文章概述：

2026年8月5日 Advanced Science 以“Groundwater Rise Sustains the Worlds Largest Alpine Water System Under Global Warming”为题在线发表了中国科学院大学在青藏高原浅层地下水领域的研究成果。

在气候变暖背景下，青藏高原正经历着剧烈的水文重塑——冰川冻土持续退化、湖泊快速扩张、河流外流量逐年攀升，淡水资源面临着前所未有的流失压力。然而，作为水循环中的关键组分，广阔的非冻土平原区浅层地下水如何响应上述变化，长期以来一直是高原水循环研究中的盲区。国科大研究团队整合国家地下水监测工程月尺度数据及多源遥感资料，首次完成了青藏高原非冻土平原区浅层地下水的高精度评估，揭示了其在维持气候变化下亚洲水塔稳定性中的重要作用。

图文导读：

一、浅层地下水总体变浅，但空间差异显著

2000至2020年间，青藏高原非冻土平原区的年均地下水位整体以0.02米/年的速率变浅，表明地下水位总体呈上升趋势。但其空间差异显著：雅鲁藏布江、恒河、塔里木河等流域变浅较快（0.02~0.05米/年），而长江、湄公河、黑河、柴达木则呈现地下水位下降（0.01~0.04米/年）（图1）。值得注意的是，黄河源呈现强烈的空间异质性，地下水位在若尔盖高原显著上升，但在玛多县和青海湖南岸（共和县等）因人类活动影响显著下降（图2a）。变异性分析显示，研究期内年际地下水位变异程度总体较低（图2b），但部分区域的年内变幅呈增大趋势（图2c）。

图1.2000至2020年青藏高原非多年冻土平原区浅层地下水埋深（SGWD）的空间和时间变化特征

图2.2000至2020年浅层地下水埋深（SGWD）变化的统计显著性与变异性。（a）显著变化与非显著变化区域的空间分布；（b）2000至2020年所有年份平均SGWD的变异系数（CV）；（c）年内变异系数的变化趋势

二、浅层地下水储量增加31.44 Gt，有效缓解了区域“固液失衡”

通过对比2000-2005年与2015-2020年两个时段，区域浅层地下水储量净增加314亿吨，相当于三峡水库的总库容，约占区域冰川总损失量的9%和湖泊增量的10%，在缓解区域“固液失衡”中发挥了积极作用。流域尺度上，内流盆地和雅鲁藏布江的储量增量最大，分别为287亿吨和55亿吨，主要受益于强烈的冰川融水补给；而黄河源头（玛多县）和青海湖南岸（共和县）储量大幅减少，与两地GDP快速增长（2004-2020年分别增长1400%和800%）带来的用水压力相关。不过，黄河流域因若尔盖地区地下水储量的增加，整体仍净增9.9亿吨。

图3.浅层地下水储量（SGWS）的平均变化。（a）2000-2005年与2015-2020年间的对比；（b）11个流域浅层地下水埋深（SGWD）在早期（2000-2005年）、中期（2006-2014年）和晚期（2015-2020年）三个阶段间的平均变化；（c）主要流域浅层地下水储量变化

三、地下水影响区域持续扩张

结合最大毛细上升高度与植被根系分布，团队进一步识别出地下水可触及根层的生态影响区域。结果显示，2020年地下水影响区面积约为 5.35万 km²，占研究区总面积的26.3%，较2000年增加约18%。其中，内流流域的地下水影响区域扩张最为明显（38%；图4）。这些结果表明，地下水位上升可能改变地表水分供给条件，进而影响生态系统结构与功能。此外，研究进一步估算了浅层含水层仍具有的储水空间。结果显示，2020年研究区仍具有约 4266亿吨的理论储水空间，主要分布于青藏高原东北部和南部（图5）。

图4.植被可以直接利用地下水的区域分布特征

图5.浅层地下含水层的潜在储水能力空间分布特征

四、与地下水埋深变化密切相关的主要因子

研究进一步解析了与地下水埋深变化密切相关的主要因子（图6）。总体来看，人类活动（夜间灯光和人口密度）是驱动地下水位下降的关键因素，其在人类活动强度高的区域影响尤为突出，但在强度低的区域影响微弱。气候因素中，气温升高导致的冰川和冻土融水补给增加是地下水位上升的主要驱动力，潜在蒸散发增加则导致水位下降，而降水因区域降水量较低、包气带较厚影响相对有限。

与草地生态系统一般不受地下水影响的传统认识不同，本研究发现植被因子与浅层地下水位变化密切相关，其解释度约为25%，仅次于人类活动因素。其中，GPP和NPP与浅层地下水位正相关，说明地下水位上升可能会促进植被生长，进一步改变区域碳水循环。

图6.不同环境和人类活动因子在预测浅层地下水埋深中的相对贡献及其影响特征

上述发现表明，青藏高原浅层地下水不仅是重要的淡水资源，其持续变化可能进一步影响高寒生态系统结构与功能，改变青藏高原生态屏障格局，亟待完善地下水监测网络，并将其适应性管理纳入区域气候行动，实现水资源可持续利用、碳固持和生态保护的协同。

中国科学院大学杜剑卿为论文第一作者，王艳芬为论文通讯作者。本研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究（项目编号：2019QZKK0304-02）和国家重点研发计划（批准号：2024YFF0808700）等项目的联合资助。合作单位包括中国地质调查局发展研究中心、北京林业大学、中国科学院青藏高原研究所等。

论文信息：

Groundwater Rise Sustains the Worlds Largest Alpine Water System Under Global Warming

Jianqing Du, Zhixiang Niu, Yanfen Wang, Shirui Zhou, Youqing Yang, Xiang Wei, Haishan Niu, Yitao Zhang, Anquan Xia, Yali Liu, Yanbin Hao, Kai Xue, Bingfang Wu, Xinquan Zhao, Tandong Yao, Yiyu Chen

Advanced Science

DOI:10.1002/advs.76957

原文链接：

https://doi.org/10.1002/advs.76957

期刊介绍：

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