中新網北京3月20日電 (記者 孫自法)過去30多年間,氣候變化給青藏高原湖泊帶來哪些影響?在不同溫室氣體排放情景下,青藏高原湖泊未來發展趨勢如何?
對氣候變化響應顯著
中國科學院青藏高原研究所3月20日發布消息說,該所湖泊與環境變化團隊朱立平研究員領銜完成的一項研究發現,青藏高原湖泊對氣候變化響應顯著,在較高溫室氣體排放情景(SSP5-8.5)條件下,預計到2050年,青藏高原湖泊面積將增加近20%,約8000-9000平方公里。
青藏高原湖泊擴張通過增加熱容而減弱蒸發,而大湖泊通過大尺度大氣環流而導致降水增強。同時,封閉湖泊的擴張正在通過外溢和潰決對基礎設施、人居環境和牧業場所構成風險,并可能影響區域二氧化碳的源匯效應。
本次研究成果示意圖。中國科學院青藏高原研究所 供圖這一青藏高原氣候及環境變化研究重要成果論文,近日在國際專業學術期刊《自然-地球與環境評論》(Nature Reviews Earth& Environment)發表。
論文第一作者和通訊作者朱立平研究員指出,青藏高原湖泊是“亞洲水塔”重要水資源組成,不僅影響到青藏高原和周邊地區的水循環,也在支撐生物多樣性及提供關鍵生態系統服務方面極具價值。湖泊變化不僅對氣候和流域水文變化十分敏感,也影響著湖泊生物地球化學條件,對水安全、農業和基礎設施等構成重大風險。
多項特征發生明顯變化
為全面研究青藏高原湖泊對氣候變化的響應和影響,研究團隊量化1986-2022年間青藏高原湖泊面積和水量的變化趨勢,總結湖泊溫度、透明度、鹽度和葉綠素a變化的時空特征,分析湖泊變化對湖泊生物地球化學和生態系統以及碳源匯影響的復雜性,討論未來湖泊擴展帶來的風險和影響,并提出下一步開展青藏高原湖泊變化研究的方向和策略。
論文共同通訊作者、中國科學院青藏高原研究所鞠建廷副研究員說,通過大量實地調查和遙感反演分析發現,隨著氣候變暖,青藏高原湖泊的規模、物理和生物地球化學特征均發生明顯的變化。
朱立平介紹,自1995年以來,青藏高原湖泊面積和體積持續增加,北部湖泊擴張最快。1986-2022年,受氣候變暖和降水增加的影響,1 平方公里以上湖泊總面積從37109平方公里增加到46980平方公里,蓄水量增加了169.7平方公里。大于或等于10平方公里的大中型湖泊平均地表溫度升高1.33℃,南部的升溫速率為0.44℃/10年,高于北部的升溫速率(0.21℃/10年),導致北部的蒸發量(1056毫米/年)弱于南部(1172毫米/年)。水體平均透明度由1.6米升高到2.76米,平均鹽度從48.76‰降至23.76‰,平均葉綠素a由3.52微克每升下降到2.53微克每升,表示水質更清潔,生態環境趨好。這些變化均表現為北部變化幅度高于南部。
此外,盡管外部營養成分輸入仍然較少,浮游植物生產力增加有限,青藏高原湖泊生物地球化學的響應仍表現為微生物多樣性和營養狀況增強。不同觀測和計算方法認為,青藏高原的湖泊既是大氣二氧化碳的源,也可能是二氧化碳的匯,鹽度較高湖泊比鹽度較低湖泊向大氣排放的二氧化碳更強。
未來研究提出三建議
朱立平總結表示,為更好了解青藏高原湖泊變化的驅動機制及其相關影響,研究團隊基于最新成果,對未來開展進一步研究提出三方面建議:
一是迫切需要準確確定每個湖泊的絕對儲水量及變化,從而了解它們與主要水系水循環的關系。
二是發展具有明確物理機制的湖泊水量平衡模型,從而準確預測未來氣候變暖情景下湖泊的變化。
三是進一步開展不同類型和不同季節的湖泊原位調查,識別對水質參數更敏感的反射光譜以訓練高精度的反演模型,以便及時從遙感中獲取這些參數的連續變化。(完)