科尔沁沙地地下水储量受气候主导与人类活动加剧的影响

作者：奈曼站  更新时间：2025-07-07

科尔沁沙地是北亚森林和欧亚草原之间的过渡地带，生态脆弱且面临着日益严峻的环境压力挑战。同时也是我国北方重要的粮食生产基地之一，对地下水依赖严重，80%以上的农业灌溉用水靠地下水供给。该地区的地下水储量异常（GWSA）变化对气候变化和人为活动尤为敏感。因此，准确监测GWSA动态并了解其驱动机制，对该地区水资源可持续管理具有重要的科学意义与实际价值。

本研究基于GRACE重力卫星数据，采用随机森林降尺度，将重力卫星数据从0.25°降尺度到1km的分辨率。然后结合地面监测井数据进行验证了重力卫星估算研究区地下水储量的可靠性，分析了科尔沁沙地平原灌溉区(Zone I)以及山地水源区(Zone II)（图1）的水储量时空变化（图2和图3），采用偏最小二乘结构方程模型（PLS-SEM）对影响科尔沁沙地水储量变化的驱动机制进行了定量解析（图4）。

研究结果表明，1985-2020年科尔沁沙地地下水储量呈持续下降趋势，整体减少速率为− 0.62 ± 0.03 mm/yr 。2002-2020年下降速率显著加快，尤其是平原灌溉区(Zone I )的地下水储量减少速率(−5.04 ± 0.23 mm/yr)明显高于山地水源区(Zone II，−3.84 ± 0.18 mm/yr)。总体而言，气候变化是影响科尔沁沙地地下水储量变化的主导因素，但人类活动的影响程度正在逐年增强。

该成果于2025年4月以The dynamic patterns of groundwater storage in Horqin Sandy Land are driven primarily by climate factors but threatened by human activity为题，在线发表于水文水资源领域期刊Journal of Hydrology : Regional Studies，西北研究院生态与农业研究室奈曼沙漠化研究站博士研究生陈雪萍为论文第一作者，赵学勇研究员为论文通讯作者。该研究得到了内蒙古科技成果转化项目（2021CG0012）和国家自然科学基金项目（No.42177456)）的共同资助。

       文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2025.102388

图1  科尔沁沙地平原灌溉区与山地水源区分区

图2   1985-2020年Zone I和Zone II区域GWSA变化

图3   2002-2020年科尔沁沙地GWSA空间变化

图4  PLS-SEM模型(a) 2005年、(b)2010年、(c)2015年和(d)2020年GWSA驱动因子分析