李 玥,楊 柯

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) (北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京100083;2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所,河北廊坊065000)

據(jù)聯(lián)合國(guó)2007/2008年人類(lèi)發(fā)展報(bào)告所述,全球表面平均溫度是衡量氣候變化最重要的指標(biāo)。在過(guò)去1,300年里所有的“50年期間”中,最近半個(gè)世紀(jì)的溫度可能是最高的。最近的間冰期大約始于12,000年前,目前世界溫度已經(jīng)達(dá)到或接近這一期間的最暖紀(jì)錄。有充分的證明顯示,氣溫升高正在加快。1850年以來(lái)的12個(gè)最暖的年份中,11個(gè)年份是在1995～2006年期間。在過(guò)去的100年當(dāng)中,地球溫度上升了0.7℃。以全球變暖為突出標(biāo)志的全球氣候變化及其可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及人類(lèi)社會(huì)產(chǎn)生的影響,已經(jīng)引起了各國(guó)科學(xué)家、政府與社會(huì)各界的極大關(guān)注,都力求從過(guò)去和現(xiàn)在的氣候變化中展望未來(lái)的趨勢(shì)[1-2]。

氣候系統(tǒng)變化的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)物種能夠適應(yīng)的速度?？茖W(xué)家就危險(xiǎn)氣候變化的臨界值達(dá)成了共識(shí),他們將2℃確定為合理的上界,這就是我們采取行動(dòng)的開(kāi)端。超過(guò)2℃這一臨界值后,生態(tài)系統(tǒng) (如:珊瑚礁和生物多樣性)面臨的壓力將進(jìn)一步加劇。溫度上升3℃,20%～30%的陸地物種可能瀕臨滅絕。全球平均氣溫已成為衡量全球氣

2007～2008年人類(lèi)發(fā)展報(bào)告指出,自工業(yè)時(shí)代以來(lái),全球平均氣溫已經(jīng)上升了0.7℃左右;我們還了解到這一趨勢(shì)正在加劇:全球平均溫度正在以每10年0.2℃的速度增長(zhǎng)。隨著全球氣溫的上升,局部降雨格局正在發(fā)生變化,生態(tài)帶逐漸轉(zhuǎn)移,海洋日益變暖,冰蓋不斷融化。全世界不得不適應(yīng)氣候變化。

北極地區(qū)的樣帶研究表明,位于冰凍圈區(qū)域,受凍土影響下的寒凍生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變化十分敏感,寒凍生態(tài)系統(tǒng)的變化直接導(dǎo)致區(qū)域土壤性質(zhì)發(fā)生劇烈改變,形成巨大的水分和土壤CO2循環(huán)變化效應(yīng),將對(duì)區(qū)域整個(gè)地球系統(tǒng)可能產(chǎn)生深刻影響[3-5]。

青藏高原的氣候變化不僅是全球氣候變化的重要部分,并且由于高原的高海拔和對(duì)氣候變化反映敏感的冰凍圈環(huán)境,使其在不同時(shí)段的氣候變化同其他區(qū)域相比具有幅度大、頻率高、變化提前的特點(diǎn),對(duì)全球氣候波動(dòng)有可能起到觸發(fā)器和放大器的作用[6-7]。

位于青藏高原腹地的長(zhǎng)江源區(qū)是世界上江河、冰川、雪山最集中的地區(qū)之一,是中國(guó)最重要、影響范圍較大的生態(tài)功能區(qū)。近幾十年來(lái),隨著高原氣候的急劇變化,長(zhǎng)江源區(qū)生態(tài)環(huán)境變化十分顯著,主要表現(xiàn)為湖泊萎縮、河流干涸、冰川退縮、濕地退化、水土流失等方面[8-10]。氣候變化對(duì)長(zhǎng)江源區(qū)生態(tài)環(huán)境有著明顯的影響。由于氣候變暖,該區(qū)域冰川退縮,春季冰川融水減少,長(zhǎng)江源頭徑流量降低,減少了下游水資源量;凍土融化,在干旱氣候下,地表土壤水分減少,土壤趨于干燥,地下水位下降使地表植被退化;濕地疏干,調(diào)節(jié)冰雪融化、徑流的水源涵養(yǎng)功能減弱,年徑流的不均勻性增加,水土流失加劇。超載過(guò)牧、人為干擾增加、私挖濫采、耕作粗放等不合理的人類(lèi)活動(dòng)也是導(dǎo)致長(zhǎng)江源區(qū)生態(tài)環(huán)境退化的一個(gè)重要原因。

1 長(zhǎng)江源區(qū)自然環(huán)境概況

2009年7月14日,三江源頭科學(xué)考察成果通過(guò)專(zhuān)家組評(píng)審。至此,長(zhǎng)江、黃河、瀾滄江長(zhǎng)度及源頭地理坐標(biāo)被正式確定。據(jù)考察,根據(jù)以河源為源的原則,當(dāng)曲的且曲源頭應(yīng)為長(zhǎng)江源頭;長(zhǎng)江源區(qū)位于青藏高原腹地、青海省南西部,包括楚瑪爾河與通天河交匯處以西的整個(gè)長(zhǎng)江源頭地區(qū),南北以唐古拉山和昆侖山自然分水嶺為界。地理坐標(biāo): 東經(jīng) 90°33′～95°20′, 北緯 32°26′～35°46′,總面積 10.56×104km2(圖 1)。長(zhǎng)江源區(qū)是世界高海拔地區(qū)生物多樣性特點(diǎn)最顯著的地區(qū),被譽(yù)為高寒生物自然種質(zhì)資源庫(kù)。該區(qū)以山地地貌為主,地勢(shì)高亢、山脈綿延、地形復(fù)雜,巨大山脈從北、西、南三面圍限,形成三面環(huán)山的盆谷地態(tài)勢(shì)。海拔多在4300～5000m,北界的昆侖山脈和南界的唐古拉山脈海拔均在6000m以上;西部的可可西里山、烏蘭烏拉山和祖爾肯烏拉山海拔多在5000m以上,是青藏高原平均海拔最高的區(qū)域。源區(qū)水系較為復(fù)雜,當(dāng)曲、沱沱河和楚瑪爾河共同組成了長(zhǎng)江的三個(gè)主要源流。區(qū)內(nèi)氣候?qū)偾嗖馗咴瓪夂蛳到y(tǒng),為典型的高原大陸性氣候,表現(xiàn)為冷熱兩季交替、干濕兩季分明、年溫差小、日濕差大、日照時(shí)間長(zhǎng)、輻射強(qiáng)烈、無(wú)四季區(qū)分的氣候特征。冬季以西風(fēng)為主;由于受季風(fēng)的影響,干濕季明顯,降水量少,蒸發(fā)量大,氣候干燥。在長(zhǎng)江源區(qū),水文與氣象站點(diǎn)十分稀少,有足夠時(shí)間系列的連續(xù)觀(guān)測(cè)水文站只有3個(gè):楚瑪爾、沱沱河、雁石坪;氣象站點(diǎn)只有5個(gè):清水河、五道梁、沱沱河、曲麻萊、治多。

長(zhǎng)江源區(qū)行政區(qū)劃隸屬青海省海西蒙古族藏族自治州格爾木市和玉樹(shù)藏族自治州曲麻萊、治多及雜多縣管轄。居民以藏族為主,占90%以上。長(zhǎng)江源區(qū)是我國(guó)人口密度最小的地區(qū),人口密度不到1人/km2,青藏公路以西基本上為無(wú)人區(qū)。區(qū)域經(jīng)濟(jì)以牧業(yè)為主。

圖1 長(zhǎng)江源區(qū)示意圖

2 長(zhǎng)江源區(qū)50年來(lái)氣溫變化特征

在長(zhǎng)江源區(qū),不論是年平均氣溫,還是季節(jié)平均氣溫,總體呈變暖趨勢(shì)。20世紀(jì)60年代溫度變化的低溫期,70年代源區(qū)氣溫回升,長(zhǎng)江源區(qū)升高0.4℃左右,由于長(zhǎng)江源區(qū)1985/1986年的大雪[9-10],使得長(zhǎng)江源區(qū)在20世紀(jì)80年代早中期顯著偏低。1985/1986年的大雪災(zāi)導(dǎo)致其溫度降到了近40年來(lái)的最低值。除此之外,長(zhǎng)江源區(qū)從20世紀(jì)70年代早期 (具體為1971年)就已開(kāi)始升溫。但因降雪頻次多[11-12],受大雪影響,顯著升溫始于80年代中期。因此,大雪對(duì)源區(qū)溫度具有放大作用,積雪的這種氣候效應(yīng)使源區(qū)溫度變化呈現(xiàn)區(qū)域獨(dú)特性。

長(zhǎng)江源區(qū)最低、最高平均氣溫均在變暖。最低氣溫主要是在春季和秋季升溫,40年分別上升約0.6℃、0.8℃,而最高氣溫是在夏季和秋季增暖,其中夏季增幅約 0.8℃,秋季增幅約1.1℃[13]。

2.1 年平均氣溫變化

區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有5個(gè)氣象站,除少數(shù)站20世紀(jì)50年代建站外,大多數(shù)氣象站從20世紀(jì)60年代開(kāi)始有連續(xù)氣象觀(guān)測(cè)資料。本文以沱沱河、五道梁兩個(gè)比較典型的氣象站50年來(lái)的連續(xù)觀(guān)測(cè)資料為例描述源區(qū)氣溫變化。

沱沱河氣象站繪制的年平均氣溫變化圖 (圖2)可以看出,20世紀(jì)50年代年平均氣溫呈緩慢上升。1985/1986年的大雪災(zāi)導(dǎo)致其溫度降到了近50年來(lái)的最低值,之后,氣溫回升迅速,升溫顯著。

圖2 1957～2009年沱沱河氣象站年平均氣溫變化

五道梁氣象站繪制的年平均氣溫變化圖 (圖3)可以看出,1960年后年平均氣溫呈緩慢上升。但因降雪頻次多[13-14],受大雪影響,有三次顯著降溫,分別是 1984年、1986年、1997年,持續(xù)升溫始于80年代后期。

圖3 1960～2009年五道梁氣象站年平均氣溫變化

2.2 年平均氣溫距平變化

年平均氣溫距平是逐年的年平均氣溫與1960～2009年近50年的年平均氣溫之差,反映年平均氣溫與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段相比較的變化情況。分析沱沱河站、五道梁站逐年的年平均氣溫距平可以發(fā)現(xiàn),在1987～2009年期間,沱沱河地區(qū) (圖 4)除90年代有五次年平均氣溫為負(fù)距平外,其余距平均為正值。五道梁氣象站 (圖5)數(shù)據(jù)顯示,雖然年平均及距平氣溫有波動(dòng),但總體趨勢(shì)呈上升狀態(tài),自20世紀(jì)90年代起,距平呈正值,升溫顯著。這說(shuō)明近年來(lái)源區(qū)年平均氣溫升高一方面在空間上具有普遍性,另一方面在時(shí)間上具有持續(xù)性。

圖4 1957～2009年沱沱河氣象站年平均氣溫距平變化

圖5 1960～2009年五道梁氣象站年平均氣溫距平變化

根據(jù)兩站不同年代氣溫10年平均距平變化情況 (表1)可以看出,沱沱河與五道梁氣象站50年增幅均超過(guò)1℃。

表1 長(zhǎng)江源區(qū)氣溫不同年代10年平均距平變化情況 (℃)

3 結(jié)論與討論

1)IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)的第三次評(píng)估報(bào)告綜合了科學(xué)界的最新研究成果,發(fā)現(xiàn)自1861年以來(lái),全球地面平均氣溫已經(jīng)增加,20世紀(jì)期間增加了0.6±0.2℃。20世紀(jì)變暖的速率和持續(xù)時(shí)間與過(guò)去1000年的其他9個(gè)世紀(jì)相比要大的多[15]。多模式集合預(yù)估的未來(lái)氣候變化表明,21世紀(jì)全球平均溫度將繼續(xù)增暖,增溫幅度因不同排放情景而異。

近50年長(zhǎng)江源區(qū)氣溫顯著升高,根據(jù)沱沱河氣象站和五道梁氣象站數(shù)據(jù)計(jì)算得出,平均氣溫增溫幅度為0.355℃/10a,明顯高于青藏高原平均增幅[16-17],表明其在整個(gè)青藏高原中對(duì)全球變暖的響應(yīng)更為顯著。

2)氣候變暖存在非對(duì)稱(chēng)變化現(xiàn)象,長(zhǎng)江源區(qū)年平均最高氣溫和極端最高氣溫變化明顯。根據(jù)各站點(diǎn)的氣溫變化趨勢(shì)分析知,青藏高原整體氣溫變化呈上升趨勢(shì),對(duì)于年溫變化,20世紀(jì)80年代中期的偏冷和90年代末期的偏暖是遍布整個(gè)高原的氣溫異常事件,高原1998年和1999年的異常增溫是和全球變暖的背景聯(lián)系在一起,高原氣溫突變時(shí)間先于我國(guó)其他地區(qū)。

綜上所述,20世紀(jì)中期以來(lái),長(zhǎng)江源區(qū)存在明顯增溫趨勢(shì),這一點(diǎn)與全球增溫相一致,溫室氣體濃度的增加對(duì)這種增暖有顯著貢獻(xiàn),預(yù)計(jì)未來(lái)20年將進(jìn)一步增加。

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