亚洲水塔作为支撑下游数十亿人口的重要淡水资源库，正因全球气候变化而经历快速转变。冰川与积雪加速消融，改变了融水供应格局，并对下游城市供水安全构成挑战。与此同时，下游地区人口持续增长，进一步加剧了水资源供需矛盾（图1）。然而，目前对于气候变暖背景下融水变化如何影响下游城市水安全，仍缺乏系统性认识。特别是未来融水增加能否有效缓解下游城市水资源短缺问题，仍存在较大不确定性。针对这一问题，北京师范大学地理科学学部何春阳教授团队联合青海省人民政府—北京师范大学高原科学与可持续发展研究院、德国地球科学中心等单位，基于气候变化情景框架与冰冻圈水文模型，评估了融水变化对下游城市的影响。相关成果于2026年7月17日正式刊登于国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）。
图1 亚洲水塔及其下游城市分布
研究表明，冰川和积雪融水是亚洲水塔下游城市重要且相对稳定的淡水来源。共有782座城市在一年中至少有一个月超过50%的水资源供给来自融水，其中包括20座人口超过100万的大城市。这些高度依赖融水的城市主要分布在印度河、阿姆河和塔里木河流域（图2）。相比之下，东南亚主要流域整体对融水的依赖程度较低，长江、湄公河、萨尔温江以及雅鲁藏布江—恒河流域多数城市的融水补给占比不足5%。1990–2020年间，多数城市的融水供给占比总体保持稳定，但融水总量整体呈增加趋势，尤以印度河和塔里木河流域最为明显，反映出气候变暖引起的冰川和积雪加速消融正在增加部分流域的融水供给。
图2 融水对亚洲水塔下游城市水资源供给的贡献。（a）1990s（1990–1999年）融水对城市可用水资源的相对贡献；（b）2010s（2010–2019年）相较于1990s城市融水贡献的变化；（c）主要流域中高度依赖融水城市的数量及占比。
研究发现，融水在缓解下游城市水资源短缺方面发挥着重要作用。20世纪90年代，融水缓解了约1200万城市人口的缺水问题；到2010年代，受益人口已增至近1900万。在高度依赖融水的地区，这种缓冲作用在旱季和季节性缺水时期尤为突出，特别是在季风来临前的缺水阶段，融水补给平均可缓解超过3000万城市居民面临的水资源压力（图3）。融水还在一定程度上改变了部分城市的缺水状态，使其由全年性缺水转变为季节性缺水，从而降低长期水资源压力，其中印度河流域的缓解效应最为显著。
图3 融水在缓解城市水资源短缺中的作用。（a–b）1990–2020年城市水资源短缺人口变化，分别比较整个研究区和高度依赖融水城市在考虑融水（蓝线）和不考虑融水（红线）情景下的变化。（c–d）城市缺水人口的季节变化。
然而，研究进一步指出，未来气候变化和人口增长将持续削弱融水对城市水安全的缓冲作用。到2040年代，多数流域的融水总量仍可能有所增加，但增幅将远低于城市人口和用水需求的增长速度。更为关键的是，新增融水主要集中在降水充沛的雨季，而旱季融水则显著减少（图4），使融水供给与实际用水需求之间的季节错配更加突出。特别是在南亚农业灌溉高峰期，城市与农业部门之间的水资源竞争可能进一步加剧。在印度河、黄河和塔里木河等流域，旱季融水减少、灌溉需求上升和城市人口增长将共同推高水资源压力，并可能加剧对地下水的依赖和超采风险。
图4 不同气候情景下未来融水可用性的变化。（a）表示高度依赖融水集水区的变化，（b–f）表示不同流域的变化。
研究的主要贡献在于，基于高分辨率冰冻圈—水文模型系统量化了亚洲水塔融水变化及其对下游城市水安全的影响。并发现未来融水总量的有限增加难以抵消快速增长的城市水资源需求；融水供给与城市用水需求在时间和空间上的错配，反而可能削弱其缓解缺水的实际作用，并加剧城市与农业部门之间的用水竞争以及不可持续的地下水开采风险。基于上述发现，研究建议在高风险流域加强高分辨率冰冻圈—水文监测，完善跨境流域协同治理机制，并将融水季节变化纳入气候适应型水资源规划，以提升亚洲水塔下游地区应对未来水安全风险的能力。
北京师范大学博士研究生李磊为论文第一作者，何春阳教授为论文通讯作者。论文合作者包括北京师范大学研究生赵开宇、戚涛，荷兰HydroMinds的Arthur Lutz博士，以及德国地球科学中心的Bruno Merz教授。该研究得到国家自然科学基金（编号：W2412143、42371296）和地表过程与水土风沙灾害风险防控全国重点实验室项目的资助。