《Regional Sustainability》：Hydrological change trends of the Surkhob and Khingov river basins in the Vakhsh River of Tajikistan under climate change
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本研究针对中亚瓦赫什河流域两大支流（Surkhob河与Khingov河）长期水文变化研究不足的问题，通过分析1933-2020年气温、1970-2020年降水和1940-2018年径流数据，揭示流域显著变暖（升温率0.01-0.02°C/a）和降水空间异质性增加趋势。研究发现年均径流虽稳定但出现春季增加、夏季减少的季节性重组，ETS模型预测2019-2040年将出现干湿交替相位，为中亚山区水资源适应性管理提供关键科学依据。
在全球气候变暖的背景下，中亚山区作为"亚洲水塔"的重要组成部分，其水文系统的稳定性直接关系到下游数百万人口的用水安全和能源供应。塔吉克斯坦境内的瓦赫什河（Vakhsh River）作为阿姆河（Amu Darya）主要支流，承担着该国95%的电力供应和重要灌溉功能，然而其两大支流苏尔霍布河（Surkhob）和欣戈夫河（Khingov）流域的长期水文变化规律尚未得到系统研究。由于高山冰川加速消融和降水格局改变，这一地区正面临着水资源时空重新分配的重大挑战，亟需科学评估气候变暖对流域水文过程的综合影响。
为揭示瓦赫什河流域水文系统对气候变化的响应机制，由中国科学院新疆生态与地理研究所陈亚宁研究员团队联合塔吉克斯坦研究人员，在《Regional Sustainability》发表了最新研究成果。研究团队整合了长达近一个世纪（1933-2020年）的气象水文观测数据，采用线性回归和指数三重平滑（Exponential Triple Smoothing， ETS）等统计方法，系统分析了气温、降水和径流的时空变化特征，并预测了未来二十年的径流变化趋势。
研究主要采用了三种关键技术方法：首先利用Rasht和Sangvor气象站的长期观测数据，通过线性回归分析气温和降水变化趋势；其次基于Darband水文站1940-2018年的径流数据，采用配对线性回归模型重建缺失数据；最后运用ETS方法预测2019-2040年径流变化，该方法通过优化平滑参数（δ、β、γ）来分解时间序列的趋势、季节和随机成分。所有数据均来自塔吉克斯坦水文气象局的官方监测网络和苏联时期冰川编目资料。
3.1. 温度变化趋势
分析显示流域经历显著变暖过程，1933-2020年间苏尔霍布河流域年均温上升0.02°C/a，欣戈夫河流域为0.01°C/a。分段研究揭示三个明显阶段：1933-1960年为基准期，1960-1990年呈现适度变暖，1990-2020年进入加速变暖期，其中Rasht站后期升温达1.19°C，Sangvor站升温0.79°C。高海拔地区变暖幅度相对较低，可能与冰川缓冲作用和地形调节效应有关。
3.2. 降水变化趋势
1970-2020年间流域降水呈微弱增加趋势，欣戈夫河流域增幅2.99 mm/a（R2=0.0351），苏尔霍布河流域2.80 mm/a（R2=0.0901）。分期比较发现2010-2020年进入偏湿期，两流域年均降水量分别达到988.8 mm和810.9 mm，增幅升至4.00 mm/a，表明区域湿润化趋势加强。
3.3. 水文特征
3.3.1. 年际径流变化
1940-2018年间瓦赫什河年均径流保持稳定，变幅小于1%。研究发现冰川-雪水补给的河流存在2-3年的丰枯交替周期，持续4-5年的干旱或丰水期也时有发生。这种稳定性源于高山地区季节性积雪年际变化较小，以及冰川和永久积雪的补偿调节机制。
3.3.2. 年内径流分配
对比1940-1990和1991-2018两个时期，春季（3-6月）径流比例增加0.4%-0.8%，而夏季（7-8月）减少1.1%-1.5%。植被生长期（4-9月）径流整体增加约2%，反映冰川消融对径流季节重组的显著影响。
3.3.3. 极值径流变化
年最大径流呈现下降趋势，1980年代以来极端高流量事件减少；而年最小径流在冬季升温区域呈上升趋势，与冬季融水贡献增加有关，但在瓦赫什河流域表现不明显。
3.3.4. 未来径流预测
ETS预测显示2019-2040年径流将呈现波动变化，2026年出现最大正偏差（2.504×108m3），2035年出现最大负偏差（-3.268×108m3）。线性趋势线R2仅为0.0080，证实长期径流无显著方向性变化。
研究结论与讨论部分强调，瓦赫什河流域水文系统对气候变化表现出高度敏感性。与CMIP6模型对比表明，当前变暖趋势与RCP4.5情景一致，而RCP8.5情景下2050年后可能加速升温。降水预测显示冬季增加、夏季干旱风险加大，将进一步改变积雪模式和融雪时间。径流组成分析表明，欣戈夫河上游冰川融水贡献达44%，苏尔霍布河在消融期可达51%，凸显冰川调节功能的重要性。
该研究首次系统揭示了瓦赫什河流域水文要素的长期变化规律，证实了气候变化背景下高山流域"径流稳定但季节重组"的特殊响应模式。提出的ETS预测模型为中期水资源规划提供了实用工具，而揭示的干湿交替规律对水电调度、农业灌溉和跨境水合作具有重要指导意义。研究成果为中亚气候变化脆弱区的水资源适应性管理提供了科学依据，对推动区域可持续发展具有重要实践价值。
