全球变暖,青藏高原湖泊如何变化?

科学通报  |   2019-10-21 20:09

来源:科学通报

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Buzzzhang/pixabay

青藏高原上分布有众多封闭湖泊,它们是地表水循环过程的重要组成部分。在全球变暖背景下,青藏高原的湖泊也发生了巨大变化。中国科学院青藏高原研究所朱立平等人在《科学通报》发表文章,分析了青藏高原湖泊面积、水位、水量、水体物理化学参数与气候变化之间的关系,并提出第二次青藏高原综合科学考察研究任务中湖泊考察研究的主要目标和内容。

面积、水量、理化参数变化

20世纪70年代至2013年,青藏高原内陆封闭湖泊总面积水量分别增加了6252km2和1170亿m3,而在2000~2005年的增量分别占研究时期湖泊面积和水量总增量的42%和50%。

气候变化也使湖泊理化性质也发生明显改变。1979~2012年间,纳木错夏季湖水表层水温平均每10年升高0.52±0.25℃,湖水温跃层的分层开始日期每10年提前4.20±2.02天,分层持续时间每10年增加6.00±3.54天。

色林错湖水矿化度从1979年的18.5g/L下降到2017年的12.4g/L。青藏高原的湖水叶绿素a浓度仅为0.1~5μg/L,悬浮物浓度仅为0.1~10 mg/L。湖水透明度主要取决于溶解质性质及浓度,并且能够通过遥感水色光谱得以反演。基于60余个湖泊实测数据建立的反演方程及整个高原的反演结果表明,大部分湖泊透明度出现增加态势,并且与降水率呈现负相关。

生态系统变化

根据2012~2015年夏季对青藏高原49个湖泊的调查结果,青藏高原的湖泊浮游植物分布具有以下特点:

盐度较低(<5.5g/L)和水温较高(>17°C)时,浮游植物生物量相对高(1.3 ~ 4.2mg/L),优势种类以个体较大的硅藻为主;

盐度(20~43g/L)和水温(>16°C)均较高时,浮游植物生物量很低(0.06~0.09mg/L),优势种类以小型硅藻为主;

盐度(0.22~6g/L)、水温(13~15 °C)和营养盐中等时,浮游植物生物量中等(0.02~0.43mg/L),其中一类以匹克级浮游植物为主要优势种类,另一类以鞭毛藻类为主要优势类群。

青藏高原湖泊盐度的上升将降低湖泊生物多样性,使生态系统结构简单化。在盐度为3~5或25~28g/L左右的湖泊中,浮游动物种类组成对盐度变化最为敏感。在只有两个营养级的湖泊中,水温的上升促进了食物链的传递效率,而在有3个营养级的湖泊中,水温的上升加剧了鱼类对浮游动物的捕食压力。

地表水循环变化

青藏湖泊水量随时间变化具有3种类型且有明显的分布区域:

羌塘东南部和西北部以及阿里地区湖泊水量由平稳或缓升向急升转变,其变化主要受降水增加影响;

羌塘中部和昆仑山北部湖泊水量先下降然后快速上升,其变化受降水和温度升高导致的冰川融水增加共同影响;

藏南湖泊的水量具有波动下降态势,与温度、降水的关系并不明显。

湖泊面积和水量的时空变化敏感地反映了西风区和季风区降水的差异。同时,部分地区湖泊变化也明显受到冰川融水的影响。

第二次青藏科考重点

基于上述事实与分析,研究者认为在第二次青藏高原综合科考中,需要进一步开展湖泊变化与气候变化关系及其时空特征的定量分析,而其中的关键在于如何获取较高时空分辨率的青藏高原湖泊水量与盐度变化基础数据,以及对湖泊生态系统与制约环境要素之间关系的深度认知。

原文信息

朱立平, 鞠建廷, 乔宝晋, 等. “亚洲水塔”的近期湖泊变化及气候响应: 进展、问题与展望. 科学通报, 2019, 64: 2796–2806

来源:kexuetongbao 科学通报

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