被称为亚洲水塔的青藏高原，对下游国家约20亿人的生存和发展影响深远在气候变化的大背景下，青藏高原也是最敏感的地区之一
日前，一篇题为《气候变化威胁青藏高原陆地水资源储备》的研究论文发表在《自然—气候变化》上清华大学水利系的研究团队与美国德克萨斯大学和宾夕法尼亚州立大学的研究人员一起，构建了一个机器学习模型，用于反演和预测21世纪初以来青藏高原陆地水储量的变化
研究发现，从2002年到2017年，青藏高原陆地水储量以约100亿m3/年的速度减少但各地区之间存在显著差异青藏高原流出区水储量以约160亿m3/年的速度减少，这主要是由于南部兴都库什喜马拉雅念青唐古拉山冰川退缩和怒江澜沧江流域土壤和地下水储量减少造成的内流区水储量增加约56亿m3/年，主要是北羌塘盆地湖泊扩张和喀喇昆仑西昆仑山冰川质量增加所致
研究认为，总的来说，气候变暖，季风变化，地表短波辐射和降水相变的共同作用是近20年来青藏高原陆地水储量显著变化的主要原因。
据预测，从整体上看，青藏高原陆地水资源储量的变化趋势将减缓，并达到新的平衡，但未来青藏高原陆地水资源储量的净损失可能达到2300亿m3从人口密集的流域分析，阿姆河和印度河流域可能成为未来缺水最严重的地区，因为未来降水变化不大，但气温上升明显
青藏高原作为亚洲水塔如何应对气候变化失去水资源储备会对河流产生什么影响可能的环境后果是什么
亚洲水塔水土储量空间差异:南部减少，北部增加。
论文:气候变化和陆地水资源之间的关系非常复杂能介绍一下他们之间的机制吗
狄龙:整个青藏高原，包括海外地区，面积约300万平方公里，陆地水储量的变化呈现出明显的空间差异。
从2002年到2017年，在青藏高原南部流出地区，包括印度河，恒河—雅鲁藏布江和怒江—澜沧江流域，陆地水储量呈明显下降趋势陆地水储量的下降主要是由于分布在兴都库什喜马拉雅念青唐古拉山脉的冰川退缩，以及怒江—澜沧江流域多年冻土和季节性冻土融化导致土壤水储量下降
青藏高原南部陆地水储量减少的气候原因，一方面是南亚季风减弱，近20年来喜马拉雅地区降水呈减少趋势，另一方面，恒河—雅鲁藏布江流域在过去20年里经历了显著的气温上升，尤其是在冬季降水量的减少导致陆地水储备供给的减少，而气温的升高会导致冰川融化此外，我们发现在气候变暖的背景下，青藏高原冰川质量下降流域的降水位相也发生了变化，降雪量占总降水量的比例下降，这将进一步促进该地区冰川的负平衡
近20年来，青藏高原北部陆地水储量显著增加，主要表现为羌塘盆地湖泊扩张和喀喇昆仑—西昆仑山冰川质量增加羌塘盆地是青藏高原湖泊最集中的地区，陆水储量与降水变化的一致性较高而在喀喇昆仑西昆仑地区，地表短波辐射的减少是该地区冰川质量增加的主要原因
如果水储量流失2300亿立方米意味着什么。
论文:根据研究预测，到21世纪中叶，青藏高原陆地水储量变化趋势将会减缓，水储量可能达到新的平衡你能解释一下这种新平衡吗
李:我们发现青藏高原在过去的20年中，水资源储量发生了显著的变化，但是到21世纪中叶，各流域陆地水资源储量的变化趋势将会减缓，所以我们提出了新平衡的概念。
从气候变化的角度，我们从最新的IPCC气候模式输出结果中发现，未来恒河雅鲁藏布江和怒江澜沧江流域的降水将会增加，特别是恒河雅鲁藏布江流域的降水将会从历史时期的下降趋势转变为未来的增加趋势，这将有助于减缓该地区陆地水储量的流失地表短波辐射主要影响位于青藏高原边界的塔里木盆地即喀喇昆仑—西昆仑山的冰川物质平衡该地区未来辐射量基本不变，因此未来水储量变化相对较小
此外，陆地水循环也有调整和适应气候变化的过程比如湖泊扩张后，水储量增加，但水面面积的增加会伴伴随着蒸发量和水分流失的增加所以内流区的湖泊会逐渐达到水量平衡的状态总之，我们的研究结果表明，到21世纪中叶，青藏高原各流域陆地水储量的变化速率相对平缓
论文:研究结论提到，到21世纪中叶，青藏高原水资源储量净损失可能达到2300亿立方米这对青藏高原意味着什么
李:三峡水库总库容393亿立方米，大约是6个三峡的总库容这一净损失是我们在中度气候变暖情景下估计的结果据青藏高原第二次综合科学考察队初步估算，青藏高原水资源总储量约9万亿立方米，因此损失2300亿立方米，相当于总量的2.5%左右虽然水资源是可再生资源，但在短短几十年内，这种量级的水流失值得关注
亚洲水塔水储量的损失对阿姆河和印度河流域有很大影响。
论文:研究中提到了青藏高原的供水能力这是什么意思
李:供水能力是潜在可利用水资源的最大值本研究选取阿姆河，印度河，恒河，雅鲁藏布江，怒江，澜沧江，长江，黄河下游八个人口密集的流域，考察上游陆地水储量变化对下游供水能力的影响
我们提出了自然补给能力，定义为降水量与实际蒸散量之差，以及储备补给能力，定义为上游水塔的陆地水储备根据下游地区21世纪初的年平均总需水量，包括农业，工业和生活用水量之和，我们讨论了21世纪中叶和21世纪初供水能力的差异和需水量差异的百分比
狄龙:比如长江源头的直门达水文站，年平均径流量不到长江总径流量的2%长江源头水塔的储量变化对下游影响不大但是黄河的情况不一样黄河汤元乃亥水文站的年平均径流量大致相当于黄河总径流量的三分之一但经过我们的研究，未来黄河源区的水储量会增加，因此黄河水塔的变化不会对下游供水产生非常不利的影响在雅鲁藏布江流域，虽然冰川融化明显，但我们的研究表明，由于该地区未来降水量的增加趋势，未来径流量可能会增加
论文:这项研究将阿姆河和印度河流域确定为热点地区，可能会受到青藏高原水资源的影响这是怎么考虑的
李:首先，从水储量的变化来看，阿姆河和印度河的水资源损失主要表现为冰川水储量的损失，大于青藏高原其他地区其次，从上游水塔蓄水量的变化对下游地区的影响来看，阿姆河和印度河流域下游地区的用水需求是下游地区的自然供给能力无法满足的，即这两个流域非常依赖上游水塔的冰雪融水因此，上游水塔备用供水能力的丧失意味着未来这两个流域将需要更多的替代水源，如大规模开采地下水，实施引水工程和提高用水效率我们发现阿姆河和印度河流域是青藏高原在上述两个方面的热点此外，考虑到阿姆河和印度河流域地下水的过度开采，人口的急剧增加以及沿河各国水资源纠纷的现状，这两大流域的水资源保护迫在眉睫
狄龙:阿姆河是中亚最大的内陆河未来，其源区帕米尔高原的冰川将继续融化，水储量将继续流失，导致其供水能力越来越弱它是中亚内陆干旱地区，生态脆弱阿姆河也是流入中亚咸海的两条主要河流之一由于大量从阿姆河取水用于灌溉，进入咸海的水越来越少，咸海已经严重萎缩气候变化和人类活动导致了该地区严重的生态危机
研究小组使用无人机拍摄并见证了米堆冰川融化的痕迹。
论文:青藏高原会变得更加温暖和湿润吗。
李:青藏高原的空间范围很大，在气候变化下，不同地区的气温和降水的变化会有所不同总的来说，青藏高原变暖是明显的，普遍的但最新的IPCC气候模式预测显示，在未来气候变化下，青藏高原的湿润地区主要在雅鲁藏布江—怒江—澜沧江—长江流域，而在西北高原的内陆地区，未来降水量与现阶段相比基本不变
论文:在气候变化的趋势下，未来水资源储量的变化会产生哪些生态影响。
龙笛:气温持续上升，冰雪快速融化，会引起一系列生态环境变化一方面，冰川融水的归宿是进入河流，最终流入海洋或内陆湖泊，另一方面进入土壤和地下，通过植被的蒸散回到大气中伴随着温度的升高，使原本寒冷的高山地区的生物多样性增加成为可能沉积物携带各种营养物质和污染物水储量的损失在一定的时间和范围内，增加了河流的泥沙含量，降低了水质此外，地质灾害的风险也在增加，如冰崩，滑坡，泥石流，冰湖决口等
论文:基于这项研究，下一步的工作计划是什么。
李:我们已经讨论了青藏高原水土资源的变化此外，亚洲主要河流的径流变化与气候波动，极端事件以及生产和生活用水密切相关蓄水量和径流量的变化是讨论水资源安全和水害防治的两个重要维度下一步，我们将结合这两个维度，为气候变化下亚洲水塔失稳的适应性对策制定提供参考
论文:能否介绍一下研究团队未来的研究方向。
狄龙:我们清华大学水利系遥感水文水资源团队主要采用卫星遥感观测模式，为水文水资源研究和应用提供基础信息水储量的研究是水循环研究的基础未来，我们将继续关注气候变化对青藏高原水循环，生态环境和灾害的影响，从青藏高原延伸到中国和世界的其他水塔，如天山山脉，欧洲阿尔卑斯山，南美安第斯山脉等在气候变化下，这些水塔的变化是否存在异同，可以为减缓气候变化对水圈和人类社会的影响以及制定适应性对策提供参考
论文:研究小组将定期去一些地区进行实地测量最近几年来气候变化有什么明显的表现吗
李:我们课题组每年都会对青藏高原的重点冰川，湖泊，河流进行考察，我参加过两次让我印象比较深刻的是，我们在2019年9月和2020年8月分别考察了西藏波密的米堆冰川，对比无人机拍摄的冰川图像，发现米堆冰川2020年的冰湖前水位比2019年略高，而冰舌厚度在冰舌处明显变薄，说明米堆冰川明显融化
