2022年江源綜合科考啟動，開展長江源、瀾滄江源野外科學觀測 探尋大江源 聚焦冰和碳
2022-07-29 08:49 作者：王 浩 來源：人民網－人民日報 閱覽：
圖為科考隊員在瀾滄江源區的青海雜多縣進行科考。
新華社記者 肖藝九攝
核心閱讀
作為青藏高原生態系統重要組成部分，長江源和瀾滄江源地區是氣候變化敏感區和生態環境脆弱區，對流域氣候系統穩定、水資源保障、生物多樣性保護、生態系統安全具有重要影響。
日前，2022年江源綜合科學考察啟動。科考內容包括冰川、河流水文、水環境、水生態等，並重點關注冰和碳。
雲湧蒼穹，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院牽頭組織的2022年江源綜合科學考察啟動。此次科考範圍為長江正源沱沱河、南源當曲、北源楚瑪爾河和瀾滄江源區，對冰川、河流水文、泥沙、河道河勢、水環境、水生態等全面「體檢」，其中冰儲量和濕地碳儲量觀測是科考重點。
探尋冰川、湖泊間變動規律
在長江源支流布曲的源頭，冬克瑪底冰川高聳。5000多米的冰川腳下，科考隊員安裝設備、檢修儀器、遙控無人機……忙個不停。
「此次我們將採用探地雷達，開展冰川厚度觀測，再結合前期積累的高度等數據，匡算冰儲量及變化，解析出冰川消融水資源量。」長江科學院總工程師徐平介紹。
監測設備不斷升級。長江科學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：「就拿三維雷射掃描儀來說，其掃描半徑為6公里，精確度達毫米級，可準確記錄冰川表面地形地貌。把不同時段測量結果疊加，即可分析出冰川運動變化等。」
無人值守氣象站、積雪特性分析系統定時傳輸溫度、濕度、輻射、降水等數據，冰川前緣變化觀測系統全面記錄冰川前緣狀態……「基於『空天地』一體化立體觀測技術已經建立，有效克服了無人區難進入、冬季數據缺失等問題。」洪曉峰介紹。
此次科考以冰川融水湖泊為切入點，探尋冰川變化和湖泊水量間的關係。徐平說：「冰川儲存大量水資源，是江源眾多河湖補給水源之一。特別是冰川一旦達到消融『拐點』，其退縮趨勢將不可逆轉，並導致河湖來水減少，進而帶來草地沙化、水土流失等生態問題。只有及時觀測，才能為江源區生態風險預防和管理提供基礎數據和科學對策。」
「高原湖泊主要水源是降水還是冰川融水；冰、湖、地層、大氣間水循環如何進行；冰川和湖泊變化對未來氣候變化會產生哪些影響，我們將以此為基礎，進一步解釋機理。」洪曉峰說。
力爭實現對江源區碳匯潛力精準「畫像」
「碳匯是吸收匯集碳並將其固定的過程，豐沛的水量、豐富的動植物、沉睡的凍土，都是固碳儲碳的載體。」長江科學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曲濕地，鑽孔機取樣、無人機攝影，前不久，幾位隊員先期抵達，採集了100多份當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；水泡子密集區域的草甸地下根系深度約20厘米，根系發達，固水性能和固碳潛力良好。」趙登忠介紹初步分析結論。
江源區的碳匯情況，是此次科考重點。「研究評估青藏高原濕地生態系統碳循環機制及其固碳潛力，對於保護地球第三極生態，助力『雙碳』目標實現，有重要意義。」徐平說。
「目前對高原濕地生態系統研究相對較少。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律，實現對江源區碳匯潛力精準『畫像』。」趙登忠說。
如何摸清碳匯「家底」？趙登忠介紹，一方面，利用痕量氣體線上分析儀，現場獲取水與氣界面、土與氣界面的二氧化碳、甲烷等含量。另一方面，利用北斗衛星、低空無人機，組合高光譜衛星遙感影像，逐步建立起監測網路。
「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，但這一過程又促進動植物繁衍生息，進一步匯碳。釋放多還是儲存多，需要用長期數據進一步驗證。」趙登忠說。
調查江源區河流水生生物分布特徵
江源區的冰川雪山、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。「氣候變化對流域徑流、泥沙、生物多樣性、水循環系統等會產生深刻影響。」長江科學院流域水環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。首次在長江源發現河流內魚類越冬場，並揭示了越冬場形成機制；初步掌握了江源地區主要河湖水環境現狀及水質時空分布規律；揭示了江源地區主要河湖水化學特徵和控制因素等。
「近年來，全球氣候變化疊加人為活動，對江源區主要河流水化學特徵、水環境演變、河流水生生物分布產生一定影響。」趙良元說，「科考團隊採用現場調查、線上實時監測與室內分析相結合的方式，全面收集營養鹽、主要離子、金屬元素、有機物等水環境指標數據，摸清魚類、底棲動物、浮游植物和浮游動物等水生物分布。」
據悉，此次科考將進一步掌握長江源和瀾滄江源地區的生態環境現狀，為長江大保護、三江源國家公園建設、長江源和瀾滄江源區「水—生態—環境」演變與適應性保護對策研究提供基礎數據。
■延伸閱讀
科考設備顯身手
三維雷射掃描儀：掃描半徑為6公里，精度達毫米級，能快速獲取詳盡、高精度的三維數據，在江源科考中主要用於觀測冰川表面地形地貌等。
痕量氣體線上分析儀：可對特定波長的二氧化碳、甲烷等氣體的吸收譜線進行掃描分析，現場獲取水體、土壤、植被等不同下墊面的碳通量資訊。
積雪特性分析系統：可對雪水當量、雪密度、雪深度等連續監測。
無人機低空航拍遙感系統：具有機動靈活、續航時間長、影像實時傳輸、大比例尺精度高等特點，成為在小區域和飛行困難地區快速獲取高分辨率遙感數據的重要工具之一，解決了在江源一些地區車船無法到達、受天氣影響無法獲取數據等諸多困難。
多波束水下地形探測技術：能精確、快速地測出沿航線一定寬度內水下目標的大小、形狀和高低變化，有望實現江源區河湖水下地形數據的精細化探測。
新華社記者 肖藝九攝
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作為青藏高原生態系統重要組成部分，長江源和瀾滄江源地區是氣候變化敏感區和生態環境脆弱區，對流域氣候系統穩定、水資源保障、生物多樣性保護、生態系統安全具有重要影響。
日前，2022年江源綜合科學考察啟動。科考內容包括冰川、河流水文、水環境、水生態等，並重點關注冰和碳。
雲湧蒼穹，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院牽頭組織的2022年江源綜合科學考察啟動。此次科考範圍為長江正源沱沱河、南源當曲、北源楚瑪爾河和瀾滄江源區，對冰川、河流水文、泥沙、河道河勢、水環境、水生態等全面「體檢」，其中冰儲量和濕地碳儲量觀測是科考重點。
探尋冰川、湖泊間變動規律
在長江源支流布曲的源頭，冬克瑪底冰川高聳。5000多米的冰川腳下，科考隊員安裝設備、檢修儀器、遙控無人機……忙個不停。
「此次我們將採用探地雷達，開展冰川厚度觀測，再結合前期積累的高度等數據，匡算冰儲量及變化，解析出冰川消融水資源量。」長江科學院總工程師徐平介紹。
監測設備不斷升級。長江科學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：「就拿三維雷射掃描儀來說，其掃描半徑為6公里，精確度達毫米級，可準確記錄冰川表面地形地貌。把不同時段測量結果疊加，即可分析出冰川運動變化等。」
無人值守氣象站、積雪特性分析系統定時傳輸溫度、濕度、輻射、降水等數據，冰川前緣變化觀測系統全面記錄冰川前緣狀態……「基於『空天地』一體化立體觀測技術已經建立，有效克服了無人區難進入、冬季數據缺失等問題。」洪曉峰介紹。
此次科考以冰川融水湖泊為切入點，探尋冰川變化和湖泊水量間的關係。徐平說：「冰川儲存大量水資源，是江源眾多河湖補給水源之一。特別是冰川一旦達到消融『拐點』，其退縮趨勢將不可逆轉，並導致河湖來水減少，進而帶來草地沙化、水土流失等生態問題。只有及時觀測，才能為江源區生態風險預防和管理提供基礎數據和科學對策。」
「高原湖泊主要水源是降水還是冰川融水；冰、湖、地層、大氣間水循環如何進行；冰川和湖泊變化對未來氣候變化會產生哪些影響，我們將以此為基礎，進一步解釋機理。」洪曉峰說。
力爭實現對江源區碳匯潛力精準「畫像」
「碳匯是吸收匯集碳並將其固定的過程，豐沛的水量、豐富的動植物、沉睡的凍土，都是固碳儲碳的載體。」長江科學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曲濕地，鑽孔機取樣、無人機攝影，前不久，幾位隊員先期抵達，採集了100多份當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；水泡子密集區域的草甸地下根系深度約20厘米，根系發達，固水性能和固碳潛力良好。」趙登忠介紹初步分析結論。
江源區的碳匯情況，是此次科考重點。「研究評估青藏高原濕地生態系統碳循環機制及其固碳潛力，對於保護地球第三極生態，助力『雙碳』目標實現，有重要意義。」徐平說。
「目前對高原濕地生態系統研究相對較少。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律，實現對江源區碳匯潛力精準『畫像』。」趙登忠說。
如何摸清碳匯「家底」？趙登忠介紹，一方面，利用痕量氣體線上分析儀，現場獲取水與氣界面、土與氣界面的二氧化碳、甲烷等含量。另一方面，利用北斗衛星、低空無人機，組合高光譜衛星遙感影像，逐步建立起監測網路。
「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，但這一過程又促進動植物繁衍生息，進一步匯碳。釋放多還是儲存多，需要用長期數據進一步驗證。」趙登忠說。
調查江源區河流水生生物分布特徵
江源區的冰川雪山、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。「氣候變化對流域徑流、泥沙、生物多樣性、水循環系統等會產生深刻影響。」長江科學院流域水環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。首次在長江源發現河流內魚類越冬場，並揭示了越冬場形成機制；初步掌握了江源地區主要河湖水環境現狀及水質時空分布規律；揭示了江源地區主要河湖水化學特徵和控制因素等。
「近年來，全球氣候變化疊加人為活動，對江源區主要河流水化學特徵、水環境演變、河流水生生物分布產生一定影響。」趙良元說，「科考團隊採用現場調查、線上實時監測與室內分析相結合的方式，全面收集營養鹽、主要離子、金屬元素、有機物等水環境指標數據，摸清魚類、底棲動物、浮游植物和浮游動物等水生物分布。」
據悉，此次科考將進一步掌握長江源和瀾滄江源地區的生態環境現狀，為長江大保護、三江源國家公園建設、長江源和瀾滄江源區「水—生態—環境」演變與適應性保護對策研究提供基礎數據。
■延伸閱讀
科考設備顯身手
三維雷射掃描儀：掃描半徑為6公里，精度達毫米級，能快速獲取詳盡、高精度的三維數據，在江源科考中主要用於觀測冰川表面地形地貌等。
痕量氣體線上分析儀：可對特定波長的二氧化碳、甲烷等氣體的吸收譜線進行掃描分析，現場獲取水體、土壤、植被等不同下墊面的碳通量資訊。
積雪特性分析系統：可對雪水當量、雪密度、雪深度等連續監測。
無人機低空航拍遙感系統：具有機動靈活、續航時間長、影像實時傳輸、大比例尺精度高等特點，成為在小區域和飛行困難地區快速獲取高分辨率遙感數據的重要工具之一，解決了在江源一些地區車船無法到達、受天氣影響無法獲取數據等諸多困難。
多波束水下地形探測技術：能精確、快速地測出沿航線一定寬度內水下目標的大小、形狀和高低變化，有望實現江源區河湖水下地形數據的精細化探測。
