2017年11月21日 星期二


持续5-10年的青藏高原科考,都考察些什么?

2017-11-21 10:21:40   来源:《瞭望》新闻周刊   

青藏高原被称作“世界上最后一块净土”,生态环境脆弱敏感,对我国甚至全球的气候和生态环境安全都具有重要影响。 “本世纪以来,像青藏高原这样变化如此之快的地方,在全球找不到第二个。”受全球变暖影响,过去半个世纪里,西藏地表平均气温平均每10年升高0.31℃,高于全球平均水平。在不断变化的自然环境条件下,人类活动在什么限度内,才能既保证人的合理需求,又能与野生动植物和谐共生,维持高原生态可持续发展?今年8月,第二次青藏高原综合科学考察启动仪式在拉萨举行,本次科考将持续5~10年。本次科考距第一次青藏高原综合科考启动已有40年,高原生态环境已发生了诸多变化。为应对青藏高原发生的生态环境变化,建立起环境危机应对机制,也是本次科考的考虑之一。

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这是羌塘自然保护区安多县境内的小藏原羚(6月23日摄)

  ◆ 青藏高原被称作“世界上最后一块净土”,生态环境脆弱敏感,对我国甚至全球的气候和生态环境安全都具有重要影响

  ◆ “本世纪以来,像青藏高原这样变化如此之快的地方,在全球找不到第二个。”

  ◆ 受全球变暖影响,过去半个世纪里,西藏地表平均气温平均每10年升高0.31℃,高于全球平均水平

  ◆ 在不断变化的自然环境条件下,人类活动在什么限度内,才能既保证人的合理需求,又能与野生动植物和谐共生,维持高原生态可持续发展?

  ◆ 今年8月,第二次青藏高原综合科学考察启动仪式在拉萨举行,本次科考将持续5~10年

  ◆ 本次科考距第一次青藏高原综合科考启动已有40年,高原生态环境已发生了诸多变化

  ◆ 为应对青藏高原发生的生态环境变化,建立起环境危机应对机制,也是本次科考的考虑之一

  ◆ 本次科考都将考察什么?如何考察?《瞭望》新闻周刊先后刊载了两篇科考纪实,真实、有细节,推荐阅读

纪实一   透视第二次青藏高原科考

  青藏高原生态环境发生的变化可以概括为“四大巨变”,即气候巨变、“亚洲水塔”巨变、环境巨变和生态系统突变。而为这些巨变发生的机制提供解释、评估影响、提出应对机制,就是这次青藏高原综合科考的最主要任务

  青藏高原是地球第三极的主体区域,被称作“世界上最后一块净土”,生态环境脆弱敏感,对我国甚至全球的气候和生态环境安全都具有重要影响。

  今年8月19日,第二次青藏高原综合科学考察启动仪式在拉萨举行,习近平主席发来贺信。包括古生物与现代生态、冰川与环境变化等5支考察队目前在西藏阿里地区考察。

  这是我国自上世纪70年代后,再次对青藏高原展开的大规模综合性科考。根据计划,本次科考将持续5~10年,科研人员将走出国门,将视野扩展到欧亚大陆上的广袤区域。此前,本次科考首期考察——江湖源科考已在西藏那曲地区完成。

  科考为哪般

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西藏第一大湖色林错上碧波荡漾。一艘电动船正在科研人员的遥控下驶入湖中。

  这艘在浩瀚湖面上毫不起眼的小船,是本次青藏高原科考江湖源综合考察湖泊与水文气象考察队的“秘密武器”——无人船。有了它,水体各项理化参数一测便知,无需再动用人力下湖放置测试工具。

  对湖泊水体的深度、pH值、电导率等基础参数进行测量,是这次湖泊考察的重要任务之一。由于近几十年来,青藏高原的湖泊在整体上不断扩张,科研人员急需对这些“长大”的湖泊进行全面“体检”,以摸清高原湖泊的现状。

  青藏高原上分布着大小1000多个湖泊。自1990年以来,这些湖泊的水量已经增长了1000多亿立方米,约等于3个三峡水库的水量。

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9月4日,河湖源湖泊河流与环境变化考察队在湖心采样平台上进行科考作业 刘东君 摄

  “本世纪以来,像青藏高原这样变化如此之快的地方,在全球找不到第二个。”本次青藏高原综合科考总负责人徐柏青说。

  湖泊变化,已经给高原居民带来了烦恼。那曲地区申扎县马跃乡泽典村牧民诺堆家,以前就在色林错南岸。前些年,湖水年年涨,他家牛栏年年退。最后,湖水把牛栏和房子都淹了,一家人只能搬走。

  徐柏青说,湖泊的变化是青藏高原环境巨变的具体表现之一。他将高原生态环境发生的变化概括为“四大巨变”,而为这些巨变发生的机制提供解释、评估影响、提出应对机制,就是这次青藏高原综合科考的最主要任务。

  “这‘四大巨变’,分别是气候巨变、‘亚洲水塔’巨变、环境巨变和生态系统突变。”徐柏青解释道,“其中,气候巨变是总领全局的问题。这一方面表现为气温提升较全球平均速度更快,另一方面表现为降水变化大。总体上,青藏高原正在变暖变湿,这是气候转型的标志。”

  高原整体上的暖湿化,说明季风与西风相互作用的过程发生了重大转变,但转变原因尚不明朗。而许多其他问题的答案也同样没有定论:

  为什么高原东南部的冰川加速退缩,而西北部的某些冰川却在稳定前进?为什么在湖泊整体扩张的背景下,从冈底斯山脉到雅鲁藏布江河谷,有些湖泊反而在萎缩?高原暖湿化令生长季延长,但其带来的灾害风险又该如何评估?

  去年夏秋季节在西藏阿里地区发生的冰崩,其发生原因便在科学界引发了争议:这到底是气候变暖引发的新型灾害,还是仅仅为冰川周期性活动的一种表现?在近期启动的河湖源科考中,冰川考察队将在冰崩发生地——阿汝冰川钻取冰芯和湖底沉积岩芯,试图解释这场青藏高原上罕见的灾害。

  为应对青藏高原发生的生态环境变化,建立起环境危机应对机制,是这次科考更为深远的考虑之一。“我们提出了‘两个面向’,一个是面向生态文明建设,一个是面向国家重大战略需求。”徐柏青说,青藏高原是国家生态安全屏障,在这里开展科考,可以促进生态文明建设。同时,中国会与其他国家合作,通过科考对不同国别的自然承载力进行评估,加强环境评估、灾害风险防范能力,从而推进绿色丝绸之路建设。

  科考如何做

  与40多年前开始的第一次青藏高原综合科考相比,这次科考并不仅仅局限于高原内部,而是一次覆盖“泛第三极”区域的跨国考察,从目标设计到执行过程上,都有着更显著的国际化色彩。

  首期江湖源科考队伍中便有国际科研人员的身影。来自德国的青年学者安德烈亚斯便全程参与了湖泊与水文气象考察队的工作,他甚至还在营地学会了打“双升”,并连胜他的中国同行们。他所在的科研机构还将与中科院进行长期合作。

  “这是一次开放包容的科考。”徐柏青表示,“我们邀请沿线国家,乃至发达国家的科学家参与进来,保证多边科学家在联合考察中能达成科学上的共识。”

  从“青藏高原”到“第三极”,再到“泛第三极”,三个概念在科研领域的迭代,反映出在围绕青藏高原及与之相关地区展开的研究中,国际合作已成为趋势。

  徐柏青将这三个概念形象地比喻为“套娃”:“‘青藏高原’是中国科学家提出的,主体为青海、西藏等省区。但这个名字太中国特色了,国际上有一些别的称呼,我们认为有必要结束这种命名上的混乱。”

  2008年,中国科学家在《自然》上发表文章,提出了“第三极”。这个包括了喜马拉雅地区、喀喇昆仑山脉和帕米尔高原一线的概念被广泛接受。而在中科院去年开展的国际合作重大项目——“泛第三极环境研究”中,提到了“泛第三极”这一概念。这是一片面积达2000多万平方公里的广大区域,涉及人口达30亿。

  徐柏青说,“泛第三极”的提出有坚实的科学依据:“从青藏高原、帕米尔高原,以及伊朗高原隆起,到高加索、喀尔巴阡山的形成等,在地质演化上同属于特提斯造山运动的结果。而从环境影响角度看,这一系列高原作为一个整体在影响欧亚的气候环境。它们加强了季风,影响了矿产带的形成,并且正在持续发挥作用,产生一系列其他资源环境效应。”

  据此,第二次青藏高原综合科考共设立了8个重点考察区:中国境内包括江湖源(各拉丹冬、色林错等)、河湖源(西藏阿里地区等)、藏东南、帕米尔地区;境外则有东南亚跨境区(从云南到中南半岛)、南亚大通道(跨喜马拉雅)、中巴经济走廊,以及大湖低地(中亚,即里海东岸到帕米尔高原西部、西天山,重点围绕咸海)。此外还有伊朗高原和高加索作为备选区域。

  在这场规模空前的科考中,年轻人将会成为主力军。

  以江湖源科考冰川与环境变化考察队为例,副队长、中科院副研究员赵华标今年还不到40岁,有着15年的冰川研究经历。他的队伍中已经出现了“90后”——1992年出生的党黎娇是队伍中年龄最小的成员。这个外表文静柔弱的女生,这次一口气徒步走完了全程10小时的前期探路路程,与经验丰富的老队员一同抵达海拔5650米的冰芯钻取待选点。后期的试钻、运输等高难度活动,她也一次没落下,连她的导师徐柏青都说:“从来没见过哪个研究冰川的女生,这么干过活!”

  在徐柏青眼中,像赵华标、党黎娇这样的年轻人,未来会承担起更多责任:“他们的组织能力、积极性和精力等都是很好的。江湖源科考队中,三四十岁的年轻人占了七成以上,他们在茁壮成长。”

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6月17日,参与江湖源冰川与环境变化考察的科研人员在出发前合影

  科考进行中

  目前,首期江湖源考察已经结束,相关研究数据和成果正在陆续发布。而正在进行的河湖源考察,将聚焦亚洲几条主要河流的发源地,探究“亚洲水塔”的气候环境变化,具有重要的国际意义。

  在江湖源考察中,科考队员们成功钻取了色林错迄今为止最长的岩芯,长达10米,可据此研究近两万年的环境变化;运用花岗岩低温热年代学的研究方法与稳定同位素研究相结合,初步判定唐古拉山一线在距今5000万年前便已隆升到今天的高度;此外,在伦坡拉和尼玛盆地发现的热带鱼类化石群落,也为判断青藏高原的隆起时间提供了新的证据。

  尽管收获丰富,但在徐柏青看来,这场大规模科考的“揭幕战”打得并不完美。“从科学上讲,各学科对考察时间的要求是不一样的。就拿冰川队来说,由于这个季节气温过高,很难达到预期目标。就目前各考察队的进展来说,工作不能说好,只能说获得了宝贵的经验。”

  六七月份的气温令山体积雪融化速度加快,这给冰川、动植物等考察队都带来了不小的麻烦。在泥泞的草原上,陷车成了考察队的家常便饭。冰川考察队的一个小分队甚至在试图接近各拉丹冬南部冰川时,遭遇了宽两三公里、长度绵延数十公里的湿地,车辆无法继续前行,只得放弃原计划,转到唐古拉冰川建营。

  在唐古拉山上还发生过更为惊险的一幕。为了钻取冰芯,科研人员需要攀登至海拔超过5400米的冰川之上。白天太阳的照射让冰川上面的积雪消融很快,每走几步,一条腿就会陷入雪里。正当攀登的队伍在雪中艰难跋涉之时,忽听远处传来惊呼声:一名走在最前面的队员掉入了积雪下隐藏的冰湖中!幸亏这名队员曾在北极接受过自救训练,才得以镇定脱险。

  由于这次险情,冰川队在唐古拉山龙匣宰陇巴冰川顶部钻取冰芯的计划被迫搁浅,改为在冰川末端钻取古老的冰芯。不过,徐柏青表示:“像这种危险,以后或许可以避免。”他说,随着技术条件的改善,以往仅靠“四个轮子两条腿”的科考方式正在发生变化。诸如专业卫星、直升机、无人机等新技术,未来或许都会在科考中见到。

  尽管在初始阶段遇到了一定困难,但对于科考的未来进展,徐柏青仍然充满期待。“在国际科学或探险史上,还没有一个政府、没有一群科学家,针对一个地区,进行过这么持久性的科学考察。随着持续不断的科考,青藏高原研究得到了国际科学家的持续性关注,已经成了一门显学。”徐柏青说。

  而能参与到这项意义重大的科研活动中,包括徐柏青在内的许多科研人员,都感到无比自豪。一位即将奔赴阿里的科考队员临行前在朋友圈中写下了这样的话:“我们仰望历史,也在书写历史。高原让人充满力量,勇气勃发。当向高处攀登,向难处挑战,必不负时代,不负青春!”(记者 王沁鸥 薛文献  刊于《瞭望》2017年第37期)

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