气候变化对黄河径流以及源区生态和冻土环境的影响

缺乏 不 仅影 响着 此 地 区 的工 农 业 生 产 ， 且 也 影 响 此 地 而 区 的城 乡人 民用水 。为 此 ， 家 不 得 不 花 费 巨 资 实 施 南 国 水北调 工程 ， 长江调水 到华北地 区， 从 以缓 和华 北 地 区 水 资 源 的缺 乏 。
她 受 降水 的影 响 很 大 。 受全 球 气 候 变 暖 的影 响 ， ２ 从 ０世 纪 ８ Ｏ年 代 以后 中
国东 北 、 北 、 华 西北 气 温 普遍 升 高 。黄 荣 辉 等 ￣４ 的研 究 ｉｊ －
表 明 ： 国西 北 自从 ２ 中 ０世 纪 ７ ０年 代 中后 期 到 ２ １世 纪初
夏 季 降水 增 加 ， 温升 高 ， 华 北 地 区 降水 减 少 ， 温 升 气 而 气 高 。并 且 ， 雅 风［］ 施 的研 究 也 表 明 了从 ２ ０世 纪 ８ ０年 代 起 中 国西 北 气 候 从 暖 干 变 暖 湿 。 由 于 气 候 的 年 代 际 变
降水 量 约 ４ ０ｍｍ， 约 与 现 在 华 北 平 原 北 部 的年 降 水 ９ 大
量相 当； 且 ， 并 它有 一 定 的 年 际 和 年 代 际变 化 ， 际 变 率 年
可 达 ±１ ０ｍｍ ， 约 为 年 降 水 量 的 ± ２ ％ 左 右 ， 中 国 ０ 大 ０ 比
东 部年 降 水 量 的 年 际变 率 略 小 。此 外 ， 图 ３ ａ 还 可 以 从 （）
７０ ０
口６０ ０
５１ ４９
一
戡 ５０ ０
４０ ０
图 ２ 黄河 上 游地 区气 象观 测站 分布 图
２ １黄 河 上 游 地 区 降 水 的 年 代 际 变 化 特 征 及 其 与 西 ． 北 地 区 降 水 变 化 的 差 异
黄 荣 辉等 ［］ 利用 中 国各 测 站 １ ５ ￣２ ０ ９ １ ０ ０年 降水 和
图 １ 黄 河 下 游 利 津 站 黄 河 断 流 天 数 的 年 际 变
化， ２ 从 Ｏ世 纪 ７ ０年 代 中后 期 开 始 西 北 地 区 夏 季 降 水 增
加 ， 温升高 。 气
化 （ 料来 源于黄 河水 利委 员会 ） 资
上 述 的研 究 中有两 个 问题 值 得 进 一 步 关 注 ： 是 从 一 ２ ０世 纪 ９ Ｏ年 代初 以来 黄河 上 游 （ 特别 是 源 区 ） 流 大 幅 径
～
９ ０年 代 到 新 世 纪 初 黄 河 源 区 气 温 的 明 显 上 升 并 没 有 导 致 此 区 域 蒸 发 量 的 太 大 变 化 ， 对 径 流 变 化 影 响 不 大 ， 对 它 但
此 地 区植 被 和冻 土 退 化 有重 要 影 响 。
（ １ ， 而 严 重 影 响 华 北 地 区 的水 资 源 。华 北 水 资 源 图 ）从
度 减 少 的 原 因是 什 么 ， 于 这 个 问题 ， 的 学 者认 为 黄 关 有
与西 北 地 区气 候 变 化 相关 联 ， 河 上 游 气 候 也 发 生 黄
很 明显 的年 代 际变 化 ， 导致 了 从 ２ 这 ０世 纪 ９ Ｏ年 代 起 黄
河 源 区和 上 游 的径 流 量 大 幅 减 少［ ］ 严 重 影 响 着 黄 河 ｏ ， 中、 下游 的径 流 量 ， 使 在 ９ 致 Ｏ年 代 黄 河 下 游 发 生 断 流
河上 游 径 流 的 减 少 可 能 是 由 于 上 游 气 温 上 升 所 导 致 的 蒸发 增 强 而 引起 的 ［ ］ 而 有 的 学 者 认 为 ， 河 上 游 降 水 ； １ 黄
・
１
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Ｉ ｖｉｅ ｎ ｔ ｄ Ｓｐｅ ｉ ｌＰａ ｒ ｃ ａ ｐｅ ｅｅＪ ｕ ｎ ｌｏ ｔｒ １
看 到 ， 河 上 游 １６ ￣ ２０ 黄 ９ ０ ０ ８年 期 间降水 经历 了 ３个 年 代 际 变化 阶段 ， ３个 阶段 是 ： ２ 这 从 ０世 纪 ６ ０年代 初 经 ７） （年
代初 到 ８ Ｏ年 代后 期 是降 水 相 对偏 多期 ， 时 期 平 均 年 降 此 水 量可 达 ４ ５ ５ｍｍ； ９ ９ ． 从 ０年代 到 ２ ０ ０ ２年 此 地 区 的降 水 又 变为 相对 偏 少 ， 均 年 降水 量 只 有 ４ ２ ５ｍｍ， 减 少 平 ６ ． 约 了 ３ ．０ｍｍ； ２ ０ ３０ 从 ０ ３年 到 ２ ０ ０ ８年黄 河 上 游 年 降水 量 又
呈增 多 趋 势 ， 平均 年 降水 量 可达 ５ ４ ９ｍｍ。 １ ． 上 述结 果表 明 了黄 河 上 游 地 区 降 水 的 年 代 际 变 化 不 同于 西北 地 区 ， 西北 地 区 的北 部 无 论 年 降 水 量 或 者 夏
加 上 降 水 又 不 算 太 少 ， 为 黄 河 提 供 了 比较 稳 定 的基 这 流 。本 节 利 用 黄 河 上 游 和 源 区 气 象 观 测 站 １ ６ ～ ２ ０ ９ ０ ０８
．
减 少 是 导致 黄 河 径 流 减少 的直 接 原 因Ｅ＿ １１ 因此 ， 河 ６＿２ ， ８ ＿ 黄
源 区 和 上游 流 域 夏 季 降 水 和 气 温 的 变 化 如 何 影 响 此 河
水 和气 温 各 年代 的变 化 特 征 。结 果 表 明 ： 国 西北 地 区 中 夏季 降 水 量 有 很 明 显 的年 代 际 变 化 ， 经 历 了 ２） 纪 它 （世 ６ ￣７ ０ ０年 代 的降 水偏 少 期 之后 ， ８ 从 ０年 代 起 到 ９ Ｏ年 代 末 降水 量 增加 ，在 新 世 纪 初 北 疆 地 区 降 水 继 续 增 加 ， 但 西北 东 部 降 水 开始 减 少 。
１ 引 言
黄 河 流域 是 中华 民族 的摇 篮 地 ， 河 是 中 华 民族 的 黄 母 亲 河 。黄河 流 经 青 海 、 肃 、 夏 、 蒙 、 西 、 西 、 甘 宁 内 陕 山 河 南 、 北 和 山 东 等 九 省 。她 不 仅 灌 溉 着 这 九 省 的 农 河 田 ， 且 供 给 这 九 省 和 北 京 、 津 两 市 部 分 城 乡 居 民 的 而 天 用 水 。虽然 黄 河 年 总径 流 量 不 大 ， 约 只 有 ５ ０亿 ｍ３ 大 ８ ， 只相 当于长 江 年 流 量 的 １ １ ， 她 的 流程 很 长 达 ５４ ６ ／６但 ８ ｋ ｍ。承 担 着全 国 １ ％耕 地 面积 和 １ ％人 口的供 水 任 务 ５ ２ （ 自人 民政 协报 ，０ ０ 。 由于 黄 河 又 长 ， 流 又 细 ， 引 ２１） 水 故
关键 词 气候 变 化
黄河
径流
生态
冻 土
本 文 综 述 了 关 于黄 河 源 区和 上 游 地 区气 候 变 化 及 其对 黄 河 径 流 影 响 的 研 究 及 其 他 有 关 研 究 ， 进 一 步 讨 论 了 并 气候 变化 对 黄 河源 区和 上 游径 流 以 及 源 区生 态 和环 境 的 影 响 。研 究 表 明 ： ２ 从 ０世 纪 ９ Ｏ年代 初 起 黄 河 源 区 和上 游 年
黄 河 上 游 地 区虽 处 于 中 国 西 北 地 区 ， 此 地 区 降 水 但
段 的径 流 ， 是 值 得 进 一 步 关 注 的 科 学 问题 ； 是 黄 河 这 二
源 区和 上游 不 仅 径 流锐 减 ， 且 源 区生 态 和 冻 土 退 化 严 而 重 ， 与 此 区 域 的气 候 变 化 有 何 联 系 ？ 为 此 ， 以 前 研 这 在 究 的基 础 上 ， 文 进 一 步讨 论 中 国 黄河 源 区 和 上 游 地 区 本 降水 和 气温 的 年 代 际 变 化 对 黄 河 源 区 和 上 游 径 流 量 以 及 源 区的 生态 和环 境 的影 响 ， 且 还 探 讨 了黄 河 源 区和 并 上 游 径 流量 的 年 代 际 变 化 对 黄 河 下 游 径 流 量 和 华 北 水 资源 的影 响 。
径 流 量 锐 减 ， 严 重 影 响 了黄 河 中、 游 年 径 流量 ， 引 起 黄河 下 游在 ２ 它 下 并 ０世 纪 ９ ０年 代 断 流 天 数 的 增 加 ； 且 还 指 出 ， 并 黄河 上 游 和 源 区从 ２ Ｏ世 纪 ９ ０年 代 初 到 新 世 纪 初 降 水 的 减 少 可 能 是 导 致 黄 河 源 区 和 上 游 径 流 锐 减 的 主 要 原 因 ， 黄 而 河 源 区 降水 强 度 的减 弱 对 于黄 河 源 区径 流 在 ２ ０世 纪 ９ ０年 代 的 锐 减 也 有 一 定 影 响 ： 外 ， 文 还 表 明 了 从 ２ 此 本 ０世 纪 ８ ０
年 的观 测 资料 的分 析 结果 ， 论 黄 河 上 游 地 区和 源 区 降 讨 水 和 气 温 的年 代 际 变 化 。
季 降 水量 在 ２ ０世 纪 ９ ０年 代 仍 继 续 偏 多 ， 黄 河 上 游 地 而
区从 ９ ０年代 到新 世 纪 初 降 水 量 偏 少 ； 且 ， 河 上 游 地 并 黄
如 图 ２所 示 ， 河上 游 地 区 系 指 兰 州 以上 的 黄 河 流 黄 域 ， 流 域 涉 及 范 围 广 ， 包 括 了 半 干 旱 区 和 高 原 的 高 此 它 寒 半 湿 润 地 区 ， 均 降 水量 ２ ０ ０ 年 ０ ～６ ０ ｍｍ； 并且 ， 流域 此 处于高 海拔地 区， 温偏低 ， 平 均气 温 只有 ２６℃。 气 年 ． 由 于此 流 域处 于高 海 拔 地 区 ， 温 又 低 ， 蒸 发 量 不 大 ， 气 故
自 然 杂 志 第 ３ 卷 第 １ ４ 期
特 约 专 稿
气 候 变 化 对 黄 河 径 流 以及 源 区生 态 和 冻 土环 境 的影 响 ＊
黄 荣辉 ① 周 德 刚②
① 中 国 科 学 院 院士 ， 助 理 研 究 员 ， 国科 学 院 大 气 物 理 研 究 所 季 风 系统 研 究 中心 ， 京 １ ０ ９ ② 中 北 ０１０