近期，云南大学国际河流与生态安全研究院马凯团队面向国家跨境水安全、防洪减灾和水利基础设施气候适应需求，围绕气候变化背景下黑龙江-阿穆尔河流域径流演变、洪水风险及水库调控能力开展系统研究。相关成果发表于由我国自主主办、具有重要国际影响力的《中国科学：地球科学》及Science China Earth Sciences (中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办)、Geography and Sustainability (北京师范大学主办)。研究从径流变化驱动归因、未来洪水风险预测和水库防洪能力阈值识别等方面，深化了对高纬度大型跨境流域水文变化与水安全风险的认识，为我国东北地区洪水防控、跨境水资源协同管理和气候适应提供了科学依据.

黑龙江-阿穆尔河流域横跨中国、俄罗斯、蒙古国和朝鲜，是东北亚面积最大的跨境流域，也是中俄两国重要的水资源储备区和生态安全屏障。流域地处高纬度寒区，水文过程受到季风、积雪融化、冻土变化和人类活动的共同影响。近年来，持续升温和降水格局变化使流域洪水风险不断增加，但不同区域径流变化由何种因素主导、现有水库能否持续应对未来极端洪水，仍缺乏覆盖驱动归因、风险预测与工程调控的系统研究。

在发表于 Geography and Sustainability 的研究中，团队构建了网格化水文响应归因框架（Grid-based Hydrological Response Attribution，GHRA），将分布式VIC水文模型与径流变化归因方法相结合，并引入土地利用变化、灌溉用水和人口分布等修正信息，实现了气候变化与人类活动影响的空间精细化识别。

研究结果表明，历史时期气候变化和人类活动对黑龙江-阿穆尔河上游径流变化的总体贡献较为接近，分别为49.57%和50.43%，但不同子流域的主导因素存在明显差异。其中，克鲁伦河和额尔古纳河径流变化主要受气候因素影响，石勒喀河和结雅河则表现出较强的人类活动作用。未来情景下，气候变化的贡献预计将增至71.11%—76.91%，并逐渐成为径流变化的主导因素。研究还发现，未来新增水量主要来自俄罗斯境内区域，而蒙古国源区部分区域径流增加相对有限，表明流域未来可能同时面临中下游洪水风险增强与源区水资源压力持续的空间差异。相关结果为识别跨境水资源变化来源、划分重点风险区域及制定差异化水资源管理方案提供了方法支撑。

图1.未来径流变化驱动归因及GHRA框架偏差修正

在发表于《中国科学：地球科学》及 Science China Earth Sciences 的研究中，团队进一步构建了融合多源气象数据、冻土参数优化和水库运行规则的VIC-Reservoir分布式水文模型，并与HEC-RAS水动力模型耦合，对不同气候情景下全流域径流、洪峰及洪水淹没过程进行了模拟。模型在干流控制站的日尺度Nash-Sutcliffe效率系数约为0.76，能够较好刻画大型寒区跨境流域的水文过程及水库调控作用。

结果显示，到2075—2099年，黑龙江-阿穆尔河流域中下游年径流量预计增加约9%—20%，多年平均洪水量最高可能增加38%；在高排放情景下，汛期径流量增幅可达约30%。洪水风险增加主要集中在结雅河、松花江以及黑龙江-阿穆尔河中下游干流，而蒙古国源区径流变化相对有限，进一步反映出流域水文响应的显著空间不均衡性。

图2.水库上下游洪水模拟区域与模型网格

研究同时表明，大型水库在未来仍可有效削减洪峰并缩小洪水淹没范围，但其调控能力将随气候持续变暖逐步减弱。为识别这一变化，团队提出了 “防洪调控阈值年”（Flood Regulation Peak Year，FRPY）概念，用于表征水库洪峰削减能力达到最大值并随后进入持续下降阶段的关键年份。模拟结果显示，流域主要水库的防洪调控阈值年大致集中在2056—2062年前后，到本世纪末水库总体防洪调控能力可能下降约8.21%—18.76%。该指标为识别水利基础设施防洪能力的气候适应窗口、提前调整水库调度规则和制定中长期防洪工程规划提供了新的量化依据。

图3.不同气候情景下水库防洪调控阈值年识别

以上研究形成了从径流变化驱动识别、未来风险预测到水库调控能力评估的完整研究框架。研究表明，气候变化正在重塑黑龙江-阿穆尔河流域的水量来源、洪水季节和风险空间格局，传统以单库、局部河段为主的管理方式将面临更大挑战。相关成果可为我国东北边境地区洪水风险防控、水库调度规则优化和水利基础设施适应性管理提供科学依据，并为我国参与黑龙江—阿穆尔河流域水文信息共享、联合预警和跨境水资源协同治理提供决策参考。

相关论文均以云南大学为第一署名单位。云南大学国际河流与生态安全研究院马凯副研究员为通讯作者，2021级博士生张凯文为论文第一作者，何大明、冷吉卫、许紫月，以及黑龙江大学戴长雷、余淼等参与合作研究。研究得到国家自然科学基金、云南省国际河流研究科学家工作站、中国博士后科学基金、云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室开放基金及云南大学研究生科研创新基金等项目资助。

论文信息：

Zhang K., Ma K*., Dai C., Yu M., Leng J., Xu Z., He D. Transboundary water security challenges in the Upper Heilong-Amur River Basin under climate stress: Insights from a hydrological perspective. Geography and Sustainability, 2026, 7: 100450. https://doi.org/10.1016/j.geosus.2026.100450

Zhang K., Ma K*., Dai C., Leng J., He D. Escalating flood risks under climate change in the Heilong-Amur River Basin: An urgent call for enhanced reservoir regulation. Science China Earth Sciences, 2026, 69(6): 2161–2177. https://doi.org/10.1007/s11430-025-1892-0

张凯文，马凯*，戴长雷，冷吉卫，何大明. 气候变化下黑龙江-阿穆尔河流域洪水风险加剧：对水库调控的启示. 《中国科学：地球科学》，2026，56（6）：2199–2216. https://doi.org/10.1360/N072025-0637

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