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氣候變化與水土流失的關(guān)系范文第1篇

關(guān)鍵詞：水土保持 遙感監(jiān)測(cè) 環(huán)境因子 指標(biāo)

中圖分類(lèi)號(hào)：P2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）10（b）-0176-02

水土保持監(jiān)測(cè)指標(biāo)選擇的出發(fā)點(diǎn)和最終歸宿均為水土保持監(jiān)測(cè)的內(nèi)容。如前所述，水土保持監(jiān)測(cè)主要包括兩部分內(nèi)容，即土壤侵蝕監(jiān)測(cè)和水土保持治理監(jiān)測(cè)。土壤侵蝕監(jiān)測(cè)核心內(nèi)容即監(jiān)測(cè)土壤侵蝕類(lèi)型、范圍、程度、強(qiáng)度等信息，水土保持治理監(jiān)測(cè)則監(jiān)測(cè)水土保持治理措施內(nèi)容及治理措施對(duì)于減緩、抑制流失的發(fā)展所起的作用，即水土保持成效監(jiān)測(cè)，如治理前后土壤侵蝕動(dòng)態(tài)變化、環(huán)境因子、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子等的變化，通過(guò)定量指標(biāo)來(lái)監(jiān)測(cè)這些變化。兩者相輔相成，其中土壤侵蝕監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)變化為后者水土保持監(jiān)測(cè)提供了侵蝕變化的信息，兩部分內(nèi)容的監(jiān)測(cè)又都體現(xiàn)在對(duì)于一系列地表環(huán)境要素、氣候要素和人為活動(dòng)因子的監(jiān)測(cè)，所以在實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中水土流失現(xiàn)狀的監(jiān)測(cè)與水土流失治理的監(jiān)測(cè)是密不可分的，可以用同一指標(biāo)體系。

水土保持監(jiān)測(cè)從影響土壤侵蝕、反映水土保持成效的自然環(huán)境因子、人類(lèi)影響因子（如土地利用、開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目等）、土壤侵蝕狀況、治理措施監(jiān)測(cè)和治理成效等五個(gè)方面建立其指標(biāo)體系。

環(huán)境因素是直接影響區(qū)域土壤侵蝕的驅(qū)動(dòng)因子或抑制因子，也是水土保持治理成效的客觀反映，是水土保持監(jiān)測(cè)首要考慮的指標(biāo)因子。這其中包括自然環(huán)境因子和社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境因子。

自然環(huán)境因素是土壤侵蝕發(fā)生、發(fā)展的潛在條件，由其引起的地表侵蝕過(guò)程為自然侵蝕（地質(zhì)侵蝕），是地質(zhì)歷史時(shí)期地貌自然演化的過(guò)程。自從人類(lèi)在地球上出現(xiàn)以來(lái)，就不斷以各種活動(dòng)對(duì)自然界施加影響，正常侵蝕的自然過(guò)程受到人為活動(dòng)的干擾和越來(lái)越劇烈的影響，使土壤侵蝕現(xiàn)象由自然侵蝕狀態(tài)轉(zhuǎn)化為加速侵蝕狀態(tài)。人類(lèi)活動(dòng)可以通過(guò)改變某些自然因素來(lái)改變侵蝕力與抗蝕力的大小對(duì)比關(guān)系，使得土壤侵蝕加劇或者達(dá)到水土保持兩種截然不同的結(jié)果。

氣候、地形、土壤、地質(zhì)和植被等是影響土壤侵蝕的主要自然因素和水土保持成效的客觀表現(xiàn)，而土地利用則代表了人類(lèi)作用于地表的結(jié)果，同時(shí)表現(xiàn)為水土保持治理的積極因素和加劇土壤侵蝕的消極因素兩個(gè)方面。而選擇上述環(huán)境因子建立水土保持監(jiān)測(cè)指標(biāo)，需要考慮其時(shí)空尺度表達(dá)，不同時(shí)間與空間分辨率決定了地質(zhì)地貌演化、氣候變化、植被與土壤形成與演化等自然過(guò)程的信息描述，也決定了各因素的空間分布格局、人口數(shù)量變化與分布、土地利用、工程建設(shè)等人類(lèi)活動(dòng)過(guò)程、形式、范圍和強(qiáng)度等評(píng)價(jià)的精度與可信度。因此環(huán)境因子指標(biāo)的選取和研究尺度均圍繞上述內(nèi)容展開(kāi)。

1 植被因子

作為地理環(huán)境重要組成部分的植被，與一定的氣候、地貌、土壤條件相適應(yīng)，受多種因素控制，對(duì)地理環(huán)境的依賴(lài)性最大，對(duì)其它因素的變化反映也最敏感。利用遙感所獲得的植被信息來(lái)分析影像上并非直接記錄的、隱含在植被冠層以下的其它信息，如水土流失、區(qū)域環(huán)境演變遺留的痕跡等是選擇植被的主要原因。而對(duì)于小流域水土保持措施，無(wú)論是生物措施還是農(nóng)業(yè)措施，其直接治理成效均表現(xiàn)于植被變化上。而植被是土壤侵蝕的抑制因子，也是最為關(guān)鍵的水土保持可控制因子。在進(jìn)行植被指標(biāo)選擇之前，首先需要明確植被的水土保持功能及其機(jī)理，從而在此基礎(chǔ)上能夠選擇反映植被類(lèi)型及其結(jié)構(gòu)的適當(dāng)?shù)倪b感量化指標(biāo)。

關(guān)于不同類(lèi)型及結(jié)構(gòu)的植被水土保持功能對(duì)比分析方面，相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了大量的研究。主要是基于徑流小區(qū)、小流域?qū)嵉赜^測(cè)數(shù)據(jù)，來(lái)研究不同植被類(lèi)型及其結(jié)構(gòu)的減水減沙效益，如陳廉潔（1991）根據(jù)三年的徑流小區(qū)實(shí)測(cè)資料研究了烏江中下游余慶等三縣人工林的水土保持功能，結(jié)果表明兩層結(jié)構(gòu)（如喬——　草和灌——　草型）的水土保持效益優(yōu)于單層喬木型，喬灌草三層結(jié)構(gòu)的水土保持效益最好。黃承標(biāo)等（1991）以桂西北山區(qū)的龍勝、田林等四縣的人工林為研究對(duì)象，從1982年到1989年，觀測(cè)對(duì)比了不同植被種群的地表徑流，結(jié)果是針葉林>闊葉林或針闊混交林，分析原因是植被對(duì)地表徑流的影響是由植被的樹(shù)冠群體或植物群體、枯枝落葉層和土壤層的綜合效能決定的。這種綜合效能呈現(xiàn)出闊葉林或針闊混交林>針葉林的規(guī)律。

根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)研究植被類(lèi)型及結(jié)構(gòu)的減水減沙效益，形成植被的水土保持功能的基本認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，隨著植被水土保持功能研究的深入，開(kāi)始深入到植被內(nèi)部各個(gè)垂直層次來(lái)揭示植被水土保持功能的內(nèi)在機(jī)理。主要體現(xiàn)于喬、灌、草和枯枝落葉層等垂直結(jié)構(gòu)上。研究表明，喬木層對(duì)土壤侵蝕的影響主要表現(xiàn)在冠層對(duì)雨滴的攔截而降低雨滴的動(dòng)能，從而抑制了濺蝕。余新曉（1988）認(rèn)為喬木層對(duì)降雨動(dòng)能的削弱有兩部分組成：一是林冠截留作用削減降雨動(dòng)能；二是林冠緩沖作用減弱降雨侵蝕能量。灌木層和草本層與喬木層一樣對(duì)降雨有截留作用?？葜β淙~層的截留量與其自身的蓄積量、分解程度和持水能力有關(guān)?？葜β淙~層削減的降雨動(dòng)能也可以分為截留作用減弱的降雨動(dòng)能和透過(guò)枯枝落葉層所削弱的降雨動(dòng)能。前者為大氣降雨總動(dòng)能的5.6%　～13.0%，平均為9.1%，后者可將透過(guò)喬木層、灌木草本層的降雨動(dòng)能全部削減（韋紅波，2001）。除此之外，枯枝落葉層降低坡面徑流速度，降低了沖刷能量，同時(shí)由于降低了徑流速度，從而增加了在坡面上滯留時(shí)間，增加了下滲時(shí)間；更為重要的是，表層凋落物和腐殖質(zhì)的積累，使得土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的形成和土壤孔隙度等土壤理化特性得到改善，增加土壤的下滲率。

2 地形地貌因子

地形主要包括坡度、坡長(zhǎng)、坡形和所在部位。一般而言，在降雨、土壤和土地利用基本一致時(shí)，地形越復(fù)雜水上流失越嚴(yán)重。前人試驗(yàn)資料表明，同樣都是耕地，由于坡度和所在部位不同，在同樣降雨、耕種條件下水土流失差異很大（倪晉仁，2002）。

（1）DEM。

數(shù)字高程模型（DEM）是表征區(qū)域地形地貌的參數(shù)指標(biāo)，同時(shí)它也是生成與土壤侵蝕密切相關(guān)的其它地形參數(shù)的重要數(shù)據(jù)源。

（2）坡度。

坡度與土壤侵蝕方式關(guān)系密切，坡度指標(biāo)不僅是影響土壤侵蝕的主要地形因子，而且坡度大小也是決定面蝕或溝蝕為主導(dǎo)的關(guān)鍵因子。一般在坡度很緩時(shí)主要以面蝕為主，而隨著坡度增加，則發(fā)生細(xì)溝、淺溝侵蝕，當(dāng)坡度增大到一定程度時(shí)，則以切溝、沖溝為主。倪晉仁等（2002）通過(guò)研究黃土坡面細(xì)溝發(fā)育特征，表明面蝕在整個(gè)侵蝕過(guò)程中的貢獻(xiàn)隨坡面坡度的增大而迅速減?。辉诰徠缕旅嫔厦嫖g作用遠(yuǎn)較溝蝕作用為大，但在陡坡坡面上則明顯較溝蝕作用為小。

（3）溝壑密度。

在不考慮重力侵蝕的情況下，坡面的總侵蝕量為面蝕量和溝蝕量總和。面蝕主要發(fā)生在植被較差、有一定坡度和沒(méi)有防護(hù)措施的坡耕地或荒坡上。隨著坡長(zhǎng)增加，地表徑流逐漸匯集成股流，沖刷力增大，在細(xì)溝侵蝕基礎(chǔ)上，逐漸發(fā)展為切溝、沖溝、支溝、干溝直至成為河流，形成蛛絲密布的徑流網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成千溝萬(wàn)壑的地貌景觀。溝蝕的主要形式為溝頭前進(jìn)、溝床下切和溝壁擴(kuò)張。

將面蝕和溝蝕分離之后，就可以對(duì)面蝕和溝蝕過(guò)程進(jìn)行獨(dú)立的研究，并對(duì)不同的侵蝕過(guò)程采用相應(yīng)的防治措施。植被覆蓋度、土地利用、土壤質(zhì)地和坡度等是影響面蝕的主要因子，而溝壑密度則是表征和影響溝蝕的主要指標(biāo)。它反映了一定區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的溝谷的數(shù)量特性，通常以每平方公里的溝谷總長(zhǎng)度（公里）為度量單位。溝壑密度對(duì)土壤侵蝕的影響主要表現(xiàn)于，它提供了臨空面，溝壑密度愈大，地表受降雨、徑流的沖刷力和被侵蝕的面積愈大；同時(shí)它也改變了降雨的動(dòng)能，溝壑密度愈大，降雨徑流的沖刷力和侵蝕力就愈大，并且易觸發(fā)重力產(chǎn)沙。

溝壑的發(fā)育和深化過(guò)程反映地表土壤侵蝕過(guò)程的結(jié)果和土壤侵蝕強(qiáng)度，特別是水力侵蝕研究的關(guān)鍵要素；反之溝壑發(fā)生過(guò)程的停滯也表明了水土保持治理的成效，尤其是溝頭防護(hù)工程措施等的成效等。因此溝壑密度既是表征土壤溝蝕結(jié)果的定量指標(biāo)、是評(píng)價(jià)水土保持治理成效的地形地貌因子之一，也是影響土壤侵蝕發(fā)生發(fā)展的客觀因子。

3 土壤質(zhì)地

土壤質(zhì)地是支配土壤特性的根源，因其組成土粒大小和不同質(zhì)地土粒的含量不同，可引起不同土壤理化性，如粘著性、可塑性、保水力、抗蝕性、通透性、離子交換能量及緩沖作用等性質(zhì)。在此選擇土壤類(lèi)型圖作為土壤質(zhì)地的度量指標(biāo)。

4 水文氣象

氣候因素是影響土壤侵蝕的主要外營(yíng)力，對(duì)于水蝕而言主要是降雨徑流，在此降雨、風(fēng)場(chǎng)信息、水文數(shù)據(jù)是重要的水文氣象參數(shù)。主要指標(biāo)要素為汛期降雨量、日風(fēng)速風(fēng)向及頻率、流域年輸沙模數(shù)等。

5 土地利用

地球表層系統(tǒng)最突出的景觀標(biāo)志就是土地利用與土地覆被。土地利用/覆被變化被逐漸意識(shí)到是推動(dòng)環(huán)境變化的重要驅(qū)動(dòng)因子（Turneretal，1994）。人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的擾動(dòng)作用主要體現(xiàn)在對(duì)土地覆蓋的改變，因此土地利用是表征人類(lèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)土壤侵蝕干擾程度的良好指標(biāo)。如毀林開(kāi)荒、陡坡耕種、減小植被覆蓋度等人類(lèi)農(nóng)業(yè)生活活動(dòng)，以及開(kāi)采礦石、煤礦、廢渣廢料堆放等開(kāi)發(fā)建設(shè)直接加劇了土壤侵蝕。其中耕作過(guò)程雖然增加了土壤空隙度，但也破壞了土壤結(jié)構(gòu)，減弱了土壤的耐沖性，直接促進(jìn)土壤侵蝕。同時(shí)，小流域治理措施也看作是土地利用方式，包含于土地利用中，如退耕還草、開(kāi)墾梯田、封山育林等措施，通過(guò)土地利用指標(biāo)量化了人類(lèi)活動(dòng)的擾動(dòng)或作用結(jié)果。

6 社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

相對(duì)于流域環(huán)境因子指標(biāo)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要包括小流域人口、勞力、人口密度、人口素質(zhì)、人均土地、耕地面積、人均耕地、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)人均年產(chǎn)值、農(nóng)民人均年收入、糧食總產(chǎn)量、糧食單產(chǎn)、人均占有糧、人均居住面積等社會(huì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

氣候變化與水土流失的關(guān)系范文第2篇

關(guān)鍵詞：水文科學(xué) 機(jī)遇 挑戰(zhàn)

水文科學(xué)的發(fā)展要結(jié)合我國(guó)全面建設(shè)小康社會(huì)的目標(biāo)來(lái)發(fā)展，要基于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀來(lái)發(fā)展，要借助于我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策來(lái)發(fā)展。水文科學(xué)的研究是為了實(shí)現(xiàn)人口、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。由于水是人類(lèi)賴(lài)以生存的的自然資源，是國(guó)家經(jīng)理建設(shè)與人民生活中不可或缺的基本資源，由此水資源的重要性可見(jiàn)一斑。水文科學(xué)是研究地球上一切與水有關(guān)的所有科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科，關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人類(lèi)的生存發(fā)展問(wèn)題，是一門(mén)涉及面廣博且具有重要價(jià)值的科學(xué)性學(xué)科。然而水文現(xiàn)象復(fù)雜繁多且其在時(shí)間尺度與方向上都具有不重復(fù)性，有時(shí)還會(huì)有空間方面的變異性，這些問(wèn)題使得我國(guó)相關(guān)部門(mén)對(duì)水文科學(xué)的研究要更加細(xì)致與全面。

1.水文科學(xué)的概況

1.1水文科學(xué)的基本內(nèi)容

水文科學(xué)作為一門(mén)研究水的學(xué)科，對(duì)水的形成、循環(huán)、時(shí)空分布、化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)研究。不僅如此，水文科學(xué)還要對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)利用、水資源的保護(hù)、水旱災(zāi)害的形成等方面予以探索。水文學(xué)科的研究領(lǐng)域非常廣泛，它不但涉及水量的研究，還還涉及水質(zhì)的研究。不但涉及當(dāng)前水情變化規(guī)律的研究，還涉及地球上水的生命史及其未來(lái)發(fā)展的研究。不但涉及生態(tài)環(huán)境方面的研究，還涉及水利工程方面的研究。

水文學(xué)科中最基本的兩大基本規(guī)律是水文循環(huán)與水量平衡。在我們所生存的地球上，各種水體通過(guò)水文循環(huán)緊密地聯(lián)系在一起，因而水文循環(huán)是水文研究的重要內(nèi)容。

1.2水文科學(xué)的形成過(guò)程

水文科學(xué)是一門(mén)又古老又年輕的學(xué)科。其研究可以說(shuō)從公元前三千多年前就有跡可尋，當(dāng)時(shí)古埃及就在尼羅河畔勘測(cè)水位。在我國(guó)公元前一千四百年前后， 殷墟甲骨文中早已出現(xiàn)了有關(guān)降雨和洪水的相關(guān)記載，后來(lái)我國(guó)古代人民開(kāi)始采用測(cè)雨器來(lái)觀測(cè)雨量，繪制降水量的等值線圖。法國(guó)文學(xué)家在一七七五年發(fā)表明渠均勻流公式。德國(guó)的水文學(xué)家沃爾特曼在一七九零年發(fā)明了流速儀。以上取得的成果都表現(xiàn)為水文科學(xué)的萌芽階段。

水文科學(xué)的迅速發(fā)展時(shí)期是十九世紀(jì)牛頓力學(xué)的古典科學(xué)得到快速發(fā)展階段，該科學(xué)的發(fā)展帶動(dòng)了水文科學(xué)的迅猛發(fā)展。作為一門(mén)涉及面廣博的學(xué)科，水文科學(xué)逐漸形成了自身的一套系統(tǒng)。在二十世紀(jì)前半葉，由于生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，人們?cè)桨l(fā)希望能夠?qū)楹档幕咀兓?guī)律予以掌握，以此來(lái)建造水利工程造福百姓。直到一九五七年愛(ài)爾蘭的水文學(xué)家納西對(duì)瞬時(shí)單位線的物理機(jī)制進(jìn)行了深入分析，并且用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述了流域的匯流過(guò)程，這些相關(guān)理論的提出使得許多水利工程的管理更加地科學(xué)化與合理化，同時(shí)也奠定了工程水文學(xué)的基本內(nèi)容。當(dāng)前很多工程水文學(xué)的許多內(nèi)容就是因?yàn)樵撾A段優(yōu)秀理論的提出而產(chǎn)生的，正因?yàn)檫@些優(yōu)秀理論的影響使得許多的措施在工程水利中被普及開(kāi)來(lái)。二十世紀(jì)后半葉，各國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平都有了很大的提高，大多數(shù)國(guó)家對(duì)水文科學(xué)的重視度大幅度提升。因?yàn)橛?jì)算機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行了信息技術(shù)的革命，對(duì)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用，與此同時(shí)，水文科學(xué)領(lǐng)域也得到了極大的發(fā)展。

引人注目的是在1965年啟動(dòng)了國(guó)際水文十年，并在十年之后全面實(shí)行國(guó)際水文計(jì)劃。目前該計(jì)劃已經(jīng)進(jìn)入了第七階段，世界各國(guó)的水文學(xué)家進(jìn)一步加強(qiáng)了合作，許多新的理論方法不斷涌現(xiàn)。然而從學(xué)科的發(fā)展方向來(lái)看，近幾十年來(lái)，正是因?yàn)楦鲊?guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，與水資源有關(guān)的各類(lèi)水問(wèn)題不斷出現(xiàn)并有加劇趨勢(shì)，我們的生存環(huán)境受到了很大的威脅。針對(duì)這些現(xiàn)象的發(fā)生，產(chǎn)生了以研究水資源短缺問(wèn)題為核心的水資源水文學(xué)、以研究水環(huán)境為核心的環(huán)境水文學(xué)、以研究生態(tài)問(wèn)題為核心的生態(tài)水文學(xué)等等相關(guān)水文學(xué)。由于全球氣候變暖，又產(chǎn)生了以研究氣候變化對(duì)水循環(huán)的影響為核心的全球變化水文學(xué)，該文學(xué)而今已經(jīng)成為了世界各國(guó)水文學(xué)界研究的熱點(diǎn)。我國(guó)相關(guān)部門(mén)在政府的倡導(dǎo)下也積極參加各種關(guān)于水文學(xué)的國(guó)際項(xiàng)目與活動(dòng)，在一些突出領(lǐng)域加大了工作量，并對(duì)其展開(kāi)大量的深入研究，因此取得了比較不錯(cuò)的成果。

綜合以上的闡述不難看出水文科學(xué)研究的領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大，與人類(lèi)的關(guān)系越加親密，在社會(huì)研究領(lǐng)域的地位也越發(fā)重要。這些正是印證了水是生命的起源，萬(wàn)物皆由水衍生而來(lái)。

1.3水文科學(xué)的發(fā)展情況

隨著信息技術(shù)時(shí)代的到來(lái)和某些新理論及邊緣學(xué)科的作用，水文科學(xué)的研究也在快步前進(jìn)。尤其是人口問(wèn)題、水資源短缺問(wèn)題、水環(huán)境惡化問(wèn)題和氣候變化問(wèn)題的催化作用，使得水文科學(xué)的研究問(wèn)題更加被廣泛關(guān)注。不但是我國(guó)開(kāi)始重視這一方面內(nèi)容，世界上的許多國(guó)家也在該方面大花心血，國(guó)際活動(dòng)頻繁起來(lái)，我國(guó)的水文學(xué)家及相關(guān)工作人員或?qū)I(yè)人員也積極參與到國(guó)際活動(dòng)的交流與合作中，展開(kāi)了許多具有深遠(yuǎn)意義的研究工作，極大地促進(jìn)了水文科學(xué)的變革與發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)水文科學(xué)的現(xiàn)代化進(jìn)程。關(guān)于水文科學(xué)當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r，大致分為以下幾點(diǎn)：

（1）國(guó)際交流合作越加頻繁。

自國(guó)際水文計(jì)劃實(shí)施以來(lái)，聯(lián)合國(guó)教科文組織與世界氣象組織就為此召開(kāi)了許多水文國(guó)際會(huì)議。因此國(guó)際水文計(jì)劃是圍繞水文科學(xué)研究與教育的國(guó)際性的全球性計(jì)劃，對(duì)水文學(xué)進(jìn)行國(guó)際培訓(xùn)與知識(shí)傳播，提高各個(gè)國(guó)家政府及相關(guān)人員抑或是人民群眾對(duì)水文科學(xué)的認(rèn)識(shí)。國(guó)際水文計(jì)劃的重心在于應(yīng)用水文學(xué)和水資源的調(diào)查評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)利用、管路保護(hù)及人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水資源的影響，為的是幫助解決水資源問(wèn)題和與水有關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。

水文科學(xué)的研究不僅僅局限于認(rèn)識(shí)水文循環(huán)的物理過(guò)程，還需要研究對(duì)水文循環(huán)的生物控制及氣候、水文和環(huán)境之間的相互作用，進(jìn)而深化對(duì)陸面生態(tài)系統(tǒng)的影響，對(duì)全球氣候變化的影響等，最終實(shí)現(xiàn)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。目前生態(tài)水文學(xué)已經(jīng)成為了近代水文學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要方面，其內(nèi)容涉及了土壤、大氣、植被、河流等許多因素。二十一世紀(jì)初，關(guān)于水文科學(xué)的發(fā)展，國(guó)際水文科學(xué)協(xié)會(huì)組織并發(fā)起了全球范圍內(nèi)針對(duì)水文科學(xué)發(fā)展的大討論，而后許多國(guó)家相繼成立了相關(guān)研究機(jī)構(gòu)來(lái)推進(jìn)水文科學(xué)的研究工作。

（2）水文科學(xué)研究的相關(guān)領(lǐng)域。

首先，水文循環(huán)與生物圈的相互作用。以前的水文研究側(cè)重于考慮水量的自然化，而今的水穩(wěn)研究要側(cè)重考慮生物圈與人類(lèi)活動(dòng)之間的相互作用，注重陸地生態(tài)水文環(huán)境與空間格局的變化規(guī)律的問(wèn)題。

其次，氣候變化與水環(huán)境的相互作用。以前的水文科學(xué)認(rèn)為在陸地上整個(gè)體系中水文循環(huán)的平均值是不會(huì)改變的，對(duì)于年徑流量的漲退現(xiàn)象則視為階段性的波動(dòng)。而今的水文科學(xué)的研究意識(shí)到一個(gè)系統(tǒng)中的水文過(guò)程并不總是處于平穩(wěn)狀態(tài)，是會(huì)出現(xiàn)不同程度的變化的，陸地上的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大范圍的水文循環(huán)具有很大的反饋協(xié)調(diào)作用。

最后，人類(lèi)活動(dòng)與水環(huán)境的相互作用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地利用、植被覆蓋和碳循環(huán)的問(wèn)題十分突出，水文循環(huán)與生態(tài)系統(tǒng)之間的聯(lián)系與作用因?yàn)槿藶橐蛩氐母蓴_而受到了很大影響。因?yàn)橥恋乩米兓謩×?，城市化進(jìn)程加快，許多地方的河道遭到了圍墾，湖泊也因?yàn)榻?jīng)濟(jì)因素而受到填埋。河道、水域等許多自然生態(tài)屋被現(xiàn)代化改造，水文環(huán)境一下子就被迫改變。水文循環(huán)的過(guò)程是復(fù)雜交錯(cuò)的，不但與陸地表層的各種自然要素的分布密切聯(lián)系，還與土地利用等關(guān)聯(lián)密切。自然變化與人為因素雙重影響下的水文循環(huán)開(kāi)始變得紊亂無(wú)常，許多難以預(yù)料的災(zāi)害也因此而出現(xiàn)。

2.水文科學(xué)研究的趨勢(shì)與特點(diǎn)

2.1研究領(lǐng)域趨向廣泛

結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)狀，當(dāng)代水文科學(xué)的研究領(lǐng)域?qū)?huì)不斷擴(kuò)大，研究的問(wèn)題也會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，還會(huì)遇到來(lái)自各方面的確定與不確定因素干擾。研究規(guī)避水文循環(huán)過(guò)程中的基本規(guī)律與不可測(cè)的突發(fā)問(wèn)題是一項(xiàng)艱巨而具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，因而在研究的過(guò)程中要學(xué)會(huì)利用其他相關(guān)領(lǐng)域的理論知識(shí)或規(guī)律輔助，來(lái)幫助解決水文科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)疑難。

2.2注重研究的整體性與系統(tǒng)性

由于地球上的不同圈層之間都有著緊密的聯(lián)系，因而改變其一就會(huì)影響到其他所有圈層的動(dòng)態(tài)規(guī)律，所以在預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展情況時(shí)，要從水文循環(huán)和轉(zhuǎn)化的物理關(guān)系上來(lái)分析氣候變化與生物作用對(duì)人類(lèi)活動(dòng)的影響。針對(duì)水文科學(xué)的研究也不能局限于某一技術(shù)的應(yīng)用，而要結(jié)合地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感等技聯(lián)合起來(lái)術(shù)對(duì)其進(jìn)行全方位的研究。

2.3與人類(lèi)活動(dòng)關(guān)系更為緊密

實(shí)際上說(shuō)來(lái)，對(duì)水文科學(xué)進(jìn)行深入研究的根本就是為人類(lèi)服務(wù)的，是為了解決社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的用水問(wèn)題，是為了解決生存環(huán)境中的水循環(huán)問(wèn)題，是為了更好地落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策。

3.水文科學(xué)研究的問(wèn)題與相應(yīng)措施

水文科學(xué)的研究是由于社會(huì)需求的存在而產(chǎn)生的，人類(lèi)的需求決定了其研究方向與進(jìn)程。社會(huì)發(fā)展對(duì)水文科學(xué)的需求主要表現(xiàn)為防洪減災(zāi)、水資源的開(kāi)發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等方面。目前我國(guó)水文科學(xué)的研究領(lǐng)域還存在著諸多問(wèn)題亟待解決，其中比較突出的有水旱災(zāi)害的監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)技術(shù)比較落后，可提供依據(jù)的水文研究資料比較稀少，區(qū)域性水文研究和關(guān)于不同水體的研究不平衡，水文基礎(chǔ)研究薄弱，水文基礎(chǔ)信息匱乏等等。

3.1水文科學(xué)研究中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題

3.1.1防洪減災(zāi)中的問(wèn)題

氣候變化會(huì)造成水旱災(zāi)害更為頻繁，防洪減災(zāi)已經(jīng)成為了我國(guó)政府必須解決的社會(huì)環(huán)境問(wèn)題。我國(guó)處于東亞季風(fēng)區(qū)，大多數(shù)的地形自西向東傾斜，對(duì)洪水的形成與匯集具有促進(jìn)作用。加之植被覆蓋率小、水土流失嚴(yán)重等問(wèn)題，使得我國(guó)的洪澇災(zāi)害嚴(yán)重而復(fù)雜。因?yàn)槿祟?lèi)盲目追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而忽視了環(huán)境的反作用，致使流域的水體分布不均、循環(huán)受礙。

3.1.2水資源的開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題

水文科學(xué)的研究是為了促進(jìn)水資源合理安排與利用，為了有效保障水資源的安全，進(jìn)而保障糧食安全和生態(tài)環(huán)境。為了實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，必須要保證水資源的開(kāi)發(fā)利用的總量不得超過(guò)水資源的再生能力，相關(guān)部門(mén)必須要展開(kāi)水資源形成與演化的研究。我國(guó)因?yàn)楦珊刀斐傻霓r(nóng)業(yè)方面的損失不容小覷，這些問(wèn)題對(duì)于我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展有著嚴(yán)重的威脅影響。雖然我國(guó)在干旱發(fā)生發(fā)展機(jī)理研究方面做了許多工作，但是卻沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。因?yàn)槲覈?guó)將旱澇規(guī)律研究大多著眼于水文氣象變化規(guī)律的研究方向上，難以解釋干旱形成的物理機(jī)制，因而在針對(duì)干旱問(wèn)題上還保留了大量的疑難殘余。

3.1.3水資源的可持續(xù)利用問(wèn)題

水資源的地區(qū)分布不平衡導(dǎo)致區(qū)域性水資源短缺，在水文科學(xué)研究的過(guò)程中，水資源合理配置與科學(xué)調(diào)度中的許多關(guān)鍵性問(wèn)題至今仍未解決，我國(guó)當(dāng)前還沒(méi)有形成跨流域調(diào)水的規(guī)范技術(shù)體系。

3.1.4生態(tài)系統(tǒng)問(wèn)題

我國(guó)的生態(tài)系統(tǒng)因?yàn)槌鞘谢M(jìn)程的影響而遭受了很大的打擊，各種生態(tài)問(wèn)題因?yàn)殡y以得到良好而及時(shí)的解決而變得越發(fā)嚴(yán)重。人類(lèi)活動(dòng)促使水的分布及運(yùn)動(dòng)更加不合理與不規(guī)律，甚至導(dǎo)致了水土流失、土地荒漠化等。

3.1.5江河治理問(wèn)題

針對(duì)江河治理的過(guò)程中，我國(guó)相關(guān)部門(mén)只是采取非常片面的手段，將目光局限于經(jīng)濟(jì)與工程上，專(zhuān)注于局部河段的治理，因此未能取得非常良好的效果。江河治理的地學(xué)基礎(chǔ)是江河治理過(guò)程中人與江河互相作用的地學(xué)，包含了地質(zhì)面貌、水文氣候和流域自然地理等因素。人類(lèi)根據(jù)自身意愿通過(guò)不同方式和不同程度作用給河流，這種影響漸漸將河流的相關(guān)特性改變。

3.1.6工程規(guī)劃問(wèn)題

社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程中，因?yàn)槿祟?lèi)活動(dòng)的不顧后果，使得水文系統(tǒng)嚴(yán)重受損，給水利工程方面數(shù)據(jù)采集帶來(lái)極大難度。

3.2針對(duì)水文科學(xué)研究問(wèn)題的解決方法

3.2.1為防洪減災(zāi)提供支撐

防洪減災(zāi)問(wèn)題需要水文信息與知識(shí)的支撐。從理論的角度上講，理應(yīng)加深對(duì)洪水形成規(guī)律的研究。從技術(shù)的角度上講，理應(yīng)強(qiáng)化水文信息的采集、傳輸、預(yù)報(bào)、調(diào)度與決策。從實(shí)踐的角度上講，理應(yīng)加大非工程措施的水文依據(jù)的研究。

3.2.2為水資源的可持續(xù)利用提供基礎(chǔ)

水資源的可持續(xù)利用是推進(jìn)社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力，是人民正常穩(wěn)定生活的保障。從理論的角度上講，理應(yīng)加強(qiáng)水資源形成與演化機(jī)理的研究，加強(qiáng)全球變暖條件下對(duì)水資源的影響的研究。從實(shí)踐的角度上講，理應(yīng)加強(qiáng)水資源評(píng)價(jià)與水資源開(kāi)發(fā)利用的研究。

3.2.3為生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供服務(wù)

生態(tài)安全與環(huán)境的保護(hù)需要提供相關(guān)水文知識(shí)的服務(wù)。從理論的角度上講，理應(yīng)揭示水對(duì)生態(tài)安全與環(huán)境保護(hù)的影響。從實(shí)踐的角度上講，理應(yīng)根據(jù)自然條件下采用不同的研究方法。

3.2.4為江河治理提供依據(jù)

江河的治理過(guò)程需要提供具體的水文依據(jù)。從理論的角度上講，理應(yīng)揭示河流發(fā)育演變的地學(xué)基礎(chǔ)。從實(shí)踐的角度上講，理應(yīng)充分考慮江河的實(shí)際情況，制定合理可行的改進(jìn)措施。

3.2.5為人類(lèi)活動(dòng)提供警告

根據(jù)人類(lèi)活動(dòng)給水文系統(tǒng)造成的劇烈影響，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水文條件的影響，加強(qiáng)水文分析計(jì)算途徑與方法研究。

4.水文科學(xué)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

水文科學(xué)對(duì)我國(guó)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展與人民安居樂(lè)業(yè)有著十分重要的作用，我國(guó)相關(guān)部門(mén)重視水文科學(xué)的研究與發(fā)展，在其中投入許多人力物力財(cái)力，并且引進(jìn)先進(jìn)的理論方法來(lái)支持水文研究。

從開(kāi)始到現(xiàn)在，我國(guó)的水文科研已經(jīng)與國(guó)際接軌，而且還適當(dāng)?shù)厝谌氲浇逃聵I(yè)中去，使得兩相領(lǐng)域相輔相成共同發(fā)展。除此之外更重要的是，我國(guó)的水文科學(xué)發(fā)展將要在社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程中面臨許多不可預(yù)測(cè)的事情。這些不可預(yù)測(cè)對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)，因此我國(guó)應(yīng)該及時(shí)抓住機(jī)遇，勇于面對(duì)挑戰(zhàn)。

4.1充分利用國(guó)家相關(guān)資源

根據(jù)我國(guó)當(dāng)前的水文科學(xué)研究現(xiàn)狀，要充分發(fā)揮與利用我國(guó)先進(jìn)的相關(guān)資源。我國(guó)已經(jīng)設(shè)立了部級(jí)水文資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，而且還實(shí)行了“211”工程建設(shè)。我國(guó)政府應(yīng)當(dāng)充分抓住該機(jī)遇，啟用相關(guān)高技術(shù)人才，聯(lián)合國(guó)際相關(guān)機(jī)構(gòu)并結(jié)合我國(guó)發(fā)展的實(shí)際需要來(lái)開(kāi)展水文科學(xué)規(guī)劃的科學(xué)研究。重點(diǎn)對(duì)水文基礎(chǔ)研究、水文應(yīng)用基礎(chǔ)研究和水文科學(xué)人才等教育與培養(yǎng)方面進(jìn)行大規(guī)模的操作與規(guī)劃，實(shí)行具有我國(guó)特色的水文科學(xué)研究。

4.2結(jié)合國(guó)家發(fā)展需求

我國(guó)制定了水文科學(xué)研究的發(fā)展規(guī)劃，在該規(guī)劃的引領(lǐng)下，結(jié)合我國(guó)“十五”的發(fā)展需要，利用全國(guó)水文研究機(jī)構(gòu)共同協(xié)作，開(kāi)展國(guó)家級(jí)重點(diǎn)基礎(chǔ)項(xiàng)目研究。通過(guò)這些方式來(lái)促進(jìn)我國(guó)水文研究人才的溝通交流，進(jìn)而推動(dòng)水文科研的進(jìn)步。

4.3鼓勵(lì)成果共享

從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，我國(guó)應(yīng)當(dāng)積極鼓勵(lì)水文人才與水文成果的國(guó)際化交流，將我國(guó)研究出來(lái)的先進(jìn)理念同世界上的其他國(guó)家進(jìn)行交流合作，積極參與各國(guó)的合作性水文項(xiàng)目，促進(jìn)我國(guó)水文學(xué)科基礎(chǔ)與應(yīng)用研究的發(fā)展。

4.4培養(yǎng)高技術(shù)人才

為了我國(guó)水文科研的進(jìn)步與發(fā)展，要從相關(guān)研究人員的綜合素質(zhì)抓起，重視水文科研高層次人才的培養(yǎng)。

5.總結(jié)

社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)實(shí)踐的日益深化，水文科研涉及的領(lǐng)域已向多元化發(fā)展。在接下來(lái)的研究發(fā)展中，水文科研將在應(yīng)用層面加大研究力度。健康可持續(xù)的水文循環(huán)是支撐社會(huì)不斷前進(jìn)的保障，是人類(lèi)幸福生活的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐宗學(xué). 水文科學(xué)在北京師范大學(xué)：回顧、機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)[J]. 北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，Z1：463-468.

氣候變化與水土流失的關(guān)系范文第3篇

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)江源；高寒地區(qū)；氣候變化；水文氣象要素；水文環(huán)境

中圖分類(lèi)號(hào)：P461文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-1683（2013）01-0081-06

近幾十年來(lái)，因大氣中溫室氣體增加，地球表面熱量平衡發(fā)生改變而導(dǎo)致了全球氣候變化，并進(jìn)一步加劇某些地區(qū)的旱澇災(zāi)害，從而對(duì)水文循環(huán)和徑流形成產(chǎn)生重要影響。國(guó)際上對(duì)此問(wèn)題的研究不僅局限在全球尺度，而且也深入到流域尺度。人們認(rèn)為，由于地球表面受熱條件的不同及大氣環(huán)流的改變，必然引起水文循環(huán)的變化和水資源在時(shí)空上的重新分配[1]。

位于青藏高原腹地的長(zhǎng)江江源地區(qū)，集高寒、冰川、凍土和積雪等為一體，湖泊和沼澤密布，是世界上濕地分布海拔最高、面積最大與最集中的地區(qū)。近50年來(lái)，在全球氣候變暖變化背景下，受自然因素和人類(lèi)活動(dòng)的影響，源區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況日趨惡化，冰川后退、濕地萎縮、草場(chǎng)退化、水土流失加劇等環(huán)境問(wèn)題日益突出，對(duì)整個(gè)長(zhǎng)江流域的水資源條件、生態(tài)安全及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了巨大威脅[2-3]，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)和文化的發(fā)展。

長(zhǎng)江江源地區(qū)是整個(gè)長(zhǎng)江流域水文循環(huán)的起始地，主要功能是保障長(zhǎng)江的源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，并向下游輸送優(yōu)質(zhì)水資源。源區(qū)內(nèi)的冰川、凍土、積雪、濕地和沼澤等變化對(duì)水環(huán)境的影響也必將影響長(zhǎng)江流域水資源的可持續(xù)利用。因而從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，青藏高原和江河源區(qū)氣候變暖對(duì)周?chē)貐^(qū)水資源與生態(tài)環(huán)境的影響一直備受?chē)?guó)際學(xué)術(shù)界關(guān)注[4-9]，到目前為止，已經(jīng)召開(kāi)了四屆青藏高原國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)。國(guó)內(nèi)也有不少專(zhuān)家學(xué)者圍繞全球氣候變化對(duì)該地區(qū)影響開(kāi)展過(guò)大量的研究工作[10-12]，因此青藏高原氣候變化及其對(duì)周?chē)貐^(qū)（黃河和長(zhǎng)江源區(qū)）乃至全國(guó)的水資源影響已成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題[13]。

1研究背景與現(xiàn)狀

1.1氣候變化對(duì)水文氣象要素的影響

1.1.1氣溫

長(zhǎng)江江源地區(qū)地勢(shì)高亢，終年氣候寒冷，年均氣溫一般只有-5.5 ℃～4 ℃，大部分地區(qū)年均氣溫低于0 ℃，月均正溫期只有5個(gè)月（5月-9月），楚瑪爾河流域五道梁一帶僅6月-9月份為正溫期，曲麻萊以東玉樹(shù)地區(qū)正溫期達(dá)到7個(gè)月。在江源地區(qū)中部的沱沱河沿（集鎮(zhèn)）年平均氣溫為-4.2 ℃，絕對(duì)最低溫度為-33.8 ℃，凍結(jié)期長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月[14-15]。

然而，隨著過(guò)去50年來(lái)全球變暖趨勢(shì)的加強(qiáng)，青藏高原溫度的升高已是不爭(zhēng)的事實(shí)，溫度的升幅也顯著大于全國(guó)平均水平[16]：源區(qū)的年平均氣溫從20世紀(jì)60年代開(kāi)始緩慢上升，1991年-2001年溫度平均值比1991年以前30多年的平均值上升了0.20 ℃～0.88 ℃，平均上升0.39 ℃；近10年，平均氣溫比20世紀(jì)60年代增加了1.42 ℃?？凳啦萚17]通過(guò)冰芯記錄評(píng)估人類(lèi)活動(dòng)對(duì)大氣環(huán)境的影響，并指出：20世紀(jì)40年代氣溫較低；50年代和60年代中期氣溫較高；70年代中期氣溫下降到近70年來(lái)的最低值；80年代仍然處在一個(gè)低溫期；90年代以來(lái)氣溫急劇升高的趨勢(shì)延續(xù)到了21世紀(jì)初期。各拉丹冬冰芯恢復(fù)的氣溫記錄顯示20世紀(jì)70年代以來(lái)的增溫率（0.5℃/（10 a））要明顯的高于各拉丹冬地區(qū)和北半球，而90年代以來(lái)的增溫率（1.1℃/（10 a））約為70年代以來(lái)的2倍，表明近期的增溫有加速趨勢(shì)且高海拔區(qū)域?qū)θ蜃兣捻憫?yīng)更為敏感。

由于受海拔高度和地形地貌等因素的影響，不同地區(qū)的氣溫變化幅度不盡相同，其中曲麻萊、玉樹(shù)等地區(qū)升幅較大，西部的沱沱河等地區(qū)升溫幅度較小[18]。

不同月份氣溫的升幅也不相同。謝昌衛(wèi)對(duì)長(zhǎng)江、黃河源區(qū)12個(gè)站點(diǎn)的綜合分析，總結(jié)出江河源區(qū)各月溫度的升降變化存在較大差異[19]。從不同臺(tái)站近50年來(lái)不同月份氣溫的變化可以發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)江、黃河源區(qū)升溫幅度年內(nèi)最大的時(shí)段是春末夏初5月、6月份和下半年9月-11月份，溫度平均上升0.90 ℃，大于年均溫度升高幅度；而年內(nèi)溫度最高的7月、8月份升溫幅度并不大，平均上升僅0.4 ℃，小于年均溫度上升幅度。因此從總體上來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)江江源區(qū)冬半年氣溫升高幅度較大，即呈現(xiàn)出氣候暖干化的變化趨勢(shì)，這與我國(guó)北方大部分地區(qū)近百年以來(lái)出現(xiàn)的暖冬現(xiàn)象是一致的。

1.1.2降水和蒸發(fā)

長(zhǎng)江江源地區(qū)平均海拔在4 500～5 000 m，屬高原亞寒帶半濕潤(rùn)、半干旱區(qū)，日照時(shí)數(shù)較長(zhǎng)，每年約達(dá)2 800 h，年總輻射量高達(dá)670 kJ/cm2。降水主要來(lái)自孟加拉灣暖濕氣流，年降水量自東南向西北遞減，界于500～200 mm左右。年降水200～400 mm，5月-9月降水量占全年的90%～95%。由于源區(qū)的年平均氣溫在0 ℃以下，最暖月氣溫也只為4 ℃～10 ℃，降水、蒸發(fā)及日照變化不明顯，因此固態(tài)降水占很大比重[20]。

王可麗[21]利用長(zhǎng)江江源地區(qū)氣象站的降水資料和NCEP/NCAR的氣候資料，探討了降水的年際變化，對(duì)典型多雨年和少雨年500 hPa位勢(shì)高度的風(fēng)場(chǎng)、600 hPa流場(chǎng)、大氣水汽含量和水汽輸送進(jìn)行了合成和對(duì)比分析。結(jié)果表明：降水近50年的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)總體上不明顯，而在近10年的降水有明顯增加趨勢(shì)。降水量序列各尺度震蕩的形成原因可能與青藏高原熱力作用和動(dòng)力作用以及大氣環(huán)流演變密切有關(guān)。

1.2氣候變化對(duì)水文環(huán)境變遷的影響

1.2.1冰川、凍土和積雪

長(zhǎng)江江源地區(qū)冰川屬大陸型冰川，年消融深約1～2 m。凍土分布廣闊，北界為昆侖山以北青藏公路61道班西3 km（海拔4 350 m），南界至唐古拉山以南的安多縣青藏公路116-117道班處（海拔4 780 m）。唐古拉山脈西部以格拉丹冬為中心，是現(xiàn)代冰川集中作用區(qū)，也是區(qū)域內(nèi)溫度最低的地區(qū)，格拉丹冬冰川區(qū)雪線處溫度約為-11 ℃[22]。

中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所采用兩期遙感影像資料，在地理信息系統(tǒng)技術(shù)的支持下分析了長(zhǎng)江源區(qū)典型冰川作用區(qū)小冰期（LIA）、冰川范圍變化、冰川進(jìn)退情況，并運(yùn)用由點(diǎn)到面的研究方法分析了冰川變化以及對(duì)河川徑流的影響[23-24]。分析表明：1969年-1989年間的20年中唐古拉山區(qū)的大冬克瑪?shù)缀托《爽數(shù)妆ǚ謩e有小幅度前進(jìn)，前進(jìn)量分別為9.4 m和2.1 m；1989年-1993年間這兩條冰川處于前進(jìn)并維持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)；1993年以后轉(zhuǎn)入退縮之中，但退縮幅度不大[25]。劉潮海和康爾泗等[26-27]根據(jù)航空和衛(wèi)星遙感資料，結(jié)合1∶100，000地形圖，通過(guò)綜合分析獲得小冰期最盛期、1969年和2000年三個(gè)時(shí)期的冰川范圍及變化情況。1969年各拉丹東冰川面積比小冰期最盛期減少5.2%，2000年比1969年減少1.7%；但總的冰川面積變化不大。長(zhǎng)江水利委員會(huì)利用歷年遙感數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)考察認(rèn)為：源區(qū)冰川面積總體上處于退縮狀態(tài)，其中有一定的波動(dòng)；2004年前縮小速度較快，此后縮小速度相對(duì)較慢；2009年冰川總面積在1977年基礎(chǔ)上縮減了126.33 km 減少了11.8%[28]。

在全球變暖背景下，隨著長(zhǎng)江江源地區(qū)溫度的上升和降水量的減少，區(qū)域內(nèi)冰川、凍土的冷儲(chǔ)也減少了，同時(shí)冰川、凍土的年消融能力增強(qiáng)。特別是從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，凍土環(huán)境發(fā)生了顯著變化，以?xún)鐾镣嘶?、活?dòng)層增厚、大量島狀凍土消失為表征的凍土變化對(duì)高寒生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響[24，29-30]。源區(qū)的平均積雪量冬季增加比較顯著，秋季增加和春夏季減少均比較緩慢。11月至豎年2月，各月平均積雪量近50年來(lái)呈現(xiàn)出持續(xù)增加的趨勢(shì)，冬季平均積雪量明顯增加的趨勢(shì)與及高亞洲地區(qū)的演變基本一致[31-32]。

1.2.2濕地、沼澤和植被

長(zhǎng)江江源地區(qū)的高寒濕地位于全球氣候變化最敏感的川西北高原東北部，冷濕的氣候條件下沼澤相當(dāng)發(fā)育。高寒濕地總面積為10 445.1 km 其中沼澤占濕地總面積的49.71%，集中分布在當(dāng)曲、楚瑪爾河、沱沱河的源頭、通天河區(qū)域，其余廣泛散布在碟形凹地、河谷兩岸及河灘地，如雜爾曲、當(dāng)曲、莫曲、布曲源頭，馬璋錯(cuò)欽南部，隆寶湖等地[33]。近50年以來(lái)，從結(jié)構(gòu)上看，草甸、沼澤和湖泊三種濕地類(lèi)型的面積均有所減少，分別減少了1 843.76 km2、186.54 km2和114.8 km2；就變化幅度而言，濕地減少率為1.48%/a，其中高寒泥炭沼澤減少率3.83%/a為最大，草甸、湖泊和河流的減少率分別為2.72%/a、0.85%/a和0.02%/a。在20世紀(jì)30年代前，沼澤積水一般為20～40 cm，最深可達(dá)1.0 m以上；近10年的沼澤水深一般只有10～15 cm，很多沼澤地僅呈過(guò)濕狀態(tài)[34]。沼澤濕地的減少，致使區(qū)域水汽補(bǔ)給通量減少，沙化和荒漠化面積增加，干旱化趨勢(shì)加速[35]。王根緒等[36]利用青藏高原長(zhǎng)江、黃河源區(qū)以及若爾蓋等典型高寒濕地分布地區(qū)1969年、1986年、2000年和2004年多期航片和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，從濕地主要組分分布、時(shí)空格局及水生態(tài)功能方面，對(duì)比分析了典型高寒濕地系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化特征及其區(qū)域差異性；他們還采用多因素逐次甄別方法與半經(jīng)驗(yàn)理論方法相結(jié)合，基于多年凍土的不同植被覆蓋降水-徑流觀測(cè)場(chǎng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究了長(zhǎng)江源區(qū)氣候-植被-凍土耦合系統(tǒng)中各要素變化對(duì)河川徑流的影響[37]。2007年，潘竟虎[38]根據(jù)長(zhǎng)江和黃河源區(qū)1986年和2000年的兩期土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，利用ARCGIS軟件對(duì)編輯處理后的各濕地類(lèi)型面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明長(zhǎng)江江源地區(qū)河流徑流形成區(qū)域的下墊面植被覆蓋類(lèi)型中，高寒草甸是所有河流中所共有的植被類(lèi)型。

1.3氣候變化對(duì)河川徑流的影響

長(zhǎng)江江源地區(qū)河川徑流是以不同形態(tài)和經(jīng)過(guò)不同轉(zhuǎn)化途徑的降水為補(bǔ)給來(lái)源，河流水源形式主要有冰雪融水、沼澤與泉水（地下水）和降水直接匯流等，且大多數(shù)河流三種形式并存，是混合型水源河流。河川徑流以冰雪融水和地下水補(bǔ)給為主，分別占年徑流的45%和40%，雨水僅占15%。徑流年內(nèi)分配及變化隨降水多少和氣溫高低而變。每年11月至次年4月河流封凍，最小流量出現(xiàn)在大地凍結(jié)的12月-1月，有的河流出現(xiàn)連底凍；5月積雪開(kāi)始融化，但水量仍不大，6月-7月河水上漲，至8月達(dá)最大值，6月-9月為連續(xù)最大4個(gè)月，水量占年徑流量的70%～85%。以季節(jié)而論，夏季徑流量最多，占67%～75%，秋季占15%～25%，春季5%～8%，冬季僅0.5%～0.6%。20世紀(jì)80年代之后，源區(qū)徑流量明顯減少，表明氣溫增加使融冰融雪的增加不足以抵消降水量減少和流域?qū)嶋H蒸發(fā)增加的綜合效應(yīng)[39]。

長(zhǎng)江江源地區(qū)徑流分布的區(qū)域間差異既受降水空間分布的影響，也與河源地下水和冰川融水影響有關(guān)。冰川集中發(fā)育在通天河以上的江源區(qū)，通天河流域冰川融水對(duì)徑流的補(bǔ)給主要集中在冰川融水型和濕地型河流，占源區(qū)總徑流量的5.12%；該流域補(bǔ)給率最大的河流是沱沱河，占33.7%；其次是布曲流域占18.4%，楚瑪爾河流域僅有4.2%。由于過(guò)去30多年間源區(qū)冰川面積變化微弱，直門(mén)達(dá)以上長(zhǎng)江出源徑流的冰川融水補(bǔ)給率總體上約為9%，可見(jiàn)冰川融水對(duì)整個(gè)長(zhǎng)江水系的補(bǔ)給作用較小[40]。由于河流徑流形成與濕地有關(guān)的河流總徑流量為8.07×109 m3，占源區(qū)總徑流量的64.2%，因此長(zhǎng)江源區(qū)整體河流徑流形成中沼澤濕地補(bǔ)給占據(jù)重要位置，冰川融水補(bǔ)給僅在沱沱河與布曲河水系有較大作用[41]。如何正確評(píng)價(jià)冰川退縮對(duì)河川徑流的影響，目前尚沒(méi)有可靠方法，通常冰川變化對(duì)流域徑流過(guò)程的影響整體可以不予考慮[9]。

總體而言，長(zhǎng)江江源地區(qū)氣候變化劇烈，也是青藏高原增溫最為顯著的地區(qū)之一，高寒生態(tài)系統(tǒng)與凍土環(huán)境不斷退化，河川徑流呈持續(xù)遞減趨勢(shì)，年均徑流量減少約15.2%，頻率大于20%的徑流量亦顯著降低，而且大于550 m3/s的稀遇洪水發(fā)生頻率增加，變暖變干趨勢(shì)較為明顯[42]。同時(shí)，部分地區(qū)顯現(xiàn)氣候暖濕化變化的趨勢(shì)，雖然有利于植物的發(fā)芽和生長(zhǎng)，但對(duì)于區(qū)域內(nèi)水資源量的貢獻(xiàn)不大，徑流量仍然呈減小趨勢(shì)。

2亟待解決的問(wèn)題

回溯近百年來(lái)全球平均氣溫已上升了0.4 ℃～0.8 ℃，尤其是近10年來(lái)的升溫最為顯著。根據(jù)IPCC第三次氣候變化評(píng)估報(bào)告，預(yù)計(jì)21世紀(jì)全球氣溫將進(jìn)一步變暖，預(yù)測(cè)平均氣溫上升1.5 ℃～4.5 ℃。中國(guó)也和全球一樣，其中高海拔青藏高原變暖尤其令人注目[43]。我國(guó)西部環(huán)境演變?cè)u(píng)估報(bào)告預(yù)測(cè)青藏高原到2050年氣溫可能上升2.2 ℃～2.6 ℃，地處長(zhǎng)江江源的川西北牧區(qū)變暖變干趨勢(shì)明顯。因此，對(duì)于長(zhǎng)江江源地高寒區(qū)域性水文環(huán)境特性的認(rèn)識(shí)日益迫切，查明這一敏感區(qū)對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)，辨識(shí)這里徑流形成、演化過(guò)程及未來(lái)變化趨勢(shì)，不僅是一個(gè)水科學(xué)發(fā)展的前沿課題，也是制定區(qū)域可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略亟需解決的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

從國(guó)家需求層面看，由于川西北牧區(qū)是全國(guó)第二大藏區(qū)，歷史上素有“漢藏走廊”之稱(chēng)。草原是川西北少數(shù)民族賴(lài)以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，草原畜牧業(yè)是川西北牧區(qū)的主體產(chǎn)業(yè)及其農(nóng)牧民生產(chǎn)生活的主要支撐。目前阿壩州牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的54%，農(nóng)牧民的現(xiàn)金收入80%來(lái)自畜牧業(yè)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，穿過(guò)沼澤區(qū)的河川受細(xì)菌污染和腐殖質(zhì)污染非常嚴(yán)重，水質(zhì)污染造成人、畜患多種疾病，常見(jiàn)有人患大骨節(jié)病、牲畜肝片吸蟲(chóng)病、口蹄疫等。部分村莊大骨節(jié)患病率高達(dá)80%以上，嚴(yán)重者發(fā)育畸形，彎腰駝背，形成跛子、侏儒等[44]。研究青藏高原高寒地區(qū)的河川水文特征和氣候變化對(duì)寒區(qū)環(huán)境的影響，不僅對(duì)保護(hù)和建設(shè)川西北高寒草原并創(chuàng)造良好的生存發(fā)展環(huán)境，使少數(shù)民族安居樂(lè)業(yè)，加快越溫脫貧奔小康步伐等有著重大的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)對(duì)于維護(hù)藏區(qū)穩(wěn)定，增強(qiáng)民族團(tuán)結(jié)，保持社會(huì)安定，維護(hù)源區(qū)水涵養(yǎng)功能和流域水安全和推進(jìn)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面進(jìn)步等有著深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

從科學(xué)問(wèn)題層面看，長(zhǎng)江江源地區(qū)水文循環(huán)及水資源演變是受自然環(huán)境與人類(lèi)活動(dòng)眾多驅(qū)動(dòng)因子的影響，人們所關(guān)注的一個(gè)核心科學(xué)問(wèn)題是該區(qū)域氣候變化對(duì)其重要的水源涵養(yǎng)功能有何影響，冰川、凍土、積雪、濕地和沼澤以及植被覆蓋如何共同作用來(lái)驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)江江源區(qū)水文循環(huán)尤其是徑流形成過(guò)程與產(chǎn)匯流的變化。在流域尺度上，長(zhǎng)江江源地區(qū)范圍較大，一方面由于全新世以來(lái)青藏高原的持續(xù)隆升，全球變暖和印度洋暖濕氣流減少等氣候變化的原因，冰川退縮，雪線上升，使得河川徑流量不斷減少。另一方面，植被的退化，高原草場(chǎng)沙化嚴(yán)重，水源涵養(yǎng)森林的減少和人類(lèi)活動(dòng)的增加，使得源區(qū)河流的流量，尤其是在枯水季節(jié)明顯減少，洪枯期流量差距拉大。同時(shí)，由于受青藏高原的影響，源區(qū)內(nèi)的氣候變化還存在一定的差異，西部高原山地溫度升幅達(dá)0.2～0.3 ℃/（10a），和全國(guó)平均值相近，東部四川盆地卻呈降溫的趨勢(shì)，為-0.12/（10a）。為此，急需厘清氣候變化對(duì)徑流的可能影響程度，包括徑流的形成、時(shí)空格局及其變化規(guī)律、未來(lái)發(fā)展變化趨勢(shì)等，進(jìn)而為長(zhǎng)江江源高寒地區(qū)水資源定量估算和評(píng)價(jià)，合理利用長(zhǎng)江流域水資源、恢復(fù)江河源區(qū)生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)的理論依據(jù)，并為保護(hù)川西北高寒草原并創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)的決策依據(jù)。

3結(jié)語(yǔ)與展望

（1）長(zhǎng)江江源地區(qū)位于青藏高原腹地，地勢(shì)高亢，由于受海拔高度和地形地貌等因素的影響，年平均氣溫在0 ℃以下，最暖月氣溫僅為4 ℃～10 ℃，且不同地區(qū)氣溫變化幅度不盡相同。降水主要由來(lái)自印度洋孟加拉灣沿嘉陵江北上的水汽和部分沿青藏高原中部北上的水汽形成，受水汽輸送途徑和江河源區(qū)地形地貌的影響，降水主要集中在東部地區(qū)，深居高原腹地的西部廣大地區(qū)降水稀少，而且固態(tài)降水占很大比重。因此，需要深化研究高寒濕地區(qū)域性氣溫、降水空間分布特征，年內(nèi)和年際變化的統(tǒng)計(jì)特征，并對(duì)各水文要素進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)，以揭示研究區(qū)水汽輸送通道和降水時(shí)空分布規(guī)律。

（2）長(zhǎng)江江源高寒地區(qū)作為冰雪融水類(lèi)區(qū)域，冰川、凍土的消融退化，雖然對(duì)徑流量的短期補(bǔ)給是有利的，但作為多年穩(wěn)定的固態(tài)水資源，過(guò)度的消融退縮必將引起徑流及其它地表水資源調(diào)節(jié)作用的減弱乃至喪失。所以應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)各拉丹東冰川、唐古拉山區(qū)的大冬克瑪?shù)缀托《爽數(shù)妆ǖ南到y(tǒng)觀測(cè)，利用航空和衛(wèi)星遙感資料對(duì)不同時(shí)期冰川范圍變化情況進(jìn)行量化分析，以查明冰川和凍土對(duì)徑流補(bǔ)給的貢獻(xiàn)。

濕地和沼澤的減少，將導(dǎo)致源區(qū)水汽補(bǔ)給通量減少，沙化和荒漠化面積增加，使干旱化趨勢(shì)加速；反之，濕地和沼澤的擴(kuò)張，將造成因蒸發(fā)水面擴(kuò)大、蒸發(fā)量增加而喪失源區(qū)內(nèi)更多的水汽，因此濕地和沼澤對(duì)徑流的調(diào)控也是不得不加以慎重考慮。當(dāng)前，重點(diǎn)探索其區(qū)域性蒸發(fā)量的估算方法、蒸發(fā)量的空間分布及其年內(nèi)和年際變化統(tǒng)計(jì)特征，以弄清研究區(qū)蒸發(fā)力水平分布規(guī)律、隨海拔高度變化規(guī)律、年內(nèi)及年際演變規(guī)律及其成因。

（3）長(zhǎng)江江源段河流流動(dòng)于高寒平原上，河道寬淺，多汊流。由于降水少，且年際、年內(nèi)變率較大，成為長(zhǎng)江上游流域徑流量和徑流模數(shù)最小，而徑流變化又是最大的河段。據(jù)此，有必要細(xì)化水文氣象要素變化和水文環(huán)境變遷條件下的產(chǎn)匯流特征與水文過(guò)程變化、與徑流量的相互作用、以及對(duì)地區(qū)分布影響等的研究。進(jìn)而加強(qiáng)分析長(zhǎng)江江源地區(qū)河流水文情勢(shì)、徑流的年內(nèi)和年際變化統(tǒng)計(jì)特征，預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化情景下徑流的可能變化趨勢(shì)，探明基本的水文氣象要素的分布模式與時(shí)空格局，這同時(shí)也是明確長(zhǎng)江江源地區(qū)水文環(huán)境變遷的有效方法。

總之，借助現(xiàn)代衛(wèi)星遙感信息及3S技術(shù)手段，對(duì)長(zhǎng)江江源地區(qū)冰川和凍土分布、積雪量、濕地沼澤變化展開(kāi)系統(tǒng)的定位觀測(cè)，在注重對(duì)數(shù)據(jù)的綜合分析和水文過(guò)程機(jī)理探索的同時(shí)，通過(guò)構(gòu)建具有流域尺度效應(yīng)的分布式水文模擬模型，進(jìn)一步弄清水文氣象要素如何共同作用來(lái)驅(qū)動(dòng)水文循環(huán)變遷的關(guān)系，從而形成較為完整的徑流形成演化過(guò)程與其變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)的研究體系，正確識(shí)別這一敏感的高寒濕地區(qū)域河川徑流對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)，這無(wú)疑在理論上和實(shí)踐上都是十分重要的。

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