科研進展
凍土變化對流域產(chǎn)匯流過程及水源涵養(yǎng)能力影響研究獲新進展
多年凍土在中國高寒地區(qū)廣泛分布，其隔水作用使凍土流域產(chǎn)匯流過程與非凍土區(qū)有顯著差別。多年凍土活動層的凍融變化對流域“降水－土壤水－凍土層上水－地表徑流”的水交互遷移轉(zhuǎn)化關(guān)系有直接影響，這種轉(zhuǎn)化關(guān)系會因高寒植被下墊面的不同存在差異。
因此，掌握多年凍土凍融變化對流域地表－地下水的交互影響，明確凍土變化背景下不同下墊面的產(chǎn)流貢獻及水源涵養(yǎng)功能，對于促進高寒區(qū)水文水資源變化機理研究有重要意義。
中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈水文研究團隊基于多站點的長期實測數(shù)據(jù)分析和模型模擬，量化評估了青藏高原多年凍土流域活動層土壤水、凍土層上水以及地表徑流的水文聯(lián)系，并對高寒草甸、高寒草原、寒漠、沼澤草甸等典型凍土下墊面景觀要素的徑流調(diào)節(jié)能力及產(chǎn)流貢獻進行了評價，闡述了凍土變化對流域產(chǎn)匯流過程及水源涵養(yǎng)能力的量化影響。
研究發(fā)現(xiàn)，凍土層上水與河道徑流過程相關(guān)性高，典型小流域?qū)崪y資料統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)，凍土層上水可貢獻57％至66％的河道徑流變化。寒漠、冰川、高寒草甸景觀帶是西北高寒凍土流域最主要的產(chǎn)流區(qū)，如疏勒河上游95％以上的年徑流量產(chǎn)自于冰川、高寒草甸及寒漠景觀。此外，模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，多年凍土退化會顯著削減洪水徑流并一定程度增加枯水期徑流，并因景觀類型的不同而差異明顯。
上述成果分別以Links between seasonal suprapermafrost groundwater，the hydrothermal change of the active layer，and river runoff in alpine permafrost watersheds，Assessment of runoff generation capacity and total runoff contribution for different landscapes in alpine and permafrost watershed為題發(fā)表在Hydrology and Earth System Science和Catena期刊上，西北研究院秦甲副研究員為論文第一作者，丁永建研究員和秦甲分別為論文通訊作者。以上研究成果獲國家重點研發(fā)計劃項目和國家自然科學基金項目資助。
文章鏈接：https：／／hess．copernicus．org／articles／28／973／2024／
https：／／www．sciencedirect．com／science／article／pii／S0341816224008403
圖1． 多年凍土活動層凍融過程“土壤水－凍土層上水－地表徑流”動態(tài)的響應(yīng)理論框架
圖2．凍土退化對典型流域不同下墊面的徑流過程及水源涵養(yǎng)能力影響。橫坐標Am，Ag，S，B，C，和?Sm 分別表示高寒草甸、高寒草原、灌叢、裸地、寒漠和沼澤草甸.?Ct?和?NP?分別表示現(xiàn)狀和凍土退化情景
