青藏高原多年凍土變化對水文過程的影響
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多年凍土變化的影響
多年凍土變化對區域水文過程的影響
從前述結果可以看出，2004?年以來，青藏高原多年凍土區的氣溫在升高，降水量在增加，這種變化幅度遠大于青藏高原氣候變化的平均幅度，也大于?1980?年以來青藏高原氣候整體的變化幅度。在這樣的氣候變化背景下，多年凍土區活動層厚度在增加，溫度在升高，而土壤含水量整體在增加（圖?4）。
土壤含水量的增大與多年凍土的隔水作用密切相關。一方面，在凍結過程中未凍水的遷移導致更多的未凍水向多年凍土上限遷移。而活動層在融化過程中，融雪、降水和土壤水分在重力、溫度和滲透梯度共同作用下遷移到多年凍土上限之上，導致土壤水分聚集在活動層底部。另一方面，因為活動層厚度增加，導致底部厚層地下冰融化釋放出大量凍結水。以可可西里觀測站點（QT01）為例，在觀測期內（2004—2017?年），活動層厚度從?160?cm?增加到?176?cm。例如，在?2004—2006?年觀測深度?165?cm處尚處于凍結狀態（圖?2），隨著多年凍土融化，地下冰釋放大量液態水，導致活動層底部含水量增加。研究表明，活動層加深、融化期延長增加的多年凍土層上水的冬季補給也不可小覷；活動層增厚也可以通過增加儲水空間而減少夏季徑流。多年凍土退化會導致蒸發、徑流、水位等水循環要素變化；并對徑流、水位和水力聯系有直接影響。由于多年凍土的弱透水性，活動層底部增加的這部分凍結層上水有可能通過側向流在低洼處形成徑流，進而增加青藏高原多年凍土區江河湖泊的徑流量。
此外，凍土退化會導致流域內更多的地表水入滲變成地下水，造成流域地下水儲水量加大，導致冬季徑流增加。但是通過分析唐古拉觀測點（QT04）和西大灘觀測站點（QT09）站點活動層儲水量和降水量的變化趨勢發現，降水量顯著增加，而活動層儲水量卻沒有明顯變化（圖?7）。這除了與表層強烈的蒸發和側向流有關，其原因是否與青藏高原多年凍土區徑流在增加有關還需要進一步研究。高緯度地區的研究表明，地下冰融化、活動層加深和融化期延長可能會導致冬季基流和暖季徑流顯著增加?；在不連續凍土區，地下冰融化顯著增加了冬季的河川基流，凍土退化使得徑流的季節分布更加平緩；多年凍土退化對徑流分配的影響與多年凍土覆蓋率密切相關，只有在多年凍土覆蓋率高的流域，多年凍土退化才會引起產流過程的較大變化，而對于多年凍土低覆蓋率流域，多年凍土退化的影響則較小。然而，多年凍土對氣候變暖的響應是一個緩慢的過程，因此凍土退化對水文過程的影響也是一個漸變過程。隨著青藏高原多年凍土區的變暖變濕（圖?5?和?6），多年凍土的退化對水文過程影響的程度究竟有多大，具體的影響過程如何還需要進一步探究。
圖 5 1980 — 2018 年青藏高原多年凍土區多年降水量變化的空間分布
（ a ）年平均降水量；（ b ）降水變化速率