近50年来长江-黄河源区气候及水文环境变化趋势分析

生态环境 2004, 13(4): 520-523 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目：国家自然科学基金项目（40301010，40371026）作者简介：谢昌卫（1973－），男，博士研究生，主要从事寒旱区水文与水资源研究。

E-mail: xiecw@ 收稿日期：2004-06-24近50年来长江-黄河源区气候及水文环境变化趋势分析谢昌卫，丁永建，刘时银中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃 兰州 730000摘要：对长江、黄河源区12个台站近50年来的温度、降水资料分析表明，近50年来长江源区平均升温0.61 ℃，黄河源区平均升温0.88 ℃；长江-黄河源区降水量在经过上世纪80年代高峰期后90年代呈现明显下降趋势，东部地区降水量减幅大于西部地区；在总体气候向暖干变化的同时，区域内春末夏初和冬季部分月份近50年来气候朝暖湿化方向发展。

径流量在上世纪90年代呈现出较强的枯水期，然而由于气候变暖加剧了冰雪的消融，以冰雪融水补给为主的河流在温度升高的气候背景下径流量出现了较大幅度的增长。

伴随着温度的升高和降水量的波动变化，近50年来区域内呈现出冰川、冻土加速消融，湖泊、沼泽疏干退化加剧的趋势。

关键词：气候；水文环境；长江-黄河源区中图分类号：X14；X16 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2004）04-0520-04举世闻名的长江、黄河两大流域，是中华文明的摇篮，也是中国经济和社会发展的重心与纽带。

过去几十年来，长江、黄河源区水文与生态环境已发生了显著变化，主要表现是冰川后退、冻土退化、湿地干化、湖泊萎缩，这些与水文条件密切相关的环境要素的变化，导致的直接结果就是土地沙化范围扩大，土壤严重裸土化，草地明显退化[1]。

长江、黄河源区生态环境的变化已引起人们极大关注，位于青藏高原的“江河”源区已成为人们关注的重点区域之一。

深入分析长江、黄河源区近50年来气候和水文环境的变化，是明确区域内生态环境变化趋势的关键。

本文通过对长江、黄河源区部分气象和水文台站近50年降水、气温、径流量等数据系列的分析，研究了本地区水文环境的变化趋势，并对区域内冰川、冻土、湖泊和湿地等水文环境变迁进行了分析。

1 长江-黄河源区概况水文学研究一般将龙羊峡水库以上作为黄河源区，直门达水文站以上作为长江源区，由此界定的源区范围大概介于32°20′~36°00′ N ，90°30′~103°30′ E 之间[2]（图1）。

长江、黄河源区地势高亢，终年气候寒冷，大部分地区年均气温低于0 ℃。

长江源区年均气温一般只有-5.5 ℃~4℃，大部分地区月均正温期只有5个月（5~9月），楚玛尔河流域五道梁一带仅6~9月份为正温期，曲麻莱以东玉树地区正温期达到7个月。

黄河源区年均气温在-4 ℃~5.2 ℃之间，达日以上地区正温期5个月（5~9月），达日以下地区月均正温期达7个月。

长江源区唐古拉山脉西部以格拉丹冬为中心，黄河源区阿尼玛卿山山脉以玛卿岗日为中心是两个现代冰川集中作用区，也是区域内温度最低的地区，格拉丹冬冰川区雪线处温度约为-11 ℃[3]；玛卿岗日冰川区雪线处温度估计在-9.4 ℃，夏季平均温度也仅2.2 ℃左右[4]。

长江、黄河源区降水主要由来自印度洋孟加拉湾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。

受水汽输送途径和江河源区地形地貌的影响，长江-黄河源区降水主要集中在东部地区，深居高原腹地的西部广大地区降水稀少。

长江源区的降水量以沱沱河为界，以西广阔的源头地区，年降水量较低，年均降水量为220~300 mm ，通天河下游地区降水量较丰富，玉树站实测降水量多年平均值为480 mm 。

黄河源区西部玛多附近降水量多年平均值为300 mm 左右(玛多站)，东南部降水量最大可达到760 mm （久治站），平均降水量远大于长江源区（图1）。

2 长江-黄河源区气候和径流量变化趋势本文主要采用了长江、黄河源区五道梁、沱沱河、玉树、久治等12个气象台站建站以来至2001年期间的温度和降水量月均资料系列，长江源区沱沱河沿站、通天河直门达站以及黄河源区黄河沿站、唐乃亥站等水文站点的月均径流量资料系列。

2.1 温度随着过去50年来全球变暖趋势的加强，青藏高原温度的升高已是不争的事实，温度的升幅也显著大于全国平均水平图1 长江-黄河源区范围及降水量、温度等值线谢昌卫等：近50年来长江-黄河源区气候及水文环境变化趋势分析521[5]。

位于青藏高原腹地的江河源区气温由于受海拔高度和地形地貌等因素的影响，不同地区变化幅度不尽相同。

上世纪50年代以来大部分地区温度呈现明显升高趋势。

黄河源区东北部兴海、同德及南部久治、达日地区以及长江源区的曲麻莱、玉树等地区升幅较大。

而西部的玛多、沱沱河等地区升温幅度较小，玛多站近50年年均温度基本没有升高，是整个区域内温度变化最小的地区（图2）。

从整个区域来说，东部海拔较低的地区的升温时间明显要早于西部地区，并且东部地区温度的升降幅度也明显较大。

从时间来看上世纪90年代后期是过去50年来长江、黄河源区升温幅度最大的时期。

统计表明，近50年来江河源区温度平均上升了0.75 ℃，平均以0.018 ℃/a的速率升高。

其中黄河源区平均上升0.88℃，年升温速率为0.021 ℃/a；长江源区平均上升了0.61℃，年升温速率为0.013 ℃/a。

黄河源区的兴海和久治站温度升幅大于 1.0 ℃。

上述各站1991-2001年温度平均值比1991年以前各站30多年平均值上升了0.20~0.88℃，平均上升了0.45度，其中长江源区平均上升了0.39 ℃，黄河源区平均上升了0.49 ℃。

各月温度的升降变化存在较大差异是江河源区温度变化的另一显著特点，从不同台站50年来不同月份气温的变化可以发现，长江、黄河源区近50年来升温幅度年内最大的时间是春末夏初5、6月份和下半年9~11月份，而年内温度最高的7、8月份升温幅度并不大。

从前面12个台站的统计值来看，近50年来5、6、11月份温度平均上升了0.90℃，大于年均温度升高幅度，而7、8月份平均上升了0.4℃，小于年均温度上升幅度(图略)。

从总体上来说，长江、黄河源区冬半年气温升高幅度较大，即呈现出暖冬现象，这与我国北方大部分地区近百年以来出现的暖冬现象是一致的[6]。

2.2 降水从长江、黄河源区气象台站已有降水资料的10年尺度平均值来看，60年代、80年代降水量较丰富，1950年代、1970年代、1990年代降水量较少（图略）。

特别是进入1990 年代以来大部分台站降水量呈现出较强的递减趋势，黄河源区东部降水量丰富的久治、斑玛1991－2001年平均值比1950 年代至80年代末平均值低80~100 mm，其中久治站减少幅度最大，同比减少了20%。

西部地区降水量递减不太明显，五道梁和玛多站1990年代分别上升了8.6%和4.2%，沱沱河则降低了5.8%。

从5年尺度来看，大部分台站降水量在1990 代后期都有所回升，其中沱沱河、达日等台站回升趋势较明显。

从近50年来年内降水量分配变化来看，江522 生态环境 第13卷第4期（2004年11月） 河源区降水量集中程度有所减弱，降水量最大的7、8、9三个月所占比重有所减小（图3），而降水量相对较少的月份降水量在50年来呈现波动上升的趋势。

西部地区5、6月份降水量这种波动上升趋势表现十分明显，如沱沱河沿站虽然1990年代降水量平均值较过去30多年平均值减少了5.8%，但5月和6月同比分别增加了7.2%和21%。

东部地区的玉树站7月份同比减少17%，而4月份增加了42%。

从总体上来说西部地区降水量增加比较显著的时间在春季相对东部稍晚一些，而在秋季则有所提前。

冬季降水量虽然占全年的比例很小，降水量统计值随机性也比较大，但冬季降水量增加趋势从统计值来看是比较显著的。

结合前述温度不同月份变化趋势，可以看出5、6月份和冬季部分月份温度、降水变化趋势朝暖湿方向发展，而7、8月份温度、降水变化朝暖干化方向发展，后一种趋势也是长江、黄河源区近50年来，尤其是上世纪90年代气候变化的主要趋势。

2.3 径流长江源区虽然面积大于黄河源区，但径流量却仅为黄河源区径流量的60%，径流深度显著小于黄河源区。

直门达站多年平均径流量为125.2×108 m 3，唐乃亥站为209.3×1083[7]。

这与长江、黄河全流域相比正好相反，作为中华民族母亲河的发源地，长江、黄河源区在两大流域均占有重要的位置。

黄河源区面积约占全流域面积的15.4%，但唐乃亥站 多年平均径流量却占全流域的38.5%，黄河源区径流模数为5.44 L/(km 2·s)，高于全流域平均径流模数2.2 L/(km 2·s)的2倍多。

因此黄河源区是黄河流域重要的水源地，同时对黄河流域起着重要的水量调节作用，源区径流丰枯变化直接影响中下游水资源量的变化。

长江源区面积约占全流域的8%，直门达站多年平均总径流量只占到全流域的0.13%,虽然在全流域水资源量中无足轻重，但是源区广为分布的湖泊、湿地、冰川、积雪、多年冻土以及草原生态系统，却对源区乃至全流域起到重要的水源涵养作用。

长江、黄河源区径流量变化对气候变化有很好的响应，通过对模比系数K p 值分析，长江、黄河源区径流在上世纪60年代和80年代偏丰，70年代和90年代偏枯，这与前述降水量变化是相一致的。

过去50年来长江源区直门达站年平均流量丰枯年年份比例基本相当，偏态系数Cs 值为0.15。

黄河源区唐乃亥站平均流量枯水年比较例明显高于丰水年，偏态系数Cs 值为0.90。

从唐乃亥站与直门达站径流量多年过程线可以看出，黄河源区径流量40多年来总体上呈现低-高-低的变化趋势，而长江源区则呈现高-低-高-低的趋势（图4）。

江河源区径流量在上世纪90年代呈现出较强的枯水期，黄河源区1990－1999年径流量平均值比1956－1989年多年均值偏低17%；长江源区1990－2000年径流量均值比1961－1989年径流量均值偏低14%[7]。

与区域内温度和降水变化相对应来分析不同月份径流多年变化可以发现，直门达站和唐乃亥站径流量变化最大的月份是径流量最丰富的7~9月份，唐乃亥站9月份和直门达站6月份径流量变化幅度最大，1990年代平均径流量分别比过去30多年平均值减少35%和20.6%。

而两站1~5月份径流量在过去50年来总体呈现出上升趋势，1990年代平均值相对于过去30多年均值减幅也不大。

受这种不同月份径流量变化幅度差异的影响，进入1990年代以来直门达站和唐乃站径流量在较大幅度减少的情况下年内分配变得较为均匀。