“亞洲水塔”變化對青藏高原生態系統的影響
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降水和潛在蒸散變化是直接影響生態系統水源涵養量增減的主要氣候要素，兩者共同作用導致水源涵養功能發生變化。河流徑流量變化能較好地反映出水源涵養功能的水平，雖然降水和融水是徑流量的主要水供給來源，但是受到蒸散作用的影響，降水量變化對徑流量的改變作用具有明顯的空間差異。以三江源地區為例，從?20?世紀?50?年代至今，長江源區絕大部分河段的降水量和徑流深均呈顯著增加趨勢；瀾滄江源區降水量顯著增加，徑流深卻無顯著變化；黃河源區內部差異很大，降水量呈增加或無變化趨勢，徑流深則呈無變化或顯著減少趨勢?。此外，在干濕條件不同的地區，降水和蒸散的影響程度也存在差異。在黃河源區東南部的半濕潤地區，水源涵養量減少主要受降水減少和蒸散增加的共同影響；在北部半干旱地區，水源涵養量增加主要是降水量增加的結果。隨著全球氣溫不斷升高，自?20?世紀?90?年代末以來，許多地區潛在蒸散有所增加，青藏高原水源涵養量存在進一步降低的風險。
除氣候條件外，植被類型與覆蓋度、土壤特性的改變也對實際蒸散和水源涵養的變化產生一定作用。植被和土壤性質的改變主要受到人類活動的影響。近年來，過度放牧和嚙齒動物破壞，造成高寒草原退化嚴重。雖已開展了一系列生態恢復工程，但是目前對此類工程的生態恢復成效仍不明晰。已有研究表明，長江源區的生態恢復工程促進了地表蒸散過程，減少豐水期徑流量，但同時大氣環流變化引起了降水增強，徑流量又得到補充，抵消了蒸散作用導致的徑流減少，因此徑流量仍然表現為增加。由于生態過程關系復雜、結果難以量化，因而長期監測青藏高原所有流域的長期徑流變化特征是有必要的，有助于深入了解該變化的空間模式。越來越多的證據表明，植被可以通過反饋機制調節地表和大氣之間的蒸散，進而影響局部降水，調節徑流變化。降水中的同位素組成也表明，青藏高原具有較高的水回收量。因此，研究局部地區的植被－降水反饋系統的內部機制，對青藏高原地區的水源涵養功能具有重要意義。
在全球變化背景下，氣候要素和植被覆蓋變化對水源涵養量的耦合作用，以及生態系統水源涵養量變化的驅動機制還需要進行深入研究。模型為更準確地模擬陸地表面和大氣之間的生物物理耦合提供了途徑。分近期、中期和遠期模擬青藏高原生態功能保護區水源涵養功能的動態變化，未來氣候變化對各生態功能區的水源涵養功能的影響存在較為明顯的空間差異。近期水源涵養功能的提高主要受降水量增加的影響。而在中期和遠期，主要影響因子為水分實際蒸散。隨著溫度升高，實際蒸散增幅加大，盡管降水量也有所增加，但生態系統水源涵養功能仍以減弱為主。
青藏高原在我國的地理區劃上屬于寒區，但由于平均年降水量不超過?500?mm；同時，強輻射導致的蒸發消耗了大部分的天然降水，水分條件優勢不明顯。因此，水分條件的改變必然對青藏高原植被系統會帶來很大的影響。在全球變化背景下，青藏高原總體上屬于變暖、變濕，但該趨勢包含著較高的空間異質性。在氣候條件驅動下，青藏高原植被總體趨好，具體表現為生長季開始期提前、植被覆蓋度提高、生態系統生產力提升。但升溫及其導致的水分條件的變化對于群落結構和組成的影響還有待進一步研究。植被發生系列變化后，其也會通過改變土壤的含水能力而影響各地的水分環境條件，也即反饋到環境。在自然及人為生態工程的雙重驅動下，青藏高原植被生長總體趨好，生態系統地表涵養水能力也得到了普遍提高，這些都為青藏高原發揮“亞洲水塔”功能的提升打下了基礎。（作者：底陽平， 中國科學院地理科學與資源研究所生態系統網絡觀測與模擬重點實驗室 北京大學深圳研究生院； 張揚建，中國科學院地理科學與資源研究所生態系統網絡觀測與模擬重點實驗室 中國科學院青藏高原地球科學卓越創新中心 中國科學院大學資源與環境學院； 曾輝， 北京大學深圳研究生院 北京大學城市與環境學院；唐澤，中國科學院地理科學與資源研究所生態系統網絡觀測與模擬重點實驗室 中國科學院大學資源與環境學院。《中國科學院院刊》供稿）