2026年5月15日，我校王成善院士团队的研究成果《Accelerated Himalayan river meandering and dynamics due to climate change》（气候变暖驱动喜马拉雅高地河型演变加速）在《Science》在线发表（图1）。《Science》杂志同期配发了题为“River dynamics in a warming climate”（气候变暖下的河流动态）的“观点”（Perspective）专家评述文章（以下简称：“专家评述”），认为寒区河流动态是气候变暖背景下环境变化的早期预警指示器，研究为理解全球气候变化信号提供了关键观测证据。该研究由我校王成善院士团队牵头，联合四川大学、中国科学院地理科学与资源研究所、美国华盛顿大学、巴基斯坦德拉伊斯梅尔汗农业大学、加拿大麦吉尔大学等国内外多家院所共同完成。该研究获得了国家自然科学基金基础科学中心项目和第二次青藏高原综合科学考察研究等项目的联合资助。

图1 Science官网论文截图

图2 喜马拉雅高海拔地区河流迁移速率与研究区概况。A. 全球代表性河流迁移率特征及综合响应指数。B. 喜马拉雅高地研究区地形图。涵盖雅鲁藏布江、印度河与恒河上游流域，圆点代表所研究河曲位置。

河流的天然弯曲与河型演变，是塑造地表景观最为普遍且活跃的过程之一，深刻影响着洪泛区环境、流域生态系统稳定性，以及地球表层物质循环、碳输运与埋藏过程。长期以来，学界普遍认为河型演变主要受河流系统内部自生过程主导，外部环境变化信号，尤其是气候变化信号往往难以在河流动态中被有效识别。因此，在全球变暖日益加剧的背景下，气候信号能否突破河流自组织过程并被清晰识别，成为地表过程与全球变化研究领域的关键科学问题。正如专家评述所指出，阐明大气温度趋势与河流侵蚀之间的因果联系远比看上去困难，尽管此前已有相关探索，但由于缺乏长期观测资料，目前尚无公认理论能够解释多年冻土区河流侵蚀过程。

图3 喜马拉雅高地上游天然冲积河流正在快速变迁。A. 曲流迁移。B. 截弯取直。C. 河流改道。D. 河型转换。

针对这一科学难题，研究团队将目光投向变暖速率为全球平均水平两倍的喜马拉雅高海拔地区（图2）。作为气候敏感性极高的“亚洲水塔”的核心组成部分，该地区河流演化极少受人类活动干扰，是研究河型演变对气候变暖响应的天然实验室（图3）。该研究利用1980至2020年间长达40年的卫星遥感数据与大量野外实测资料，对超过1500公里河段开展了系统的河型演变特征分析，构建了能够定量表征河流形态动力学的“河型活化指数”（RPMI），形成了迄今最为系统的喜马拉雅高海拔地区河流演化数据集。

图4 河型活化指数（RPMI）与环境变量之间的关系（1980—2020年）。A. 边际效应分析揭示了1980—2000年（蓝色，T1）与2000—2020年（红色，T2）RPMI的分布特征及其与自旋回变量的关系。B. 相关分析展示了RPMI与关键气候变量变化之间的关系。

专家评述专门对研究团队构建的“河型活化指数”给予了高度评价，指出“河型活化指数”系统整合河流迁移、截弯取直、河道袭夺、河型转换等多种动态变化形式，是河流动力学领域方法论的重要突破，为量化全球山区河流对气候变化的响应提供了全新工具。

研究发现，2000至2020年间，未受地形约束的自由河曲RPMI较1980年至2000年整体提高了109%（图4）。在全球范围内超过79万条河曲的对比分析中，喜马拉雅高地的气温变化与河道迁移速率协同响应指数约为全球均值的8倍，显著高于其他区域。在此基础上，研究进一步揭示了气候变暖影响河道形态的主要驱动路径。通过定量分析与机制解析，研究证实气温升高与降水变化通过加速冰川退缩与冻土退化，改变泥沙通量并削弱河岸稳定性，进而驱动河道迁移加速与形态转换频率增加，冰冻圈退化是连接气候变化与河道动力学响应的关键中间环节（图5）。专家评述强调，在全球六大洲近 60 个山区的对比中，当考虑气温变化加权后，喜马拉雅河流的归一化曲流迁移速率最高，证明过去几十年喜马拉雅河流形态变化已与气温升高紧密耦合，这意味着可以从河流动态的观测和分析中提炼出关于全球气候变化的一般性信息。

研究进一步揭示气候变暖影响河道形态的核心驱动路径。通过结构方程模型与多源观测数据，研究证实了气温升高、冰川退缩、冻土退化、冰湖扩张共同构成气候驱动链。冰冻圈退化显著增强径流、提升泥沙供给、削弱河岸冻土胶结强度，引发河岸坍塌、侧向侵蚀加剧，最终驱动河道迁移加速、形态转换频率增加。专家评述明确指出，气候变暖通过冰川消融加速、降水与径流态势改变、沉积物补给与植被覆盖变化、冰冻圈退化导致河岸强度衰减等多重过程，深刻调控河流形态演变，冰冻圈退化是连接气候变化与河道动力学响应的关键中间环节。

专家评述高度评价研究的科学价值与全球意义，认为该成果首次系统性验证气候变暖显著加速高海拔河型演变的科学假说，打破气候信号难以在河流系统中识别的传统认知，证实寒区河流动态是全球气候变化的早期预警指示器，可从河流动态观测中提取关键气候信息。同时，研究揭示河道加速变迁将加剧泥沙扰动、缩短有机碳停留时间、改变碳循环路径，直接威胁区域水资源安全、沿岸基础设施稳定与洪泛区生态系统健康。专家评述强调，理解河流动态未来变化，有助于人类主动应对气候变暖对基础设施、水资源、社区与生态系统的系统性影响，为区域可持续发展提供科学支撑。

图5 喜马拉雅高地河型演变加剧的河道形态动力学及相关气候驱动因素。图中展示了研究区2000—2010年相较于1980—1990年各相关指标的增幅百分比。内嵌方框展示了结构方程模型分析的结果，揭示了气候影响河流动态演变的关键驱动路径。

我校长期致力于青藏高原地球系统科学研究，在高原隆升、环境演变、资源能源及地质灾害等方面形成了系统的学科布局和显著的国际影响力。依托地质微生物与环境、地质过程与成矿预测以及深部探测与成像全国重点实验室等国家级科研平台，研究成果为国家生态文明建设、重大工程安全运营及区域可持续发展提供了重要科技支撑。本研究的发表，是我校在青藏高原研究领域取得的又一重要突破，充分彰显了学校服务国家战略需求的科研能力与国际引领地位。

我校韩中鹏副研究员和王成善院士为共同通讯作者，我校地球科学与资源学院2023届博士毕业生林志鹏（现为四川大学博士后）为论文第一作者，参与研究的我校教师还包括数理学院许栩副教授，中国地质大学（北京）为唯一通讯单位。

图6 王成善院士与参与本次研究的我校师生

正文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg8401

专家评述链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeh5488