东北地理所在气候变化对雨雪混合洪水事件和春季农业干旱影响方面取得重要进展
融雪水是高纬度地区春季农业生产的关键水源,支撑着全球约16%的国际贸易农业产量。我国东北地区地处中高纬度季风区,作为我国最大的商品粮生产基地,约占全国粮食总产量的四分之一。然而,受气候变化影响,东北地区融雪的总量与发生时间正发生深刻改变,融雪期提前、融雪量减少。这不仅削弱了融雪对春季土壤水的补给能力,加剧春季农业干旱风险,也改变了雨雪混合(Rain-on-Snow,ROS)洪水等雪相关极端事件的发生频率,使区域春播期同时面临洪水与干旱的双重威胁。以往研究多借助遥感与统计分析手段,对融雪变化如何影响春季农业干旱缺乏定量刻画,亟需构建系统的评估框架。
中国科学院东北地理与农业生态研究所研究人员以东北地区为研究区,基于SWAT分布式水文模型,耦合CMIP6第六次耦合模式比较计划中6个全球气候模式的集合平均数据,结合SSP126、SSP245、SSP370和SSP585四种共享社会经济路径情景,通过雨雪混合洪水事件识别与土壤水分亏缺指数(SMDI)定量评估,系统研究了气候变化对历史和未来融雪、雨雪混合洪水及春季农业干旱的影响机制。研究结果表明:(1)未来东北地区融雪量总体呈减少趋势,3月和4月降幅最大,第二松花江流域降幅最为显著。排放情景越高,远期未来融雪减少越快,SSP126、SSP245、SSP370和SSP585情景下融雪年际变化率分别为−13%、−16%、−18%和−22%;(2)未来各流域融雪开始时间普遍提前11—22天,其中辽河流域提前幅度最大;(3)未来雨雪混合洪水发生频率总体下降,但近期未来(2021—2060年)部分流域仍可能出现局部增加,融雪提前引发的春季集中消融可能加剧短期洪水风险;(4)与历史时期相比,虽然融雪减少和提前,但未来春季农业干旱总体呈缓解趋势,主要由于春季降雨量增加,缓解了气候变暖的影响。同时远期未来(2061—2100年)呈现“中度干旱有所加剧、极端干旱缓解”的特征,空间上西部重于东部、辽河流域最为突出,且融雪量与春季干旱频率呈负相关,该负相关关系在未来情景下明显增强。这些发现加深了对气候变化背景下融雪过程调控春季农业干旱机制的理解。

图1 东北地区未来春季农业干旱空间分布(a、e、i、m分别为SSP126、SSP245、SSP370、SSP585情景下近期未来(2021—2060年)极端干旱发生次数,c、g、k、o为远期未来(2061—2100年)发生次数;b、f、j、n、d、h、l、p为相应情景下未来相对历史时期极端干旱发生次数的差值)
该研究发表在水资源领域国际顶级期刊《Journal of Hydrology》(中国科学院1区)上,由中国科学院东北地理与农业生态研究所联合培养雷振远硕士(第一作者)、刘佳硕士(共同一作)、杨义局长(吉林省水文与水资源局)、郝永刚硕士(已读博)、徐莫然硕士(已读博)、杜崇教授(黑龙江大学)、章光新研究员和齐鹏副研究员(通讯作者)共同完成。研究得到国家重点研发计划项目(2024YFD1501700)、国家自然科学基金项目(42371037)和吉林省自然科学基金项目(YDZJ202401485ZYTS)资助。
论文信息及链接如下:
Zhenyuan Lei, Jia Liu, Yi Yang, Yonggang Hao, Moran Xu, Chong Du, Guangxin Zhang, Peng Qi. Impacts of climate change on rain-on-snow events and spring agricultural drought in Northeast China. Journal of Hydrology [J]. 2026, 679: 136311. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2026.136311
其他系列成果链接如下:
Moran Xu, Haiqing Wang, Shilin Zhang, Yingyi Chen, Yu An, Guangxin Zhang, Peng Qi 2026. Future climate change will intensify snow drought in the high-latitude water tower, Changbai Mountain. Global and Planetary Change [J]. 266: 105646.https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2026.105646
刘佳, 齐鹏, 杜崇, 章光新. 东北黑土区春季融雪对土壤水的影响及其对气候变化的响应. 水科学进展 [J]. 2026, 37(1): 69-80. https://doi.org/10.14042/j.cnki.32.1309.2026.01.006
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