过去30年，青藏高原湖泊面积扩张超过1万平方公里

发布日期：2024-09-19 13:19

来源类型：每日养生谈 | 作者：康拉德·里卡摩拉

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淡水资源对人类社会的发展起着至关重要的作用，随着全球变暖和人类活动的影响，储存大量淡水资源的湖泊在全球范围内大多处于退缩状态，但青藏高原上的湖泊却出现了显著扩张的迹象，这是否意味着我们淡水资源紧缺的情况得到了缓解？

青藏高原雪山湖泊风光。图片来源：图虫创意

事实并非如此，青藏高原可能面临着巨大的灾难风险。

中国科学院青藏高原研究所环境变化与多圈层过程团队张国庆研究员等专家通过模型模拟、实地调查和遥感监测等手段系统地预测了截止到2100年青藏高原上的湖泊状况（包括面积、水位、蓄水量等数据），揭示了湖泊扩张可能导致的一系列灾害风险，强调了要制定有效战略减轻湖泊扩张带来的危害。

研究认为，要进一步保护生物多样性，保障生活在这一生态敏感地区的人民生命和财产安全，这一研究成果于2024年5月27日发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）期刊上。

青藏高原面临的生态挑战

水是生命之源，尤其是淡水资源，对维持地球上的生命极其重要，深刻影响着生态系统的运转和人类社会的经济。地球上可利用的地表淡水资源87%都储存在湖泊中，但由于全球气候变暖和人类活动影响，导致全球大多数湖泊都处于退缩状态，而青藏高原上的湖泊却处于扩张状态，这个趋势并不乐观。

青藏高原拥有中国数量最多、总面积最大的湖泊群（占全国湖泊总量50%以上），若只计算面积大于1km2的湖泊，其数量也超过了1400个；除湖泊外还存在大量的冰川和永久冻土，这些都是珍贵的液态（湖泊）和固态（冰川、永久冻土）淡水资源。由青藏高原发源的河流为东南亚地区国家居民提供了大量充足的淡水，青藏高原因此被誉为“亚洲水塔”。

近几十年来，青藏高原的冰川和冻土受全球气候变暖影响开始融化，融水进入湖泊，青藏高原上的湖泊开始扩张。

青藏高原湖泊面积的增大并不是因为淡水资源，而是由冰川冻土消融而生，虽然湖泊扩张、淡水资源增加可能会带来绿色宜居的环境，但更会带来恶劣的生态影响：湖泊的持续扩张导致潜在的流域正在合并或重组，威胁到该地区的基础设施和生态安全。

青藏高原的湖泊——结则茶卡。图片来源：作者拍摄

湖泊扩张会带来严重的自然问题和社会问题，那么，未来湖泊还会扩张多少，又会对青藏高原带来哪些具体的影响？针对这一系列问题，我们要做到防患于未然，这就会用到模拟预测的手段。虽然过去已有预测湖泊变化的模型，但之前的研究更侧重于特定的大型湖泊或单一的案例研究，没有涵盖对高原湖泊未来全面变化的评估及其对青藏高原更广泛的影响研究。

中国科学院青藏高原研究所张国庆研究员带领团队开发了一个通用的数据驱动建模框架，该框架整合了影响湖泊面积的关键驱动因素（如降水、冰川融水、地表蒸散、湖泊蒸发等），并结合了实地调查和遥感观测方式。在共享社会经济路径（SSP）情景下，该团队量化了各个内生湖泊的面积、水位和蓄水量年度变化情况（2021年-2100年），评估了湖泊流域重组对基础设施和生态环境的影响程度。

青藏高原湖泊正在显著扩张

张国庆团队研究表明，预计到2100年，在SSP1-2.6，SSP2-4.5，SSP5-8.5三种模拟情景下，青藏高原内陆湖泊的未来表面积将分别增加到 53657±5068km2，54311±5308km2和 58716±6681km2。与2020年湖泊面积相比，分别增加了约52%，54%，67%，折合每十年约增加2303km2，2385km2，2936km2。随着湖泊面积的扩大，预计到2100年，在上述三种情景下，水位将分别上升10.21±4.14m，10.64±4.33m，13.29±5.18m，每十年约上升1.28m，1.33m，1.66m。

与2000年至2020年间数据相比（表面积增加约11400km2，水位上升约5.25m），今后湖泊表面积的扩张和水位上升的速度预计将大幅放缓。未来80年内，湖泊蓄水量预计将增加652.97±211Gt，665.32±220Gt，908.44±282Gt，每十年增加约81.50Gt，83.13Gt，113.50Gt。蓄水量与2000年至2020年期间相比，在SSP1-2.6，SSP2-4.5和SSP5-8.5三种情景下，分别增加约3.9倍，3.9倍和5.4倍。与20世纪70年代至2020年期间相比，预计到2100年，蓄水量将增加约4倍。

张国庆团队研究表明，未来湖泊变化的空间分布存在明显的异质性。位于青藏高原北部的湖泊变化最大，在SSP5-8.5情景下，预计到2100年，青藏高原北部湖泊的总面积将增加两倍。

尽管相对青藏高原北部而言，其他区域的湖泊面积变化程度较小，但在东南部、中部和西北部内陆，青藏高原湖泊面积也将显著扩张约51%-71%的程度。从历史规律看，青藏高原南部湖泊面积变化将呈萎缩趋势。然而，张国庆团队研究预测，在2021年左右，青藏高原南部湖泊出现了从收缩到扩张的显著转变，湖面面积、水位和蓄水量的演变存在着显著差异。

在2020年至2100年期间，湖泊蓄水量从约0.61Gt（水位11.89m，面积8km2）变化到约66Gt（水位59m，面积903km2），大部分湖泊蓄水量增幅约在0.86Gt（水位3.96m，面积7.83km2）-1.29Gt（水位14.21m，面积47.14km2）之间，即第25百分位至第75百分位之间。

值得注意的是，色林错（西藏第一大湖泊、青藏高原第二大湖泊）表现出最大程度的蓄水量增加（约66Gt）。在SSP2-4.5情景下，色林错湖泊表面积增加约800km2，水位增加约21m。

湖泊扩张导致湖泊盆地重组变化，在SSP1-2.6，SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下，预计到2100年，湖泊变化将主要发生在青藏高原北部、东部和南部，这些湖泊分别从70个，70个和79个重组为28个，28个和31个。此外，主要集中在青藏高原东北部和东南部的湖泊，预计将有21个，19个，23个湖泊合并形成 10个，9个，11个湖泊。

湖泊扩张引发的安全风险

张国庆团队研究总结：预计到2100年，青藏高原湖泊面积和湖泊水位都将显著增加，尤其以青藏高原北部湖泊蓄水量扩张最为明显，湖泊扩张会导致青藏高原北部、东部和南部的湖泊盆地重组，青藏高原东北部和东南部的湖泊合并。那么，这会对人类社会和自然生态造成什么影响呢？

到本世纪末，在SSP1-2.6，SSP2-4.5，SSP5-8.5模拟情景下，将有1023±281km，959±274km，1481±421km长度道路被淹没。根据SSP2-4.5，SSP1-2.6，SSP5-8.5情景预测，在2030年将有约118km，149km，136km长度道路，2040年将有约215km，264km，258km长度道路，2050年将有约331km，382km，390km长度道路，面临洪水风险，主要集中在青藏高原南部内陆区域。

尽管最显著的湖泊扩张预计发生在青藏高原北部内陆，但季节性冻土的存在限制了道路建设和人员通行，导致可能被洪水淹没的道路反而减少。而在青藏高原东北部的湖泊扩张虽然预计较少，但由于人类活动的增加和湖泊附近道路的普及，大量路段预计将被淹没。

湖泊规模上，有12个湖泊（包括色林错、纳木错和青海湖三大湖泊）被认为潜在风险最大。预计到2100年，色林错附近被淹没的道路最多，长度将达到约84.13km-119.08km。由于此前色林错的快速扩张，S208公路在2023年9月底已被洪水冲毁。

纳木错附近几乎遍布道路，在SSP1-2.6，SSP2-4.5，SSP5-8.5三种模拟情景下，预计分别有约73.27km，34.02km，118.91km长度道路会被淹没。由于青海湖的大幅扩张，根据SSP5-8.5情景，西北部预计约有46.9km的道路将被淹没。总之，湖泊扩张会导致未来有大量道路存在被淹没的潜在风险，这是铁路和道路规划中需要考虑的重大隐患。

在SSP1-2.6，SSP2-4.5，SSP5-8.5情景下，预测到2100 年，将分别有566 万，740万，578万居民在青藏高原，大约分别有462个，458个，615个定居点将被淹没，多数位于青藏高原南部内陆。

此外，预计将有83个-93个湖泊会淹没其附近居民定居点，其中色林错风险隐患最大。在各种SSP预测方案下，它会淹没64个-81个定居点，其中一些定居点（例如扎日南木错附近的村庄和建筑）已经在面临洪水风险或更大的安全隐患。

扎日南木措附近村庄将会被淹没（黄色框是村庄原本位置）。图片来源：《自然-地球科学》期刊

预计到2100年，在SSP1-2.6，SSP2-4.5，SSP5-8.5情景下，预计淹没面积将分别达到8533km2，9132km2，11576km2。假设牲畜分布均匀，会有超过500,000头牲畜受到干扰，会有4241±1168km2，4459±1241km2 ，5968±1823km2 的草原将被淹没。这将直接导致牲畜产量下降，严重影响当地牧民生计。张国庆研究团队还确定了会给草原安全带来风险隐患的291个高原湖泊。

此外，冰川融水进入湖泊会导致湖泊盐度下降，当地湖泊生态系统发生变化，生物多样性遭到破坏。湖泊扩张又会导致水文、地貌发生改变，如2011年卓乃湖（藏羚羊主要产仔地之一）溃决，阻断了藏羚羊的迁徙路线，这极大影响了藏羚羊的生存和繁殖。从社会经济角度来看，根据2022年投资成本，在SSP2-4.5模拟情景下，预计到2100年因道路被淹而造成的直接经济损失或约200亿-500亿元人民币。

结语

在全球变暖和气候变化背景下，全面了解青藏高原未来湖泊的变化对于有效管理水资源，减轻灾害风险和保护生态系统至关重要。张国庆团队的研究为未来规划提供了科学指南，为湖泊扩张会造成的灾害后果提供了避险思路。

未来，青藏高原湖泊将会持续扩张，如果不采取科学应对方式，会导致村庄、道路被淹没，造成大量经济损失，还会使本就脆弱的生态环境受到严重影响，生物多样性遭到破坏。因此需要制定有效的战略避免未来可能出现的灾害，积极保护生物多样性，科学保障生活在这一生态敏感地区的人民福祉。

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策划制作

出品丨科普中国

作者丨臧铜钢 古气候学硕士研究生

监制丨中国科普博览

责编丨董娜娜

审校丨徐来 林林