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姚檀棟（中）在普若崗日冰原向?qū)O航（左）、朱彤介紹10號(hào)冰川的變化。馮麗妃/攝

“第二次青藏科考標(biāo)志性科考活動(dòng)守護(hù)‘水塔’——‘一原兩湖三江’主體任務(wù)已經(jīng)基本完成，這次科考從天到地、從冰到水取得了全方位的進(jìn)展?！比涨埃诙吻嗖馗咴C合科學(xué)考察研究（以下簡(jiǎn)稱第二次青藏科考）隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士姚檀棟在海拔5400米的普若崗日冰原科考基地告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

“一原兩湖三江”是“亞洲水塔”的關(guān)鍵核心區(qū)?！耙辉笔鞘澜缟现械途暥鹊貐^(qū)面積最大的普若崗日冰原；“兩湖”是西藏的第一大湖色林錯(cuò)和第二大湖納木錯(cuò)；“三江”是長(zhǎng)江、怒江、雅魯藏布江。

第二次青藏科考隊(duì)在過去7年的研究中發(fā)現(xiàn)，作為“亞洲水塔”的青藏高原正在變暖、變濕、變綠、變暗。為了守護(hù)“水塔”，科考隊(duì)從今年8月18日開始在青藏高原高海拔地區(qū)展開“一原兩湖三江”科考活動(dòng)，有6個(gè)科考分隊(duì)15個(gè)科考小組400多名科考隊(duì)員參與了這場(chǎng)“世界屋脊”上的“攻堅(jiān)戰(zhàn)”。

一原：“上天入地”新突破

近日，記者跟隨姚檀棟與中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所高級(jí)工程師王忠彥一行，沿著普若崗日冰原上的多個(gè)冰川徒步穿行10多公里。行程中可以看到，有些冰川融水形成涓涓細(xì)流在巖石間靜靜流淌，有些則形成洶涌澎湃的湍流、匯成瀑布沿著河谷峭壁飛流直下。

普若崗日冰原位于羌塘國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū)域，是除南極、北極之外第三大冰原。這里的冰川變化是了解全球氣候變化的一面鏡子。

今年8月，第二次青藏科考隊(duì)在普若崗日冰原10號(hào)冰川末端兩三公里處安營(yíng)扎寨，開始科學(xué)考察。9月初，冰芯鉆取科考小組攀上海拔6100米的冰川，通過雷達(dá)測(cè)厚在普若崗日冰原發(fā)現(xiàn)了目前青藏高原最厚的冰川——厚度接近400米。

“此前最厚的冰川是1992年在西藏阿里地區(qū)西昆侖山脈中發(fā)現(xiàn)的，厚度為309米?！币μ礂澱f，此次發(fā)現(xiàn)的厚冰層對(duì)于研究青藏高原氣候環(huán)境變化具有重要意義。

冰芯是探知地球氣候變化歷史的一把“鑰匙”，從中可以洞察水汽、粉塵、孢粉等隨大氣環(huán)流輸運(yùn)而來的外源物質(zhì)及其沉降到冰層時(shí)的氣候環(huán)境。目前，科考隊(duì)員正在普若崗日冰原10號(hào)冰川的兩個(gè)冰芯鉆取點(diǎn)鉆取深冰芯，希望能獲取接觸到基巖的“透底冰芯”。

科考隊(duì)員還在10號(hào)冰川的5500米和5800米海拔處建立了觀測(cè)站，對(duì)冰面水汽穩(wěn)定同位素比率、臭氧含量和氣象要素進(jìn)行了為期一個(gè)月的連續(xù)觀測(cè)，并成功采集冰川降水、積雪、融水等樣品超過6000瓶。這些數(shù)據(jù)和樣品將為科學(xué)家深入理解普若崗日冰原周邊區(qū)域在季風(fēng)期向西風(fēng)期過渡期間的大氣傳輸變化，以及冰川消融對(duì)區(qū)域大氣、水體的影響提供重要的科學(xué)依據(jù)。

在距離普若崗日冰原約90公里的雙湖縣科考營(yíng)地，科考隊(duì)員利用我國(guó)自主研發(fā)的“極目一號(hào)”浮空艇，首次對(duì)普若崗日冰原區(qū)冰川消融區(qū)域的大氣關(guān)鍵指標(biāo)開展了從地表至海拔6300米的全方位連續(xù)觀測(cè)，包括大氣水汽氫氧穩(wěn)定同位素、黑碳、粉塵、二氧化碳、甲烷、臭氧、氮氧化物以及有機(jī)揮發(fā)物等。雖然觀測(cè)期間雷電、暴雨、冰雹和大雪等天氣過程密集出現(xiàn)，科考隊(duì)員依然取得了10次升空觀測(cè)的寶貴數(shù)據(jù)。

“從大氣觀測(cè)角度來說，普若崗日冰原的地理位置十分獨(dú)特，它位于藏北，受西風(fēng)、季風(fēng)和南亞大氣的影響更突出，更能代表青藏高原腹地大氣環(huán)境的特點(diǎn)?！敝袊?guó)科學(xué)院院士、北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授朱彤對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》說。據(jù)悉，科考隊(duì)員已經(jīng)觀測(cè)到季風(fēng)傳輸向西風(fēng)傳輸轉(zhuǎn)換過程中大氣物理和大氣化學(xué)性質(zhì)的轉(zhuǎn)變，以及近地表與冰川所在海拔高度間各種關(guān)鍵指標(biāo)的轉(zhuǎn)變。

為了解高原特殊環(huán)境暴露對(duì)常駐和短居人群心肺功能的影響機(jī)制，朱彤與科考小組的隊(duì)員把自己當(dāng)成實(shí)驗(yàn)對(duì)象，隨時(shí)收集血液、尿樣、唾液樣本，測(cè)量血壓、脈搏、心率……為高原人體適應(yīng)與調(diào)控提供新的樣本數(shù)據(jù)。

通過研究，他們發(fā)現(xiàn)高原大氣臭氧暴露能顯著增強(qiáng)常駐人群的機(jī)體缺氧狀態(tài)，且顯著影響人體的紅細(xì)胞代償功能與心血管功能。他們解析了極高海拔急進(jìn)人群的生理適應(yīng)和回到平原后恢復(fù)的生物學(xué)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)血流動(dòng)力學(xué)及相關(guān)通路的代償性改變是急進(jìn)高原人群適應(yīng)高原環(huán)境的重要機(jī)制。

除了“上天入地”測(cè)大氣、鉆冰芯外，由中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所研究員孫航牽頭的科考小組采集了9000余份植物標(biāo)本，初步鑒定出普若崗日冰原地區(qū)100余種植物，包括2個(gè)疑似新種和20多個(gè)區(qū)域新紀(jì)錄種。

目前，科考小組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)墊狀物種如囊種草、蘚狀雪靈芝是冰緣生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵物種，能改良局部微環(huán)境，形成“肥島效應(yīng)”，進(jìn)而聚集其他物種生長(zhǎng)在一起，形成微群落，使得茫茫冰緣極端環(huán)境呈現(xiàn)小的“綠島”，對(duì)維持冰緣生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及增加物種多樣性有重要作用。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，隨著冰川的快速退去，物種也在向上擴(kuò)散。

“原來在這個(gè)區(qū)域幾乎沒有標(biāo)本采集記錄、沒有系統(tǒng)的研究，我們的調(diào)查填補(bǔ)了這方面的空白?！睂O航說，“下一步，我們將解析冰緣植物適應(yīng)極端環(huán)境的分子機(jī)制，揭開冰緣植物進(jìn)化和生存的奧秘，并探索冰緣植物對(duì)全球變暖的響應(yīng)?！?/p>

兩湖：“創(chuàng)紀(jì)錄”的喜與憂

在天光云影的掩映下，從深藍(lán)逐漸過渡到碧綠的湖水浪趕浪地拍打著湖岸。站在色林錯(cuò)湖邊望去，自然界的純粹風(fēng)光直擊人心。

20世紀(jì)70年代以來，由于氣候變暖帶來的降水增加和冰川融化，色林錯(cuò)一直在擴(kuò)張。其湖面面積自1999年以來擴(kuò)張近1/3，超過納木錯(cuò)，成為西藏第一大湖。

中國(guó)工程院院士、中國(guó)水利水電科學(xué)研究院正高級(jí)工程師王浩牽頭的科考小組發(fā)現(xiàn)，這種“創(chuàng)紀(jì)錄”的擴(kuò)張帶來的隱患亟須關(guān)注?！敖?0年，色林錯(cuò)平均每年增加4.6億立方米水量和6平方公里的水面面積，水位平均每年上升20厘米。湖泊擴(kuò)張迅速，已經(jīng)對(duì)當(dāng)?shù)卦斐闪孙@著影響?！蓖鹾普f，流域降水量增加是色林錯(cuò)擴(kuò)張的主要原因，增溫導(dǎo)致的冰川融水增加是色林錯(cuò)擴(kuò)張的重要因素，湖泊擴(kuò)張過程呈現(xiàn)出明顯的階段性特征。

考慮到未來湖水位繼續(xù)上漲的概率較大，科考小組建立了色林錯(cuò)水位實(shí)時(shí)觀測(cè)站，提出應(yīng)加強(qiáng)流域水循環(huán)全過程監(jiān)測(cè)，預(yù)估湖泊的水量平衡點(diǎn)和水位上漲幅度，防范因湖泊出水口斷面沖刷造成的水文風(fēng)險(xiǎn)，科學(xué)分析適應(yīng)氣候變化影響的調(diào)控策略。

湖面海拔4725米的納木錯(cuò)是世界上最高的咸水湖，鉆取納木錯(cuò)湖泊巖芯是這次科考活動(dòng)的重點(diǎn)任務(wù)。這一任務(wù)早在今年7月中旬就率先完成，中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所聯(lián)合德國(guó)、瑞士、英國(guó)和美國(guó)等多國(guó)科學(xué)家及鉆探技術(shù)人員共同實(shí)施的納木錯(cuò)國(guó)際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃，創(chuàng)造了我國(guó)湖泊鉆探最深紀(jì)錄——深度超過400米的湖底沉積物鉆取，為探究百萬年來氣候環(huán)境變化歷史提供了關(guān)鍵的實(shí)物支撐。

兩湖周邊，各類研究也如火如荼開展，成果頻出。

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員吳福元牽頭的科考小組發(fā)現(xiàn)，距納木錯(cuò)不遠(yuǎn)的念青唐古拉山主峰附近的高海拔地帶（5200至5600米），存在大量富含稀有金屬鈹?shù)牡V物——綠柱石偉晶巖，標(biāo)志著青藏高原核心區(qū)域稀有金屬礦床勘查取得重要進(jìn)展，進(jìn)一步提升了我國(guó)稀有金屬資源的戰(zhàn)略儲(chǔ)備。

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究員方小敏牽頭的科考小組首次在色林錯(cuò)以東約60公里的倫坡拉盆地開展超千米鉆探計(jì)劃，截至9月29日鉆探深度達(dá)915米，刷新了我國(guó)青藏高原環(huán)境科學(xué)鉆探紀(jì)錄。該鉆探計(jì)劃將首次獲取青藏高原腹地晚始新世約4000萬年以來的巖芯記錄，揭示“亞洲水塔”的形成演化歷史及青藏高原腹地構(gòu)造、氣候、環(huán)境和生物多樣性協(xié)同演化的過程與規(guī)律。

中國(guó)工程院院士、中國(guó)氣象科學(xué)研究院研究員徐祥德牽頭的科考小組首次在色林錯(cuò)、納木錯(cuò)周邊和長(zhǎng)江源頭等區(qū)域開展了無人駕駛垂直探測(cè)平臺(tái)野外試驗(yàn)，在高原惡劣環(huán)境條件下對(duì)大氣溫、濕廓線等垂直結(jié)構(gòu)進(jìn)行了24小時(shí)連續(xù)觀測(cè)，有效彌補(bǔ)了大氣三維高空探測(cè)空間不連續(xù)、時(shí)間跨度大等不足，為災(zāi)害性天氣發(fā)生發(fā)展過程研究提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

三江：追本溯源做“體檢”

長(zhǎng)江、雅魯藏布江、怒江是惠及全球最多人口的大江大河源頭，針對(duì)這些生命源區(qū)的考察，也在通過“拉網(wǎng)式”“滾地毯式”科考全面、深入展開。

長(zhǎng)江源是亞洲最重要的“水塔”之一，其源頭冰川的穩(wěn)定性直接影響著下游生態(tài)以及水資源安全。冬克瑪?shù)妆ㄊ情L(zhǎng)江源支流布曲的源頭之一，最高海拔6074.8米。第二次青藏科考隊(duì)隊(duì)員通過搭載有探地雷達(dá)的大型無人機(jī)，結(jié)合地面三維激光掃描、遙感觀測(cè)技術(shù)，為冬克瑪?shù)妆ㄗ隽艘淮稳轿弧绑w檢”。

“我們把這部分工作定名為給長(zhǎng)江源頭冰川‘做CT’，旨在為青藏高原的氣候變化、水資源管理、環(huán)境保護(hù)、區(qū)域發(fā)展提供本底數(shù)據(jù)?！敝袊?guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院唐古拉山冰凍圈與環(huán)境觀測(cè)研究站站長(zhǎng)何曉波說。

他表示，冬克瑪?shù)妆ǖ谋O(jiān)測(cè)是兩代青藏科考人的一場(chǎng)“接力賽”。1989年，我國(guó)科學(xué)家首次對(duì)冬克瑪?shù)妆ㄟM(jìn)行考察，35年后，第二次青藏科考隊(duì)發(fā)現(xiàn)大小冬克瑪?shù)妆ㄍ丝s了400多米，整個(gè)冰川減薄了9米。

此外，科考隊(duì)員在長(zhǎng)江源沱沱河流域?qū)⒍ㄆ诓杉筒欢ㄆ诩用懿蓸酉嘟Y(jié)合，研究干濕季節(jié)不同水體的穩(wěn)定同位素和水化學(xué)時(shí)空特征；在雅魯藏布江源區(qū)拉薩河流域廓瓊崗日冰川，開展徑流泥沙變化過程加密觀測(cè)；在怒江源區(qū)布加崗日冰川、錯(cuò)那湖，進(jìn)行各種水體的水樣采集與分析……以此了解三江源頭的徑流變化，采取科學(xué)的保護(hù)措施。

引人注目的是，科考隊(duì)員還在廓瓊崗日冰川開展了人工增雪試驗(yàn)，并在試驗(yàn)區(qū)及下游觀測(cè)云結(jié)構(gòu)與增雪效果，評(píng)估人工增雪對(duì)冰川保護(hù)的成效。

攻堅(jiān)：用科技守護(hù)綠色發(fā)展

青藏高原是地球第三極，科考隊(duì)的每一項(xiàng)突破，都是在高寒、缺氧環(huán)境中不懈攻堅(jiān)的結(jié)果。

科研攻堅(jiān)旨在守護(hù)綠色發(fā)展?！拔覀円θ〉弥卮罂蒲型黄疲瑸榍嗖馗咴?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供決策依據(jù)。”姚檀棟說。

在“一原兩湖三江”科考活動(dòng)中，科考隊(duì)以國(guó)家公園建設(shè)為抓手，深入開展羌塘國(guó)家公園考察研究；建立山水林田湖草沙冰地球系統(tǒng)綜合觀測(cè)平臺(tái)，分析地球系統(tǒng)多圈層鏈?zhǔn)巾憫?yīng)過程機(jī)理；核算拉薩城市圈資源環(huán)境承載力，提出拉薩城市圈綠色發(fā)展模式。

例如，青藏高原國(guó)家公園群科考分隊(duì)對(duì)藏北那曲國(guó)家公園涉及區(qū)域進(jìn)行再次科考，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)、城鄉(xiāng)建設(shè)面貌、旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人民生活水平等發(fā)生了巨大變化，但“一刀切”過度保護(hù)問題未得到有效解決，一味強(qiáng)調(diào)“最嚴(yán)格”保護(hù)導(dǎo)致自然保護(hù)地可以開展的綠色產(chǎn)業(yè)受到絕對(duì)限制。

“我們建議西藏在‘十五五’發(fā)展規(guī)劃謀劃中，以高品質(zhì)國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系建設(shè)進(jìn)一步夯實(shí)生態(tài)安全基礎(chǔ)，以高水平國(guó)家公園群綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈培育開辟高質(zhì)量發(fā)展新賽道，推動(dòng)高品質(zhì)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展良性互動(dòng)。”中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所研究員樊杰說。

今年9月是青藏高原生態(tài)保護(hù)法實(shí)施一周年。第二次青藏科考實(shí)施7年來，科考隊(duì)用一項(xiàng)項(xiàng)成果全過程科學(xué)支撐了青藏高原生態(tài)保護(hù)立法，闡明了氣候變化影響下“亞洲水塔”失衡特征和影響，提出了水資源與水安全的科技發(fā)展戰(zhàn)略。

10月的西藏，5000米到6000多米的高海拔地區(qū)氣溫已降至零攝氏度以下，許多科考隊(duì)員依然堅(jiān)守在科考一線，為守護(hù)“水塔”貢獻(xiàn)力量。

普若崗日冰原科考營(yíng)地東側(cè)，白雪在消融的10號(hào)冰川上形成一個(gè)蘋果形圖案，姚檀棟看到有一朵白鴿一樣的祥云掛在冰川上，他用手機(jī)相機(jī)抓拍到了那一刻。

國(guó)慶當(dāng)天，他在微信朋友圈留下祝福：“平安中國(guó)，和祥華夏！”

（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》?2024-10-15 第1版 要聞）