近30年,青藏高原南缘地表特征、气候、人类活动发生了哪些变化?

近30年,青藏高原南缘地表特征、气候、人类活动发生了哪些变化?

刘荣高(研究员)

中国科学院地理科学与资源研究所

青藏高原南缘位于青藏高原与南亚次大陆的过渡地带,是西风带、南亚季风的交汇区域,对于气候和环境变化十分敏感。

青藏高原是全球海拔最高的巨型构造地貌单元

被誉为“世界第三极”

具有独特的自然和人文环境

其剧烈隆起改变了亚洲的大气环流形势

促成了地球上最强大的亚洲季风系统

并对北半球的环流产生重要影响

近30年,青藏高原南缘地表特征、气候、人类活动发生了哪些变化?

青藏高原特殊的下垫面和大气过程

使其成为全球气候与环境变化的敏感区

在气候变化和人类活动影响下

高原的冰川、冻土、积雪等冰冻圈剧烈变化

生态系统的结构和功能

以及重要物种的种群数量和结构也发生了深刻的变化

对区域水循环、生态条件产生了巨大的影响

也给社会经济和防灾减灾带来了新挑战

地表特征

地形

青藏高原南缘为高山平原过渡带

地势北高南低

高程落差大

从南北向来说

区域北部为高耸的喜马拉雅山脉

海拔多在4000米以上

世界最高峰珠穆朗玛峰

即位于该区中部中国和尼泊尔交界处

南部为南亚次大陆

地势平坦

海拔多在200米以下

南北不到200公里的宽度

海拔落差却高达4000米甚至6000米以上

北部有众多5000米甚至7000米以上的高山

山高谷深坡度大

地形十分复杂

从东西向来说

区域西部和中部喜马拉雅山横亘

东部位于喜马拉雅山末端

分布着雅鲁藏布江大峡谷

海拔相对西部较低

多在4000米以下

近30年,青藏高原南缘地表特征、气候、人类活动发生了哪些变化?

区域数字高程模型(DEM)分布图,不同颜色代表不同高度

土地利用/覆盖

青藏高原南缘土地利用/覆盖类型以森林为主

森林总面积为21.18万平方公里

占南缘总土地面积的48.62%

其次为耕地,总面积为8.24万平方公里

占南缘总土地面积的比例分别18.92%

草地面积为7.56万平方公里

占南缘总土地面积的比例为17.35%

青藏高原南缘裸土地和永久性冰雪的面积也比较多

裸土地为3.75万平方公里

占南缘总面积的比例为8.62%

永久性冰雪的面积为2.41万平方公里

占南缘总面积的比例为5.52%

该地人口较少

居民地的面积仅为0.2万平方公里

仅占南缘总面积的0.46%

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青藏高原南缘土地利用/覆盖状况

处于研究区域最东部的中国藏南地区

居民地主要沿河谷分布

1990年居民地面积约为70.63平方公里

2015年居民地的面积达到了133.42平方公里

占藏南总面积的0.16%

该比例远远超过不丹境内的居民地占比

此外,我国藏南地区已建成机场9处

最北段的机场距离西藏米林县和墨脱县县城

分别为71公里和56公里

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1990年中国藏南地区居民地和机场分部状况

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2015年中国藏南地区居民地和机场分部状况

植被

青藏高原南缘东部的植被状况明显好于中西部地区

中西部虽然植被状况较东部较差

但2016年较之1982年有一定变好的趋势

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1982年青藏高原南缘最大叶面积指数

近30年,青藏高原南缘地表特征、气候、人类活动发生了哪些变化?

2016年青藏高原南缘最大叶面积指数

气候

青藏高原南缘

位于西风带、南亚季风和东亚季风的交汇地带

西部主要受西风带影响

中东部则主要由南亚季风控制

区域降水和温度呈现显著的空间和季节分异

由于全球变暖、亚洲季风减弱和西风带增强等

大气候系统的变化

近30年该区域降水和温度也呈现了相应的变化

降水

1998—2016年TRMM平均年降水量分布图

青藏高原南缘的降水量呈现

南部多、北部少、东部多、西部少的特征

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青藏高原南缘1998—2016 年平均TRMM 年降水量

高大的喜马拉雅山

迎接了南亚夏季风带来的印度洋的丰沛水汽

在区域的中部及东部形成了强降雨中心

TRMM年降水量在东经88-97度区域

可高达2000毫米以上

区域西侧受到西风带和南亚季风的双重作用

TRMM年降水量也可达1000毫米以上

区域南侧为迎风坡

拦截了来自印度洋的丰沛水汽

年降水量多在1500毫米以上

而北侧海拔多在3000米以上

降水量多在800毫米以下

小于南部

温度

由于青藏高原南缘海拔的巨大落差

温度北低南高

呈现出巨大的空间差异

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白天平均地表温度,青藏高原南缘 2000—2016 年

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夜间平均地表温度,青藏高原南缘 2000—2016 年

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日夜平均温差,青藏高原南缘 2000—2016 年

近30年,青藏高原南缘地表特征、气候、人类活动发生了哪些变化?

青藏高原南缘北部海拔高于3500米的站点

夏季(每年6—8月)平均气温在10℃左右

而南部海拔低于1500米的区域

夏季月平均气温在25℃以上

区域内气温显著升高

高海拔区域、夜间的温度升高更快

人类活动

人口

除南部边缘平原区域外

人口密度整体较低

北部高山区人口密度最低

普遍低于100人/平方公里

中部山区人口密度升高到100—200人/平方公里

在研究区中部的尼泊尔境内

出现数个人口聚居(密度>300人/平方公里)的居民点

南部边缘位于平原区域

人口密度显著增高

大多高于400人/平方公里

位于西部的印度境内某些区域

可达1 000人/平方公里以上

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2005年青藏高原南缘人口密度分布图

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近30年,青藏高原南缘地表特征、气候、人类活动发生了哪些变化?

2015年青藏高原南缘人口密度分布图

近30年,青藏高原南缘地表特征、气候、人类活动发生了哪些变化?

从整个大区域来说

青藏高原人口密度也显著低于南部平原区域

普遍在50人/平方公里以下

北部甚至存在大面积无人区

而南部平原印度和孟加拉国境内人口密集

印度北部本身也是印度人口高密度区域之一

从2005年与2015年对比来看,这11年期间

北部青藏高原区域内人口密度并未发生明显变化

不丹人口变化也不大

印度、尼泊尔境内,人口密度有所增大

特别是印度和尼泊尔的一些大城市人口密度上升

如尼泊尔首都加德满都

人口密度由2005年的8000人/平方公里左右

升高到30000人/平方公里以上

说明研究区域的南部人类活动加强

夜间灯光

1992年

青藏高原南缘整个区域的灯光覆盖率仅为3.1%

绝大部分灯光覆盖分布在印度(81.02%)

少部分分布在尼泊尔(17.59%)主要城市

不丹的灯光覆盖占1.23%

孟加拉占0.17%

中国在该区域内无灯光覆盖

1992年青藏高原南缘夜间灯光分布

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2013年

青藏高原南缘整个区域的灯光覆盖率为10.8%

相当于1992年的3.5倍

其中,84.84%的灯光覆盖分布在印度

12.46%分布在尼泊尔

2.27%分布在不丹

0.28%分布在孟加拉

0.13%分布在中国

2013年青藏高原南缘夜间灯光分布

近30年,青藏高原南缘地表特征、气候、人类活动发生了哪些变化?

青藏高原南缘沿喜马拉雅山南麓延伸,位于南亚次大陆与青藏高原的交接过渡地带,是西风带、南亚季风和东亚季风的交汇地带。该区域地形、气候和生态环境十分复杂,海拔从4500米以上的喜马拉雅山脉迅速降低到200米左右的平原地带,气候也涵盖了高山的高寒气候和平原的热带季风气候,地表覆盖具有森林、农田、草地和冰雪等显著的垂直地带性。

研究青藏高原南缘的地理环境和人文状况及其变迁,有助于认识高原及邻近区域对于气候变化,特别是西风带、亚洲季风变化的响应和适应状况。

该区域(特别是西部)的地面站点十分稀疏,卫星遥感为这种难抵达区域的空间连续监测提供了可能。综合利用地面观测和卫星遥感等技术手段,分析近30年青藏高原南缘的土地利用/覆盖、植被、温度、降水、人口和夜间灯光等自然和人文状况,刻画该区域的地理环境状况及其变迁。(微信号:中国科学院院刊)

刘荣高 中科院地理科学与资源研究所研究员, 博士生导师。中科院资源环境科学数据中心主任、资源与环境信息系统国家重点实验室副主任, 中国自然资源学会常务理事暨自然资源信息系统研究专业委员会主任。主要研究领域包括:全球遥感参数产品、资源环境遥感分析以及定量遥感反演关键基础问题。


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