第二次青藏高原綜合科考實(shí)施3年多，取得一系列階段性成果
青藏高原整體暖濕化植被增多
青藏高原是亞洲水塔、地球第三極，生態(tài)環(huán)境脆弱敏感，對我國乃至全球的氣候和生態(tài)環(huán)境安全都具有重要影響。
2017年8月19日，第二次青藏高原綜合科學(xué)考察正式啟動(dòng)。習近平總書(shū)記在致中國科學(xué)院青藏高原綜合科學(xué)考察研究隊的賀信中強調，開(kāi)展這次科學(xué)考察研究，揭示青藏高原環(huán)境變化機理，優(yōu)化生態(tài)安全屏障體系，對推動(dòng)青藏高原可持續發(fā)展、推進(jìn)國家生態(tài)文明建設、促進(jìn)全球生態(tài)環(huán)境保護將產(chǎn)生十分重要的影響。
根據計劃，本次科考包括西風(fēng)-季風(fēng)協(xié)同作用及其影響、亞洲水塔動(dòng)態(tài)變化與影響等十大科考任務(wù)，將持續5至10年。
如今，時(shí)間已過(guò)去3年多，科考進(jìn)展如何，有哪些重要發(fā)現，取得了哪些重大成果？帶著(zhù)這些問(wèn)題，記者采訪(fǎng)了科考隊隊員和相關(guān)專(zhuān)家學(xué)者。
填補了湖泊調查空白，湖水越來(lái)越清，諸多區域湖泊面積擴張明顯
朱立平是中科院青藏高原研究所副所長(cháng)、研究員，也是第二次青藏高原科考湖泊演變及氣候變化響應科考分隊的隊長(cháng)。2019年11月，他和27名隊員完成了對青藏高原可可西里保護區7個(gè)大中型湖泊的科學(xué)考察，首次獲得水下地形、水質(zhì)剖面等數據，填補了該區域湖泊基礎地理信息的空白。
科考隊還鉆取了多支湖泊巖芯、提取了多個(gè)湖泊表層沉積樣品及表土樣品。“這些都是非常珍貴的收獲。”朱立平說(shuō)，湖底各個(gè)年代的沉積物一層層累積，其中的一些化學(xué)或生物指標可以反映當時(shí)的沉積環(huán)境和氣候條件。通過(guò)這些沉積物，科研人員可以深入研究過(guò)去幾萬(wàn)年的氣候環(huán)境變化。
在對可可西里區域湖泊的深入考察過(guò)程中，隊員們發(fā)現近些年來(lái)該區域的湖泊面積明顯擴張，水量增加，多數湖泊擴張20%以上。其中，永紅-西金烏蘭湖擴張最為明顯，面積由第一次科考時(shí)的416.1平方公里，擴張到615平方公里，增大了近一半。隨著(zhù)面積的擴張，不少湖泊鹽度隨之下降。
“對于整個(gè)青藏高原來(lái)講，降水增加是2000年至2013年高原湖泊水量增加的主要原因，特別是羌塘東部和可可西里地區，降水的貢獻超過(guò)70%.”朱立平說(shuō)。
第二次青藏高原科考以來(lái)，朱立平團隊已獲取70多個(gè)湖泊超過(guò)2萬(wàn)平方公里面積的實(shí)測資料。“去年底，基于之前和第二次青藏高原科考采集的100多個(gè)湖面水質(zhì)及反射光譜數據，利用遙感大數據云數據處理平臺，我們分析發(fā)現，2000年至2019年期間，青藏高原大于50平方公里的152個(gè)湖泊透明度總體呈上升趨勢，變得越來(lái)越清澈。”朱立平說(shuō)。
越來(lái)越多的新發(fā)現令朱立平格外欣喜?？瓶缄犙b備了先進(jìn)的水上采樣平臺：自動(dòng)聲吶設備配有GPS定位和軌跡回溯功能，可以精準測得航行路線(xiàn)的湖水深度；水下多參數探測設備，可以自動(dòng)采集水溫、電導率、pH值、溶解氧等水質(zhì)參數，線(xiàn)纜長(cháng)度達數百米，足以摸清可可西里各湖的“底細”.
去年10月，科考分隊又完成了阿爾金山無(wú)人區約3000平方公里的湖泊考察，填補了那里湖泊調查的空白。今年，科考分隊還將繼續在青藏高原進(jìn)行湖泊實(shí)地考察，累計完成約3萬(wàn)平方公里湖泊的現場(chǎng)調查，占青藏高原湖泊總面積的70%左右，這將精確回答青藏高原湖泊中到底有多少水等問(wèn)題。
建立我國最長(cháng)灌木年輪寬度年表，為研究長(cháng)期氣候變化提供“自然檔案”
在第二次青藏高原科考中，科考隊員們建立了青藏高原納木錯區域537年（1479-2015年）的灌木年輪寬度年表。這是我國迄今最長(cháng)灌木年輪寬度年表，為青藏高原中南部高山區長(cháng)時(shí)期氣候變化提供了“自然檔案”.
通過(guò)樹(shù)木年輪，我們可以計算出樹(shù)木的年齡和每年的生長(cháng)變化。但在科學(xué)家眼里，年輪包含著(zhù)更多信息。
“樹(shù)木年輪是形成層細胞周期性活動(dòng)的結果，而形成層是位于韌皮部和木質(zhì)部之間的一層活躍的分生組織，是木本植物維持生長(cháng)和發(fā)育的關(guān)鍵環(huán)節之一。”中科院青藏高原研究所研究員梁爾源說(shuō)，氣候變化通過(guò)影響形成層細胞分裂的時(shí)間和速率，進(jìn)而影響年輪結構和寬窄變化。因此，通過(guò)樹(shù)木年輪的寬窄變化，研究人員可以完整地分析特定地區的溫度、水分、干旱歷史、極端氣候、蟲(chóng)害或者地質(zhì)災害等的變化歷史。
相較于喬木，灌叢在青藏高原分布更為廣泛，是拓展以喬木為主的樹(shù)輪研究網(wǎng)絡(luò )至高原內部的唯一途徑。納木錯位于青藏高原西風(fēng)與季風(fēng)的過(guò)渡區域，屬于典型高寒草原區，香柏灌叢分布于該區域海拔4740米至4920米的陽(yáng)坡。在極端寒冷和干旱環(huán)境中，香柏灌木生長(cháng)緩慢，平均年輪寬度只有約0.3毫米。
科考團隊圍繞納木錯周邊香柏灌叢開(kāi)展野外調查，發(fā)現了死亡的香柏植株和部分殘留莖干。通過(guò)與活的香柏灌木年輪序列之間的交叉定年，最終建立了537年的灌木年輪寬度年表?；诳煽康臉颖玖?，團隊與蘭州大學(xué)張寶慶教授等合作重建了該區域過(guò)去406年（1605-2010年）來(lái)的春季氣候干濕變化狀況。
“我們發(fā)現，高海拔香柏灌叢的生長(cháng)受到生長(cháng)季早期水分條件的限制，此期間的極端干旱會(huì )導致極窄年輪和缺失輪的形成。”梁爾源說(shuō)，研究發(fā)現納木錯區域在小冰期期間，經(jīng)歷了1637-1683年和1708-1785年兩個(gè)較長(cháng)時(shí)段的干旱期，說(shuō)明極端寒冷條件可能導致水循環(huán)的降低，進(jìn)而引發(fā)干旱。
接下來(lái)，第二次青藏高原科學(xué)考察將對高原內部灌叢分布進(jìn)行系統的調查。梁爾源說(shuō)，隨著(zhù)青藏高原高山區灌木年輪網(wǎng)絡(luò )的建立，研究人員將對高原內部長(cháng)期氣候變化歷史以及全球變暖背景下灌叢生態(tài)系統結構與格局變化，有一個(gè)更加全面且系統的認識。
高原整體暖濕化，植被增多，生態(tài)系統總體趨好
青藏高原是亞洲眾多大江大河的發(fā)源地，對周邊地區人民生活、經(jīng)濟發(fā)展與社會(huì )穩定都有重要影響。今年1月，中科院青藏高原研究所研究員汪濤及合作者利用科考觀(guān)測數據，繪制出包括長(cháng)江和黃河等在內的主要河流上游人均水資源量分布圖，他們發(fā)現，在全球升溫情景下，青藏高原將持續變濕，供水增加，“這意味著(zhù)，長(cháng)江、黃河上游流域人均可用水量增加。”汪濤說(shuō)。
1960年以來(lái)，青藏高原以全球兩倍的升溫速率變暖，在異常變暖背景下，青藏高原總體變濕，但區域差異明顯，表現為季風(fēng)區降水減少和西風(fēng)區降水增加。高原整體暖濕化，令植被增多，空氣濕潤，生態(tài)系統總體趨好。在此次科考中，科考隊員們就發(fā)現，阿里地區河流、濕地周邊明顯綠意增多，在公路以及湖泊周?chē)S處可見(jiàn)藏羚羊、藏野驢、藏原羚等野生動(dòng)物。
但與此同時(shí)，暖濕化也使得冰川退化和凍土面積縮小，災害風(fēng)險進(jìn)一步增加。第二次青藏科考的最新研究成果表明，在氣候變暖的背景下，目前我國冰川整體退縮，冰川穩定性降低。
“河湖源”冰川與環(huán)境變化考察隊隊長(cháng)、中科院青藏高原研究所研究員鄔光劍說(shuō)：“冰川內部溫度快速升高，流動(dòng)性增強，與此同時(shí)，冰面融水滲透到冰川內部，改變了冰內相態(tài)結構，加劇了冰川的不穩定性。”
2016年7月和9月，阿里阿汝地區先后發(fā)生兩次冰崩事件，造成人員死亡。2018年我國藏東南地區發(fā)生色東普冰崩，導致堵江、堰塞湖及潰決洪水等連鎖過(guò)程，給人民生命財產(chǎn)造成了嚴重損失。
為了應對冰川變化和災害風(fēng)險，科考隊針對冰川開(kāi)展了多項考察研究。通過(guò)對冰芯和湖芯的研究，分析這一地區過(guò)去幾百年的氣候環(huán)境變化，為冰崩現象的研究提供新線(xiàn)索。目前，科考隊已建立中國冰川強化監測網(wǎng)絡(luò )，利用衛星、遙感等現代科技手段，對近50條冰川進(jìn)行大范圍、高精度的冰川運動(dòng)監測。
科考還在繼續，相關(guān)成果的應用已經(jīng)開(kāi)始。
鄔光劍說(shuō)：“在2018年10月發(fā)生兩次冰崩堵江災害后，又發(fā)生了一次堵江事件。我們前期建設的雅江冰崩堵江災害監測預警體系就發(fā)揮了效果，成功預警了此次災害的發(fā)生，并第一時(shí)間報告了當地政府，沒(méi)有造成人員傷亡。”他表示，目前，科考隊正在著(zhù)手建設次仁瑪錯冰川災害鏈預警體系。希望通過(guò)建立這些預警體系，能夠對冰川進(jìn)行長(cháng)期觀(guān)察和監測，從而對未來(lái)有一個(gè)合理的預判。（記者 吳月輝）
