近日，云南大学国际河流与生态安全研究院陈峰研究员团队联合阿根廷等多国学者在Nature旗下国际学术期刊《Communications Earth & Environment》发表研究论文“Recent south-central Andes water crisis driven by Antarctic amplification is unprecedented over the last eight centuries”(https://doi.org/10.1038/s43247-025-02858-1)。研究基于树轮记录重建南美洲巴塔哥尼亚主要河流——内格罗河(Rió Negro, Negro River)过去827年(1197-2023年)的南半球夏季流量，指示安第斯山中南部的水资源长期变化情况，并在此基础上系统分析近期流量急剧下降的历史程度和驱动机制，特别探讨了南极放大效应在该地区水文变化中的关键作用。

全球气候变化正深刻影响着水资源的空间分布与时间变率，水资源可利用性安全正面临严峻挑战。位于南美洲南端的巴塔哥尼亚地区，其水资源高度依赖于发源于安第斯山脉中南部的河流。准确评估当前水文变化在历史背景下的地位，并明晰其气候驱动机制，对于区域水资源管理与规划具有至关重要的科学意义。为此，研究团队联合阿根廷学者在安第斯山麓进行南洋杉(Araucaria araucana)树轮样本采集工作，并结合国际树轮数据库的已有数据，构建了一个可追溯至12世纪末的树轮宽度复合年表。统计分析表明，该年表与内格罗河器测的南半球夏季流量具有显著响应。基于此，研究人员建立线性回归模型，并采用分位数映射法(Quantile Mapping, QM)进行偏差校正，最终重建了内格罗河过去八个多世纪的流量变化历史(图1)。

图1.研究区概况、内格罗河径流重建和水文动态

研究结果显示，与重建期内的自然变率相比，自20世纪前中期开始并持续至今的流量下降事件(每10年约减少10%)，在严重程度上是罕见的。尽管历史上存在如13世纪中后期等流量快速下降的时期，但当前事件的突出特征在于其持续的时长与累积的水量亏损，对长期水安全构成更严峻的挑战(图1)。为揭示其驱动机制，研究团队进一步开展归因分析。利用多元线性回归(Multiple Linear Regression, MLR)和层次分割法(Hierarchical Partitioning, HP)的量化分析表明，包括降水和气温在内的多个气候变量在公共时期解释超过60%的河流流量变化(图2)。厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation, ENSO)和南半球环状模(Southern Annular Mode, SAM)等大尺度气候模式通过影响水汽输送，持续调控着自海洋向该区域的水分供给(图3)。然而，在全球变暖背景下，南极地区发生的“放大”效应(其变暖速率远超全球平均水平)正发挥着日益重要的作用。南极放大不仅在干扰环流模式，减少向中南安第斯山脉的水汽供应，同时还导致该地区的异常增温，从而显著增加生态系统的蒸散需求，加剧水文干旱。基于深度学习和耦合模式比较计划第六阶段(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6, CMIP6)数据的未来情景预估指示了严峻的前景(图4)。在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下，受南极和区域强烈变暖的影响，内格罗河径流量将继续下降(每10年分别减少约3.78%和7.57%)，甚至在21世纪末可能面临枯竭风险，加剧了大安第斯山地区缺水的风险。

图2.区域气候变化对于内格罗河水文动态的影响和贡献

图3.流量下降的环流驱动机制以及南极放大效应的作用

图4.未来流量预估和环境影响

该项研究从近千年尺度证实了南美洲安第斯山中南部当前所面临水危机的历史极端性，并揭示南极遥相关机制的关键调制作用。基于20世纪相对湿润时期水文条件所制定的水资源管理策略，可能系统性高估长期的天然水资源供给能力，难以适应当前及未来变暖、变干的新气候常态。因此，亟需基于对长期水文演变规律的新认知，制定和实施更具前瞻性与适应性的水资源管理策略，以提升区域水安全韧性。

云南大学为该文的第一单位，国际河流与生态安全研究院2023级博士研究生王世杰(入选中国科协青年人才托举工程首批博士生专项计划)为论文第一作者，陈峰研究员为通讯作者，其他参与者包括阿根廷圣胡安国立大学、阿根廷库约国立大学、美国亚利桑那大学、德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学、中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所、西安交通大学的多位学者。该研究得到国家自然科学基金国际合作项目(32061123008)、国家自然科学基金委“青藏高原地球系统卓越研究群体项目”(42582001)和阿根廷国家科学技术促进机构(PICT-2018-1056 to MAH)的共同资助。

论文信息：Wang, S.J., Hu, M., Chen, F., Zhao, X.E., Hadad, M.A., Roig, F.A., Meko, D.M., Torbenson, M.C.A., Piraino, S., Zhang, H.L., Xu, Y., Chen, Y.P., Yue, W.P., Cao, H.H. (2025). Recent south-central Andes water crisis driven by Antarctic amplification is unprecedented over the last eight centuries. Communications Earth & Environment. 6, 937. https://doi.org/10.1038/s43247-025-02858-1.

来源：国际河流与生态安全研究院

编辑：张懿淼 责任编辑：李哲