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        蘭州大學開展多學科交叉研究保護祁連山生態——用智慧守護綠水青院校動態

        點擊數: / 作者:Kiko / 2022-06-22
        蘭州大學

        “馬上望祁連,奇峰高插天。西走接嘉峪,凝素無青云……”地處甘肅省西部與青海省東北部邊境的祁連山,因風景旖旎而引人注目。同時,作為青藏高原東北部的重要水源地、水源涵養區以及河西走廊的綠色水庫,祁連山也因其生態屏障功能更凸顯其價值。

        保護好生態環境是“國之大者”。蘭州大學長期關注祁連山生態環境保護問題,前赴后繼的蘭大人依托祁連山、研究祁連山、保護祁連山,在茫茫深山里鉆孔取樣,在雄渾沙漠中捕風捉沙,在多年凍土區調查監測……他們通過多學科交叉研究為推進山水林田湖草沙冰一體化保護和系統治理貢獻力量,用智慧守護祁連山的綠水青山,構筑起了一道綿延不絕的綠色屏障。

        為更綠的祁連山助力

        祁連山區擁有2600多條現代冰川,年平均徑流量約138億立方米,山體中上部年均400—500毫米的降水量,是石羊河、黑河、疏勒河三大內陸河的水源地,三大內陸河90%的水資源都出自祁連山。

        但過去的祁連山,曾因開礦炸山等人為破壞而變得“傷痕累累”。監測數據顯示,祁連山區1990年至2010年冰川面積縮小了約22.8%。要保護和修復祁連山生態,增加植被的覆蓋度十分重要。但大量植被會消耗很多水分,隨之出現一個問題:祁連山的水資源應該如何分配?

        解決這一問題,首先要從科學角度分析水資源類型儲量及利用現狀,蘭州大學資源環境學院教授賀纏生、張寶慶帶領團隊用10年時間建立起祁連山土壤水分觀測網絡。“土壤水分空間異質性很大,即使一兩米的距離也會隨著植被類型的改變而改變,因此長時間積累的觀測數據非常寶貴。”張寶慶介紹。

        生態是需要用水的?;谟^測數據,該團隊目前正在探尋上中下游合理分配水資源的協同發展模式——既筑牢上游生態屏障,不影響出山徑流量,保證中游綠洲用水,又不至于使下游湖泊干涸,確保讓祁連山更綠、水資源更平衡。

        綠洲的健康直接關系到祁連山區的高質量發展。上世紀80年代,蘭州大學任繼周院士就在位于綠洲核心區的甘肅省張掖市臨澤創建了草地農業試驗站,并提出了季節畜牧業理論,綜合土草畜的數量關系確定適宜的放牧強度,指導草原生態保護和動物養殖。

        在此基礎上,蘭州大學南志標院士建立了農牧耦合修復草原生態模式——在牧區建立人工草地,在農區施行草田輪作,對農區和牧區施行系統間的耦合發展,增加牧草供給和營養品質,降低草原放牧壓力。蘭州大學草地農業科技學院教授侯扶江介紹,在綠洲草田輪作、種植牧草,相當于建了一個物質和能量的“工廠”和“集散地”,整個區域的生產效益提高了3倍以上,既減輕了放牧壓力,也保護了草原。

        積極服務國家“雙碳”戰略

        通過深度20米到150米不等的鉆孔監測凍土溫度并采集凍土巖芯樣品,利用遙感數據觀測地表凍融沉陷程度,借助無人機驗證多年凍土退化形成的熱融滑塌和湖塘演化情況……在祁連山多年凍土區,蘭州大學資源環境學院教授牟翠翠團隊打造起“天空地”一體化的監測網絡,這也是守護祁連山的“火眼金睛”。

        多年凍土是連續兩年或兩年以上處于凍結狀態的巖土層,祁連山海拔3500米以上的高寒地區很大一部分屬于多年凍土。多年凍土區存儲了大量的有機碳,凍土退化會導致部分碳暴露,加速微生物的分解釋放,向大氣中釋放大量溫室氣體。同時,熱融滑塌會導致地表的土壤養分減少,影響植被生長。

        牟翠翠團隊通過多年科學考察發現,祁連山區多年凍土年平均地溫每10年增溫0.48℃,并出現了顯著的熱融滑塌現象,地表土壤碳氮含量損失高達10%—30%。為實現“雙碳”目標,該團隊通過野外監測和室內實驗對多年凍土區碳釋放的機制進行研究,試圖全面解析凍土“碳循環”過程的生物與非生物機制。

        “我們正在對多年凍土區的固碳能力進行評估,進一步為沿線省份調控碳排放提供參考。通過研究熱融滑塌的發育機制,對熱融滑塌和凍融泥流災害進行預警,為政府部門提供決策依據和有力支持。”牟翠翠說。

        蘭州大學草地農業科技學院教授趙傳燕則重點關注祁連山地區林地、灌叢、草地等不同植物類型的碳匯功能。趙傳燕團隊對祁連山森林生態空間進行了界定,為森林的恢復與保護劃定生態紅線。同時,對祁連山170多處開礦點植被恢復情況進行評估,從開礦點恢復初期的裸露狀態到低覆蓋草地再到高覆蓋草地,觀察覆蓋類型的轉換情況,并用模型模擬轉換后的水文過程、生態過程可能發生的變化……

        不斷探索生態管理新機制

        從蘭州出發,沿著祁連山麓向西,最后經敦煌再繞道青海,這條路,蘭州大學資源環境學院副教授耿豪鵬早已熟稔于心。研究生階段,他就加入了教授潘保田主持的祁連山地表侵蝕與構造氣候相互作用研究課題中,破解祁連山構造抬升與地貌演化的謎題。

        經過20多年積累,該團隊已建成甘肅省石羊河流域野外科學觀測研究站,并逐步形成了涵蓋地貌學、冰凍圈科學、水文學、氣候學等學科的研究團隊,構建了一個互相對接、系統嚴密的研究體系。

        10余年來,蘭州大學資源環境學院院長、祁連山研究院院長勾曉華的足跡遍布整個祁連山,她通過研究樹木年輪記錄探究氣候變化的痕跡。近幾年,勾曉華的工作重心從單一的氣候研究轉向運用多年基礎研究成果服務于祁連山生態環境保護建設。

        如今,她和跨學科團隊的教授丁文廣、李育等編撰的《祁連山生態綠皮書:祁連山生態系統發展報告》已連續出版4年。書中總結集成了蘭州大學及相關單位在祁連山地區長期的研究工作,為政府科學決策提供了理論依據。

        針對祁連山局部生態破壞問題,2017年,丁文廣向甘肅省政府提交了“關于構建祁連山國家級自然保護區新型管理機制的建議”,該建議被時任省長、副省長先后批示,并被相關政府部門采納;2018年底,丁文廣、勾曉華等10位教授聯名向國家林業和草原局、甘肅省政府、青海省政府提出了實施“生態民”治理模式、“社區共管”機制等建議。

        “祁連山國家公園有幾萬平方公里,只靠政府的力量肯定不夠,生態保護中要充分傳承原住居民的傳統生態自然觀,把生態保護與區域經濟發展結合起來,這樣才能更好地實現生態文明建設的目標。”丁文廣說。

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