冰川·河湖·濕地——江源科考探究全球氣候變暖背景下長江源區(qū)生態(tài)環(huán)境之變
莽莽江源,奧秘?zé)o窮。
2023年江源綜合科學(xué)考察隊近期深入青藏高原腹地,在平均海拔超過4500米的長江源區(qū)開展科考。23名隊員在跨越約4000公里的科考行程中,采集不同樣品,開展各種觀測,解讀江源奧秘。
長江源區(qū)是氣候變化的敏感響應(yīng)區(qū)和生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)。全球氣候變暖將對江源生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生哪些影響?此次科考聚焦冰川、河湖和濕地,對長江源區(qū)水環(huán)境、水生態(tài)等進(jìn)行“體檢”,摸清江源生態(tài)本底,找尋江源變化規(guī)律,為長江大保護提供更多科學(xué)支撐。
冰川考察:解析全球變暖背景下的江源冰川變化
科考隊員在格拉丹東雪山主峰冰川上進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)探測(7月28日攝,無人機照片)。新華社記者 劉詩平 攝
從海拔超過4700米的格拉丹東雪山腳下,科考隊員董士琦、范越和隊友們一起背著30多公斤的雷達(dá)設(shè)備,向主峰冰川進(jìn)發(fā)。他們依靠冰爪和繩索輔助,登上海拔超過5400米的冰川后,鋪設(shè)測量線,每半米記錄一次雷達(dá)信號,依據(jù)雷達(dá)數(shù)據(jù)探測冰川厚度。
科考隊員董士琦(左)和范越在長江北源楚瑪爾河附近進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)探測(7月29日攝)。新華社記者 陳杰 攝
2023年江源綜合科考由水利部長江水利委員會長江科學(xué)院牽頭組織,聯(lián)合多家單位對長江源區(qū)水資源、水生態(tài)環(huán)境開展考察。從2012年開始每年一次的江源綜合科考,是對長江源區(qū)開展次數(shù)最多、覆蓋面最廣的科研活動之一。
有“固態(tài)水庫”之稱的冰川,是全球重要的淡水儲備資源,也是氣候變化的敏感指示器。
“這是我們第二次登上格拉丹東雪山主峰冰川,在去年測量的區(qū)域開展了4條測量線的雷達(dá)探測?!倍跨f,去年測量區(qū)域冰川平均厚度約12米,此次探測結(jié)果可用來比較冰川的厚薄變化,為計算冰儲量積累數(shù)據(jù)。
長江科學(xué)院總工程師徐平介紹,今年用雷達(dá)探測格拉丹東雪山主峰冰川和長江源區(qū)的另一座冰川冬克瑪?shù)妆ǎ莆仗綔y位置的冰川厚度,結(jié)合前期積累數(shù)據(jù),將更精準(zhǔn)地測算探測區(qū)域內(nèi)冰儲量,研究氣候變化對冰川的影響。
科考隊員在冰面上使用地質(zhì)雷達(dá)探測冬克瑪?shù)妆ê穸龋?月27日攝)。新華社記者 陳杰 攝
研究顯示,全球山地冰川整體處于退縮狀態(tài)。近半個世紀(jì)以來,我國有將近6000條小冰川消失,大多數(shù)冰川在萎縮。長江源區(qū)冰川普遍處于末端退縮、面積減小和厚度減薄狀態(tài)。
冬克瑪?shù)妆ㄎ膊浚?月27日攝,無人機照片)。新華社記者 劉詩平 攝
近年來,長江科學(xué)院和中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院聯(lián)合對冬克瑪?shù)妆ㄕ归_“空—天—地”立體觀測。據(jù)介紹,冬克瑪?shù)妆ń陙沓掷m(xù)消融,2009年退縮分解為大、小冬克瑪?shù)變蓷l冰川后,目前冰川前沿冰舌仍在退縮。
2023年江源科考隊員在長江源區(qū)的冬克瑪?shù)妆ㄓ美K索運送科考設(shè)備(7月27日攝)。新華社記者 李勁峰 攝
專家指出,全球氣候變暖,是長江源區(qū)冰川退縮的主要原因。監(jiān)測顯示,長江源區(qū)近20年來升溫速率明顯加快,過去10多年來的年平均氣溫比此前40多年的平均氣溫上升了1.4攝氏度。
“受全球升溫影響,冰川消融退縮加劇,易引發(fā)季節(jié)性洪水、冰崩等災(zāi)害。同時,當(dāng)冰川消融達(dá)到拐點,對江河徑流補給功能減弱乃至喪失,也會誘發(fā)一系列生態(tài)問題。”科考隊員、長江科學(xué)院水資源研究所副總工程師洪曉峰說,對冰川變化的觀測和研究需要進(jìn)一步加強。
來自長江科學(xué)院水資源研究所的科考隊員洪曉峰(右)和隊友在長江源區(qū)的囊極巴隴觀測土壤指標(biāo)參數(shù)(7月26日攝)。新華社記者 李勁峰 攝
目前,長江源區(qū)冰川觀測等科考項目人工觀測與自動監(jiān)測相結(jié)合,參與自動監(jiān)測的科研單位逐漸增多,監(jiān)測內(nèi)容日益豐富,將為長江源區(qū)生態(tài)變化研究和保護管理提供更多基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及科學(xué)對策。
河湖觀測:揭示水生態(tài)環(huán)境與江河徑流變化
今年科考中,來自長江科學(xué)院水環(huán)境研究所的科考隊員劉晗,先后采集到裸腹葉須魚、小頭裸裂尻魚等江源魚種樣本。近年來,他和同事多次在長江南源當(dāng)曲發(fā)現(xiàn)斯氏高原鰍,被證實為長江南源的“第六種魚類”,使南源已知魚類種類由5種增至6種。
科考隊員在當(dāng)曲濕地進(jìn)行觀測作業(yè)(7月24日,無人機照片)。新華社記者 劉詩平 攝
長江科學(xué)院長江源關(guān)鍵魚類棲息地研究創(chuàng)新團隊負(fù)責(zé)人李偉介紹,長江南源平均海拔超過4500米,高寒缺氧,監(jiān)測到新的土著魚類說明長江源水生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)向好,魚類多樣性仍有可能增加。
魚類是長江源生態(tài)中的指示性物種,魚類完整性指數(shù)較高,顯示長江源水生態(tài)系統(tǒng)比較健康。青海省生態(tài)部門數(shù)據(jù)顯示,長江干流青海境內(nèi)水質(zhì)多年保持在Ⅰ類至Ⅱ類的優(yōu)良狀況。
水質(zhì)保持優(yōu)良,長江源區(qū)河流的徑流也在明顯增加。
科考隊員在長江源區(qū)河流進(jìn)行科考作業(yè)(7月26日攝)。新華社記者 劉詩平 攝
來自長江科學(xué)院河流研究所的科考隊員徐志成和楊緒海,每到一個采樣點就采集河道床沙和懸沙樣品,測量河寬、水深、比降、流速,對比此前科考觀測數(shù)據(jù),分析長江源區(qū)河道水沙輸移特性和河床演變情況。
來自長江科學(xué)院河流研究所的科考隊員徐志成(左)和隊友在通天河直門達(dá)河段采集河床泥沙(7月22日攝)。新華社記者 李勁峰 攝
位于青海省稱多縣歇武鎮(zhèn)的直門達(dá)水文站,扼守著長江源頭干流通天河出口,測報長江流域面積約13.77萬平方公里,水文數(shù)據(jù)被視為長江源區(qū)整體水文情況的代表。
來自直門達(dá)水文站的科考隊員云金召介紹,監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,長江上游干流通天河在直門達(dá)河段過去近10年的年平均徑流量為167億立方米、年輸沙量為1200萬噸,分別比1967年至2000年的多年平均值高出24.6%、20%,這意味著長江源區(qū)河流整體徑流量和含沙量呈現(xiàn)明顯增加態(tài)勢。
長江科學(xué)院河流研究所副所長周銀軍表示,近年來,受氣候變暖驅(qū)動徑流量和輸沙量顯著增加的影響,長江源區(qū)辮狀河流的橫向擴張持續(xù)增強,水流路徑更加自由散亂,局部河岸沖刷后退、河道過流面積有所加大。
受全球氣候變暖影響,長江源區(qū)湖泊面積也在增加。以雀莫錯為例,這個距格拉丹東雪山前沿約26公里處的湖泊,2000年時面積不足80平方公里,目前總面積已達(dá)100平方公里左右,面積年均增長接近1%。
專家指出,河流徑流量和湖泊面積增加,水質(zhì)保持優(yōu)良,有利于提升長江源區(qū)水生態(tài)的調(diào)蓄能力,更好地保護生物多樣性,但同時存在一些隱患,需要持續(xù)關(guān)注和深入研究。
周銀軍表示,辮狀河流的強烈沖刷,加上湖泊面積擴大,將給河湖附近公路、橋梁、輸油和通信管線等基礎(chǔ)設(shè)施安全造成一定威脅,需要在長江源區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運維中采取措施積極應(yīng)對。
濕地研究:提升高原高寒濕地科學(xué)認(rèn)知
風(fēng)雪彌漫中的當(dāng)曲濕地(7月24日攝,無人機照片)。新華社記者 劉詩平 攝
平均海拔4600米左右的當(dāng)曲查旦濕地,是長江源區(qū)面積最大的濕地。
在查旦濕地,來自長江科學(xué)院空間信息技術(shù)應(yīng)用研究所的科考隊員張雙印和隊友合作,用繩子圈出一個1平方米的正方形草地樣方,采集樣方內(nèi)的植被樣品;將圓柱形環(huán)刀釘入地下,采集土壤樣品。這些植被、土壤樣品將被送回實驗室,統(tǒng)一分析碳含量。
來自長江科學(xué)院空間信息技術(shù)應(yīng)用研究所的科考隊員張雙印在風(fēng)雨中觀測當(dāng)曲查旦濕地土壤指標(biāo)(7月24日攝)。新華社記者 李勁峰 攝
“我們在查旦濕地采集了100多份樣品,覆蓋‘水—土—植被—底泥’四類碳儲存載體?!睆堧p印說,后續(xù)將結(jié)合遙感影像和原位監(jiān)測,建立科學(xué)模型得出查旦濕地碳儲量估算結(jié)果,為摸清長江源碳儲“家底”探路。
高原濕地是多種珍稀動物棲息地和植物生長區(qū),具有生態(tài)蓄水、水源補給、氣候調(diào)節(jié)、固碳增匯等生態(tài)功能,對維護青藏高原生態(tài)平衡、凈化江源水質(zhì)有重要作用。
青藏鐵路通過辮狀河道的沱沱河(7月26日攝,無人機照片)。新華社記者 劉詩平 攝
劉晗表示,以濕地為主要形態(tài)的當(dāng)曲流域,是長江源區(qū)生物多樣性最豐富的區(qū)域。近年來,他在長江源區(qū)監(jiān)測到的浮游生物密度、生物量、多樣性指數(shù)以及采集魚類的豐度,當(dāng)曲都是最高的。
“分析氣候變化條件下濕地生態(tài)功能響應(yīng),可以更好地提升對高海拔高寒濕地的科學(xué)認(rèn)知?!毙炱秸f,加強濕地監(jiān)測和科學(xué)研究,對長江源區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)保護,以及濕地資源管理與合理利用有重要參考價值。
青藏鐵路列車通過辮狀河道的長江北源楚瑪爾河(7月29日攝,無人機照片)。新華社記者 劉詩平 攝
全球氣候變暖同樣對長江源區(qū)濕地帶來一系列影響。科考途中,經(jīng)常可看到高寒濕地中出現(xiàn)高低起伏、半圓狀的凍脹丘,周邊常有滑塌現(xiàn)象,不少低洼處還出現(xiàn)大小不一的土坑、水坑。
“這是典型的凍融循環(huán)變化與凍土消融帶來的局地微地貌改變?!眮碜蚤L江科學(xué)院的科考隊員任斐鵬說,氣溫升高導(dǎo)致長江源區(qū)凍土活躍層深度和范圍發(fā)生明顯變化,不少永久凍土轉(zhuǎn)變成季節(jié)性凍土,也有不少凍土發(fā)生消融,引發(fā)熱融滑塌等新的土壤侵蝕現(xiàn)象,同時凍土消融也會直接造成濕地植被退化和水源涵養(yǎng)能力下降。
研究發(fā)現(xiàn),近40年來長江源區(qū)沼澤濕地面積也呈現(xiàn)減少趨勢,主要是增溫背景下多年凍土退化導(dǎo)致土壤水分逐漸散失、蒸發(fā)增強所致。
冰川退縮、凍土消融、徑流增加、湖泊擴張,長江源區(qū)發(fā)生的這些變化,已成為江源科考的長期關(guān)注焦點和研究重點。
“今年是江源科考常態(tài)化開展的第12個年頭,我們圍繞長江源區(qū)水土、泥沙、冰川、生態(tài)等領(lǐng)域,采集到了大量珍貴樣品和數(shù)據(jù)?!毙炱秸f,我們將對這些樣品和數(shù)據(jù)展開分析,加強全球氣候變化下的長江源區(qū)水環(huán)境、水生態(tài)變化規(guī)律研究,為長江大保護提供更多的本體數(shù)據(jù)和科技支撐。
文字記者:劉詩平、李鵬翔、李勁峰、陳杰
視頻記者:李鵬翔、方亞東、楊慕茜、劉詩平、陳杰、韓依格
海報設(shè)計:曾學(xué)真
編輯:周文林、戚文娟、姜子煒、程昊
統(tǒng)籌:郜新鑫、曹江濤
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