水保全重室王飞研究员团队在黄土高原陆地水储量变化归因研究方面取得新进展

来源:区域室 作者:郑文德 时间:2026-04-13

水土保持与荒漠化整治全国重点实验室王飞研究员团队在黄土高原生态水文与人类活动影响研究方面取得新进展相关研究成果以“Intensive mining and vegetation greening jointly drive the decline of terrestrial water storage on the loess plateau”为题,发表于遥感与地理信息科学领域知名期刊 GIScience & Remote Sensing上。水土保持与荒漠化整治全国重点实验室为第一完成单位,博士研究生郑文德为第一作者,史尚渝博士与王飞研究员为共同通讯作者。

黄土高原地区水资源相对短缺,而且近年来有持续恶化趋势,亟需对其成因进行辨析和定量评估。本研究结合2003-2022年 GRACE 卫星重力数据与 LightGBM-SHAP 机器学习模型,综合考虑该区既是世界最大规模生态恢复工程实施区,也是我国重要煤炭能源基地的实际,引进矿产开发这一长期忽视的胁迫因子,系统解耦了竞争性胁迫因素(气候、植被与采矿)对区域水资源影响的强度与空间特征,克服了以往区域水储量减少中归因研究集中考虑过水资源平衡本身的缺陷,降低了在局部水分亏缺驱动力方面认知的不确定性。

图  研究区与研究框架

结果表明,黄土高原水储量消耗最严重的区域集中在煤炭高强度开采区(HMA,下降速率为-16.38 mm/yr),其消耗速度显著超过了植被恢复核心区(KAR,-11.34 mm/yr)。归因分析揭示了截然不同的驱动机制:在植被恢复核心区,虽然植被变绿(NDVI)在空间上占据主导(覆盖51.4%的区域),但采矿活动表现出最高的平均影响强度(25.19 mm),超过了植被和饱和水汽压差(VPD)的单一影响;而在高强度开采区,采矿影响占绝对主导地位,影响强度高达 68.62 mm,是陆地水储量快速减少的首要驱动力。此外,研究还发现 VPD 通过非线性相互作用进一步放大了采矿对水文的负面影响,形成了复合胁迫效应。

本研究在以往聚焦植被和生产耗水导致区域水资源短缺加剧的基础上,进一步揭示了黄土高原面临水资源危机的双重性和区域差异,同时考虑了生态修复和矿产开发的影响,丰富了黄土高原水资源变化与驱动机制研究,可为未来制定差异化管理策略提供重要的科学依据。

本研究得到中国科学院国际伙伴计划(16146kysb20200001)、国家自然科学基金(42177344, U2243213, 4240072167)、高等学校学科创新引智计划(“111”计划,B20052),以及陕西省自然科学基础研究计划(2024JC-YBQN-0297)的共同资助。

全文链接:https://doi.org/10.1080/15481603.2026.2635779

编辑:王容娜

终审:李小梅

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