气候变化对高原寒区水质影响机理研究进展及展望

中图法分类号： P333
文献标志码： A
DOI： 10． 16232 / j． cnki． 1001 － 4179． 2019． 02． 013
气候变化对水循环与水动力过程、下垫面条件及 物质的迁移转化过程具有显著影响，进而影响到流域 水质及水环境演变特征，关系到水安全保障。IPCC 第 五次气候变化评估报告指出，气候变化会降低原水水 质，并对饮 用 水 安 全 等 带 来 风 险［1］。 我 国《第 三 次 气 候变化国家评估报告》指出，气候变化会影响水环境、 水生态环境等多方面（ 第三次气候变化国家评估报 告，2015） 。气候变化对水质与水生态的潜在影响已 经成为当前必须面对的新问题和新挑战，这也引起了 世界各国 科 学 家 和 政 府 的 高 度 关 注［2］。 识 别 水 质 对 气候变化的响应机理，并提出应对策略，已成为气候变 化与水资源、水环境领域研究的前沿和热点问题。在 我国全球变化及应对、适应气候变化等科技发展规划 中，也将对相关内容进行专门部署。需要指出的是，天 然水循环过程是污染物进入水体的载体和动力，污染 物随着坡面产流过程从地表溶出，并随着坡面汇流和 河道汇流等过程进入水体并发生转化。因此，识别坡 面产流过程对污染物产生量的影响机理，是整体识别 气候变化对水质影响机理的关键任务。与此同时，坡 面产流过程不仅受地形地貌与土壤植被等自然地理条 件的影响，还因雨、雪、冰等水源相态的不同而发生变
收稿日期： 2017 － 05 － 18 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（ 91547209，41571037，51409266） ； 国家环保公益行业科研专项项目（ 201509027） 作者简介： 何霄嘉，女，副研究员，主要从事气候变化影响评估与适应研究。E － mail： hexiaojia@ acca21． org． cn 通讯作者： 翁白莎，女，高级工程师，主要从事气候变化影响评估与适应研究。E － mail： wengbs@ iwhr． com
1 气候变化对水质影响的总体研究进展
气候变化能通过多种途径影响水环境质量，是复 杂 综 合 的 水 环 境 系 统 问 题，在 科 学 认 识 上 已 有 共 识［13 － 15］。气候变化通过改变水文水资源要素 （ 如降 雨、蒸发、径流） 的特征值，影响水体的物理、化学和生 物特性，进而对水环境质量产生重要影响。此外，气候 变化通过改变生态环境基本要素（ 如温度、降水、光照 辐射、风速、风型等） 综 合 地 影 响 水 体 中 污 染 物 的 来 源、分布和迁移转化，影响水生生物的生长、发育、生殖 和分布以及影响水资源分布格局，进而引起水环境质 量变化［2］。已 有 观 测 研 究 主 要 集 中 于 气 候 变 化 对 湖
Z． W 昆兹威克斯等（ 波兰） 对与气候变化相关的 水质变化趋势进行了分析，并提出了气候变化情景下 水质模拟的要求和约束条件［22］。已有预估研究表明， 未来气候变 化 情 景 将 对 水 质 产 生 不 利 影 响［23］。 但 研 究难度较大，现有研究较少。气候变化是通过对复杂 的自然和人为因素的耦合作用影响水质，因此气候变 化对水质影响的预估研究难度较大，不仅需要把气候 模型与污染物在不同介质中迁移转化模型结合起来， 而且需要建立较好的基准对照情景，模型需要不同的 空间尺度，还应该根据区域特征校准，所以相关研究较 少而且不确定性较高。水质预测结果特别依赖于区域 特征、气候和环境条件和当前污染状况。大多数研究 结果是预估气温升高、降水量变化和强降水等气候变 化特征将对水质造成不利影响，与过去观测到的气候 变化对水质影响特征相类似。IPCC AＲ5 第二工作组 报告决策者摘要指出： 由于若干相互作用的因素，预估 气候变化会降低原水水质，并对饮用水安全带来风险， 这些因素包括温度升高、强降水造成的沉积物、养分以 及污染物负荷增加［24］。
第2 期
何霄嘉，等： 气候变化对高原寒区水质影响机理研究进展及展望
71Βιβλιοθήκη 泊水库富营养化的影响以及极端气候水文事件对水质 的影响［16 － 18］。对湖泊和水库而言，主要研究包括： 高 温、风速降低和暴雨携带的大量营养物质导致湖库中 富营养化加剧和水华爆发； 强降水径流导致的盐分、大 肠杆菌、病原微生物和重金属污染负荷增加，并带来饮 用水污染风险［19 － 20］。对河流而言，所有气候变化对水 质影响都是负效应，陈耀斌研究了淮河流域气候变化 对河流水质水量的影响，得出强降水径流给河流带来 更多的面源污染负荷掩盖了水量增加的稀释作用［21］。
化。当前水质对气候变化响应的相关研究主要集中在 气候变化对极端事件（ 如干旱、洪涝） 、水体富营养化 等方面的影响［3 － 5］，亟待从水循环要素过程的角度系 统开展气候变化对水质影响的研究。
青藏高原对全球气候变化非常敏感［6 － 10］，湖泊作 为青藏高原的重要地理单元，其演变会影响区域气候 系 统，区 域 气 候 环 境 变 迁 对 湖 泊 也 有 显 著 的 影 响［11 － 12］。因此，开展高寒流域水质对气候变化的响应 机理研究具有重要意义。
（ 1． 中国 21 世纪议程管理中心，北京 100038； 2． 中国环境科学研究院 城市水环境科技创新基地，北京 100012； 3． 中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100038）
摘要： 气候变化可通过多种途径影响水环境质量，而识别气候变化对水质的影响机理是气候变化影响领域的
研究前沿和热点问题。针对气候变化敏感的高原寒区，通过研究相关参考文献，系统综述了气候变化对水质
的总体影响、高寒流域水量水质演变机理与数值模拟、纳木错流域水量水质演变规律等方面的研究进展。在
此基础上，进一步讨论了气候变化对高原寒区水质影响机理研究方面亟待加强的科研项目和主要研究内容。
关 键 词： 气候变化； 水质影响； 影响机理； 高原寒区
第 50 卷 第 2 期 2019 年2 月
文章编号： 1001 － 4179（ 2019） 02 － 0070 － 05
人民长江 Yangtze Ｒiver
Vol． 50，No． 2 Feb． ， 2019
气候变化对高原寒区水质影响机理研究进展及展望
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