黑河流域降水，徑流及地下水水位系示意圖
黑河上遊降水，中遊徑流及下遊地下水水位重建結果對比
黑河是我國第二大內陸河，發源於祁連山，流經青海、甘肅、內蒙古三省(自治區)，最終匯人中蒙邊界內蒙古額濟納旗的東居延海和西居延海。黑河幹流全長821公裡，流域總面積約13萬平方公裡，是河西走廊及額濟納旗最重要的地表徑流來源，同時也是河西走廊農業生產的生命線。
然而，近年來黑河全流域生態危機加劇，水資源短缺已經造成嚴重的環境與社會問題，引起了政府及相關部門的極大關注。因此亟待開展對黑河流域歷史時期生態環境的研究。
近期，中科院地球環境研究所劉禹研究員帶領其研究團隊通過研究流域內不同地區樹木年輪寬度，系統分析了黑河流域的水文變化歷史。定量恢復了黑河源頭地區360餘年年的降水量、黑河中遊570餘年徑流量和230餘年黑河下遊額濟納地下水水位。研究表明，黑河徑流及下遊地區地下水補給主要來自祁連山大氣降水。重建的降水量、徑流和地下水水位在年代際尺度上顯著相關，它們在1940年以前具有一致的變化趨勢，即上遊的降水量豐沛時，中遊徑流流量增加，下遊的地下水水位抬升，反之相反。1940年以後，地下水水位滯後於降水量及徑流的變化，很大原因是由於中下遊的用水量急劇增加引起的。該區降水量、徑流量以及地下水水位變化存在的70—80周期與大氣海洋系統60—80年濤動周期相吻合，40—50年的變化周期與黃河上遊水文變化的50年周期及北大西洋溫鹽環流40—50年的周期遙相呼應。這些周期表明黑河流域水文變化可能受大範圍海-陸-氣相互作用的影響。
過去50年來，流域中自然狀態下的整體水資源形勢並未惡化，源頭降水、河流徑流量總體呈增加趨勢。在這種情況下，流域內水資源的短缺可能歸因於過度的人類活動。這一研究為認識黑河流域水資源形勢提供了科學數據。
該研究成果近期發表在國際水研究權威期刊《水研究》（
Water Research）（Liu, et al., 2010，Tree-ring hydrologic reconstructions for the Heihe River watershed, western China since 1430 AD, Water Research, 44：2781-2792, DOI:10.1016/j.watres.2010.02.013）。（來源：中科院地球環境研究所）
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