在1997年后显著影响了水资源的变化，尤其是在季风主导地区。

图1 1960-2016年“第三极”（TP）主要河流在山口处径流变化的分化特征，以及北半球纬向指数与6-9月印度季风指数。子图中展示了12条主要河流的年径流时间序列（绿色线），河流名称后的数字表示1960-2016年期间的径流趋势及其不确定性（单位：10⁸ m³·10 a⁻¹），其中“*”代表趋势在统计上显著（p < 0.05）。在12条河流的子图中，还绘制了1997年转折点之前和之后的趋势线（红色虚线）。

图2 “第三极”主要河流山口径流趋势在1960-2016年与1997-2016年期间的对比。a 12 条 TP 河流的年径流趋势（单位：10⁸ m³·10 a⁻¹）。b, c TP 区域内西风带（塔里木河、疏勒河、黑河、阿姆河、锡尔河和印度河）、印度季风区（布拉马普特拉河、恒河、湄公河和萨尔温江）以及西风—季风过渡区（长江和黄河）的总径流趋势，单位分别为 mm·10 a⁻¹ 和 %·10 a⁻¹，其中“*”表示趋势在统计上显著（p < 0.05）。

图3 “第三极”不同气候区山口流域年降水量（P）、蒸散发量（ET）及P−ET趋势在1960-2016年与1997-2016年期间的比较。a TP 河流所在的三类气候区空间分布。b–d 三类气候区在1960-2016年与1997-2016年期间的P、ET及P−ET趋势。注：“*”表示趋势在统计上显著（p < 0.05）。P与ET异常及其趋势的重建方法详见补充材料。

图4 1960-2016年与1997-2016年期间阿姆河（西风带）和布拉马普特拉河（印度季风区）山口流域径流组分及其变化趋势。a, b 阿姆河，c, d 布拉马普特拉河。a, c 显示径流各组分，b, d 显示各组分的变化趋势。其中“*”表示趋势在统计上显著（p < 0.05）。

总结

本研究揭示了第三极（青藏高原）不同气候带河流径流的长期变化趋势，强调了气候变化和土地水资源管理对水资源的影响。西风带地区的河流由于增强的降水和冰川融水导致径流增加，而季风带地区的河流则因季风减弱和蒸发蒸腾增加而导致径流下降。研究指出，冰川融水和水储量的变化对水资源的可持续性至关重要，并强调了需要为不同地区的水资源管理和生态保护制定灵活的适应性措施。