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李 扬
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    主要流域的气候变化影响与适应效益评估

    作者:曹丽格 翟建青 李修仓 出版时间:2012年11月
    摘要:在全球变暖的背景下,中国主要江河流域降水、水面蒸发及实测径流量发生了不同程度的变化,极端天气气候事件频发对流域的可持续发展造成威胁。本文在概述主要流域的气候变化事实的基础上,选取长江、海河和塔里木河作为南方河流、北方河流和西北内流区河流的典型,分析探讨不同河流流域对气候变化的响应;利用成本-效益方法评估海河流域“枣粮间作”技术在提高当地农业收入和气候变化适应能力方面的效益;通过对塔里木河流域近期综合治理效果的评估,以及长江流域的中下游地区、河口区和源区适应能力差异的分析,探讨了流域特色的适应对策的现状与未来机遇。

    一 主要流域的气候变化事实

    我国江河众多,流经不同的气候和地形区,不同流域对气候变化响应不同,同一河流的上、中、下游对气候变化的敏感度和适应能力也不同。高温、热浪、干旱、强降水等极端天气事件多发,2011年长江中下游地区出现旱涝急转,汉江、渭河等多条江河发生罕见秋汛,全国平均年降水量创60年来新低等一系列极端事件提醒我们,要实现流域经济的可持续发展必须重视应对气候变化的能力建设,从流域尺度开展气候变化影响评估具有重要的理论和实践意义。

    中国的主要流域包括松花江流域、辽河流域、海河流域、黄河流域、淮河流域、长江流域、珠江流域、东南诸河流域、西南诸河流域及西北内陆河流域等,除西北内陆河流域,其他流域均为外流河流域。在全球变暖的背景下,中国主要江河流域降水、水面蒸发及实测径流量发生了不同程度的变化(见表1)。

    表1 中国十大流域基本情况编号

    (一)流域降水变化情况

    20世纪50年代以来,中国西北内陆流域降水增加较为明显,南部流域呈弱增加趋势,华北地区及东北地区的江河降水具有减少趋势[1]。其中,辽河、海河、黄河、淮河流域及西南诸河流域减少趋势比较显著。西北诸河流域年降水量增加趋势比较明显,也是北方流域中唯一的降水有所增加的流域。长江、珠江和东南诸河流域的降水量没有显著增加的趋势。在年降水量倾向率方面,淮河流域为最大负值区,以每10年25.5毫米的速率减少;东南诸河流域为最大正值区,年降水量增加速率为每10年25.0毫米[2]

    (二)流域蒸发变化趋势

    近50年中,长江、海河、淮河、珠江以及西北、西南各流域的年平均水面蒸发量均呈明显下降趋势。特别是海河和淮河流域,其减少速率达50毫米/10年以上,为东部地区蒸发量减少最明显的区域。黄河和辽河流域的年蒸发量也在减少,但变化速率较小。松花江流域的年蒸发量没有明显变化[3]

    (三)流域实测径流量的变化趋势

    对十大流域干流的控制水文站或流域内重要支流的控制水文站点径流变化进行分析,近几十年来[4],松花江流域、辽河流域、海河流域、黄河流域、塔里木河流域的径流量均明显减少,减少趋势(M-K值[5])通过置信度99%检验;淮河流域、长江流域、珠江流域、闽江流域的径流量变化趋势不明显,没有通过置信度检验[6]

    第二次气候变化国家评估报告研究显示,1968年后华南沿海和北方径流减少,而长江流域径流增加。松花江流域、辽河流域、海河流域、黄河流域、塔里木河流域的径流量均明显减少,长江、海河、黄河流域湖泊湿地萎缩[7]

    (四)径流量变化对气候变化的响应与对人类活动的影响

    水文站点径流量的变化,综合反映了气候变化和人类活动下的流域径流变化。河川径流变化受气候因素的影响是非常直接的,同时,河川径流变化也受到人类活动的影响,尤其是大江大河的干流,受灌溉和水利工程影响突出。中国北方流域降水量少,年际变化大,水资源缺乏且不稳定;南方流域降水较多,年际变化较小,水资源相对充足且比较稳定。

    图1 中国十大流域及水文站观测径流量变化(1960~2008 年)

    受气候变化和人类活动影响,中国大江大河变化的原因较为复杂。以黄河为例,基于对天然时期水文过程的模拟结果,就1970~2000年的平均情况而言,人类活动是黄河中游径流量减少的主要因素,气候变化和人类活动对径流的影响分别占径流减少总量的38.5%和61.5%[8]。鄱阳湖流域降水量的增加,特别是夏季暴雨频率的增加,以及蒸发量的长期下降,是20世纪90年代鄱阳湖流域径流显著增大的主要原因;人类活动起着减少径流的作用,工农业的快速发展以及大量水利工程提高了水资源的利用程度;20世纪90年代流域水土流失状况的有效缓解,有助于增加流域的贮水能力,减小径流[9]

    二 典型流域的气候变化特点

    中国幅员辽阔,南北气候差异大,气候变化会对北方河流和南方河流产生不同的影响。西北地区的河流多为内流河,流经干旱半干旱地区,多以冰川融水补给和山地降水补给为主,流量小,水位季节变化大,多为季节性河流,对气候变化的响应有不同的特点。有关研究选取不同气候区的支流,基于天然水文过程模拟,对不同气候区域水资源对气候变化的敏感性进行分析,结论是[10]:径流对降水的敏感性远大于对气温的敏感性;相同变