《Advances in Climate Change Research》：Are glaciers actually critical for basin runoff in the northern Qilian Mountains, Northwest China?
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冰川作为水资源的叙述导致人们认为冰川对流域径流至关重要，尤其在干旱区。同一流域内，冰川融水对流域径流贡献的量化存在显著差异。为填补此知识空白，研究人员评估了多个降水数据集以确定最合适的一个，并在此基础上建立了阈值约束框架（threshold-constrain
冰川作为水资源的叙述导致人们认为冰川对流域径流至关重要，尤其在干旱区。同一流域内，冰川融水对流域径流贡献的量化存在显著差异。为填补此知识空白，研究人员评估了多个降水数据集以确定最合适的一个，并在此基础上建立了阈值约束框架（threshold-constrained framework），以评估祁连山（QM）北坡各流域的冰川融水贡献。通过敏感性分析验证了该框架的稳定性和可靠性。结果表明，石羊河上游（URSYH）、黑河上游（URHH）、北大河上游（URBDH）、疏勒河上游（URSLH）和党河上游（URDH）流域中，冰川对年径流的贡献分别不超过2.6%、1.4%、10.3%、22.9%和17.9%。然而，以往研究估计其贡献分别为4.1%?6.1%、2.7%?3.5%、12.1%?23.1%、23.3%?51.2%和46.8%?47.8%，均高于本研究中得出的上限阈值，表明祁连山北坡山口径流中冰川融水的贡献可能被高估。研究发现，URSYH、URHH、URBDH、URSLH和URDH流域冰川区的年降水量显著高于非冰川区。然而，由于冰川区仅占各流域的一小部分（0.32%?4.37%），冰川区降水对流域总降水的贡献相应有限（0.34%?5.27%）。这项研究为河西走廊的水资源管理提供了重要指导，并为全球其他冰川区的冰川融水贡献评估提供了参考框架。
**论文解读：祁连山北坡冰川融水对流域径流贡献的重新评估**
**研究背景与问题**
全球冰川面积约706,000 km2，广泛分布于极地和高山地区。冰川融水被广泛认为是下游河流的重要水源，尤其在干旱和半干旱区。然而，全球冰川持续退缩和质量损失，以及未来加速的预期，威胁着水资源及相关社会经济系统的可持续性。青藏高原（TP）作为“亚洲水塔”，其冰川融水滋养着长江、黄河、印度河和恒河等主要河流系统。过去五十年，TP冰川普遍退缩，促使大量研究评估不同流域冰川融水的贡献。然而，当前定量评估仍存在显著不确定性。例如，雅鲁藏布江上游流域冰川融水对年径流的贡献估计范围为3.5%至29%，而近期基于多源数据的示踪辅助冰川水文模型建议该比例低于5%。在祁连山（QM）北坡多个流域也存在类似不确定性，尤其是疏勒河上游（URSLH）流域，不同研究估计的冰川融水贡献介于23.3%至51.2%之间。这些显著差异表明，目前对冰川融水贡献的定量理解仍存在较大不确定性。此外，冰川融水估算的可靠性高度依赖于降水数据的准确性。由于祁连山地形复杂、降水模式多样且高海拔观测站稀疏，山区降水估算高度不确定，尤其在冰川区。尽管卫星、再分析和多源降水产品已日益常用，但不同数据源提供的降水值存在显著差异，且缺乏基于可靠降水数据稳健约束冰川融水贡献的分析框架。为此，本研究旨在评估多种高分辨率格点降水数据集在祁连山的准确性，识别最优数据集，分析石羊河上游（URSYH）、黑河上游（URHH）、北大河上游（URBDH）、疏勒河上游（URSLH）和党河上游（URDH）流域冰川区与非冰川区的降水时空分布，并在此基础上开发阈值约束框架评估祁连山北坡各流域的冰川融水贡献。该研究为河西走廊水资源管理提供重要指导，并为全球其他冰川区的冰川融水贡献评估提供参考框架。论文发表在《Advances in Climate Change Research》。
**关键技术方法**（不超过250字）
研究人员采用以下主要关键技术方法：（1）使用六种高分辨率格点降水数据集（TPHiPr、ChinaClim、CHM_PRE、MPQL、CMFD、MPCHN），通过36个国家气象站（1998?2017年）和6个独立雨量站（2014年）数据，采用相关系数（CC）、均方根误差（RMSE）和相对平均偏差（BIAS）评估各数据集精度，选取最优数据集CHM_PRE；（2）基于CHM_PRE 1960?2022年数据，分析祁连山及五个流域的降水时空分布；（3）建立阈值约束框架，将冰川对径流的贡献分为两部分：冰川区降水对径流的上限贡献（假设冰川处于气候平衡，所有冰川区降水均释放为融水）和冰川体积损失产生的融水贡献（基于第一次与第二次中国冰川编目（FCGI、SCGI）之间的冰川体积年变化率，冰密度取900 kg/m3）。敏感性分析验证框架稳定性。数据来源包括36个国家级气象站、6个独立雨量站（具体站点名称见原文）、FCGI、SCGI及90 m数字高程模型（DEM）。
**研究结果**
**3.1 高分辨率格点降水数据集评估**
通过36个国家站年尺度评估和6个独立雨量站月尺度验证，CHM_PRE表现最佳（CC=0.98，RMSE=31.57 mm，BIAS=2.91%），MPQL表现最差。因此选取CHM_PRE（1960?2022年，重采样至0.01°）进行后续分析。
**3.2 降水时空分布**
1960?2022年，祁连山平均年降水量为305.24 mm，呈东南高西北低的空间格局，并以每十年12.25 mm的速率显著增加（p<0.01）。五个流域年降水量分别为428.18 mm（URSYH）、407.71 mm（URHH）、302.34 mm（URBDH）、271.59 mm（URSLH）和181.49 mm（URDH），均呈显著上升趋势。降水量随海拔变化复杂，在2000?3000 m随海拔升高而增加，峰值约400 mm（约3000 m），3000?4500 m为水资源核心形成区。五个流域中，冰川区年降水量显著高于非冰川区，但冰川区面积占比很小（0.32%?4.37%），导致冰川区降水对流域总降水的贡献有限（0.34%?5.27%），其中URSLH流域贡献最高（5.27%）。
**3.3 冰川对流域径流的影响**
以1960年（FCGI）和2006年（SCGI）为代表年份，1960?2006年五个流域冰川面积分别减少24.89 km2（38.40%）、27.25 km2（46.19%）、75.54 km2（25.98%）、70.16 km2（12.77%）和31.93 km2（13.55%）；冰川体积分别减少0.60 km3（27.81%）、0.47 km3（33.74%）、1.63 km3（15.68%）、3.52 km3（10.98%）和1.04 km3（9.34%）。基于阈值约束框架，第一分量（冰川区降水上限贡献）在URSYH、URHH、URBDH、URSLH和URDH流域分别为1.74%、0.84%、6.94%、15.51%和12.09%；第二分量（冰川体积损失融水贡献）分别为0.87%、0.58%、3.33%、7.41%和5.83%。两者之和表明冰川对年径流贡献分别不超过2.6%、1.4%、10.3%、22.9%和17.9%，均低于以往研究估计值（4.1%?6.1%、2.7%?3.5%、12.1%?23.1%、23.3%?51.2%和46.8%?47.8%），高估范围为2%?167%。高估原因包括贡献比例定义问题（分母使用径流而非总水分输入，分子将裸地降雨径流归为冰川融水）、输入数据不确定性（降水低估导致模型补偿性增加冰川融水比例）以及特定方法和模型设置偏差（忽视冰川动态退缩、忽略冻土过程、仅用径流数据校准参数、采用不恰当径流系数）。
**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究从三方面推进了对祁连山冰川贡献的理解：确认CHM_PRE为最准确降水数据集；量化冰川区与非冰川区降水贡献，揭示冰川区降水贡献有限；建立阈值约束框架揭示祁连山北坡冰川融水贡献可能被普遍高估。基于两个冰川编目分析，冰川体积损失产生的融水仅贡献长期平均径流的0.58%?7.41%，表明冰川退缩对区域水资源系统贡献很小。相反，降水在径流形成和维持中起更主导作用：五个流域径流与降水显著正相关（CC 0.57?0.85，p<0.001），降水贡献占径流的51%?90%。未来径流变化可能更依赖降水变化而非冰川融水；在不同排放情景下，21世纪中后期祁连山降水贡献预计增加，可能部分抵消冰川融水减少的不利影响。不确定性分析表明，基于六种降水产品和两种冰川体积数据集，各流域贡献的不确定性范围仍低于或持平于以往研究的高值，支持了高估结论。研究结论：CHM_PRE在祁连山表现良好，可提供可靠降水估算。各流域冰川区年降水量显著高于非冰川区，但冰川区面积小，其降水贡献有限（0.34%?5.27%）。冰川对年径流贡献不超过2.6%、1.4%、10.3%、22.9%和17.9%，以往研究估计值均高于此上限阈值，表明祁连山北坡冰川融水对山口径流贡献可能被高估。准确评估冰川贡献对于区域水资源的科学管理至关重要。
