流域湿地干旱调节功能研究获重要进展

湿地水文调蓄功能可作为基于自然的水资源与气候变化解决方案中的重要载体，在维护流域水量平衡、减轻洪旱灾害和应对全球气候变化等方面发挥极其重要的作用。干旱调节功能是湿地水文调蓄功能的重要组成部分，如何从流域尺度上定量评估湿地干旱调节功能是当前国际湿地生态水文学研究的热点和前沿。

东北地理所水文与水资源学科组研究团队近年来聚焦流域湿地水文调蓄功能定量评估研究，取得了系列创新性研究成果（Wu et al., 2020a; 2020b; 2020c），在此基础上，提出了流域湿地干旱调节功能定量评估的理论框架（图1），在中国嫩江的甘河流域和加拿大St. Charles河的Nelson河流域开展了研究，定量评估了湿地对水文干旱以及气象干旱向水文干旱演化的调蓄作用。

图1. 湿地水文干旱调节功能定量评估框架

研究发现，湿地可明显缩短干旱持续时间和缓解水文干旱的严重程度（图2A），减缓干旱发展进程和加快干旱恢复过程（图2B）。

图2. 湿地对水文干旱持续时间、严重程度（A）和干旱演化特征的影响（B）

湿地可以削弱气象干旱-水文干旱的关系（图3A），延长气象干旱向水文干旱的传播时间（图3B）和响应周期（图3C），降低气象干旱向水文干旱的转变概率，。在湿地调蓄作用下，甘河和Nelson河气象干旱向水文干旱的转变概率分别下降了19%和18%。但是，湿地对干旱调蓄作用的强度和效应有明显差异性，甚至在一定条件下湿地发挥着加剧干旱严重程度的作用。

图3. 湿地对气象干旱-水文干旱的相关性（A）、传播时间（B）和响应周期（C）的影响

该研究创新了流域湿地水文调蓄功能定量评估方法，揭示了流域湿地干旱调节功能大小及其作用机制，为全球气候变化下基于自然的流域干旱风险应对提供新的思路，对流域湿地恢复保护、水资源综合管控与应对气候变化具有极其重要的意义。

该研究成果于近期发表在水文与水资源领域国际权威期刊《Journal of Hydrology》上，由东北地理所吴燕锋特别研究助理（第一作者）、孙敬轩博士、胡博亭博士、章光新研究员（通讯作者）和加拿大国立科学研究院Alain N. Rousseau教授、Marianne Blanchette博士以及美国路易斯安那州立大学胥毅军教授共同完成。本研究得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、中科院战略先导项目和国家重点研发计划项目等共同资助。

论文信息如下：

Wu, Y., Sun, J., Blanchette, M., Rousseau, A.N., Xu, Y.J., Hu, B. Zhang, G. Wetland mitigation functions on hydrological droughts: From drought characteristics to propagation of meteorological droughts to hydrological droughts. Journal of Hydrology, 128971.

https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.128971,2022

其他相关论文信息：

[1] Yanfeng Wu, Guangxin Zhang, Alain N. Rousseau. Quantitative assessment on basin-scale hydrological services of wetlands. Science China-Earth Sciences, 2020a, 63(02): 279-291.

https://link.springer.com/article/10.1007/s11430-018-9372-9

[2] Yanfeng Wu, Guangxin Zhang, Alain N. Rousseau, Y. Jun Xu. Quantifying streamflow regulation services of wetlands with an emphasis on quickflow and baseflow responses in the Upper Nenjiang River Basin, Northeast China. Journal of Hydrology, 2020b, 124565.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169420300251

[3] Yanfeng Wu, Guangxin Zhang, Alain N. Rousseau, Y. Jun Xu, étienne Foulon. On how wetlands can provide flood resilience in a large river basin: A case study in Nenjiang River Basin, China. Journal of Hydrology, 2020c, 125012.