青藏科考

可可西里湖泊面积、水量和水质野外调查工作完成

文章来源 :
2019-12-13 15:39

青藏高原被称为亚洲水塔,是“我国重要的生态安全屏障、战略资源储备基地,是中华民族特色文化的重要保护地”(习近平语)。冰川、湖泊和河流是亚洲水塔的重要组成部分。青藏高原下垫面中,超过1.4%面积是湖泊,数量超过3万个,面积超过4万平方公里,面积占全国湖泊总面积的一半以上。其中面积大于50平方公里的湖泊有155个,面积占高原湖泊面积的3/4。

可可西里是青藏高原这片净土中最为神秘和最难以到达的区域。地理上的可可西里是以可可西里山为主体的邻近山原湖盆地区,位于喀喇昆仑山以东,青藏公路以西,唐古拉山以北,昆仑山以南,面积约23.5万平方公里。可可西里横跨我国的青海省和西藏自治区,包括格尔木治多班戈尼玛和改则等市(县)部分区域。然而事实上一般人们认为的可可西里地区要比地理上的可可西里小得多,大体上是地理上可可西里青海省的部分,即可可西里自然保护区的范围(图1),面积约4.5万平方公里,这也是本文所要讲述的可可西里。

可可西里地势高亢,平均海拔4860米。受地质构造控制,区内山地、宽谷和盆地呈北西西-南东东方向带状相间排列。自北向南,分别是昆仑山东段博卡雷克塔格山,包括把布喀达坂峰、马兰山、大雪峰组成的大、中起伏的高山和极高山;勒斜武担湖-可可西里湖-卓乃湖、库赛湖高海拔湖盆带;可可西里山中小起伏的高山带;西金乌兰湖--楚玛尔河高海拔宽谷湖盆带;冬布勒山-乌兰乌拉山中小起伏的高山带。

水文上,青海可可西里国家级自然保护区是羌塘高原内流湖区和长江北源水系交汇地区。可分为三个水系:东部为楚玛尔河水系组成的长江北源外流水系,以雨水、地下水补给,水量较小,以季节性河流为主:西部和北部是以湖泊为中心的东羌塘内流水系,处于羌塘高原内流湖区的东北部;北部中段为柴达木盆地内流水系,以红水河为主,穿越昆仑山流入柴达木盆地。超过10平方公里的湖泊有21个,面积超过3300平方公里。超过200平方公里的湖泊有6个,其中两个湖泊面积超过500平方公里。

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深入了解青藏高原,才能更好地保护好这世界上最后一方净土。自20世纪70年代开始,国家对青藏高原实施了大规模综合科学考察,简称“第一次青藏科考”。可能是由于自然条件过于恶劣,“第一次青藏科考”对可可西里的考察直到1989-1990年才开始。在1989年预考察的基础上,1990年5月21日-8月23日,由34个单位共68人组成的科考队,19台车对可可西里开展了涵盖20多个专业的综合科学考察。“第一次青藏科考”揭开了可可西里的神秘面纱。就湖泊考察来说,可可西里的成果集中表现在《中国湖泊志》中。这些成果是后来科研工作者了解青藏高原湖泊状况的重要基础。

自第一次青藏科考开展以来的近50年(可可西里30年),青藏高原自然与社会环境发生了剧烈变化,气候变暖幅度是同期全球平均值的2倍,是全球变暖背景下环境变化不确定性最大的地区;青藏高原生态环境和水循环格局的重大变化,如冰川退缩、冻土退化、冰湖溃决、冰崩、草地退化、泥石流频发等对人类生存环境和经济社会发展造成了重大影响。青藏高原作为“一带一路”环境变化的核心驱动区,将对“一带一路”沿线20多个国家和30多亿人口的生存与发展带来巨大挑战。就湖泊来说,受科考条件所限,“第一次青藏科考”关于湖泊水深和水质的资料仅限于近岸湖区,其代表性不足。完整的水下地形测量基本没有,留下了大量的空白区域,大大限制了对青藏高原湖泊水文状况的研究。近些年来,随着国家不同层面对高原湖泊沉积与环境变化研究的支持,零星的湖泊水文状况调查也得以开展,然而数量比较有限且精度也有待提高。因此国家启动了第二次青藏高原综合科学考察研究(以下简称“第二次青藏科考”)。2017年8月19日,习近平总书记就第二次青藏科考专门发贺信,明确指出“聚焦水、生态、人类活动,着力解决青藏高原资源环境承载力、灾害风险、绿色发展途径等方面的问题,为守护好世界上最后一方净土、建设美丽的青藏高原作出新贡献,让青藏高原各族群众生活更加幸福安康”。为加强对第二次青藏科考的指导,保证科考的顺利进行,2019年3月12日,国务院正式发文成立第二次青藏科考领导小组,并在西藏和青海省分别设立领导小组和办公室。第二次青藏科考开展亚洲水塔动态变化与影响等10大科学考察研究任务,组建若干个专题科考分队。

基于以上背景,为调查青海可可西里地区湖泊水量及其动态变化,阐明湖泊对气候变化的响应,在青海省第二次青藏高原综合科学考察领导小组的协调和支持下,由中科院青藏高原所组队,郑州大学、安徽师范大学、北京大学、南京大学和三江源国家公园管理局可可西里管理处5家单位参与,成立了共约30人的第二次青藏科考亚洲水塔动态变化分队。青藏高原所副所长朱立平研究员为队长,鞠建廷助理研究员为执行队长。考察队于2019年10月8日-11月20日对可可西里特拉什湖、乌兰乌拉湖、西金乌兰湖、勒斜武担湖、太阳湖、可可西里湖、卓乃湖、盐湖8个湖泊进行水量、水质或沉积物以及流域河流水质和流量、土壤和地形综合科学考察。

考察队于2019年10月15日在沱沱河二道沟附近进入无人区,11月17在盐湖附近出无人区。34天时间里,考察队共扎营11次,考察里程近1400公里(路线图见图1),考察湖泊面积近2200平方公里。考察队克服了重重困难。根据队员陈浩博士的统计,考察期间翻越大小山近百座,强渡河流近20条,陷车上百次(其中严重陷车近10次,被迫卸车解困3次),爆胎6次。严重损伤车辆1部,显著损伤车辆4部。

初步考察结果显示,与第一科考相比,随着降水的增多,除卓乃湖外,所考察湖泊均有不同程度的扩张;相应地,不少湖泊盐度也随之下降(表1)。以永红-西金乌兰湖为最甚:第一次科考时,永红湖和西金乌兰湖面积共416.1平方公里,矿化度达256.7g/L之多;本次科考发现,该湖面积已达553.6平方公里,增大了1/3,盐度降到了66.2g/L。所考察湖泊中,面积最大的是乌兰乌兰湖,盐度最大的是西金乌兰湖。湖泊最大深度15-65米不等,最深湖泊为太阳湖,最大深度为65米;西金乌兰湖最浅,最深不过15米。考察队还采集了沿途土壤样品和湖泊沉积物样品,其中湖泊岩芯可用来恢复过去一万年左右湖泊的水量变化。

表1 可可西里湖泊水深及其面积变化

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考察成果还在继续整理中。最终会绘制湖泊水下地形图,在此基础上计算湖泊水量。考察成果将填补该区域水量测量的空白,为亚洲水塔的动态变化及其对气候变化的响应机理研究提供数据基础,为三江源国家公园的建设提供更多的科学建议。

第二次青藏高原综合科学考察领导小组的成立,为第二次青藏科考提供了极大的便利。从我们提出考察申请到拿到三江源国家公园的考察许可,第二次青藏高原综合科学考察领导小组办公室(以下简称“省科考办”)只用了3天的时间,并且协调了地方政府、公安部门和军区。我们野外进行期间和野外结束后,省科考办老师们多次嘘寒问暖,询问工作中有没有困难需要办公室协调。暖意阵阵袭来,吹走了考察队34天的饥寒疲惫。再次感谢省科考办马本元老师和魏瑜杰老师对本次科考的大力支持。三江源国家公园生态处的王向宇老师和可可西里管理处布周局长也积极配合我们的工作,对我们有求必应,积极帮忙解决工作中出现的问题。在次一并致谢!最后感谢参加此次野外所有队员的辛苦付出,相信我们的努力会被记入史册。