青藏高原区域湖泊过去20年总体呈淡化趋势

 

湖泊盐度是青藏高原区域水资源、水环境状态的重要组成要素，是“第二次青藏高原综合科学考察研究”专项中评估亚洲水塔水资源与水环境的重要研究内容。目前，对青藏高原湖泊盐度的调查积累十分有限，对于青藏高原众多而又地处交通不便位置的湖泊而言，很难全面连续监测湖泊的盐度特征。对该地区湖泊盐度的调查成果主要来源于上世纪七十年代第一次青藏科考所获取的资料，以及近些年相关研究开展的部分湖泊实测调查，但对于该地区大范围长时间尺度湖泊盐度及其变化特征及原因分析的研究几乎为空白。

中国科学院青藏高原研究所湖泊与环境变化团队基于野外工作采集的80余个湖面盐度实测数据，结合团队过去开展的湖泊透明度研究成果基础，结合遥感大数据云处理计算能力优势，提出“利用湖泊透明度最大时段数据，建立盐度反演模型”的思路，并获取较高精度的青藏高原湖泊盐度遥感反演模型。在此基础上，研究团队分析了过去20年青藏高原地区湖泊盐度时空变化特征及原因。结果表明：青藏高原地区152个大于50km²大型湖泊2000年盐度均值为27.5 psu（psu为表示盐度的标准，一般以‰表示，海水平均盐度约为34.7‰）， 2019年则下降到19.3 psu，尽管期间个别阶段出现了略微上升的现象，但盐度年均值在2000-2019年期间呈现出显著阶梯状下降趋势（P < 0.01），表明湖泊总体呈淡化趋势，其下降速率为- 0.31 psu/年。其中，2000-2004年经历第一个快速下降阶段，盐度值从27.5 psu下降到22.3 psu（P < 0.01）；随后2004-2007年则为相对稳定的阶段；2007-2012期间，经历了先下降，后上升的变化过程，而后显著下降到2013年的20.0 psu （P < 0.01）；从2014到2015年盐度略有上升，随后至2019呈现出持续的下降趋势。从空间分布来看，盐度变化显著的湖泊主要集中在高原中北部地区，而高原西部、南部、东部地区的湖泊盐度变化总体并不显著。研究团队分析认为，青藏高原湖泊盐度的变化，与湖泊水量变化存在显著关联，湖泊水量增加，导致湖泊盐度下降。

该成果近日以“The decrease of salinity in lakes on the Tibetan Plateau between 2000 and 2019 based on remote sensing model inversions”为题发表在《International Journal of Digital Earth》。中国科学院青藏高原研究所朱立平研究员为该论文通讯作者，在站博士后刘翀（现为航天宏图信息技术股份有限公司与中国科学院青藏高原研究所联合招收博士后）为第一作者及共同通讯作者。本研究获得国家自然科学基金重点项目(41831177)，第二次青藏高原综合科学考察研究专项(2019QZKK0202)，中国科学院A类战略性先导科技专项（XDA20020100），中国科学院野外观测站联盟（KFJ-SW-YW038）的联合资助。

论文链接：https://doi.org/10.1080/17538947.2023.2233469

（湖泊与环境变化团队供稿）

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图1 青藏高原152个面积大于50km² 湖泊2000-2019反演盐度年际变化空间分布。（a）为盐度值变化，（b）为盐度值变化百分比。

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图2 青藏高原湖泊反演盐度年际变化与面积年际变化之间的关系