引言
澜沧江-湄公河(澜湄河)发源于青藏高原,流经我国和东南亚五国,是全球最重要的跨界河流之一。了解其历史和未来气候及水资源的演变规律,对区域可持续发展和跨界合作至关重要。在本研究中,南方科技大学冒甘泉、刘俊国研究团队综述了澜湄流域气候和水系统变化的科学研究进展,对该流域面临的挑战和未来发展机遇进行深入讨论。现有研究表明:①澜湄流域的变暖速率高于全球平均水平,上游澜沧江流域的变暖速率高于下游湄公河流域;②澜湄流域历史降水整体呈增加趋势,尤其在1981—2010年间,雨季降水增加,旱季上游澜沧江流域降水增加,下游湄公河流域降水减少;③历史时期上游澜沧江流域径流呈上升趋势,下游湄公河流域径流呈下降趋势,未来径流整体呈现上升趋势;④1960—2010年间,旱季径流呈增加趋势,雨季呈下降趋势。预计未来澜沧江流域雨季径流量略有增加。未来需要从以下四个方向开展深入研究:水库大坝等水利工程对当地居民的影响;新型的水-能源-粮食-生态的耦合关系;考虑地下水与居民健康的水资源评估和管理;以可持续发展为目标的跨境合作。
澜沧江-湄公河(澜湄河)发源于青藏高原地区,在越南湄公河三角洲汇入南海,是重要的跨境水系,是东南亚最长、亚洲第七、世界第十二长的河流。7000余万人口的水源供应、粮食生产和河流运输依靠澜沧江-湄公河水系。澜湄流域也是世界上渔业产量最高的渔场之一,在水生生物多样性方面仅次于亚马逊流域。
澜湄河长度约为4880 km。上游澜沧江从青藏高原流经中国的青海、云南和西藏自治区,经缅甸和老挝边境,进入下游地区——湄公河流域。澜沧江流经地势险峻地区,海拔落差约4500 m。湄公河穿过老挝后成为老挝和泰国的边界,然后再次进入老挝。后流经柬埔寨,通过一个复杂的三角洲地区流入越南,最后汇入南海。
澜湄流域面积为795 000 km2,按年均流量计算,是世界第十大流域。流域面积由中国(21%)、缅甸(3%)、老挝(25%)、泰国(23%)、柬埔寨(20%)和越南(8%)共享。澜湄流域气候受印度夏季风、东亚季风、热带气旋和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的强烈影响。年均降水量由西北向东南递增。澜沧江流域多年(1981—2010年)平均降水量为464 mm,湄公河流域东部、东南部为4300 mm。澜沧江流域多年平均温度低至-4.8 ℃,湄公河流域西南地区高达29.0 ℃。
湄公河三角洲河口的多年平均流量约为475 km3∙a-1,与全球其他大型流域相比,澜湄流域人均水资源较高。在澜湄流域水资源总量中,约16%来自中国境内的澜沧江流域,其余来自湄公河流域,其中,35%来自老挝,18%来自泰国,18%来自柬埔寨,11%来自越南,2%来自缅甸。尽管水资源丰富(人均约8000 m3∙a-1),但径流的高时空变异性造成了季节性缺水。澜湄河发源地青藏高原对气候变化的敏感性高于全球其他地区,澜湄流域的水文系统也因气候变化而发生显著变化。此外,沿岸国家的快速经济发展、不断增长的粮食需求和能源需求导致土地利用或土地覆盖变化以及水文和生态系统的改变,特别是受澜湄流域大规模农业扩张和水电开发影响。诸多研究表明,气候变化和人类活动极大地改变了澜湄河干流和支流的流量,导致更频繁的极端事件和更长的旱季。因此,澜湄流域水文状况的变化导致该地区数百万人依赖的自然资源退化,如鱼类、水资源和土地资源。
在上述背景下,深入了解澜湄流域不断变化的气候和水资源,对科研进展和现状进行总结归纳以支持区域跨界合作变得尤为迫切。因此,在本研究中,南方科技大学冒甘泉、刘俊国研究团队旨在①综述自2010年以来在澜湄流域气候和水资源变化方面取得的科学认识和主要进展,对过去和未来变化的可信度进行描述;②明确当前研究的欠缺之处以及未来优先进行的研究方向。
可信度取自政府间气候变化专门委员会(IPCC)对不确定性的指导说明。具体而言,根据IPCC关于一致性分析结果的不确定性进行的指导说明,三种类型的证据一致性(概括为有限、中等或可靠)和三种类型的一致程度(概括为低、中、高)用于评估不同研究结果之间的证据和一致性。根据有关气候和水资源变化的研究综述,具有极高一致性和有力证据的研究结果被赋以很高的可信度。对有高一致性或可靠证据的结果赋以中等可信度,而低一致性或有限证据的结果赋以低或非常低可信度。
本研究全面总结了全球变暖的背景下澜湄流域气候和水资源历史及未来变化方面的研究,其主要结论是,迫切需要更深入地了解澜湄流域不断变化的气候和水文系统,以及实现可持续发展目标的社会经济和生态后果,其中包括高密度的人类活动、脆弱的基础设施以及较差的土地使用管理和实践。尽管在澜湄流域的气候和水文特征研究方面取得了巨大进展,但科学界、社会和政府仍需要能够帮助缓解区域和(或)全球环境变化,同时改善社会经济和环境可持续性的理论和实践知识。主要的任务和亟待解决的问题包括以下几点:①大坝对河川径流和当地社区的影响(图1);②新型水-能源-粮食-生态耦合关系的实现;③将地下水和人类健康纳入水资源评估和管理;④加强跨境合作,共同实现可持续发展目标。为了应对和克服这些严重的挑战,政府、科学家和公众之间的国际合作至关重要。这种合作需要采用基于跨学科的网状模式而不仅是依赖单一学科的树状模型来生成新知识,以期在澜湄流域实现可持续发展目标方面发挥关键作用。
图1. 澜湄流域(a)、澜沧江流域(b)、湄公河流域(c)的流量变化。
本研究以已发表的文献为基础,评估的结果取决于已公开的研究结果。例如,如果研究允许的话,对天然径流和实际径流分别进行分析是可行的。然而,对澜湄流域的天然径流和实际径流的未来预测的文章数量有限。未来的研究需要专注于分析气候变化和大坝对水资源、生态系统和社会的单一或者复合影响,着重加强对澜湄流域跨界水资源管理和区域可持续发展至关重要的上下游地区联系进行综合分析。
原文链接:http://www.engineering.org.cn/ch/10.1016/j.eng.2021.06.026
以上内容来自:Junguo Liu, Deliang Chen, Ganquan Mao, Masoud Irannezhad, Yadu Pokhrel. Past and Future Changes in Climate and Water Resources in the Lancang–Mekong River Basin: Current Understanding and Future Research Directions [J]. Engineering, 2022, 13(6): 144-152.
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