甘肅張掖市,接近傍晚時分,放牧人在祁連山的低山地帶趕羊。攝影/本刊記者 霍思伊
315國道,南疆最孤獨的大漠公路,從新疆的喀什起,沿昆侖山脈,橫穿塔克拉瑪干沙漠,跨越羅布泊,途經(jīng)葉城、和田和若羌,到達西寧。今年7月13日,該國道若羌至且末段卻被洪水侵襲。
7月10日至13日,新疆天山山區(qū)、和田地區(qū)和巴州等地下了一場大暴雨,暴雨中心就在巴州若羌縣瓦石峽鎮(zhèn)。最近幾年,每到夏季,受極端暴雨影響,315國道沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)時常遭遇山洪,洪水漫過大橋、沖毀路面,導致交通中斷,沿岸的大片棗樹也被淤泥淹沒。
中國西北地區(qū),是對全球氣候變化最敏感的區(qū)域之一。西北深處歐亞大陸腹地,行政區(qū)域上包括新疆、青海、寧夏、甘肅和陜西五省(自治區(qū));地形復雜,橫跨青藏高原北部、塔克拉瑪干沙漠、柴達木盆地、河西走廊和渭河平原。中國西北也是全球同緯度最干旱的地區(qū)之一,生態(tài)環(huán)境脆弱。
全球變暖背景下,西北地區(qū)的氣溫正以全球平均升溫水平兩倍的速率上升,降水量也以9.32毫米/10年的速率呈增加趨勢。今年7月,中國氣象局最新發(fā)布的《中國氣候變化藍皮書(2023)》顯示,2005年以來青海湖水位連續(xù)18年回升,天山烏魯木齊河源1號冰川等均呈現(xiàn)加速消融趨勢,青藏公路沿線多年凍土退化趨勢明顯。近兩年,關于西北地區(qū)“沙漠變綠洲”的消息也屢屢登上熱搜。
2002年,中國科學院院士、中國冰川學奠基人施雅風最先注意到西北“暖濕化”的信號。已有多項證據(jù)表明,過去40多年,西北地區(qū)確實在向著暖濕化轉變,且暖濕化的范圍在向東部擴展。近十年來,西北地區(qū)變暖變濕的程度在明顯加速。這給該地區(qū)氣候變化應對、水資源管理和防災減災提出新的挑戰(zhàn)。
新疆阿克蘇地區(qū)溫宿縣,34歲的塔格拉克村牧民亞爾買買提坐在平臺子牧場的草地上。這一帶的草地里長有許多紫色的糙蘇花。攝影/本刊記者 霍思伊
315國道若羌至且末段遭洪水侵襲。(視頻截圖)
流經(jīng)和田河的洪水。(視頻截圖)
新疆葉城縣大雨后,卡車在柯克亞鄉(xiāng)被卷入洪水。(視頻截圖)
8月的塔格拉克平臺子牧場,吹過的風都是綠的。當?shù)厝苏J為,這是整個南疆地區(qū)最好的一塊牧場,在行政區(qū)劃上屬于新疆阿克蘇地區(qū)溫宿縣柯柯牙鎮(zhèn)塔格拉克村(以下簡稱塔村)。塔格拉克,在維吾爾語中意為“四面環(huán)山的地方”,但這里橫亙的山不是一般的山,是“天山的屋脊”托木爾峰。它是天山山脈的最高峰,海拔7443.8米,新疆的“母親河”塔里木河最主要的河源——阿克蘇河就發(fā)源于此。
當海拔下降到2500米,在托木爾峰南坡向塔里木盆地過渡的綠色褶皺里,自然條件優(yōu)越的平臺子牧場就鑲嵌于此。如果要考察西北地區(qū)近幾十年的暖濕化現(xiàn)象,這里是一個最好的起點。
塔村牧民亞爾買買提今年34歲,他個子不高,雙頰曬得黑紅。這里的天空高闊而舒朗,陽光不用穿過厚厚的云層,就能直射著雪山、草原與羊群。2013年以來,亞爾買買提明顯感覺到,太陽變得更毒了,高溫持續(xù)時間在拉長,羊比人更快感受到氣候變化。這片草原上活躍著的高山細毛羊和絨山羊以運動量大著稱,但每當遇到高溫天氣,它們就食欲驟減,只想一動不動地趴在石頭下面“防曬”。
天氣變暖的同時,對西北干旱區(qū)的牧場而言,降水是一個更關鍵的主導因素。“因為雨水多了,草就長得好,羊就吃得好。”新疆塔格拉克生態(tài)農業(yè)有限公司經(jīng)理圖爾蓀·圖木爾對《中國新聞周刊》解釋說。相較高溫,亞爾買買提對當?shù)亟邓黾拥母惺芨?,他說,近十年來,夏季雨水總體在變多,牧草更加繁茂和優(yōu)質,最明顯的變化體現(xiàn)在草的高度上。“十年前,草差不多只有20厘米高,現(xiàn)在的草長得比以前要高40厘米,有的已經(jīng)高過膝蓋了?!眮啝栙I買提說。
溫宿縣草原工作站提供的一組數(shù)據(jù)印證了他的觀察:2014年,溫宿縣的綜合植被蓋度約為35.4%,到2022提升到39.2%。這是反映草原植被覆蓋率和一定范圍內牧草生長濃密程度的最直觀的指標。草原變得更綠了,這是西北暖濕化最顯而易見的信號?!笆昵澳瞧狡逻€是黃的。”站在平臺子禁牧區(qū)的圍欄前,圖爾蓀指著不遠處的山坡說道。
時值盛夏,剛下過雨的草葉上還浸著水汽,在陽光的折射下閃著彩色的光。在墨綠的云杉群下,是一片蒼郁的綠色和漫山的紫色小花,這種花叫糙蘇,常生長于新疆的草坡上,根須粗厚,一簇簇的傘狀紫色花朵聚攏在一起,邊緣處有細密的絨毛,點綴在牧草間。在圖爾蓀看來,這是暖濕化給當?shù)夭菰瓗淼牧硪粋€重要變化:生物多樣性的增加。2022年9月,托木爾峰國家級自然保護區(qū)內還發(fā)現(xiàn)了一個新物種:曹氏紫鄂蘚。苔蘚類植物對濕度非常敏感,暖濕化更易激發(fā)蘚類的生長。一個月后,在阿克蘇地區(qū)的庫車市大龍池,還發(fā)現(xiàn)了一只正在覓食的赤狐。不過,圖爾蓀也指出,當?shù)夭菰鷳B(tài)的向好是在人類干預與氣候變化的雙重作用下,禁牧政策扮演了重要角色。
據(jù)新疆氣象局提供的數(shù)據(jù),2001~2022年與1961~2000年相比,新疆區(qū)域平均氣溫上升了1.0℃,平均降水量增加了25.0毫米,增幅達16.1%。近十年,全疆夏季降水量增幅最大,南疆增幅接近15%,暖濕化趨勢明顯。
西北暖濕化的成因是什么?
中國工程院院士、國家氣候變化專家委員會顧問丁一匯對《中國新聞周刊》解釋,一方面,大西洋暖洋流自20世紀80年代開始增強,通過海氣相互作用,使西風環(huán)流將更多暖濕氣流帶到中國西北;另一方面,受全球變暖影響,北極變暖,北極的冷空氣不斷南下,形成了東風,來自北極和太平洋的多種水汽源從東向西一路帶到西北地區(qū)。
因此,西北暖濕化是全球氣候變化引起的區(qū)域性結果。中國氣象局原副局長宇如聰很早就關注到西北暖濕化問題。他對《中國新聞周刊》說,研究發(fā)現(xiàn),華北的很多降水過程可以追蹤到祁連山區(qū),全球變暖讓整個西風帶的震蕩加劇,使水汽的傳播從西向東具有更強的連通性?!盀槭裁次覀兌家P心西北暖濕化現(xiàn)象,因為西北地區(qū)的大氣系統(tǒng)異常也可能影響到東部。”
談論西北暖濕化時,常為人所忽視的一個問題:氣溫、降水在數(shù)字上的增加究竟意味著什么?
僅在阿克蘇地區(qū)內部,暖濕化的表現(xiàn)就有明顯的區(qū)域分化。阿克蘇地形很復雜,北部是天山山脈南麓,分布有大量水源涵養(yǎng)林;中部則是山前的傾斜平原和沖積平原區(qū),南部是塔河流域及其沿岸綠洲,也是阻擋沙漠北移的一道生態(tài)屏障;再往南,就是中國最大的沙漠塔克拉瑪干沙漠。
這種多元的下墊面共同組合成西北干旱區(qū)最典型的生態(tài)系統(tǒng):以山地-綠洲-荒漠復合為基本特點。阿克蘇地區(qū)林業(yè)發(fā)展保障中心高級工程師張志軍對《中國新聞周刊》說,在山區(qū)與平原交界的前山地帶,是近十年來植被蓋度增加最明顯的區(qū)域。從山上下來一點,在新疆新和縣西南部、柯坪縣阿恰鎮(zhèn)以南區(qū)域,分布有大量溫性荒漠草原,但草場退化嚴重,“雖然也受到氣候暖濕化的影響,植被的改善并不明顯”。
阿克蘇地區(qū)林業(yè)與草原局提供的2022年監(jiān)測結果顯示,在阿克蘇地區(qū),溫性荒漠類草原植被蓋度最低,僅為17.09%。阿克蘇地區(qū)草原工作站謝元元對《中國新聞周刊》解釋說,在阿克蘇的5100余萬畝草原中,荒漠草原就占了60%左右,植被以旱生或者超旱生為主,群落結構單一,植被年生長量受降雨影響波動大,對氣候變化非常敏感。“暖濕化并沒有從根本上改變當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的這種脆弱性?!?/p>
實際上,阿克蘇北部所處的天山南麓,是最早被視為存在暖濕化轉型信號的區(qū)域。21世紀初,施雅風在2003年3月發(fā)表的論文《中國西北氣候由暖干向暖濕轉型的特征和趨勢探討》中劃出一片“顯著轉型區(qū)”,包括新疆北部、天山及其兩側地帶、祁連山及其北側中西段地區(qū)等地。
在另一片對暖濕化響應同樣敏感的區(qū)域:祁連山脈北側,甘肅省祁連山水源涵養(yǎng)林研究院研究員敬文茂已經(jīng)在這片山區(qū)做了近五十年的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測。沿著河西走廊從西向東,敬文茂統(tǒng)計了祁連山北麓及其附近地區(qū)1965年~2018年的氣象數(shù)據(jù),具體行政區(qū)包括嘉峪關、酒泉、張掖等地,流域覆蓋發(fā)源于祁連山的三大內陸河水系:疏勒河、黑河和石羊河。
結果發(fā)現(xiàn),可以在張掖-高臺劃一條分界線,以東是“快速暖濕”區(qū),包括山丹、民勤、張掖、武威等地;以西是“緩慢暖濕”區(qū),以玉門鎮(zhèn)和酒泉為中心,在河西走廊最北端、東接阿拉善沙漠的馬鬃山呈“暖干”趨勢。也就是說,祁連山北麓及其附近地區(qū)的暖濕趨勢,由南向北,由東向西遞減。
總體而言,暖濕化對祁連山區(qū)植被的影響是積極的。通過連續(xù)數(shù)十年的監(jiān)測,敬文茂敏銳觀察到,上世紀80年代,氣候暖濕化轉型前,祁連山的建群種青海云杉每年大概生長10厘米左右,但現(xiàn)在,這種壽命很長的樹種每年能長高12~13厘米。除了植被蓋度,植物凈初級生產(chǎn)力是另一個評估植被生態(tài)質量和生長狀況的關鍵參數(shù),可以反映植物在自然條件下的生長潛力。祁連山青海云杉的凈初級生產(chǎn)力原本多年一直維持在一個較為恒定的值,但暖濕化轉型后,它的凈初級生產(chǎn)力在逐年上升。
2018年,中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院發(fā)布的《祁連山生態(tài)變化評估報告》指出,近57年來,祁連山區(qū)的氣溫和降水分別以0.35 ℃/10年和14. 7毫米/10年的趨勢上升。敬文茂坦率地說,隨著降水量增加,植被生態(tài)狀況改善,其生長所需的耗水量也在增加,最終會和當?shù)亟涤炅吭黾于厔葸_到一個新的平衡。一旦平衡形成,對整個地區(qū)的植被生長和生物多樣性都有非常好的正向替代作用?!暗壳岸?,每十年增加14.7毫米的降水還不足以讓祁連山地區(qū)的植被形成新的平衡?!本次拿f。
從整個西北干旱區(qū)來看,根據(jù)2022年12月中國科學院發(fā)布的《中國西北干旱區(qū)水資源與生態(tài)環(huán)境研究報告》,西北干旱區(qū)降水稀少,多年平均降水量約為156.36 毫米。全球變暖下,該區(qū)域升溫明顯,年均氣溫以每10年0.32℃的速率上升,是全國平均水平的2.5倍,并在1998年出現(xiàn)了“躍動式”升溫。截至2021年,年平均氣溫較1960 ~ 1997 年升溫前升高了1.13℃。
中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠與綠洲生態(tài)國家重點實驗室主任陳亞寧對《中國新聞周刊》指出,西北干旱區(qū)降水基數(shù)低,其中,南疆塔里木盆地的多年平均降水僅為60.7毫米,是我國最干旱的一隅。暖濕化不能從根本上改變西北干旱區(qū)荒漠景觀的基本格局,讓西北變江南。未來西北干旱區(qū)的荒漠生態(tài)系統(tǒng)變化仍存在著不確定性,生態(tài)安全保障體系的建設仍然非常重要。
從溫宿北部山區(qū)再往南,就是緊挨著塔克拉瑪干沙漠的荒漠區(qū),這里的年降水基數(shù)比山區(qū)低得多。“在這些年降水量還不到100毫米的干旱區(qū),潛在蒸發(fā)量卻能達到1800~2000毫米,降水量與蒸發(fā)量差距巨大。”阿克蘇地區(qū)氣象局副局長羅繼對《中國新聞周刊》說。
“溫度升高、蒸發(fā)能力增強后,會導致土壤水分喪失,使得夏季土壤干旱加劇,一些淺根系、耐旱性差的荒漠植物會因干旱脅迫死亡。這個現(xiàn)象表現(xiàn)最突出的就是和田等南疆南部平原區(qū),局部區(qū)域的植被蓋度這幾年甚至出現(xiàn)下降?!标悂唽幷f。
2021年,中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所研究員、副所長姚俊強等人開展的一項研究表明,綜合分析1961年~2015年數(shù)據(jù),20世紀80年代中后期以來新疆氣溫升高,降水量增加,呈“暖濕化”特征,但1997年后,干旱變化趨勢、干旱頻率、干旱發(fā)生月份等均有明顯增加,新疆部分地區(qū)發(fā)生了“濕干轉折”。
姚俊強分析說,這里所謂的“干”是綜合意義上的局部“變干”狀態(tài),考慮了蒸發(fā)、土壤濕度、干旱指數(shù)等多種要素,和西北當下總體的“暖濕化”趨勢并不矛盾。
為何在1997年發(fā)生轉折?中國科學院新疆生地所的一項研究表明,主要是新疆蒸發(fā)量在上世紀90年代中期發(fā)生逆轉,從此前顯著下降變?yōu)轱@著上升趨勢,這與同期風速變化有關。他還發(fā)現(xiàn),西北地區(qū)無論增加多少降水,可能大多會被蒸發(fā)掉?!熬拖褚粋€無底洞,越是干旱的區(qū)域,潛在蒸發(fā)量越大,南疆的潛在蒸發(fā)量更大,因此,南疆干旱加劇的情況要大于北疆?!币娬f。
干旱加劇最直接的結果就是天然植被退化。歸一化植被指數(shù)(NDVI)是反映植物空間分布密度的指數(shù)。前述研究還發(fā)現(xiàn),新疆的植被NDVI在1982~1997年增速明顯,植被趨于“變綠”,但在1997年后,NDVI開始下降,植被長勢遲滯,有較明顯的退化趨勢,土壤水分下降,生態(tài)負效應凸顯。
姚俊強說,天然植被退化不僅是因為受到“濕干轉折”的影響,還與極端天氣氣候事件頻發(fā)有關。暖濕化影響下,新疆降水的時空分布更加不均。一方面,兩個降水事件間的天數(shù)在加大,也就是持續(xù)干旱日數(shù)在拉長;另一方面,極端暴雨頻次、強度都在增加,極端降水量占到總降水量的50%左右。極端降水加劇了災害風險,據(jù)水利部門統(tǒng)計,新疆水土流失面積已占全國水土流失面積近 1/3,且有加劇之勢。
在溫宿的草原上,60歲的圖爾蓀對這種變化有切身感受?!拔倚r候,草原每天下兩次雨,每場下一兩個小時,雨都不大。但現(xiàn)在3~4天或一周才下一場雨,甚至夏天經(jīng)常不下雨,要下就是大雨,洪水、冰雹也比以前多了,有些草場被洪水淹掉了,需要10年以上才能恢復?!彼f。
姚俊強說,新疆有兩類區(qū)域植被退化最嚴重,一是以自然植被為主的區(qū)域,受季節(jié)性降水波動影響明顯,比如伊犁河谷、塔城和阿勒泰等新疆西北部地區(qū);二是荒漠和綠洲間的過渡帶,近幾年一直在加速萎縮。
“不僅是萎縮,這幾年很多過渡帶已經(jīng)徹底消失,在塔克拉瑪干沙漠南緣經(jīng)??梢钥吹?。”中國治沙及沙學會副會長、中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所研究員雷加強對《中國新聞周刊》說。
雷加強分析說,近幾十年來,西北地區(qū)有“兩擴大一縮小”的趨勢,即綠洲和沙漠不斷擴大,但兩者間的過渡帶一直在縮小。作為沙漠與綠洲間的緩沖區(qū),過渡帶有兩個基本功能:阻沙固沙和維護區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的完整性。從長期看,如果過渡帶真的消亡了,會對地區(qū)的植物群落、生物多樣性帶來很大威脅。如果過渡帶的植被退化太嚴重,也更易成為沙源地。他發(fā)現(xiàn),近兩年,受極端天氣過程增加影響,塔克拉瑪干沙漠的沙塵天氣頻率在增加,季節(jié)不確定性也在增強。
西北地區(qū)出現(xiàn)的任何氣候信號都不是只關乎西北。作為北方生態(tài)安全屏障的最前沿,對塔克拉瑪干沙漠邊緣的一些極端干旱區(qū),姚俊強最擔心的是,因為當?shù)厝藢Ω珊盗曇詾槌?,很容易忽視干旱加劇發(fā)出的危險訊息:沙漠邊緣原本脆弱的生態(tài)更岌岌可危,“脆弱”在擴大并不斷侵蝕著新疆其他地區(qū),進而通過沙塵暴等形式影響到東部。
不過,姚俊強也強調,目前種種跡象只能說明新疆的干濕變化趨勢正在發(fā)生一些轉變, “濕干轉折”信號能否成為新的態(tài)勢,現(xiàn)有的監(jiān)測周期還較短?!皬?997年算起,至少要有30年以上的數(shù)據(jù),才能作初步判斷?!币娬f。
從更長期看,西北暖濕化帶來的另一重危機是冰川的消退。
西北地區(qū)的河川徑流構成中,冰川融水是非常重要的一部分。陳亞寧解釋說,西北干旱區(qū)以內陸河為主,幾乎所有河流都發(fā)源于山區(qū),水資源主要由高山區(qū)冰川積雪融水、中山森林帶降水和低山帶基巖裂隙水等構成,受氣候變化影響強烈。其中,冰川融水占西北干旱區(qū)地表徑流量的30%左右。
“西北植被覆蓋面積的擴大被認為是暖濕化的一個重要標志,但實際上,這主要是近年來山區(qū)來水量大幅增加所致?!标悂唽幏治稣f,具體而言,全球變暖加速水循環(huán),導致山區(qū)降水增加是一個方面,但另一個重要因素是氣溫升高加速了山區(qū)冰川積雪消融,大量冰雪融水補給了河川徑流。
施雅風早先注意到西北“暖濕化”的強勁信號,正是將目光轉向了中國最大的內陸淡水湖——位于天山中段的博斯騰湖。他發(fā)現(xiàn),博斯騰湖水位原本自20世紀50年代有記錄以來一直在下降,面積萎縮了13%,但1987年水位突然開始持續(xù)上升,至2002年上升了4.5米, 超過50年代最高水位 1米, 湖面也擴大到1000平方公里以上。施雅風在2002年發(fā)表的文章中分析,補給該湖的開都河焉耆站徑流量快速增長,由1987年的28.15×108立方米,連年增加至2000年的41.4×108立方米,成為博斯騰湖水位上升的直接原因。
陳亞寧也觀察到,自20世紀90年代中后期以來,西北干旱區(qū)的山區(qū)來水量增加了約110億立方米。其中,塔里木河流域的四源流:阿克蘇河、和田河、葉爾羌河、開都-孔雀河過去20年間水資源量增加了40.7億立方米。也就是說,冰川融水增加和山區(qū)降水增多,帶來的積極影響是使西北干旱區(qū)水資源可利用量增加,干旱區(qū)水資源承載力得到提升和增強,有利于下游和沿岸的農業(yè)灌溉和生態(tài)建設?!靶陆饕枪喔绒r業(yè),農業(yè)生產(chǎn)方式是‘非灌不植’,沒有灌溉就沒有種植,因此,近20年山區(qū)來水量的大幅增加非常關鍵?!标悂唽幷f。
2022年5月,新疆伊犁的天山冰川。圖/視覺中國
但這只是短期效應,如果將時間線拉長到幾十年后,專家分析,隨著全球氣溫持續(xù)上升,冰川會加速消融,一些小冰川可能率先消失。當?shù)竭_一個拐點后,作為西北地區(qū)最重要的固態(tài)水庫,冰川對地區(qū)水資源的調蓄功能下降,冰川融水對徑流的貢獻從增加轉為減少,西北廣大的內流河流域將只能靠山區(qū)的天然降水補給為主。“最終,氣候變化引起的山區(qū)冰川變化和水循環(huán)過程改變,將加劇西北干旱區(qū)水資源供給的不確定性,水文波動性增強。因此,冰川消退將直接影響到西北地區(qū)未來的水資源安全,必須得到重視?!标悂唽幏治?。
在西北,冰川的萎縮肉眼可見。距離烏魯木齊市僅130公里的天山烏魯木齊河源“1號冰川”,是中亞干旱區(qū)的代表性冰川之一。自上世紀50年代以來,“1號冰川”一直處于退縮狀態(tài),最近二十年又出現(xiàn)了強烈的加速趨勢,約退縮了100米。每年7月,姚俊強都會親自爬上“1號冰川”實地考察。
今年,他對看到的場景感到格外痛心:消融的冰川直接“匯聚”成了一條寬闊的河,水像瀑布一樣,嘩嘩往下流,拍打著冰川末端裸露的巖石灘?!敖衲隁鉁乇热ツ旮?,在同樣的地方,去年水流還沒有這么大?!币娬f。
陳亞寧指出,過去60年,中國西部冰川面積減小了18%,新疆境內的冰川面積縮小了 11.7%,其中,阿爾泰山冰川退縮最顯著,面積縮小37.2%,因為該區(qū)域以1平方公里以下的小冰川居多,對氣候變化的響應更敏感,消失更快速。此外,祁連山冰川的縮小比率為5.5%~48.5%。
陳亞寧團隊的模擬預估結果顯示,到2045年前,西北干旱區(qū)的天山、昆侖山地區(qū)一些以大型冰川補給為主的河流徑流量均會保持高位震蕩,且波動性增強,大多數(shù)流域冰川融水對徑流的貢獻將在2045~2070年達到峰值。而一些小冰川補給為主的河流,冰川消融拐點可能在本世紀中葉到來。
在黑河流域上游的排露溝流域,敬文茂今年已明顯感受到危機。2023年是大旱之年,截至今年8月底雨季結束之前,流域的降水只有248毫米,遠低于往年同期降水量,而流域最大年降水能達到550毫米。“往年即使干旱也不會是極端干旱,流域內徑流的減小幅度是相對小的,但今年徑流的減小幅度非常大,2022年和2023年干旱發(fā)生后,冰川積雪和凍土融水補給徑流量能力下降明顯?!彼f。
《中國西北干旱區(qū)水資源與生態(tài)環(huán)境研究報告》指出,西北干旱區(qū)是我國水資源最貧乏的地區(qū),水資源總量約995.57億立方米,僅占全國的3.46%,資源型缺水嚴重。而且,水資源形成區(qū)與消耗利用區(qū)相互分離,形成于山區(qū),消耗在平原、綠洲及荒漠區(qū),時空分布極為不均,在年內分配上,春旱、夏洪。水資源短缺是制約西北干旱區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的最關鍵因素。
水資源短缺的西北干旱區(qū),要如何應對冰川萎縮及氣候變化引發(fā)的水危機?
陳亞寧建議,蓄水方面,新疆水利工程建設相對滯后,共有671座水庫,但工程的調蓄能力僅是20.6%,“水資源管控能力相對低下,是提高新疆水資源利用效率面臨的主要短板”。因此,要進一步加強山區(qū)重大控制性樞紐工程和水網(wǎng)工程建設;新疆目前的節(jié)水面積不足灌區(qū)面積的40%,要大力推廣農業(yè)高效節(jié)水技術,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)用水結構;調水方面,基于“空間均衡”治水理念,加快流域間和區(qū)域外調水研究;同時,積極實施山區(qū)人工增水,加大空中云水資源的開發(fā),增強山區(qū)流域的蓄水養(yǎng)源能力。他還建議,要提高洪水的資源化利用,化弊為利,尤其在極端氣候水文事件頻發(fā)的背景下,可以采取“引洪灌溉”等措施,有計劃地對一些重點胡楊林保護區(qū)實施生態(tài)補水。
2023年4月,新疆巴州,尉犁縣段的塔里木河及兩岸的胡楊林。圖/視覺中國
雷加強更擔憂的一點,是水危機對應的綠洲危機。他解釋說,近幾年,山區(qū)河川徑流的增加讓流域內的綠洲不斷擴張,“但50年之后怎么辦?水沒有那么多的時候,這些年過度擴張的綠洲用水怎么保障?”
在雷加強看來,關鍵要把水的賬算好,無論發(fā)展農業(yè)還是生態(tài)修復,都要做好未來水資源承載力的分析?,F(xiàn)在正建設的一些沙漠鎖邊林工程,就因為水的保障沒有跟上而不太穩(wěn)定,還是要堅持科學地“以水定綠”,不能建一大片防護林,最后因為缺水而完全退化了,帶來負面的生態(tài)效應?!耙郧拔覀冋務撴i邊工程,要鎖沙漠的邊,現(xiàn)在也要鎖綠洲的邊。”雷加強說。
綠洲的擴張,是暖濕化下西北發(fā)展的一個縮影。
“有的地方草場變好了,就想加速發(fā)展畜牧業(yè),但這是需要謹慎的,在利用暖濕化有利一面的同時,各地要具體分析,該區(qū)域增加的水資源到底來自哪兒,來自降水更多,還是冰川融水造成的,根據(jù)這些具體情況,再去制定一些短期、長期的措施,尤其是長期怎么應對未來水資源的減少,絕對不能只顧眼前,過度耗竭水資源?!庇钊缏斦f。
西北從“暖干”向“暖濕”的轉折點是1987年。
2002年9月,當83歲高齡的施雅風組織大批專家共同討論西北暖濕化的轉型證據(jù)時,還只有不到20年的數(shù)據(jù)。結果發(fā)現(xiàn),變暖的趨勢是顯而易見,降水的變化卻有區(qū)域差異,變濕的傾向在范圍上并沒有擴展到西北全境,呈現(xiàn)出“西濕東干”特點:西北西部為“暖濕化”,東部為“暖干化”,降水呈逐年減少趨勢。西北的東、西部一般以黃河為界劃分。
在施雅風的構想中,具有全球意義的西北暖濕化轉型,應在地域面積上“向西,與亞洲中西部聯(lián)系;向東,擴展到西北東部”。20年后,甘肅的張強團隊證實了他的構想。張強是甘肅省氣象局總工程師、中國氣象局干旱氣候變化與減災重點開放實驗室主任。他的團隊發(fā)現(xiàn),21世紀以來,西北暖濕化呈東擴特征,西北東部在1997年以前降水量呈現(xiàn)減少趨勢,1997年后轉變?yōu)樵黾于厔?,?0年增加了57毫米,截至2018年的近20年累計已增加約100毫米降水。
如果仔細觀察西北降水西增東減的分界線在不同時期的動態(tài)變化,能更清晰看到這種趨勢:以30年為周期,1971~2000年,分界線還在甘肅西部和新疆的邊緣;1981~2010年,界線已經(jīng)東伸到河西走廊中東部;而在1991~2020年,甘肅全境、內蒙古西部和陜西北部部分地區(qū)都在界線以西。也就是說,“暖濕化”趨勢已東擴至西北全境。尤其值得注意的是,無論西部還是東部,近20年來降水都呈現(xiàn)加速增加特征,西北變濕趨勢在顯著增強。
2021年7月2日,新疆阿勒泰地區(qū),民警查看洪水情況。圖/視覺中國
2021年7月3日,新疆喀什地區(qū)塔什庫爾干塔吉克自治縣,塔什庫爾干鄉(xiāng)托格倫夏村暴雨后暴發(fā)山洪,民警幫助牧民轉移羊群。圖/視覺中國
張強分析稱,西北西部降水更多受西風環(huán)流輸送的水汽控制, 東部更多受東亞夏季風環(huán)流輸送的水汽控制。1998年前,西風環(huán)流與東亞夏季風環(huán)流表現(xiàn)為此升彼降的“蹺蹺板關系”,但21世紀以來,西風環(huán)流與東亞夏季風環(huán)流表現(xiàn)為一致的增強趨勢。
受暖濕化東擴影響,原本是“未轉型區(qū)”的隴東地區(qū),近些年已變?yōu)椤帮@著轉型區(qū)”。地處隴東的慶陽正位于半干旱向半濕潤的過渡區(qū),區(qū)域內干濕分布呈現(xiàn)出兩極化的特征。但慶陽市氣象局西峰農試站站長、高級工程師周忠文發(fā)現(xiàn),這幾年干旱的發(fā)生頻次明顯減少了,內部的干濕兩極化差異也在縮小。不過,他還對《中國新聞周刊》說,雖然慶陽的年降水量總量在逐年增加,但年際之間的變化波動非常大,造成當?shù)厮得芨油怀?,水資源的可利用率下降。
“2016年,慶陽一年內共出現(xiàn)了76次短時強降水,暴雨5次;2018年,短時強降水增長到211次,暴雨16次;2019年小時強降雨刷新歷史紀錄,達到了90.8毫米,2021年5~8月卻發(fā)生了嚴重的伏旱,環(huán)縣出現(xiàn)了有氣象記錄以來的同期最少降雨量?!敝苤椅恼f。根據(jù)蘭州區(qū)域氣候中心等機構編寫的《西北區(qū)域氣候變化評估報告:2020決策者摘要》,1961~2017年,西北地區(qū)極端降水和暴雨總體呈增加趨勢,分別以每10年增加0.9站次和1.8站次的幅度變化,20世紀90年代以來增加尤為顯著。
樹木年輪是氣候變化的最忠實記錄者。在烏魯木齊沙漠氣象研究所的樹木年輪氣候研究室里,靜靜安放著5萬余根樹芯標本。顯微鏡下,一棵樹經(jīng)歷的幾百年都能在一根樹芯上得到直觀的體現(xiàn)。烏魯木齊沙漠氣象研究所樹木年輪氣候研究室主任喻樹龍對《中國新聞周刊》說,氣候越暖,樹木的生長季越長,當年的樹輪就會變寬;氣候越濕潤,樹木生長得越快,年輪也會更寬?!?0年代以來,樹輪的寬窄波動性明顯增大,近十年尤甚,反應出氣候變化的極端性在增強。”
2022年8月,“南疆塔克拉瑪干沙漠里出現(xiàn)湖泊”沖上熱搜,再度引發(fā)全社會關于西北暖濕化的討論高潮,一些網(wǎng)友認為這是“沙漠變綠洲”的征兆。實際上,這恰恰反映出硬幣的另一面:這是暖濕化導致極端天氣增加的一個典型樣本。塔里木河來水量在夏季暴漲,造成干支流25條河流發(fā)生超警戒流量以上洪水,這些洪水從河道兩側溢出,下泄到沙漠低地后形成類似小水塘的積水。新疆生態(tài)與地理研究所研究員高鑫對《中國新聞周刊》解釋說,這些短期洪水在沙漠上形成的積水不會滲透進沙漠,只是在低洼處形成看上去像是湖泊的景象,但很快就會消失。
專家分析,這些洪水的來源有兩個:一是當年新疆夏季出現(xiàn)破紀錄高溫,塔里木盆地南北兩側的昆侖山、天山形成了遠超往年的冰雪融水,二是流域上游七八月發(fā)生了多起暴雨,二者共同匯入徑流,最終形成暴雨和融雪疊加的混合型洪水。
近年來,這種混合型洪水愈發(fā)常見。阿克蘇水文勘測局局長熱西提·米吉提對《中國新聞周刊》說,“去年7月塔里木河阿拉爾站的最高洪峰達到了1830立方米/秒,是有史以來最大洪峰,為什么會這樣?就是因為塔河的三個源流河——阿克蘇河、葉爾羌河以及三河的洪峰同時匯合到一塊,所以峰高、持續(xù)時間又長。其實,往年和田河水量是很少的?!?/p>
一位不愿具名的新疆氣象工作者對《中國新聞周刊》指出,如果流域內有大型水利工程設施,這種混合型洪水的風險就相對可控,但新疆有1000多條山洪溝,其中真正設防的很少?!八杂行﹨^(qū)域的洪水是防不住的,只能提高當?shù)鼐用竦娘L險防范意識,及時撤離?!?/p>
2021年1月9日,新疆巴州,塔克拉瑪干沙漠中的羅布湖。圖/視覺中國
極端降水事件與升溫密不可分。陳亞寧解釋說,溫度升高后,使得變暖的大氣層在飽和前可容納更多水汽,從而增強了發(fā)生極端暴雨洪水的風險。在他看來,新疆極端暴雨洪水主要發(fā)生在中低山帶,天山北坡經(jīng)濟帶貢獻了新疆65%的GDP,人口城市密集,一旦出現(xiàn)暴雨洪水和極端水文事件,致災性可能很強,要未雨綢繆,積極應對。另一方面,隨著全球變暖,西北干旱區(qū)夏季高溫熱浪事件的頻率、強度都在增加,熱浪次數(shù)每10年約增加0.23次,熱浪最長持續(xù)天數(shù)每10年增加0.39天。
如何更好應對西北頻發(fā)的極端天氣?專家建議,應進一步加強氣象監(jiān)測站的建設,尤其在氣象災害的高風險區(qū)要盡可能實現(xiàn)監(jiān)測覆蓋,填補漏洞?!靶陆陙順O端氣象災害的密集發(fā)生區(qū),主要在山區(qū)和一些古道,很多旅游區(qū)也沒有監(jiān)測,一旦發(fā)生極端暴雨洪水,可能帶來人員、經(jīng)濟損失,因此必須把(監(jiān)測)網(wǎng)織密,有了監(jiān)測才能提前預警。”前述新疆氣象工作者說。張強還建議,對極端氣象災害的預防與防范不只與氣象部門相關,需要多部門、全社會聯(lián)動起來,形成合力。