《Regional Sustainability》：Spatiotemporal heterogeneity of runoff in Tajikistan and its driving mechanisms under climate change
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本研究针对气候变化背景下中亚"水塔"塔吉克斯坦水资源安全难题，通过融合多源观测数据（2000-2024年），综合运用Theil-Sen斜率估计、Mann-Kendall趋势检验及多变量相关性分析，系统揭示了该国径流时空分异规律。研究发现年尺度径流变化不显著（P=0.76），但季节性波动显著，降水是主导正驱动因子（78.00%区域呈中强正相关），而潜在蒸散发持续负向驱动。温度上升通过冰川融化短期增益与蒸散发增强长期抑制的竞争机制影响径流，当前径流稳定依赖冰川融水缓冲效应，未来随冰川储量减少风险加剧。成果为跨境水资源协同管理提供关键科学依据，发表于《Regional Sustainability》。
在中亚广袤的干旱半干旱区，塔吉克斯坦被誉为"中亚水塔"，其冰川滋养的阿姆河、锡尔河等跨境河流，如同生命血脉般维系着下游数百万人的生计和生态系统。然而全球变暖正剧烈改变着这片脆弱区域的水平衡——过去五十年间，塔吉克斯坦经历了显著升温，导致冰川大规模退缩和降水格局变迁。但令人困惑的是，关于气候变化如何影响该地区径流的科学认知仍存在巨大分歧：有的研究强调冰川融化是径流增加的主因，有的则认为降水变化占主导，还有研究指出流域特性会引发异质性响应。这些争议背后，是研究尺度、方法差异导致的认知盲区，尤其缺乏国家尺度的系统观测分析。更关键的是，温度上升对径流究竟产生促进还是抑制效应？其通过何种机制发挥作用？这些问题直接关系到未来水资源的可持续性。
为破解这些难题，研究人员在《Regional Sustainability》发表了最新成果。他们整合了2000-2024年期间月度径流与气候数据集，采用空间变异系数量化分布不均性，结合Theil-Sen斜率估计和Mann-Kendall（M-K）趋势检验识别变化热点，并通过Pearson与Spearman相关分析解析驱动机制。研究特别关注了降水、潜在蒸散发、最高温度与最低温度四类因子的独立及协同作用，并利用方差膨胀因子（VIF）诊断多重共线性问题，确保结论可靠性。
3.1 径流时空动态变化
3.1.1 径流时间变异
年尺度上径流呈微弱下降趋势（-0.047 mm/a），但统计不显著（P=0.76），表明年际波动主要受气候随机性支配。季节性分析显示春季径流轻微减少（-0.211 mm/a），夏季微增（0.094 mm/a），秋冬变化均不显著，印证了冰川融水与降水混合补给的特征。
3.1.2 径流空间分布
高径流区集中分布于帕米尔高原东部，年均值达173.000 mm，呈现东南向西北递减格局。夏季径流峰值突出（最高662.000 mm），明显受冰雪融水主导；秋冬则因融水减少而显著降低，凸显水资源季节分配不均。
3.1.3 径流变异程度
夏季水文最不稳定，中高变异度区域合计占比94.35%；春季以中高变异为主（67.14%）；冬季虽以基流为主，但高达39.16%区域仍呈现高变异特性，可能与山区积雪分布不均及人类调水活动相关。
3.1.4 径流空间变化趋势
83.67%国土年径流呈不显著下降，但局部响应迥异：东南部帕米尔高原春季径流显著增加，而锡尔河流域中下游夏季出现显著减少。人类活动（如灌溉引水）在低冰川覆盖率区域放大气候负效应，加剧空间异质性。
3.2 径流与气候因子时序变化
冬季降水显著减少（-0.646 mm/a, P=0.03）是唯一通过显著性检验的气候指标，潜在蒸散发虽未显著但持续上升，最高增幅出现在夏季（0.186 mm/a）。最高温度与最低温度均显著升温（0.032°C/a与0.029°C/a），夏季贡献最大，这种不对称增温为水文过程带来复杂影响。
3.3 气候因子共线性与相关性
3.3.1 共线性诊断
最高温度与最低温度VIF值分别为5.91和5.75，存在中度共线性，但未严重影响分析结果。
3.3.2 线性相关分析
降水与径流在78.00%国土呈中强正相关，而潜在蒸散发作为负驱动因子覆盖74.39%区域。最高温度与径流关系复杂：冰川区呈正响应，但全国尺度负相关主导（99.00%区域），揭示温度通过蒸散发抑制效应的空间优势。
3.3.3 非线性相关分析
Spearman检验进一步验证了上述格局，且发现温度与径流的负相关性被线性模型高估，实际更接近单调非显著模式，凸显冰川融水增益与蒸散发损耗的竞争机制。
4.1 径流稳定机制
当前径流稳定性源于冰川融水短期补偿与降水减少、蒸散发增强的负效应相互制衡。但冰川储量有限性决定其缓冲作用不可持续，未来随着冰川峰值过境，负驱动因子将占据主导。
4.2 人类活动与流域异质性耦合影响
锡尔河流域中下游的径流显著减少，印证了灌溉引水、水库调节等人类活动的叠加效应。流域特性（冰川覆盖率、土地利用强度）通过改变产汇流条件，与人类活动形成复杂互馈，放大空间分异。
4.3 综合驱动机制与展望
冰川融水增益、蒸散发耗水增强、降水格局重构三股力量此消彼长，未来风险在于冰川缓冲效应衰减后，蒸散发负效应将主导径流减少。研究强调需发展融合自然-人类系统的分布式水文模型，支持跨境协同适应策略。
这项研究首次在国家尺度上系统刻画了塔吉克斯坦径流变化的立体图景，揭示了温度双重竞争机制的空间表现，为理解中亚干旱区水循环响应提供了新视角。其结论警示：当前看似稳定的水资源格局实为冰川"透支"下的短暂平衡，未来需建立基于流域异质性的精准适应体系，方能应对即将加剧的水安全挑战。
