Исследование выявило снижение стабильности водного стока в водосборах

Экстремальные климатические явления, такие как засухи, волны тепла и холода, не только изменяют гидрометеорологические условия, но и трансформируют базовые характеристики водосбора (например, растительный покров после пожаров, вызванных засухой). Интенсивная деятельность человека, включая модификацию русел рек, лесовосстановление, вырубку лесов, индустриализацию и урбанизацию, дополнительно усиливает изменчивость компонентов водосборной системы. Эти изменения напрямую или косвенно влияют на гидрологические процессы, и водный сток может испытывать постоянные возмущения, что ставит под угрозу как компоненты системы, так и её баланс.

Исследовательская группа под руководством профессоров Чжиюна Лю и Сяохун Чэнь из Университета Сунь Ятсена и аспиранта Ю Яня использовала модель Бадыко и данные моделирования CMIP6 для изучения стабильности водного стока в водосборах. Результаты показывают, что изменения стока, связанные с трансформацией ландшафта, могут компенсироваться изменениями, вызванными климатом, во всех климатических зонах, поддерживая стабильность коэффициента стока (эффект компенсации). В водосборах влажных зон этот эффект выражен сильнее, чем в аридных.

Однако в будущем глобальные водосборы станут более чувствительными к изменениям ландшафта и менее чувствительными к климатическим вариациям. В аридных зонах чувствительность стока как к климату, так и к базовым характеристикам возрастает. Стабильность водного стока (оцененная по совместной вероятности) будет постепенно снижаться, причем наибольшее падение стабильности ожидается именно в водосборах аридных зон.

Влажные водосборы обладают высокой сопротивляемостью гидрологической системы, позволяющей сохранять стабильный сток даже после значительных изменений. В то же время в аридных водосборах чувствительность стока к обоим факторам растет, а их внутренние и внешние характеристики переходят в новое состояние, что дестабилизирует систему и затрудняет поддержание устойчивого водного стока. Эти выводы важны для будущего устойчивого управления водными ресурсами в условиях изменения климата и подчеркивают уязвимость ресурсов в аридных и полуаридных водосборах.

Исследование опубликовано в журнале Science China Earth Sciences.