问题描述

近几十年来，在全球变暖的大背景下，青藏高原呈现加速增暖的趋势，气候趋于暖湿化，致使冰川积雪加速融化、降水明显增多、湖泊扩张加剧、河川径流增加。根据中国科学院青藏高原研究所发布的《西藏高原环境变化科学评估》报告和第二次青藏高原综合科学考察研究项目阶段研究成果，“高原水塔”（“亚洲水塔”）正朝着失衡失稳的方向发展，即区域内固液结构失衡、液态水体储量的增加导致“水塔”结构失稳。伴随上述过程，青藏高原生态系统表现为整体好转（变绿）、局部变差（退化）的分异性特征。近年来山体滑坡、泥石流、山洪、冰川湖溃决等地质灾害呈增加趋势。在上述变化过程驱动和影响下，青藏高原河流水系统正在发生或即将发生深刻变化，然后，过去和现有研究对于这一变化过程、驱动因素、未来趋势和影响等问题还缺乏系统的研究和认识。

围绕这一核心关键科学问题，亟需关注和开展下述问题的研究：

1）近几十年来，青藏高原各大河流源区水系发生了什么样的变化？它们的水系结构及水文特征如何？

2）各河流水系变化的驱动因素及影响贡献情况如何？各影响因素与河流水量变化的定量关系如何？

3）当前各河流水系的结构稳定性如何？未来在气候变化持续的情况下，各河流水系结构和水量会如何变化？

4）不同未来气候情景下，青藏高原河流水系结构及水量变化对下游流域和国家水资源供给安全影响如何？

5）为应对不同情景下可能产生的洪涝或干旱灾害时的防灾减灾策略如何？

问题背景

全球变化正深刻的改变着高山寒区河流湖泊（河源区）水系统状态、格局及服务功能，从而对全球水资源安全、水生态环境健康产生影响。最新研究表明，近几十年来，以冰川补给为主的河川径流和冰湖数量与面积呈增加趋势，全球范围内冬季河湖冰覆盖度呈显著减少趋势，而高寒地区的河流水系和湖泊稳定性下降，从而导致冰湖溃决、滑坡型泥石流和洪水灾害事件的风险和频率增加。其中，关于高寒湖泊溃决及其影响的研究主要包括典型溃决事件案例分析和区域与全球溃决发生概率和风险评估两个方面。关于河流源区溯源侵蚀、河源捕获等水系统演化过程及影响，一般是在第四纪或更长的时间尺度上进行研究，很少有近现代的研究。

最新进展（截止问题发布年度）

最新一次有完整观测记录的研究是2016年春季加拿大最大的冰川之一卡斯卡武什冰川退缩引发的河流溯源侵蚀。侵蚀过程彻底改变了区域地表水系统格局，使得原本通过育空河流向白令海的冰川融水，向南通过阿尔塞克河流入太平洋。这一过程同时也改变了两个河流源区以冰川补给为主的湖泊水文情势。

青藏高原河流湖泊水系统的变化是高原上多圈层系统受气候变暖影响的产物。近年来的研究重点包括冰川面积和储量变化，河川径流量的变化、影响及时空特征差异，湖泊面积、水位与水量变化及影响因素，以及冰湖数量变化及灾害风险评估等方面。截至目前，作为“高原水塔”失衡失稳关键指示性指标的冰川退缩时空特征、湖泊（包括冰湖）面积（水位、水量）变化过程、驱动因素及潜在影响等问题均已被广泛关注，但对这些变化过程作用下形成的区域河流湖泊水系统整体结构变化、稳定性、演化趋势及影响等问题还缺乏研究。限制了人们关于气候变化背景下高原河流水系统变化及其对下游水资源安全影响的认识。

重要意义

在“高原水塔”整体失衡失稳的演化大背景下，开展青藏高原河流水系统变化过程与成因、影响及演化趋势等科学问题研究，对于丰富和理解气候变化背景下高原水塔失衡失稳的科学内涵和过程机理、减缓和应对这一演化趋势对我国及下游国家水安全负面影响具有十分重要的科学意义和应用价值，同时对于开展全球其他气候变化影响严重区域河流系统变化研究具有重要的参考价值。