全球气候变化通过降水对水环境质量的影响

李科

摘 要：全球的二氧化碳水平自工业革命以来不断增加，致使全球地表平均温度不断增加，水循环作为全球气候系统的一部分，也必然受到影响，致使全球水资源时空分配发生变化。由于降水的变化，也必然致使水环境质量发生变化。本文对有关降水影响水环境质量的研究进行综述，阐述降水对环境质量影响的主要机理。

关键词：气候变化；降水；水环境质量

自工业革命以来，大气中的二氧化碳含量不断增加，作为最要的温室气体，致使全球气候发生改变。联合国气候变化政府间专家委员会（IPCC）在报告中指出，近100年（1906～2005年）地球表面气温平均上升了0.74℃[1]，未来全球气候依然以变暖为主要特征[2]。水循环系统作为气候系统的重要组成部分，全球气候系统发生变化时，水循环系统也必然受到影响，最终导致全球水资源的时空分配发生变化[3， 4]。

降水形成的地表径流会对地表产生冲刷作用，从而使其污染物和营养盐进入河流或湖泊等水体，造成地表水体甚至地下水体污染，尤其会加重农田周围非点源污染[5-7]。同时，径流量的大小又会直接影响污染物和营养盐在河道和湖泊中的滞留时间，进而影响水体污染和富营养化程度[8， 9]。Park等[9]利用水质模型模拟气候变化下韩国清州湖的水质变化，降水量在未来三个时间段2020s（2010-2039年）、2050s（2040-2069年）和2080s（2070-2099年）分别增长了12.9%、23.1%和34.4%，因为全年三分之二的降水集中在1月至8月，这个时期湖水中的总氮（TN）和总磷（TP）也为全年最高，同时由于未来降水量的增高增大了对地表的冲刷，TN和TP在未来三个时期均出现了不同程度的升高。

根据IPCC报告及目前的一些研究成果究显示，未来气候变化可能会增加一些地区干旱和洪水等极端水文事件发生的频率和强度[1， 10， 11]，这些会直接影响水体及水质环境。有研究表明，未来某些区域由于蒸散发的增加幅度要远远大于降水量的增加幅度，这将致使地表径流大量减少并导致干旱的发生频率的增加[4， 12， 13]。干旱范围的增大及地表径流的减少，会直接引起水体中有机物、悬浮物及氮、磷等营养物质在河流和湖泊中的停留时间，降低水体中污染物迁移转化速度和水体的稀释能力，进而影响水体的水质环境[14-17]。Mosley等利用5个水文监测站的资料分析了2007-2009年的干旱事件对澳大利亚墨累区水质的影响，研究发现由于径流量的降低，地下水对湖泊输入比例增加，造成盐度、TN及TP大量增加，浊度略有降低[15]。

参考文献：

[1]Solomon S.Climate change 2007：the physical science basis：contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[M]， Cambridge Univ Pr， 2007.

[2]Hayhoe K.， Wake C.， Anderson B.， Liang X.Z.， Maurer E.， Zhu J.H.， et al.Regional climate change projections for the Northeast USA[J].Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change， 2008， 13：425-436.

[3]Wilks D.S.， Wilby R.L.The weather generation game：a review of stochastic weather models[J].Progress in Physical Geography， 1999， 23：329-357.

[4]张建云， 王国庆， 贺瑞敏， 刘翠善.黄河中游水文变化趋势及其对气候变化的响应[J].水科学进展， 2009：153-158.

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[8]Hadjikakou M.， Whitehead P.G.， Jin L.， Futter M.， Hadjinicolaou P.， Shahgedanova M.Modelling nitrogen in the Yesilirmak River catchment in Northern Turkey：Impacts of future climate and environmental change and implications for nutrient management[J].Science of the Total Environment， 2011， 409：2404-2418.