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。
根據(jù)計劃，本次科考包括西風—季風協(xié)同作用及其影響、亞洲水塔動態(tài)變化與影響等十大科考任務，將持續(xù)5至10年。
如今，時間已過去3年多，科考進展如何，有哪些重要發(fā)現(xiàn)，取得了哪些重大成果?帶著這些問題，記者采訪了科考隊隊員和相關專家學者。
填補了湖泊調查空白，湖水越來越清，諸多區(qū)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、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。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(qū)7個大中型湖泊的科學考察，首次獲得水下地形、水質剖面等數(shù)據(jù)，填補了該區(qū)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，湖底各個年代的沉積物一層層累積，其中的一些化學或生物指標可以反映當時的沉積環(huán)境和氣候條件。通過這些沉積物，科研人員可以深入研究過去幾萬年的氣候環(huán)境變化。
在對可可西里區(qū)域湖泊的深入考察過程中，隊員們發(fā)現(xiàn)近些年來該區(qū)域的湖泊面積明顯擴張，水量增加，多數(shù)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的416.1平方公里，擴張到615平方公里，增大了近一半。隨著面積的擴張，不少湖泊鹽度隨之下降。
“對于整個青藏高原來講，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(qū)，降水的貢獻超過70%。”朱立平說。
第二次青藏高原科考以來，朱立平團隊已獲取70多個湖泊超過2萬平方公里面積的實測資料。“去年底，基于之前和第二次青藏高原科考采集的100多個湖面水質及反射光譜數(shù)據(jù)，利用遙感大數(shù)據(jù)云數(shù)據(jù)處理平臺，我們分析發(fā)現(xiàn)，2000年至2019年期間，青藏高原大于50平方公里的152個湖泊透明度總體呈上升趨勢，變得越來越清澈。”朱立平說。
越來越多的新發(fā)現(xiàn)令朱立平格外欣喜。科考隊裝備了先進的水上采樣平臺：自動聲吶設備配有GPS定位和軌跡回溯功能，可以精準測得航行路線的湖水深度;水下多參數(shù)探測設備，可以自動采集水溫、電導率、pH值、溶解氧等水質參數(shù)，線纜長度達數(shù)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人區(qū)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(xù)在青藏高原進行湖泊實地考察，累計完成約3萬平方公里湖泊的現(xiàn)場調查，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題。
建立我國最長灌木年輪寬度年表，為研究長期氣候變化提供“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(qū)域537年(1479—2015年)的灌木年輪寬度年表。這是我國迄今最長灌木年輪寬度年表，為青藏高原中南部高山區(qū)長時期氣候變化提供了“自然檔案”。
通過樹木年輪，我們可以計算出樹木的年齡和每年的生長變化。但在科學家眼里，年輪包含著更多信息。
“樹木年輪是形成層細胞周期性活動的結果，而形成層是位于韌皮部和木質部之間的一層活躍的分生組織，是木本植物維持生長和發(fā)育的關鍵環(huán)節(jié)之一。”中科院青藏高原研究所研究員梁爾源說，氣候變化通過影響形成層細胞分裂的時間和速率，進而影響年輪結構和寬窄變化。因此，通過樹木年輪的寬窄變化，研究人員可以完整地分析特定地區(qū)的溫度、水分、干旱歷史、極端氣候、蟲害或者地質災害等的變化歷史。
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輪研究網(wǎng)絡至高原內部的唯一途徑。納木錯位于青藏高原西風與季風的過渡區(qū)域，屬于典型高寒草原區(qū)，香柏灌叢分布于該區(qū)域海拔4740米至4920米的陽坡。在極端寒冷和干旱環(huán)境中，香柏灌木生長緩慢，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展野外調查，發(fā)現(xiàn)了死亡的香柏植株和部分殘留莖干。通過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。基于可靠的樣本量，團隊與蘭州大學張寶慶教授等合作重建了該區(qū)域過去406年(1605—2010年)來的春季氣候干濕變化狀況。
“我們發(fā)現(xiàn)，高海拔香柏灌叢的生長受到生長季早期水分條件的限制，此期間的極端干旱會導致極窄年輪和缺失輪的形成。”梁爾源說，研究發(fā)現(xiàn)納木錯區(qū)域在小冰期期間，經(jīng)歷了1637—1683年和1708—1785年兩個較長時段的干旱期，說明極端寒冷條件可能導致水循環(huán)的降低，進而引發(fā)干旱。
接下來，第二次青藏高原科學考察將對高原內部灌叢分布進行系統(tǒng)的調查。梁爾源說，隨著青藏高原高山區(qū)灌木年輪網(wǎng)絡的建立，研究人員將對高原內部長期氣候變化歷史以及全球變暖背景下灌叢生態(tài)系統(tǒng)結構與格局變化，有一個更加全面且系統(tǒng)的認識。
高原整體暖濕化，植被增多，生態(tài)系統(tǒng)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(qū)人民生活、經(jīng)濟發(fā)展與社會穩(wěn)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測數(shù)據(jù)，繪制出包括長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(xiàn)，在全球升溫情景下，青藏高原將持續(xù)變濕，供水增加，“這意味著，長江、黃河上游流域人均可用水量增加。”汪濤說。
1960年以來，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(qū)域差異明顯，表現(xiàn)為季風區(qū)降水減少和西風區(qū)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(tǒng)總體趨好。在此次科考中，科考隊員們就發(fā)現(xiàn)，阿里地區(qū)河流、濕地周邊明顯綠意增多，在公路以及湖泊周圍隨處可見藏羚羊、藏野驢、藏原羚等野生動物。
但與此同時，暖濕化也使得冰川退化和凍土面積縮小，災害風險進一步增加。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(wěn)定性降低。
“河湖源”冰川與環(huán)境變化考察隊隊長、中科院青藏高原研究所研究員鄔光劍說：“冰川內部溫度快速升高，流動性增強，與此同時，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(wěn)定性。”
2016年7月和9月，阿里阿汝地區(qū)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(qū)發(fā)生色東普冰崩，導致堵江、堰塞湖及潰決洪水等連鎖過程，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險，科考隊針對冰川開展了多項考察研究。通過對冰芯和湖芯的研究，分析這一地區(qū)過去幾百年的氣候環(huán)境變化，為冰崩現(xiàn)象的研究提供新線索。目前，科考隊已建立中國冰川強化監(jiān)測網(wǎng)絡，利用衛(wèi)星、遙感等現(xiàn)代科技手段，對近50條冰川進行大范圍、高精度的冰川運動監(jiān)測。
科考還在繼續(xù)，相關成果的應用已經(jīng)開始。
鄔光劍說：“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(jiān)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，并第一時間報告了當?shù)卣?，沒有造成人員傷亡。”他表示，目前，科考隊正在著手建設次仁瑪錯冰川災害鏈預警體系。希望通過建立這些預警體系，能夠對冰川進行長期觀察和監(jiān)測，從而對未來有一個合理的預判。(記者 吳月輝)
