全球氣候變化通過(guò)降水對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的影響

李科

摘 要：全球的二氧化碳水平自工業(yè)革命以來(lái)不斷增加，致使全球地表平均溫度不斷增加，水循環(huán)作為全球氣候系統(tǒng)的一部分，也必然受到影響，致使全球水資源時(shí)空分配發(fā)生變化。由于降水的變化，也必然致使水環(huán)境質(zhì)量發(fā)生變化。本文對(duì)有關(guān)降水影響水環(huán)境質(zhì)量的研究進(jìn)行綜述，闡述降水對(duì)環(huán)境質(zhì)量影響的主要機(jī)理。

關(guān)鍵詞：氣候變化；降水；水環(huán)境質(zhì)量

自工業(yè)革命以來(lái)，大氣中的二氧化碳含量不斷增加，作為最要的溫室氣體，致使全球氣候發(fā)生改變。聯(lián)合國(guó)氣候變化政府間專(zhuān)家委員會(huì)（IPCC）在報(bào)告中指出，近100年（1906～2005年）地球表面氣溫平均上升了0.74℃[1]，未來(lái)全球氣候依然以變暖為主要特征[2]。水循環(huán)系統(tǒng)作為氣候系統(tǒng)的重要組成部分，全球氣候系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí)，水循環(huán)系統(tǒng)也必然受到影響，最終導(dǎo)致全球水資源的時(shí)空分配發(fā)生變化[3， 4]。

降水形成的地表徑流會(huì)對(duì)地表產(chǎn)生沖刷作用，從而使其污染物和營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)入河流或湖泊等水體，造成地表水體甚至地下水體污染，尤其會(huì)加重農(nóng)田周?chē)屈c(diǎn)源污染[5-7]。同時(shí)，徑流量的大小又會(huì)直接影響污染物和營(yíng)養(yǎng)鹽在河道和湖泊中的滯留時(shí)間，進(jìn)而影響水體污染和富營(yíng)養(yǎng)化程度[8， 9]。Park等[9]利用水質(zhì)模型模擬氣候變化下韓國(guó)清州湖的水質(zhì)變化，降水量在未來(lái)三個(gè)時(shí)間段2020s（2010-2039年）、2050s（2040-2069年）和2080s（2070-2099年）分別增長(zhǎng)了12.9%、23.1%和34.4%，因?yàn)槿耆种慕邓性?月至8月，這個(gè)時(shí)期湖水中的總氮（TN）和總磷（TP）也為全年最高，同時(shí)由于未來(lái)降水量的增高增大了對(duì)地表的沖刷，TN和TP在未來(lái)三個(gè)時(shí)期均出現(xiàn)了不同程度的升高。

根據(jù)IPCC報(bào)告及目前的一些研究成果究顯示，未來(lái)氣候變化可能會(huì)增加一些地區(qū)干旱和洪水等極端水文事件發(fā)生的頻率和強(qiáng)度[1， 10， 11]，這些會(huì)直接影響水體及水質(zhì)環(huán)境。有研究表明，未來(lái)某些區(qū)域由于蒸散發(fā)的增加幅度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降水量的增加幅度，這將致使地表徑流大量減少并導(dǎo)致干旱的發(fā)生頻率的增加[4， 12， 13]。干旱范圍的增大及地表徑流的減少，會(huì)直接引起水體中有機(jī)物、懸浮物及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在河流和湖泊中的停留時(shí)間，降低水體中污染物遷移轉(zhuǎn)化速度和水體的稀釋能力，進(jìn)而影響水體的水質(zhì)環(huán)境[14-17]。Mosley等利用5個(gè)水文監(jiān)測(cè)站的資料分析了2007-2009年的干旱事件對(duì)澳大利亞墨累區(qū)水質(zhì)的影響，研究發(fā)現(xiàn)由于徑流量的降低，地下水對(duì)湖泊輸入比例增加，造成鹽度、TN及TP大量增加，濁度略有降低[15]。

參考文獻(xiàn)：

[1]Solomon S.Climate change 2007：the physical science basis：contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[M]， Cambridge Univ Pr， 2007.

[2]Hayhoe K.， Wake C.， Anderson B.， Liang X.Z.， Maurer E.， Zhu J.H.， et al.Regional climate change projections for the Northeast USA[J].Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change， 2008， 13：425-436.

[3]Wilks D.S.， Wilby R.L.The weather generation game：a review of stochastic weather models[J].Progress in Physical Geography， 1999， 23：329-357.

[4]張建云， 王國(guó)慶， 賀瑞敏， 劉翠善.黃河中游水文變化趨勢(shì)及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)[J].水科學(xué)進(jìn)展， 2009：153-158.

[5]Arheimer B.， Andreasson J.， Fogelberg S.， Johnsson H.， Pers C.B.， Persson K.Climate change impact on water quality：Model results from southern Sweden[J].Ambio， 2005， 34：559-566.

[6]Whitehead P.， Wilby R.， Battarbee R.， Kernan M.， Wade A.J.A review of the potential impacts of climate change on surface water quality[J].Hydrological Sciences Journal， 2009， 54：101-123.

[7]Whitehead P.G.， Wade A.J.， Butterfield D.Potential impacts of climate change on water quality and ecology in six UK rivers[J].Hydrology Research， 2009， 40：113-122.

[8]Hadjikakou M.， Whitehead P.G.， Jin L.， Futter M.， Hadjinicolaou P.， Shahgedanova M.Modelling nitrogen in the Yesilirmak River catchment in Northern Turkey：Impacts of future climate and environmental change and implications for nutrient management[J].Science of the Total Environment， 2011， 409：2404-2418.