周萍（右）帶領(lǐng)學(xué)生開展植被生長狀況監(jiān)測。 本報記者 谷業(yè)凱攝
四川阿壩藏族羌族自治州若爾蓋縣黃河與白河匯合處的黃河九曲第一灣。 李堅強攝（影像中國）
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青藏高原是我國重要的生態(tài)安全屏障。寒來暑往，中國科學(xué)院一代又一代的科研人員扎根雪域高原不懈探索，開展若爾蓋濕地生態(tài)修復(fù)、推動沙化土地治理、監(jiān)測高寒草原生態(tài)狀況，在揭示環(huán)境變化機理、優(yōu)化生態(tài)安全屏障體系等方面，取得了一批重要的科研成果。他們用智慧和汗水，書寫著青藏高原生態(tài)保護修復(fù)及可持續(xù)發(fā)展的動人故事。
黃河流經(jīng)四川、甘肅兩省交界處，輕輕一甩，形成一個大大的轉(zhuǎn)彎，河流、湖泊和沼澤點綴在遼闊的草原上。這片位于青藏高原東北部的區(qū)域分布著我國面積最大的高寒泥炭地——若爾蓋濕地，這里是我國西部生態(tài)安全屏障的重要組成部分。
今年7月26日，中國科學(xué)院若爾蓋濕地生態(tài)研究站（以下簡稱“若爾蓋站”）在四川紅原縣全面投入使用。這個隸屬于中國科學(xué)院成都生物研究所的野外臺站，是“中國高寒區(qū)地表過程與環(huán)境觀測研究網(wǎng)絡(luò)”的成員。開展高寒濕地保護與恢復(fù)，是其科研目標之一。
“我們見證、參與了我國濕地保護事業(yè)的發(fā)展”
由于長期處于淹水低溫的環(huán)境，微生物活動受到抑制，植物枯落物不能被快速分解，使得有機碳大量積累，若爾蓋濕地便形成了厚厚的泥炭層。這片高寒濕地固定了大量二氧化碳，因此，若爾蓋濕地也被認為是重要的天然“儲碳庫”、氣候變化的有效“緩沖器”，在減緩溫室效應(yīng)方面發(fā)揮著積極作用。
若爾蓋站站長高永恒介紹：“高寒泥炭地是高寒濕地的主要類型，扮演著‘大氣碳匯’的角色，在全球輻射平衡中一直發(fā)揮著‘凈冷卻’作用。”
隨著氣候變化和人類活動加劇，泥炭地穩(wěn)定性面臨著巨大挑戰(zhàn)。“若爾蓋泥炭地平均厚度在2米到3米之間，但是它的形成過程卻很漫長，是以每年不到1毫米的積累速率歷經(jīng)成千上萬年形成的。一旦遭到破壞，它就會退化為草地，甚至逐漸沙化。”高永恒說，“我們研究若爾蓋濕地生態(tài)過程及調(diào)控機制，可為這里的生態(tài)保護修復(fù)及可持續(xù)發(fā)展提供數(shù)據(jù)依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。”
海拔3400米的若爾蓋站日干喬試驗點上，科研人員將取土鉆插進地里，一旋、一提，將取出的柱狀土量取所需長度后裝進自封袋內(nèi)。不遠處，土壤、植被的自動監(jiān)測系統(tǒng)正在運轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)實時存儲、回傳至后方實驗室。“我們設(shè)計開發(fā)的監(jiān)測系統(tǒng)和實驗室分析技術(shù)，目前已基本實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高效采集、存儲和自動化傳輸，大大提高了野外數(shù)據(jù)的監(jiān)測精度、采集密度以及觀測項目的綜合性。”若爾蓋站副站長劉建亮介紹。
近年來，若爾蓋站的發(fā)展建設(shè)，改善了我國高寒濕地長期定位監(jiān)測與研究的面貌，增強了該區(qū)域系統(tǒng)性科學(xué)研究和農(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的能力。大型野外深層增溫模擬平臺、水位控制試驗平臺、大氣氮沉降模擬實驗平臺等先進的科研設(shè)施，使得數(shù)據(jù)精度和科研效率不斷提升。經(jīng)過多年治理，若爾蓋濕地資源總體穩(wěn)定，生物多樣性得到有效保護。
“從2014年在野外搭帳篷做科研，到2015年自建板房實驗基地，再到如今若爾蓋站全面投用，我們見證、參與了我國濕地保護事業(yè)的發(fā)展。”中國科學(xué)院成都生物研究所副所長陳槐說。
“在高原上做研究有很多困難需要克服，但是能堅守在這里做自己感興趣的研究，也是一種幸福”
雅魯藏布江奔騰不息，流至西藏自治區(qū)山南市境內(nèi)后，河道變寬、水流變緩。河谷地帶，兩岸的楊樹林、柳樹林綿延不絕，滿目青翠。
歷史上，雅江流域山南段是有名的風沙之鄉(xiāng)。上世紀80年代以來，當?shù)馗刹咳罕娡渡硌沤雷o林建設(shè)，40年造林4500多萬株，形成一道長160多公里、平均寬1.8公里的“綠色長城”。
高原生態(tài)環(huán)境脆弱，種什么？怎么種？維護管理怎么開展？“這里面的學(xué)問可不少。”中國科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所（以下簡稱“成都山地所”）研究員王小丹介紹，“對于過去那些由單一樹種組成的純林，我們要做進一步優(yōu)化，比如調(diào)整雌雄樹種比例、改善土壤條件等。樹齡長了以后，還要解決蟲害、飄絮等問題，并考慮外來物種入侵的問題。”
近年來，成都山地所科研團隊通過對雅江流域中上游沙化土地的全面調(diào)研，結(jié)合氣候、地形、土壤、植被、沙化程度等因素，確定了雅江流域山南段不同沙化程度沙地治理點及示范區(qū)，構(gòu)建了基于“埋—鋪—阻—蓄”生態(tài)水土層的退化沙地生態(tài)治理模式，結(jié)合初選及繁育出的種質(zhì)資源，開展了基于微生境構(gòu)建的沙化土地生態(tài)治理試驗示范。
山南市扎囊縣桑耶鎮(zhèn)的沙化土地生態(tài)治理綜合示范區(qū)內(nèi)，邊長1米的沙地試驗樣方整齊排列，種植著散生栒子、巴東醉魚草、樹錦雞兒……這些樣方構(gòu)成了一個個“微生境”，成都山地所研究員周萍正帶著學(xué)生們蹲在地上，仔細查看樣方內(nèi)植物的生長情況。
“我們以初篩和擴繁的種質(zhì)資源為材料，開展灌草植物抗逆性移栽試驗，并從越冬存活率和植物生長特征等方面進行評估，最終選出了一些效果較好的治沙材料。”周萍說，“與在我國西北地區(qū)治沙不同，雅江谷地地下水埋藏較深，主蓄水土層上面就是沙層，由于沙層不像普通土壤那樣具有毛細現(xiàn)象，降水下滲后便很難再利用。”
為此，周萍研究團隊創(chuàng)新地將一種生態(tài)環(huán)保型的高分子保水材料添加到土壤中，形成了一個個“微型水庫”。“比如，7月至8月的集中降雨期，我們可以利用天然降雨；在比較干旱、沒有降水補給時，就可以利用這些‘微型水庫’給植物補水。”周萍解釋。
“別看這些植物在地面上長得不高，根卻扎得極深。”與很多長期在高原工作的科研人員不同，周萍是2018年才將自己的研究方向轉(zhuǎn)到高原治沙，雖然時間不長，可是她也把自己的科研志趣深深扎進了腳下這片土地。“在高原上做研究有很多困難需要克服，但是能堅守在這里做自己感興趣的研究，也是一種幸福。”她說。
“要從漫長的環(huán)境變化中找到高原生態(tài)的科學(xué)規(guī)律，必須靠雙腳”
在西藏那曲市申扎縣，坐落著中國科學(xué)院申扎高寒草原與濕地生態(tài)系統(tǒng)觀測試驗站（以下簡稱“申扎站”），這里海拔超過4700米，是目前世界上海拔最高的綜合生態(tài)監(jiān)測站。
王小丹的另一個身份是申扎站的站長，從27歲首次來到西藏考察開始，他已經(jīng)在高原上工作了20余年。“每年5月至10月在野外，其余時間在研究收集的資料、數(shù)據(jù)。”王小丹說，“西藏具有森林、灌叢、草甸、草原、荒漠等多樣生態(tài)類型，要從漫長的環(huán)境變化中找到高原生態(tài)的科學(xué)規(guī)律，必須靠雙腳。”
王小丹跑遍了西藏60多個縣，最長的一趟走了3個月，行程超過3000公里。“過去條件有限，有時迷了路，只能靠兩樣?xùn)|西找路，一是輸電塔，二是北斗星。”他說。
申扎站設(shè)有生物、土壤、水分3個專業(yè)實驗室和綜合觀測樣地，其中高寒草原綜合觀測樣地500多畝，高寒沼澤濕地綜合觀測樣地100畝。
為什么要在海拔這么高的地方建站？王小丹解釋，申扎站位于羌塘高原南部高寒草原—湖盆區(qū)，在生態(tài)上具有代表性，監(jiān)測范圍極大。“我們可以監(jiān)測和評估人類活動對自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的作用，預(yù)測高原環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)功能變化對我國乃至亞洲生態(tài)安全的影響。”王小丹說。
如今，科學(xué)研究有力支撐著青藏高原生態(tài)安全屏障建設(shè)。“數(shù)十年來，西藏生態(tài)保護取得顯著效益，目前仍然是世界上生態(tài)環(huán)境質(zhì)量最好的地區(qū)之一。”王小丹介紹，目前，西藏生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定，主要表現(xiàn)為自然生態(tài)系統(tǒng)占比達到90%以上，生態(tài)系統(tǒng)原真性得以保持。