作者:杨晨 来源:中国科学报 发布时间:2021/12/28 17:30:05
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“聆听”青藏高原的呼吸:讲好碳的故事

 
 王小丹   成都山地所供图
 
青藏高原很安静,人烟稀少碧水蓝天,地理环境复杂神秘,且高耸的地形带来的地—气效应十分显著,广泛影响着高原内部以及周边其他地区。所以,它是众多科学研究开展的理想之地。
 
青藏高原很广阔,广阔到足以让科研工作者们,穷尽一生去跋涉。
 
中科院成都山地研究所研究员王小丹就扎根于此,二十余年的时间里,从事青藏高原环境和生态方面的研究。
 
近些年,碳在多圈层的积累和流动受到学界广泛关注,尤其在目前“双碳”大背景下,是制定路线图和综合方案过程中基础且重要的议题。而被称为“亚洲水塔”的青藏高原,是水圈、冰冻圈、生物圈和大气圈多圈层体现最全的区域之一,独特的冰川、冻土、湖泊、河流和高寒草地和亚高山森林为研究陆表生态系统碳过程提供场所。
 
王小丹为此努力着,跟随自然的脉搏,“聆听”青藏高原的呼吸,记录下关于“碳”的一切。
 
到底是“源”还是“汇”
 
青藏高原是全球最大的高山冻土区,气候变暖可能导致大量冻土碳释放,但气候暖湿变化也能促进植物碳固定提升,使得区域碳源汇平衡状态和趋势存在不确定性。
 
今年八月,王小丹所在的中科院成都山地所西藏生态环境创新团队联合其他研究所以及高校,发布了关于青藏高原陆地生态系统碳源汇现状及动态研究的重大进展。研究表明,青藏高原高寒生态系统总体是重要碳汇,将对气候变暖形成负反馈。
 
也就是说,暖湿化影响下,青藏高原植被吸收了更多的二氧化碳,大于冻土所释放的量。
 
“青藏高原到底是‘源’还是‘汇’,算是初步给出了一个确切的答案。”而为了得到这个答案,王小丹和团队无数次踏入青藏高原,做监测、算碳量、搞实验。“要把这里面碳的存量、机理以及预测讲清楚,不仅是数据的收集和整理,还要思考用什么方法去解决。”
 
其中,监测是一项必须长久持续的基础工作。中科院成都山地所关于青藏高原碳的监测和调查,其实可以追溯到上世纪80年代,不过当时只是整个青藏高原生态研究中的一部分。2000年左右,王小丹进入到成都山地所后,沿着前辈的足迹继续投身于此,最近5年,更是“集中火力“做碳相关的工作。
 
2010年,为更好地监测二氧化碳的变化,王小丹和团队开始在西藏申扎建设高寒草原与湿地观测试验站以及布设生态监测网络。十多年来,一张“网”逐渐铺开:从东边的若尔盖到西边的日土县,从南边的亚东到北边的可可西里,监测站点的数量升至32个,监测仪器以每秒10次的频率传送着数据。“就像是给青藏高原装上了听诊器,随时可以听到它的呼吸。”王小丹形容。
 
这次为了搞清“汇”和“源”的问题,王小丹在这十多年监测数据的基础上,还整合了其他研究团队的数据。“把分散的数据都集中起来,时间跨度越长,覆盖范围越广,分析出的结果也更具说服力。”
 
 
 
 
 
 
王小丹和团队成员   成都山地所供图
 
 
 
在“曲折”中丰富认识
 
但在科研领域,对事物的认知是要不断前进的,答案也是有“期限”的。
 
“虽然我们有这么多年历史数据的支撑,搞清了‘汇’和‘源’的问题,但未来仍有不确定性。”王小丹指出,目前对于青藏高原碳汇的未来趋势,目前的模型预测还存在较多不确定性。“是否在暖湿化作用下,温度升高水分增加到一定程度后,就会有风险存在,趋势就可能被改变需要我们的进一步验证。”
 
这也意味着,目前花费大力气得出的结论,可能需要接受更长时间尺度的检验。王小丹看来,这是科研工作常常遇到的“无奈”。“那只有不断去获得数据、发展方法和分析验证,但我们的认识总归是在这样的曲折中前进的。”
 
而王小丹最大的“苦恼”,还是来自于青藏高原的“广阔”。“面积太大了,生态类型空间差异性强,就怕自己只看到了一个单点或局部的问题,很难从整体上去把握。”这也是他对青藏高原的研究“从一而终”的原因,希望自己做得更全看得更远。
 
以前有团队邀请他去做其他区域的生态研究工作,被他婉拒。“我一直在做青藏高原,做一个领域的研究是要讲基础和积累的。”
 
为更好地聆听广袤高原的“呼吸”,王小丹更是“掘地三尺”一探究竟。“地下根系的生物量更是宝库,因为温度低土壤有机质分解速度慢,所以固碳能力较强。”但不比地上的遥感监测,用于地下的监测手段有限,大多靠挖。王小丹说,如果只是计算生物量还好操作,但要观察土壤剖面变化过程必须原位观测。
 
目前,他们使用了地面通量塔监测、和地下土壤剖面水分、温度、气体同步监测以及微根窗根系生长监测,形成了立体监测体系,使得地下生态过程能实时被“捕捉”。
 
“在青藏高原都坚持下来了 还会怕什么”
 
高精尖设备的投入,助力科研工作事半功倍。但有时原本在平原地区能正常使用的设备,一到了高原就没有缘由地“罢工”,也让王小丹和团队有些头疼。“也许是天气的原因,温度太低了,还有的就是不知道为什么。只有反复摸索,针对性改进仪器设备以适应高原环境条件。
 
但这只是高原科研工作偶尔的小插曲。王小丹看来,自然条件带来的影响是客观存在的,自己能做的就只有去不断克服和习惯它。更重要的是,以积极的心态去看待。
 
有时候高原反应,夜晚辗转难眠。帐篷外,偶尔还有游荡的野狼。但只要入睡了哪怕一个小时,王小丹都心情愉悦。“你要这样想,好歹还睡了一个小时,这样的条件下足够了。”
 
青藏高原基础设施的改善为他增添了几分乐观。“道路畅通了,以前要花三天时间翻山越岭才到达的地方,现在只需要一天。沿路买吃的喝的都方便了,条件好多了。”他见证着这里的发展。
 
前辈的坚持也影响着他。有次王小丹跟着自己老师钟祥浩去青藏高原做调查,刚到拉萨已年过七十的钟老师突然生病急需就医。“我劝他回成都检查,反正剩下的只是收尾工作。但老师还是坚持,把事情做圆满了才返回。”
 
让王小丹深受触动的“小事”不只这一件。之前有位在外地工作的学生回到成都看望王小丹,闲聊时,学生讲起了自己以前去青藏高原做样带调查的事情:一路行驶到海拔四千多米无人区,高原反应十分严重,坐在皮卡车里,边颠边吐。不得已去医院输液,医生刚拿针头扎,竟下意识大哭起来。
 
虽然回忆时学生已将这段辛苦当作谈资,云淡风轻,但有句肺腑之言让王小丹印象深刻。“那么艰苦的环境,都坚持下来了,以后还会怕什么困难。”
 
王小丹感同身受,在青藏高原的二十余年,除了收获知识以外,学会的还有面对生活的坚韧。而之所以能够咬牙坚持下来,他认为最主要的还是因为热爱,因为兴趣。
 
“再加上时间久了,自己慢慢融入了这里,成了习惯,更养成了一种感情。”在“聆听”青藏高原呼吸的同时,他也渐渐和青藏高原“同呼吸”。

 

 
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