目前，水量变化已成为黄河流域生态治理的关键问题。中国科学院地球环境研究所安芷生院士、刘禹研究员及树木年轮研究团队联合美国亚利桑那大学、西安交通大学、长安大学和西北农林科技大学的科研人员，经过10余年研究，利用黄河中、上游31个对水文变化敏感的树轮年表资料，在与黄河天然径流量对比、建模和校验的基础上，重建了黄流中游1492~2013年间天然径流量变化历史。7月20日，相关论文在线发表于美国《国家科学院院刊》。
研究发现，历史时期的高/低径流时段与文献记载的黄河泛滥/黄河流域大旱事件相一致；1928~1929年的黄河天然径流量（257亿立方米）是过去500余年来的径流最低值，1781年是过去500余年来径流最高值（588亿立方米），可作为未来水利工程设计和水资源管理的基准标尺。由于与亚洲季风关联的降水量减少，以及人类对黄河水量获取无节制增加，20世纪80年代末以来观测到的黄河极低年径流量已经超出了天然径流的变化范围，90年代后，黄河完全处于枯水区间，引起下游山东多地每年断流天数不断增加，无水可用。
特别值得注意的是，1920年后期华北大干旱之后，黄河固有的、已经存在了400多年的24年和10年的流量变化周期表现紊乱；上世纪60年代之后，随着主河道9座宏大拦水大坝的建立，这2个周期彻底消失。与历史时期相比，目前黄河流量变化已无规律可循。
研究人员还计算了上世纪60年代以来人类活动耗水量的逐年变化。其结果显示，人类活动耗水量的急剧增加与头道拐和三门峡的泥沙含量剧烈减少显著负相关。据计算，耗水量的增加致使头道拐和三门峡的泥沙含量分别减少了58%和29%。
文章认为，对于黄河这条泥沙含量特别高的大河来说，水量减少导致水动力减弱，径流冲刷泥沙的能力减弱，泥沙被搬运距离缩短，引发黄河泥沙含量减少，水质变清。如果因大气气溶胶持续增加而致使亚洲季风降水持续减弱，主产流区降水将会持续减少，加之人类活动持续增强，将会使黄河水量日趋减少，将远远不能满足人类活动的需求，会对下游人类生存及社会经济发展产生灾难性影响。
这一成果为黄河水文模型分析提供了重要的基础数据，对评估黄河水文长期变化趋势和治理策略的制定具有重要理论和实践意义，也为全球变化研究中如何区分自然变化和人类影响、量化人类活动提供了研究范例。
相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.1922349117
（原载于《中国科学报》 2020-07-24 第1版 要闻)
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