全球与区域环境变化分析

1.2.1.1　全球气候变化

自1860年有气象仪器观测记录以来，全球平均气温呈显著上升趋势，在亚洲中北部、美洲北部、南美和非洲部分地区，过去一个多世纪的气温增加率超过2℉甚至4℉/世纪，其他地区则普遍增加1℉/世纪以上。全球气温在不同空间上的变化必然影响了相应空间尺度上的水循环过程，导致降水量也发生相应变化。以北半球为例，热带地区（10°N～10°S）降水量在20世纪初以来增加了2%～3%，副热带地区（10°N～30°N）则减少了2%～3%，而中高纬度地区则增加了5%～10%，全球降水的时空分布的原有平衡正在发生变化。此外，随着全球水资源时空分布等禀赋条件的变化，极端降水和干旱事件的出现频率和强度也呈上升趋势。据统计，20世纪后半叶以来，北半球中高纬地区强降水事件的出现频率增加了2%～4%，在亚洲和非洲部分地区，旱涝的发生频率、强度均呈现增高、增强趋势，对全球水资源情势产生了深远影响。

全球气候变化必将影响长江流域的气温、降水等气象水文要素的时空分布特征，进而对流域内水资源安全态势产生连锁影响。已有研究表明，长江流域在1970—2014年的平均气温呈显著增加趋势，其四季均温、最冷月和最热月平均气温均呈现明显上升趋势，流域内平均气温增加幅度较大的季节主要集中在春季和秋季，其次是冬季和夏季。与此同时，1970—2014年长江流域地区潜在蒸散发总体呈现上升趋势，有120个站点的潜在蒸散发呈显著上升趋势，而具有下降趋势的站点仅有11个；流域上游高原区、上游盆地区、下游区年潜在蒸发呈增加趋势，中游区呈下降趋势，且最低气温、最高气温是影响流域潜在蒸发量增加的主要因子。气温、蒸散发能力的时空变化打破了长江流域原有的水热平衡，对流域水资源时空分布可能产生较大影响。

近年长江流域极端降水也呈现出复杂的时空变化特征。针对长江流域极端降水要素的研究结果表明，20世纪70年代以来，长江上游干流区的极端降水指数呈减少趋势，说明该区域在未来发生干旱的可能性较大，而在洞庭湖、鄱阳湖和太湖流域等中下游地区极端降水指数则呈明显的上升趋势，说明这些区域在未来发生洪涝的可能性较大。

1.2.1.2　区域植被覆盖和土地利用变化

与经济社会快速发展相伴随的高强度人类活动导致植被覆盖条件和土地利用格局显著变化，从而对径流形成和演化过程产生影响，进一步影响长江流域水资源条件。近年长江流域植被覆盖受水电开发、城乡建设以及生态恢复等人类活动影响较为显著。1982—2015年间长江流域除岷-沱江和太湖流域植被覆盖度为下降趋势外，其他地区均呈上升趋势。植被覆盖率呈上升趋势的区域占流域总面积的69.8%，其中45.1%的区域呈显著上升趋势，又以乌江流域、鄱阳湖流域、洞庭湖流域等较为显著。相关研究表明，人类活动对长江流域植被覆盖面积变化起主导作用。长江上游是水电站开发的重点区域，大量水库建成和大规模植被恢复和水土保持措施的实施使得该区域植被覆盖率上升趋势最显著；地处长三角的太湖流域，由于经济水平和城市化水平的不断提高，城市建设面积的不断扩张持续占用植被资源，植被覆盖度呈现下降趋势，因此该地区人类活动是植被退化的主要原因。(www.xing528.com)

长江流域土地覆被类型主要包括林地、耕地、建设用地和水域等。其中耕地主要分布在四川盆地、江汉平原以及长江下游干流区，面积占比约40.6%，水域主要分布于长江以及沿线湖泊，建设用地主要分布于平原与盆地城市化地区。张祎（2018）统计了长江流域2000—2005年、2005—2010年、2010—2015年变化总面积大于1000平方千米的13类土地覆被变化类型，结果见表1-1，长江流域土地利用结构变化最大的特征是耕地转为建设用地，在2000—2015年间共有11804平方千米的耕地转变为建设用地，其次主要为林地转为建设用地、耕地转为水域、草地转为林地。

表1-1长江流域土地覆盖面积变化统计

1.2.1.3　变化环境对水资源情势的影响

长江干流全长超过6300千米，流域水资源总量达9958亿立方米，单位国土面积水资源量为56万立方米/平方千米，约为全国平均值的两倍。全球和区域环境变化对长江流域水资源时空分布产生复杂影响，从而对流域和各分区防洪治涝、水资源供给、水环境保护等方面带来一系列新的挑战。

由于地处季风气候影响区，长江流域降水和径流时空分布不均，旱涝灾害多发。而全球和区域气候条件的变化可能将导致长江流域水资源的时空分布更不均匀，这一情况对洪涝和干旱的影响已受到广泛关注。受降水变化影响，20世纪60年代以来长江上游宜昌站径流呈减少趋势，中游汉口站和下游大通站则呈增加趋势，这可能与洞庭湖和鄱阳湖流域降水增多有关。长江流域春季和秋季上、中、下游径流量均呈现减少趋势，夏季和冬季则呈现增加趋势。全球和区域环境的变化对长江流域极端水文事件亦可能产生深刻影响。不同气候模式对未来气候情景的预估表明，21世纪长江流域水文极端事件无论在强度和频率上都可能上升，长江流域发生百年甚至千年一遇的极端水文事件的概率增大。极端水文事件频次的增加和强度加大将导致超标洪水的产生，并引发地质等方面的次生性灾害，同时危害大型水利工程安全。流域内干旱灾害发生的频次有可能增加，也会增加水资源调配的压力。