河流泥沙是关乎土地资源利用、粮食安全以及流域生态环境的重要指标，也是关乎碳源碳汇、土壤养分分配、地球生物化学过程等的重要指示。气候变化背景下，近几十年来的青藏高原江河源区输沙量以增加趋势为主，冰川、冻土、水文、植被等要素如何影响河流输沙量的变化、影响程度到底如何，均尚不明确。

针对这一科学问题，“亚洲水塔动态变化与影响”任务“河流演变与影响”专题中科院青藏高原研究所环境变化与多圈层过程团队与合作者以雅鲁藏布江河源区（奴各沙站以上）为例，系统分析了1972-2008年的流域内气温、降水和输沙量等数据资料，利用寒区水文模型的径流分量模拟和土壤侵蚀模型的侵蚀因子计算等方法估算水文、冰冻圈和植被等关键影响要素，再通过基于统计回归的偏最小二乘路径模型（PLS-PM）和基于微分方程的泥沙恒等式（SI），定量刻画了气象要素、冰川融水、土壤冻融和植被覆盖等因子对输沙量年际变化的贡献率。

研究结果表明：1. 在流域暖湿化气候背景下，冰川融水径流显著增加，降水径流和总径流呈不显著增加趋势，侵蚀性降水及降水侵蚀力有所增加，春季解冻期显著提前且年内解冻期变长，植被覆盖度呈趋好状态，河流输沙量（悬移质）以每10年增加18.9%的变化率显著增加且没有检出突变拐点（图1、2）。2. 输沙量增加的归因分析结果表明，降雨侵蚀力增加和春季冻土解冻时间提前导致泥沙物源增加贡献71%（其中，降雨侵蚀力增加贡献55%、解冻期增长贡献16%）；降水量增加贡献43%；植被覆盖度增加有效减缓了输沙量的增加，贡献-29%；尽管流域冰川面积占比较小（1.17%），冰川融水的增加仍贡献14%（图3、4）。

该研究定量刻画了冰冻圈关键要素变化对江河源区输沙量的影响，明确了植被对水土流失的有效缓冲作用，为气候变化增加河流输沙量的论点提供了可靠论据，为高寒流域径流泥沙变化归因研究提供了有效的理论框架，对理解未来气候变化下的高寒流域水土资源环境与生态安全屏障功能具有重要意义。

该研究成果以“The response of the suspended sediment load of the headwaters of the Brahmaputra River to climate change: Quantitative attribution to the effects of hydrological, cryospheric and vegetation controls”为题，在线发表于权威期刊《Global and Planetary Change》上。中科院青藏高原研究所史晓楠副研究员为第一作者，张凡研究员为通讯作者。该研究获得第二次青藏科考(2019QZKK0203)等项目支持。

论文信息：Shi X., Zhang F.*, Lu X., Zhang Y., Zheng Y., Wang G., Wang L., Jagirania M.D., Wang T., Piao S. The response of the suspended sediment load of the headwaters of the Brahmaputra River to climate change: Quantitative attribution to the effects of hydrological, cryospheric and vegetation controls. Global and Planetary Change. 2022. Doi: 10.1016/j.gloplacha.2022.103753.

 全文链接：https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2022.103753