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新華社記者 肖藝九攝

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作為青藏高原生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分，長江源和瀾滄江源地區(qū)是氣候變化敏感區(qū)和生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，對流域氣候系統(tǒng)穩(wěn)定、水資源保障、生物多樣性保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)安全具有重要影響。

日前，2022年江源綜合科學(xué)考察啟動(dòng)。科考內(nèi)容包括冰川、河流水文、水環(huán)境、水生態(tài)等，并重點(diǎn)關(guān)注冰和碳。

云涌蒼穹，雪蓋千峰。大江之源，源源不絕的涓流，奔淌、匯合，襟江帶湖，終成滾滾大江。

近日，在青海省玉樹藏族自治州，水利部長江水利委員會長江科學(xué)院牽頭組織的2022年江源綜合科學(xué)考察啟動(dòng)。此次科考范圍為長江正源沱沱河、南源當(dāng)曲、北源楚瑪爾河和瀾滄江源區(qū)，對冰川、河流水文、泥沙、河道河勢、水環(huán)境、水生態(tài)等全面“體檢”，其中冰儲量和濕地碳儲量觀測是科考重點(diǎn)。

探尋冰川、湖泊間變動(dòng)規(guī)律

在長江源支流布曲的源頭，冬克瑪?shù)妆ǜ呗枴?000多米的冰川腳下，科考隊(duì)員安裝設(shè)備、檢修儀器、遙控?zé)o人機(jī)……忙個(gè)不停。

“此次我們將采用探地雷達(dá)，開展冰川厚度觀測，再結(jié)合前期積累的高度等數(shù)據(jù)，匡算冰儲量及變化，解析出冰川消融水資源量。”長江科學(xué)院總工程師徐平介紹。

監(jiān)測設(shè)備不斷升級。長江科學(xué)院水資源綜合利用研究所水資源管理研究室副主任洪曉峰參與過多次冰川考察：“就拿三維激光掃描儀來說，其掃描半徑為6公里，精確度達(dá)毫米級，可準(zhǔn)確記錄冰川表面地形地貌。把不同時(shí)段測量結(jié)果疊加，即可分析出冰川運(yùn)動(dòng)變化等。”

無人值守氣象站、積雪特性分析系統(tǒng)定時(shí)傳輸溫度、濕度、輻射、降水等數(shù)據(jù)，冰川前緣變化觀測系統(tǒng)全面記錄冰川前緣狀態(tài)……“基于‘空天地’一體化立體觀測技術(shù)已經(jīng)建立，有效克服了無人區(qū)難進(jìn)入、冬季數(shù)據(jù)缺失等問題。”洪曉峰介紹。

此次科考以冰川融水湖泊為切入點(diǎn)，探尋冰川變化和湖泊水量間的關(guān)系。徐平說：“冰川儲存大量水資源，是江源眾多河湖補(bǔ)給水源之一。特別是冰川一旦達(dá)到消融‘拐點(diǎn)’，其退縮趨勢將不可逆轉(zhuǎn)，并導(dǎo)致河湖來水減少，進(jìn)而帶來草地沙化、水土流失等生態(tài)問題。只有及時(shí)觀測，才能為江源區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防和管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)對策。”

“高原湖泊主要水源是降水還是冰川融水；冰、湖、地層、大氣間水循環(huán)如何進(jìn)行；冰川和湖泊變化對未來氣候變化會產(chǎn)生哪些影響，我們將以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步解釋機(jī)理。”洪曉峰說。

力爭實(shí)現(xiàn)對江源區(qū)碳匯潛力精準(zhǔn)“畫像”

“碳匯是吸收匯集碳并將其固定的過程，豐沛的水量、豐富的動(dòng)植物、沉睡的凍土，都是固碳儲碳的載體。”長江科學(xué)院科技交流與國際合作處副處長趙登忠介紹。

在平均海拔4800米左右的長江南源當(dāng)曲濕地，鉆孔機(jī)取樣、無人機(jī)攝影，前不久，幾位隊(duì)員先期抵達(dá)，采集了100多份當(dāng)曲濕地典型斷面水樣、土樣與植被樣品。

“土壤分層特色鮮明，且不同分層土壤的碳含量存在差異；水泡子密集區(qū)域的草甸地下根系深度約20厘米，根系發(fā)達(dá)，固水性能和固碳潛力良好。”趙登忠介紹初步分析結(jié)論。

江源區(qū)的碳匯情況，是此次科考重點(diǎn)。“研究評估青藏高原濕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)機(jī)制及其固碳潛力，對于保護(hù)地球第三極生態(tài)，助力‘雙碳’目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，有重要意義。”徐平說。

“目前對高原濕地生態(tài)系統(tǒng)研究相對較少。我們著重分析碳儲量在不同深度土層的分布變化，明晰碳儲量年際變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對江源區(qū)碳匯潛力精準(zhǔn)‘畫像’。”趙登忠說。

如何摸清碳匯“家底”？趙登忠介紹，一方面，利用痕量氣體在線分析儀，現(xiàn)場獲取水與氣界面、土與氣界面的二氧化碳、甲烷等含量。另一方面，利用北斗衛(wèi)星、低空無人機(jī)，組合高光譜衛(wèi)星遙感影像，逐步建立起監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

“以凍土為例，近年來，受青藏高原氣候暖濕化影響，部分凍土在消融過程中會釋放一定的碳，但這一過程又促進(jìn)動(dòng)植物繁衍生息，進(jìn)一步匯碳。釋放多還是儲存多，需要用長期數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證。”趙登忠說。

調(diào)查江源區(qū)河流水生生物分布特征

江源區(qū)的冰川雪山、湖泊河流、沼澤濕地星羅棋布，是亞洲乃至世界上孕育大江大河最集中的地區(qū)。“氣候變化對流域徑流、泥沙、生物多樣性、水循環(huán)系統(tǒng)等會產(chǎn)生深刻影響。”長江科學(xué)院流域水環(huán)境研究所副所長趙良元介紹。

多年科考交出了一份豐碩的答卷。首次在長江源發(fā)現(xiàn)河流內(nèi)魚類越冬場，并揭示了越冬場形成機(jī)制；初步掌握了江源地區(qū)主要河湖水環(huán)境現(xiàn)狀及水質(zhì)時(shí)空分布規(guī)律；揭示了江源地區(qū)主要河湖水化學(xué)特征和控制因素等。

“近年來，全球氣候變化疊加人為活動(dòng)，對江源區(qū)主要河流水化學(xué)特征、水環(huán)境演變、河流水生生物分布產(chǎn)生一定影響。”趙良元說，“科考團(tuán)隊(duì)采用現(xiàn)場調(diào)查、在線實(shí)時(shí)監(jiān)測與室內(nèi)分析相結(jié)合的方式，全面收集營養(yǎng)鹽、主要離子、金屬元素、有機(jī)物等水環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù)，摸清魚類、底棲動(dòng)物、浮游植物和浮游動(dòng)物等水生物分布。”

據(jù)悉，此次科考將進(jìn)一步掌握長江源和瀾滄江源地區(qū)的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，為長江大保護(hù)、三江源國家公園建設(shè)、長江源和瀾滄江源區(qū)“水—生態(tài)—環(huán)境”演變與適應(yīng)性保護(hù)對策研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

■延伸閱讀

科考設(shè)備顯身手

三維激光掃描儀：掃描半徑為6公里，精度達(dá)毫米級，能快速獲取詳盡、高精度的三維數(shù)據(jù)，在江源科考中主要用于觀測冰川表面地形地貌等。

痕量氣體在線分析儀：可對特定波長的二氧化碳、甲烷等氣體的吸收譜線進(jìn)行掃描分析，現(xiàn)場獲取水體、土壤、植被等不同下墊面的碳通量信息。

積雪特性分析系統(tǒng)：可對雪水當(dāng)量、雪密度、雪深度等連續(xù)監(jiān)測。

無人機(jī)低空航拍遙感系統(tǒng)：具有機(jī)動(dòng)靈活、續(xù)航時(shí)間長、影像實(shí)時(shí)傳輸、大比例尺精度高等特點(diǎn)，成為在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)快速獲取高分辨率遙感數(shù)據(jù)的重要工具之一，解決了在江源一些地區(qū)車船無法到達(dá)、受天氣影響無法獲取數(shù)據(jù)等諸多困難。

多波束水下地形探測技術(shù)：能精確、快速地測出沿航線一定寬度內(nèi)水下目標(biāo)的大小、形狀和高低變化，有望實(shí)現(xiàn)江源區(qū)河湖水下地形數(shù)據(jù)的精細(xì)化探測。