空天院报送的课题入选中国科协2021年度10个前沿科学问题

　　此次征集发布活动重点围绕数理化基础科学、地球科学、生态环境、制造科技、信息科技、先进材料、资源能源、农业科技、生命健康、空天科技等十大领域，共征集到89家学会、学会联合体和其他单位推荐的472个问题难题。2万余名一线科技工作者和战略科学家参与推荐和研判。经过科技工作者初选、学科领域专家复选和终选预选、终选等环节，最终评选出30个重大问题难题。多位参与评选的院士认为，此项活动对于科技工作者特别是青年人才明确科研方向，聚焦关键核心问题集智攻关具有重要意义。

　　近几十年来，全球气候变化正深刻改变着高山寒区河流湖泊（河源区）水系统状态、格局及服务功能，从而对全球水资源安全、水生态环境健康产生影响。最新研究表明，以冰川补给为主的河川径流和冰湖数量与面积呈增加趋势，全球范围内冬季河湖冰覆盖度呈显著减少趋势，而高寒地区的河流水系和湖泊稳定性下降，从而导致冰湖溃决、滑坡型泥石流和洪水灾害事件的风险和频率增加。

　　作为地球“第三极”的青藏高原呈现加速增暖的趋势，气候趋于暖湿化，致使冰川积雪加速融化、降水明显增多、湖泊扩张加剧、河川径流增加。根据中国科学院青藏高原研究所发布的《西藏高原环境变化科学评估》报告和第二次青藏高原综合科学考察研究项目阶段研究成果，“高原水塔（亚洲水塔）”正朝着失衡失稳的方向发展，即区域内固液结构失衡、液态水体储量的增加导致“水塔”结构失稳。伴随上述过程，青藏高原生态系统表现为整体好转（变绿）、局部变差（退化）的分异性特征。近年来山体滑坡、泥石流、山洪、冰川湖溃决等地质灾害呈增加趋势。

　　自2018年至今，卢善龙课题组持续关注和研究青藏高原河流与湖泊水系统变化，并通过对气候变化引发的长江源可可西里卓乃湖-盐湖流域湖泊溃决—湖泊流域沙化—河湖水力联系重构等连锁水文生态问题的研究（Lu et al., 2019，2020），认为长江源卓乃湖-盐湖流域河流湖泊水系统水量显著增加、湖泊溃决、河湖水力联系重建等河流湖泊水系统变化是在青藏高原水系统整体失衡失稳过程中形成的，它是气候变化和人类活动共同作用推动形成的地表河湖水系统演化新模式 (Lu et al., 2021)。

　　卢善龙课题组认识到在上述变化过程驱动和影响下，青藏高原河流水系统正在发生或即将发生深刻变化，然而，过去和现有研究对于这一变化过程、驱动因素、未来趋势和影响等问题还缺乏系统的研究和认识。因此，在科学问题建议课题中，提出：应对青藏高原各大河流源区的水系结构、水文特征、水系变化的驱动因素以及未来气候变化情景下的青藏高原河流水系结构及水量变化对下游流域及国家水资源安全的影响等进行研究，并制定不同情景下的旱涝灾害的应对性减灾策略。课题组认为，这一研究，对于丰富和理解气候变化背景下高原水塔失衡失稳的科学内涵、过程机理、减缓和应对这一演化趋势，以及减少对我国及下游国家水安全负面影响，均具有十分重要的科学意义和应用价值，同时对开展全球其他气候变化影响严重区域河流系统变化研究，也具有重要参考价值。

 

　　中国科协2021年重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题发布与授牌现场

　　参考文献：

　　Lu, S., Jin, J., Zhou, J., Li, X., Ju, J., Li, M., Chen, F., Zhu, L., Zhao, H., Yan, Q., Xie, C., Yao, X., Fagherazzi, S. 2021. Drainage basin reorganization and endorheic-exorheic transition triggered by climate change and human intervention. Global and Planetary Change, 201: 103494.

　　Lu, S., Chen, F., Zhou, J., Hughes, A.C., Ma, X., Gao, W. 2020. Cascading implications of a single climate change event for fragile ecosystems on the Qinghai-Tibetan Plateau. Ecosphere, 11(9): e03243.

　　Lu, S., Chen, F., Zhou, J., Hughes, A.C. 2019. Accounting for the long lasting unexpected impacts of climate change on the Tibetan antelope survival. Science, eLetters, https://science.sciencemag.org/content/accounting-long-lasting-unexpected-impacts-climate-change-tibetan-antelope-survival.