地球环境所黑河流域树轮记录的水文变化研究取得新进展

2010-7-09 00:00 来源: 地球环境研究所
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  黑河是我国第二大内陆河,发源于祁连山,流经青海、甘肃、内蒙古三省(自治区),最终汇人中蒙边界内蒙古额济纳旗的东居延海和西居延海。黑河干流全长821公里,流域总面积约13万平方公里,是河西走廊及额济纳旗最重要的地表径流来源,同时也是河西走廊农业生产的生命线。

  然而,近年来黑河全流域生态危机加剧,水资源短缺已经造成严重的环境与社会问题,引起了政府及相关部门的极大关注。因此亟待开展对黑河流域历史时期生态环境的研究。

  近期,中科院地球环境研究所刘禹研究员带领其研究团队通过研究流域内不同地区树木年轮宽度,系统分析了黑河流域的水文变化历史。定量恢复了黑河源头地区360余年年的降水量、黑河中游570余年径流量和230余年黑河下游额济纳地下水水位。研究表明,黑河径流及下游地区地下水补给主要来自祁连山大气降水。重建的降水量、径流和地下水水位在年代际尺度上显著相关,它们在1940年以前具有一致的变化趋势,即上游的降水量丰沛时,中游径流流量增加,下游的地下水水位抬升,反之相反。1940年以后,地下水水位滞后于降水量及径流的变化,很大原因是由于中下游的用水量急剧增加引起的。该区降水量、径流量以及地下水水位变化存在的70—80周期与大气海洋系统60—80年涛动周期相吻合,40—50年的变化周期与黄河上游水文变化的50年周期及北大西洋温盐环流40—50年的周期遥相呼应。这些周期表明黑河流域水文变化可能受大范围海-陆-气相互作用的影响。

  过去50年来,流域中自然状态下的整体水资源形势并未恶化,源头降水、河流径流量总体呈增加趋势。在这种情况下,流域内水资源的短缺可能归因于过度的人类活动。这一研究为认识黑河流域水资源形势提供了科学数据。

  

  该研究成果近期发表在国际水研究权威期刊《水研究》(Water Research)(Liu, et al., 2010,Tree-ring hydrologic reconstructions for the Heihe River watershed, western China since 1430 AD, Water Research, 44:2781-2792, DOI:10.1016/j.watres.2010.02.013)。

  

  

  黑河流域降水,径流及地下水水位系示意图

   

  

  

  黑河上游降水,中游径流及下游地下水水位重建结果对比