地理学报ACTAGEOGRAPHICASINICA第78卷第7期2023年7月Vol.78,No.7July,20231990—2020年天山北坡地下水储量估算及其时空演变规律王宗侠1,2，刘苏峡1,2,3（1.中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室，北京100101；2.中国科学院大学资源与环境学院，北京100049；3.中国科学院大学中丹学院，北京100049）摘要：天山北坡位于中国新疆，地处亚欧桥的国门，社会经济发展迅速，其绿洲经济和灌溉农业对地下水资源的依赖程度高。揭示1990—2020年地下水储量的演变规律对维持区域可持续发展具有重要意义。但由于长时序和较高分辨率的区域地下水观测数据匮乏，使得该任务又极具挑战性。本文基于重建的陆地水储量（TWS）变化数据、ERA5-Land再分析数据和其他相关的土壤质地、海拔高程、植被指数和冰川分布等辅助数据，建立了随机森林降尺度模型，据此估算了天山北坡1990—2020年的8km分辨率地下水储量（GWS）变化，分析了天山北坡GWS的时空演变规律。估算的GWS变化与实测地下水位序列的时间变化具有较高的一致性，二者的相关系数最高达到0.68。天山北坡GWS具有明显的年内变化和年际变化。GWS在夏季和春季较高，在秋季和冬季较低，峰值出现在6月，最低值出现在10月。1990—2020年天山北坡有85%以上的地区GWS发生了显著下降，全区平均的变化趋势为-0.38cm/a。其中，艾比湖水系和中段诸河区GWS下降最剧烈，额敏河流域下降速率最小；耕地下降速率最大，草地次之，裸地下降速率最小。日益增强的农业耗水活动是1990—2020年天山北坡GWS持续下降的主要驱动因素。相比于季节变化和亚季节变化，长期趋势性变化是天山北坡GWS时间变化的主导模式。但对于额敏河流域，GWS变化由三者共同主导。特别值得指出的是，在冰川覆盖区联合重力卫星与水储量组分方程开展GWS估算工作面临的挑战之一是缺乏长序列、高分辨率的冰川水储量数据，以往大部分研究忽视了冰川覆盖的影响。本文研究表明，若忽视冰川的影响，将导致天山北坡的平均GWS变化速率至少高估27.56%，应引起重视。关键词：地下水储量；陆地水储量；GRACE；降尺度；天山北坡DOI:10.11821/dlxb2023070141引言地下水资源是全球淡水资源的重要组成部分，是农业灌溉、工业生产、日常生活和生态系统的重要水源，对维持区域农业生产活动和社会经济可持续发展具有重要的战略意义。然而，不可持续的地下水开发利用会影响淡水资源的可用性，对区域水安全、粮食安全和社会经济安全造成严重威胁[1-2]...
