北师大水科院程红光院长就气候变化背景下长江流域受极端天气影响问题接受《中国环境报》专访

近年来，长江流域干旱事件频发。2020年4月中旬至夏初，长江以北多地出现阶段性干旱；2022年7月，长江流域持续高温少雨，发生了1961年有完整记录以来最严重的全流域性气象水文干旱；2023年3月下旬，其下游的湖南、湖北、安徽、江西等地出现了大面积的严重干旱。近日，在由长江生态环境保护修复联合研究中心在青海省西宁市召开的长江上游生态环境保护交流研讨会上，北京师范大学水科学研究院程红光院长接受《中国环境报》记者专访：《气候变化背景下长江流域受极端天气影响几何？程红光这样说》。

《中国环境报》网站原文：

中国环境报：未来，长江流域发生极端天气的概率会增加吗？

程红光：气候变化背景下，长江流域发生极端天气的概率增加。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次报告指出，未来持续增温会引起愈加频繁和强烈的极端温度、降水和干旱事件。

气候变化深刻影响水循环模式及水文要素的时空分布，引发不同尺度的生态水文要素改变。例如，全球气温增加，引起蒸发需求增加，导致地表径流变化、土壤水减少。从统计结果来看，长江流域的干旱程度明显加剧。

更进一步地，作为生态水文过程的关键因子，水文要素的变化会在器官、个体、种群、群落和生态系统等不同尺度上对陆地生态系统产生重要影响，特别是持续干旱会影响植物生理生态过程、生物地球化学循环、陆地生态系统的结构和功能，从而引起生物多样性的改变。

中国环境报：极端天气事件频发对长江流域会产生哪些影响？

程红光：近年来，气候异常引起极端天气事件频发，其中，长江流域受极端天气事件影响尤为严重。受大尺度环流因子以及季风的影响，长江流域易受多种灾害叠加影响。长江流域有大中型城市91个，人口密集且规模达我国总人口的1/3，防灾救灾压力大。同时，长江流域是我国重要农业产区，干旱等极端天气事件可能导致作物欠收，影响国家粮食安全。

首先，极端天气事件影响大、灾害重。

一是极端天气事件往往会产生级联效应，加大应对难度并且加剧其造成的危害。例如，旱涝急转的发生会导致泥石流与山体滑坡等链式灾害。已有研究表明，极端事件会对水系统、生态系统及经济社会系统产生级联效应，从而加大灾害的损失。

二是汛期反枯以及复合高温干旱事件在长江流域时有发生。汛季前因防洪需求通常会降低水库蓄水水位，若发生汛期反枯现象，有可能对抗旱调度带来极大挑战；高温干旱常导致水资源紧缺，加之高温提高了作物需水量、发电机组冷却水量以及人畜需水量，叠加之下会进一步加剧供需失衡。统计数据表明，长江流域在1978年、2006年、2022年多次发生汛季反枯；2006年、2011年、2013年、2019年、2022年多次发生复合高温干旱。

依据长期多源观测数据，长江上游区域有综合干旱加剧的趋势。长江上游地区未来干旱风险持续增加、干旱强度及烈度可能增加。而极端干旱发生后生态系统恢复所需的水量高达平均降水量的1.5—4倍，对生态系统的影响往往持续较长时间。

其次，干旱事件导致水域萎缩，长江流域湖泊湿地面积大幅减少，部分居民用水困难。

1950年以来，全国1km²以上湖泊消失98个，长江流域宜昌至大通湖泊面积由约17198km²减少到现在约6600km²，减少约2/3，其中，宜昌至汉口的湖泊面积由8470km²减少到2600km²，减少约70%；总体上，长江流域尽管局部区域如青藏高原等近期湿地面积增加，但流域整体上湿地有萎缩趋势，长江干流湿地总面积约为7330km²，近百年总面积减少约1134km²，约占干流湿地总面积的13%；2022年8月的极端干旱使鄱阳湖水域面积较同年监测的最大水域面积（6月）减少了74%，是近10年的最小值，导致城乡居民生活用水困难。

此外，气候变化将显著改变流域营养盐输移过程。这一点在长江流域尤为显著。

升温将加速沉积物碳、氮、磷的生物地球化学循环过程和沉积物—水界面交换通量，导致气候变化背景下区域水体水质下降，例如相较1980年，江苏地区的化学需氧量、总磷、总氮均显著增加；有研究表明，1981年—2020年气候对长江流域总氮、总磷负荷变化的贡献率分别从14.4%、13.5%上升到18.2%和17.8%，这对河流水环境治理持续改善的目标提出了新的挑战。

同时，气温增加会导致水温升高，这可能会导致长江流域水华规模扩大，水生态结构破坏风险上升。

近40年来，长江流域5月—10月水温呈现出升温趋势且与气温的相关关系密切，气温变化是影响水温变化的主要原因，这就导致利于喜高温的蓝藻（＞25℃）成为优势类群，可能致使水华发生提前、频率及面积扩大。

最后，气候变化还会导致河流水生态系统结构功能变化，改变水体环境，从而对鱼类等的群落结构产生影响。目前已有多项研究显示，当前长江流域水生生物多样性呈下降态势，这其中气候变化的贡献不容忽视。

中国环境报：长江流域应该如何应对未来的极端天气事件？

程红光：一个是建议加强相关的基础研究工作，提升科学研判能力。

例如，开展南方湿润和半湿润地区气候变化下极端事件演变及其对水生态环境的影响机理研究，为减缓和应对气候变化和水生态环境风险管理提供理论基础。

加强极端气候对生态环境和经济社会发展的影响机制研究，加快开发“三水”、水—能—碳、水—粮—贸易等多要素耦合综合模型，促进自然科学和社会科学的创新融合，为水生态环境损失评估、减缓和适应气候变化提供科学依据。

另一个是提升风险预报预警能力。

研发集成河湖水生态环境智能监测与预警、水动力—水环境—水生态精细化模拟、流域综合管理决策支持等功能为核心的智慧化运维体系。

基于大数据、人工智能、物联网等技术，发挥大模型海量数据处理能力，促进新机理识别，辅助改进现有水文、水动力、水环境机理模型，提高模型模拟精度与效率。

此外，应推动水利水电工程的气候适应性改造，提升多风险应对能力。

加快构建国家水网等规划的落地实施，完善区域水网工程布局，提高应对极端气候事件的硬实力。

推动水利和水电工程等的基础建设和维护，基于气候变化对河流水文要素影响及其生态效应，对工程的生态环境保护措施体系进行气候适应性改造，提升其有效性。

加强对水利工程引起的潜在、低概率风险的应急管理能力，制定预警与防控方案，如河网联通后生物、污染物等跨流域扩散风险等。

最后，加强多方统筹合作，推动管理机制创新。

建立多元共治机制，整合流域内外资源，协同部门、社会组织、科研机构等多方力量，立足流域生态系统，编制流域应对气候变化的水生态环境保护规划。

加强气候变化、极端事件和水生态环境保护相关知识及应对措施的宣传和普及工作，提升社会关注度与认知，增强全社会对应对气候变化、防范极端事件、保护水生态环境的意识。

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程红光院长主要从事非点源污染、流域污染控制、环境影响评价和环境健康影响调查等方面的科研和教学工作。曾获教育部科技进步一等奖，中国发展研究奖一等奖，大禹水利科学技术二等奖等。担任生态环境部农业面源污染治理与监督指导专家等。本次程红光院长就气候变化背景下长江流域受极端天气影响问题接受《中国环境报》专访，有力提升了研究院在行业内的知名度、提高了学术地位和影响力，对于研究院未来的研究方向也将起到重要的引领作用。