“世界屋脊”正加速變暖

鐘青

近50年來，西藏高原變暖加速，超過全球同期平均升溫率兩倍，正處于過去2000年中最溫暖的時段。這是中國科學院前不久發(fā)布的一份科學評估報告所得出的結論。

青藏高原被譽為“世界屋脊”“世界第三極”，它的環(huán)境變化，對亞洲乃至全球的氣候、環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)等都有非常大的影響。西藏高原是指平均海拔超過4500米、最高海拔超過8800米的青藏高原的核心區(qū)域和主體，雅魯藏布江、怒江、恒河等眾多河流發(fā)源于此，它是20多億人的水源。其重要地位不言而喻，西藏高原的環(huán)境問題也一直為全世界所關注。

近日，在中國科學院組織下，國內外上百位專家經過兩年多努力，在廣泛實際調查的基礎上，完成了《西藏高原環(huán)境變化科學評估》報告（以下簡稱《報告》）?！秷蟾妗窂臍夂?、水體、生態(tài)系統(tǒng)、陸表環(huán)境、人類活動影響和災害風險6個方面所涉及的溫度、降水、冰川、積雪、湖泊等26項指標，綜合評估了西藏高原從過去2000年到未來100年的環(huán)境變化。

《報告》顯示，西藏高原整體正在變暖、變濕。過去2000年，西藏高原的溫度出現(xiàn)了時間長短不等的冷暖變化，但整體呈波動上升趨勢。20世紀以來，西藏高原氣候快速變暖，特別是近50年來的變暖超過全球同期平均升溫率的兩倍，是過去2000年中最溫暖的時段，并且這一趨勢在未來100年還將保持。

隨著全球變暖，西藏高原的氣溫呈快速升高趨勢。1960～2012年，西藏高原氣溫的升溫率為每10年0.3℃～0.4℃，大約是全球同期升溫率的兩倍，且冬季升溫更為突出。因此，有學者將西藏高原稱為“全球氣候的驅動器和放大器”。

研究顯示，西藏高原升溫率的空間變化較大（從每10年的0.09℃～0.74℃不等），高原北部升溫幅度明顯大于南部。1961～1990年，西藏高原及其周邊地區(qū)（包括中國境內和周邊國家）的升溫率隨海拔升高而增加。進入21世紀以來，4800米以下范圍的升溫率差異更為明顯。

氣候模擬顯示，西藏高原升溫對海拔的依賴性在未來有可能持續(xù)存在。

在氣溫總體呈升高的同時，高原氣溫變化呈現(xiàn)出不對稱模式，即日最低氣溫變化率（每年0.041℃）遠大于日最高氣溫變化率（每年0.018℃）。極端冷天氣數減少，同時熱天氣數增加。氣候變化模擬顯示，西藏高原在未來100年，氣溫可能將上升4℃，最低氣溫升高得比最高氣溫快，冬季升溫速度比夏季快。

在降水方面，西藏高原的降水主要發(fā)生在夏季（6～9月），占全年降水量的60%～90%。1960～2012年間，西藏高原降水整體呈現(xiàn)增加趨勢，即每10年增加2.2%，但南北差異顯著：北部降水量增加，南部同期降水減少。這種差異與印度季風減弱和西風加強有密切聯(lián)系。全球降水數據（GPCP）也顯示，20世紀80年代以來，受印度季風影響的喜馬拉雅地區(qū)，降水有減少的趨勢，受西風影響的西昆侖-喀喇昆侖地區(qū)的降水則呈現(xiàn)增加趨勢。

變暖、變濕的氣候給高原生態(tài)帶來了諸多變化：冰川后退，湖泊擴張，積雪減少，徑流增加……得益于變暖、變濕的氣候環(huán)境以及我國對西藏地區(qū)長期以來的環(huán)境治理，該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)總體趨好；但是，在氣候變暖和人類活動加強的背景下，西藏高原的自然災害也趨于活躍，潛在災害風險進一步增加。

冰川后退加劇

實地觀測資料顯示，20世紀90年代以來，西藏高原冰川后退幅度正在加劇，但存在著明顯的區(qū)域差異。

近期，有科學家利用衛(wèi)星遙感手段獲得了興都庫什-喀喇昆侖-喜馬拉雅286條冰川2000～2008年末端進退的變化信息，結果也表明冰川末端變化存在很大的空間差異，特別是表磧覆蓋與否對于冰川末端變化空間格局會造成重要影響。

研究顯示，喀喇昆侖山地區(qū)有超過50%的冰川處于末端前進或穩(wěn)定狀態(tài)，受季風影響的喜馬拉雅山地區(qū)厚表磧覆蓋冰川大多處于穩(wěn)定狀態(tài)，但整體上有65%的冰川末端在后退。一些科學家收集了興都庫什-喀喇昆侖-喜馬拉雅地區(qū)200多條冰川末端變化資料（主要為中國境外），發(fā)現(xiàn)喀喇昆侖山地區(qū)少量冰川穩(wěn)定或前進，其他地區(qū)的冰川處于不斷后退之中。

中科院青藏高原所的有關專家在總結西藏高原及周邊地區(qū)82條冰川變化情況后發(fā)現(xiàn)，55條冰川處于后退狀態(tài)，藏東南地區(qū)冰川的后退速率最大，其次為念青唐古拉山和喜馬拉雅山。

總的來看，近期西藏高原及周邊地區(qū)大部分冰川末端處于后退狀態(tài)，喜馬拉雅山及藏東南地區(qū)冰川末端后退幅度最大，帕米爾及喀喇昆侖山地區(qū)有一定數量的冰川處于穩(wěn)定或前進狀態(tài)，同時表磧覆蓋與否可能會極大地影響冰川消融與動力過程，進而影響冰川末端變化。

積雪逐漸減少

近50年來，西藏高原積雪有較大的年際波動，積雪呈現(xiàn)先增加后減少的態(tài)勢：1960～1990年，西藏高原的積雪日數和雪水當量均呈增加趨勢；1990年以來，則出現(xiàn)減少趨勢，1990～2004年，積雪日數減少了20天，雪水當量減少了1.2毫米（圖2）。高原近30年積雪變化的空間

差異比較明顯，具體表現(xiàn)為喜馬拉雅山中東段積雪處于減小趨勢，而西部處于增加趨勢。

湖泊濕地擴張

西藏高原及周邊地區(qū)是我國最大的湖泊分布區(qū)。隨著全球變暖，高原的湖泊也發(fā)生了顯著變化：20世紀的70年代、90年代以及2000和2010年，這里面積大于1平方千米的湖泊數量與面積分別為1081個（4萬平方千米）、1070個（3.97萬平方千米）、1204個（4.13萬平方千米）、1236個（4.74萬平方千米）（圖3）。這說明，近期西藏高原湖泊數量的增多和面積的增大是十分明顯的，有80%以上的湖泊在擴張。

2003～2009年，西藏高原及周邊地區(qū)約200個湖泊有可利用的激光測高數據。湖泊平均的水位變化率為每年0.14米，包括152個（占湖泊個數的76%）水位升高的湖泊（平均變化率為每年上升0.21米）和48個（占湖泊個數的24%）水位下降的湖泊（每年下降0.08米）。面積較大的色林錯顯示了快速的水位升高（每年上升0.67米），該湖2010年面積為2349平方千米，超過納木錯的面積（2026平方千米），因而成為西藏目前最大的湖泊。在空間分布上，內流區(qū)湖泊水位明顯升高。結合湖泊的水位變化及面積數據，科學家對湖泊的水量變化進行估算，顯示目前西藏高原湖泊的水量每年增加80億噸，導致湖泊水位以平均每年0.14米的速率上升。

近期西藏高原湖泊擴張和水量增加的原因主要是冰川消融、降水增加和蒸發(fā)減少等所致。在有的地區(qū)，冰川消融是湖泊擴張和水量增加的主導因素，像對納木錯水量變化的定量分析就表明，冰川融水對該湖補給增量的貢獻率為52.9%；在有的地區(qū)，降水增加或蒸發(fā)減少可能是湖泊擴張的主導因素。

再來看濕地。西藏自治區(qū)濕地總面積約超過6.5萬平方千米。西藏高原濕地呈集中分布的特征，其中羌塘高原區(qū)的濕地占西藏自治區(qū)濕地總面積的74%。

研究人員利用遙感技術對西藏高原近40年來的濕地面積、景觀格局、生態(tài)環(huán)境等方面開展的動態(tài)變化監(jiān)測顯示，西藏高原濕地呈總體持續(xù)退化和減少態(tài)勢；但2000年后，濕地萎縮態(tài)勢減緩，面積呈現(xiàn)出一定程度上的增加。

從濕地類型上看，濕地面積變化存在顯著的類型差異性（圖4）：1970～2006年，沼澤濕地面積減少了867.53平方千米，減少比例達9.88%；而河流濕地和湖泊濕地面積分別增加了6.8%和2.97%。同一區(qū)域也呈現(xiàn)出濕地類型變化的差異性，例如在羌塘高原，1990年以后沼澤濕地面積呈現(xiàn)顯著減少態(tài)勢，湖泊濕地面積卻以每年12.37%的速率在增加。

河流徑流增加

從長江源區(qū)氣象臺站已有降水資料看，2004年及以后，長江源區(qū)降水量顯著增多，加之冰川迅速后退，冰川融水顯著增加，降水量和冰川融水的增加對

長江源區(qū)2004年以后徑流量的增加起到了至關重要的作用。

在瀾滄江源區(qū)，昌都水文站徑流量在1961～2007年間整體呈現(xiàn)減少趨勢，尤其是夏秋季徑流量存在明顯的減小趨勢。瀾滄江上游（昌都以上）出口斷面近40年（1956～1995年）徑流量變化大致規(guī)律為：豐水時段長度縮短，徑流量也趨于減少，枯水段增多。專家分析后認為，導致這一現(xiàn)象的原因可能是流域內氣溫升高使得水分蒸發(fā)加快，從而抵消了降水增加的影響。

在怒江，道街壩站徑流量在20世紀80年代末期以前總體呈減少的趨勢，之后則呈增加的趨勢。且年徑流量在1958～1979年、1970～1990年及1980～2000年等時期內的增加幅度越來越大；在1958～2000年，除8月份外，道街壩站月徑流量均表現(xiàn)出增加的趨勢，特別是10月至次年1月份以及春季各月份（3～5月）的徑流量，都檢測到了顯著的增加趨勢。

在雅魯藏布江流域，奴下站的流量在1956～2000年間總體上呈減少趨勢，但在進入2000年以后，徑流量逐漸回升。雅魯藏布江徑流量的演化特征是有其氣候背景的。相關分析表明，降水是雅魯藏布江徑流量演化的主要驅動因素。另外，水汽輸送和冰川后退也在一定程度上影響該流域的徑流量變化。

草地界限遷移

由于氣候趨暖，西藏高原寒帶的東界向西移動，亞寒帶的東界和東南界顯著向西和西北方向遷移；而西藏高原的溫帶相應擴大，主要體現(xiàn)在高原東部，寒性草原帶向溫性草原帶轉化。與凍土環(huán)境關系密切的高寒草甸和高寒沼澤草甸出現(xiàn)了顯著退化，與凍土環(huán)境關系不密切的高寒草原生態(tài)系統(tǒng)則相對穩(wěn)定，并出現(xiàn)擴張趨勢。

研究表明，在高寒半干旱地區(qū)，海拔低于4900米地帶的植物的生長普遍受干旱脅迫；而在海拔高于4900米地帶，植物生長主要受低溫控制，生長季平均土壤溫度（10厘米深）7℃是控制高原草線分布的氣候限制閾值，氣候變暖將導致高寒草甸的海拔分布中心及其上限向更高海拔位移。

調查顯示，西藏高原及周邊地區(qū)的草地面積從20世紀50年代的1.33億公頃下降至20世紀90年代中期的1.14億公頃，至2000年又恢復到1.22億公頃。

物候變化提前

近50年以來，隨著氣溫的變化，西藏高原在景觀和物種尺度上都發(fā)生了顯著的物候變化，且表現(xiàn)出明顯的時空差異。

遙感資料顯示，在景觀尺度上，自20世紀80年代至今，西藏高原植被的物候總體表現(xiàn)為返青期提前、枯黃期推遲、生長季延長的趨勢。20世紀的80年代和90年代，大部分區(qū)域植被的返青期都明顯提前，高原平均返青期提前了15～18 天。本世紀以來，西藏高原春季溫度出現(xiàn)大范圍上升。從整個時段看，除高原西南部出現(xiàn)大范圍返青期推遲外，其他地區(qū)的返青期基本呈提前趨勢。植被枯黃期的年際變化則相對較小。

多年凍土層退化

青藏公路沿線天然植被陸表環(huán)境下的多年凍土的埋藏深度在105～320厘米之間，平均值為218厘米；而在同一地區(qū)，受人類活動影響更為劇烈的青藏公/鐵路工程走廊帶附近，活動層厚度為132～457厘米，平均值是 241厘米，人類影響導致的活動層厚度要比天然陸表環(huán)境下大

27～137厘米。

監(jiān)測結果表明，自1995年以來，受人類活動擾動較大的青藏公路/鐵路工程走廊帶活動層的平均增厚速度可達每年7.5厘米，而工程走廊兩側受人類活動擾動較小的區(qū)域，活動層增厚速率的平均值為每年3.6厘米。

與此同時，高原凍土層的上限溫度也以每10年0.31℃的幅度升高。

基于青藏公路沿線氣象站的氣溫資料和1995年以來青藏公路沿線天然陸表環(huán)境的10個活動層監(jiān)測場點的監(jiān)測結果，利用凍融指數模型和數理統(tǒng)計方法，研究人員對1980年以來青藏公路沿線活動層厚度進行了模擬，發(fā)現(xiàn)1980～2010年，青藏公路沿線天然陸表環(huán)境下活動層增厚速度約為每年1.33厘米。這意味著，多年凍土層在減少。

多年凍土退化在改變環(huán)境的同時，也對凍土植被生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產生了影響。大量研究表明，伴隨著多年凍土層的變化，西藏高原多年凍土區(qū)的植被覆蓋率下降，高度變矮，初級生產力下降，物種多樣性降低、群落結構和功能改變、植被由碳匯轉變?yōu)樘荚醇澳嫘行匝萏婕觿　?/p>

以當前（1961～1990年）狀態(tài)為參照，以多種情景為框架，科學家分別對西藏高原近期（現(xiàn)今～2050年）和遠期（2051～2100年）環(huán)境做出了預估。他們的結論是，未來西藏高原氣候變化仍以變暖和變濕為主要特征。

從氣溫來看，未來西藏高原氣溫將繼續(xù)升高，且在21世紀后期的升溫更為顯著。相對于20世紀后半期，西藏高原到21世紀中期和后期，年平均溫度分別升高1.1℃～2.2℃和1.5℃～4.6℃；但升溫幅度存在區(qū)域和季節(jié)性差異，其中，西南部岡底斯山和喜馬拉雅山的升溫幅度大于中部地區(qū)，冬季的升溫大于夏季。

在降水方面，總體來說，整個西藏高原在21世紀的降水以增加為主；到21世紀中后期，年平均降水分別增加3.2%～5%以及6%～12%；最大降水增幅出現(xiàn)在夏季，冬季降水增幅最小。

未來西藏高原的水體變化表現(xiàn)為：冰川以后退為主，敏感型冰川的后退幅度大于穩(wěn)定型冰川；若以每10年增溫0.3℃計算，在近期和遠期，敏感型冰川的面積相對于20世紀80年代將分別減小31%和63%，而穩(wěn)定型冰川面積也將分別減小11%和27%。

未來，西藏高原的積雪以減少為主，積雪日數和積雪深度分別減少10～77天和1.2～10.5 毫米；不同的河流徑流也將出現(xiàn)不同程度的增加，降水量和冰川融水的增長是引起徑流量增加的主要原因，在近期，相對于1961～2000年的基準期，雅魯藏布江、怒江和瀾滄江上游的年徑流量將分別增加7.8%～8.8%、14.5%～16.7%以及3.8%～4.4%。

未來，西藏高原生態(tài)系統(tǒng)進一步發(fā)生變化，表現(xiàn)為：森林和灌叢向西北擴張，高寒草甸分布區(qū)可能被灌叢擠占，面積縮?。环N植作物向高緯度和高海拔地區(qū)擴展，冬播作物的適應范圍將會進一步增加，復種指數將會提高。

未來，西藏高原的凍土面積會進一步縮小，在近期將減少大約39%，在遠期將減少81%；活動層厚度將進一步增厚，近期活動層厚度將由當前的0.5～1.5米增至1.5～2米，到遠期將增至2～3.5米。

另外，在氣候變暖和人類活動加強的背景下，西藏高原的自然災害將趨于活躍，特別是冰湖潰決災害增多，冰川泥石流趨于活躍，特大災害頻率增加，巨災發(fā)生概率增大，潛在災害風險進一步增加。

中國科學院青藏高原研究所的研究人員表示，高原氣候變暖較其他地區(qū)迅猛是普遍現(xiàn)象，海拔越高，氣候變暖越快，周邊冰川退化得也就越快。這是全球高海拔地區(qū)面臨的共同挑戰(zhàn)。國外一些地區(qū)的冰川退縮也很普遍，阿爾卑斯山、安第斯山、乞力馬扎羅山等地區(qū)冰川融化的程度遠遠超過西藏高原。

“21世紀結束之時，西藏高原上的冰川和積雪都不會消失殆盡?！彼f。

【責任編輯】趙 菲