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科研进展

祁连山冰冻圈流域河流溶解性有机质研究获新进展

发表日期:2026-09-22来源:西北生态环境资源研究院放大 缩小

祁连山位于青藏高原东北缘,是我国典型的中纬度冰冻圈分布区,也是维系河西走廊水资源与生态安全的重要“固体水库”。在全球变暖背景下,冰川退缩和冻土退化正在改变流域水文过程,并进一步影响有机碳、氮等生源要素的迁移与循环。然而,祁连山不同水源补给类型河流及冰川雪、冰、融水等多介质中溶解性有机质(DOM)的协同观测仍较为匮乏。

中国科学院西北生态环境资源研究院云南丽江玉龙雪山冰冻圈与可持续发展国家野外科学观测研究站牛贺文等基于2020—2023年在祁连山开展的连续野外观测,对祁连山隆畅河、野牛沟、八宝河、老虎沟、岗什卡和宁缠河等6条典型河流及两条冰川进行系统采样观测,获得河水、降水、表层雪、冰川冰和融水等300余个样品,重点研究溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)和总溶解氮(TDN)的时空变化及其环境控制机制。

研究发现,祁连山6条河流消融期平均DOC浓度为 0.81 ± 0.16 mg L-1。受冰川融水影响较强的老虎沟、岗什卡和宁缠河DOC和DON浓度明显低于以降水和地下水补给为主的河流,表明低有机质浓度的冰川融水补给是影响高寒河流DOM水平的重要因素,而植被来源和土壤有机质的侵蚀输入,则促进了下游河流中DOM的富集。河流DOM还具有显著季节变化。隆畅河消融期DOC浓度为1.48 ± 0.17 mg L-1,明显高于非消融期的0.88 ± 0.04 mg L-1,其变化与径流、气温和降水密切相关。

此外,研究显示,高海拔雪冰和融水中的DOC与TDN浓度明显低于下游河流,表明冰冻圈水体在向下游输送过程中,水源混合和陆源有机质输入共同影响河流溶解性有机质的浓度与组成,进而调节流域碳、氮的迁移与循环过程。随着冰冻圈持续退化,流域水文过程及不同水源之间的连通性将发生改变,并可能重塑河流有机质的来源与组成,进而影响高寒流域碳、氮的迁移和输出过程及其对下游生态系统的影响。

相关成果以Spatiotemporal dynamics of riverine dissolved organic matter and its linkages to cryospheric changes in the Qilian Mountains为题,发表于地球科学领域期刊CATENA。西北研究院已毕业硕士研究生陈梦雪为论文第一作者,牛贺文研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金面上项目、第二次青藏高原综合科学考察研究和中国科学院青年创新促进会等项目的共同资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.catena.2026.110588 

祁连山冰冻圈河流DOM来源及影响因素示意图

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