警惕!冻融荒漠化潜藏生态危机

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  在青藏高原,一场土壤物理反应正在悄然发生:多年冰冻的土层,融化的天数增加了;表层的土越来越干,草甸层破碎,下层的沙砾质土逐渐裸露。这些源自气候越来越暖的变化,可能会改变沙源、水源,改变牧民的生存环境,也可能改变千里之外长江沿线人们的生活。

  冻融加剧,不仅仅是土地退化

  被称为“亚洲水塔”的青藏高原,冰川延绵,冰塔林立。我国4.6万多条冰川,主要就分布在那里。在青藏高原,冰川、冻土、积雪、河流、湖泊都是“亚洲水塔”的组成部分,积累起来的冰雪融化,形成河流,流向长江、湄公河、印度河、恒河等。

  然而,这些活跃的水循环,却在无声无息地发生变化。

  “根据野外调查,由于气候变暖,导致青藏高原冻融荒漠化的面积呈现增加趋势,程度也有所增强。如果青藏高原气温持续升高的话,冻融荒漠化还会继续增加。”中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化研究室主任薛娴说。

  薛娴及其团队长期从事荒漠化及其防治研究,在薛娴看来,冻融荒漠化是指由于冻融过程加剧导致的土地退化。

  在高海拔山区和冻土区,土壤或岩层中冻结的冰会在白天融化、晚上冻结,或者夏季融化、冬季冻结。这一过程会随着日夜、季节的交替反复发生,土层中的地下冰、地下水也会不断发生变化、位移,土层也会随之发生冻胀、融沉、流变。

  就像冰柜里的冻肉反复解冻会破坏肉的组织结构,其韧性、口感会变差,反复冻融也会使土壤的组织结构发生变化。

  “气温升高导致的冻土退化会使青藏高原高寒草甸根系层的土壤变干,从而引起草场退化、地表沙砾质化以及土壤养分丢失等。这些过程会直接导致土地生产力降低,影响到牧民的生产生活。”薛娴说。

  形势堪忧,气候变暖加速荒漠化

  我国每5年组织一次荒漠化和沙化土地监测,其中就包含冻融荒漠化监测。目前,我们正在进行第6次全国监测调查。

  2015年,第5次全国荒漠化和沙化监测结果显示,截至2014年,全国冻融荒漠化土地面积36.33万平方公里,占荒漠化土地总面积的13.91%。当时,我国荒漠化土地面积261.16万平方公里,占国土面积的27.20%。与2009年第4次全国监测结果相比,冻融荒漠化减少了240平方公里。

  然而,我国冰、雪、冻土和冰冻圈研究领域唯一的学报级期刊《冰川冻土》杂志曾在2005年刊文称,随着生物气候带的更迭和干旱程度的加重,我国冻融荒漠化的主要区域——青藏高原藏西—藏北荒漠化区的冻融荒漠化,由片状、带状分布向零星分布过度,面积逐渐减少,而程度却不断加重。

  时间行至2016年,新华社报道了关于青藏高原冻融荒漠化的预测:根据中国科学院青藏高原研究所长期的遥感及地面观测结果,一些研究人员预测,受气候变化影响,这里的冰川迅速消退,草原面积不断减小,荒漠化面积不断增加,永冻层也在持续融化。

  这与薛娴所说的野外调查结果契合:由于气候变暖,青藏高原冻融荒漠化呈现增加趋势,程度也有所增加。

  2019年5月,在青海西宁举行的青藏高原生态文明建设论坛上,中国科学院青藏高原研究所副所长朱立平说:“青藏高原正经历超常的气候变暖问题。”1960年-2012年,青藏高原升温率超过全球同期平均升温率的2倍。

  但薛娴也表示,从青藏高原整体来说,目前还没有具体数据说明冻融荒漠化的面积、程度、变化及趋势等。

  连锁反应,生态影响亟待研究

  冻融过程原本是青藏高原的基本自然特征之一,“但气候变暖悄然加剧了这一过程”,薛娴说。

  20世纪80年代以来,青藏高原气温出现升高趋势,升高幅度高出同纬度其他地区。薛娴解释,由于年平均气温升高,土壤温度也出现升高趋势,从而引起季节性冻土以及多年冻土上部覆盖的活动层年内冻结天数减少,融化天数增加,融化期土壤融化深度增加。

  “土壤冻融变化加剧改变了土壤的水热过程,浅层出现变干趋势,草甸层出现破碎,在坡度较大地区尤为严重。草甸层破碎之后,顺着破碎的裂隙,风蚀和水蚀过程加剧,最终导致整个草甸层丧失,下层的沙砾质土壤直接暴露遭受侵蚀,地表逐渐沙化和砾质化。”薛娴阐释了这一动态过程,“青藏高原的冻融荒漠化是一个包括冻融、风蚀、水蚀以及风水复合侵蚀的复杂过程。”

  除了土地退化,冻融荒漠化还有可能影响到青藏高原的水源涵养功能,但其对河流径流和湖泊水量的具体影响以及机制,目前还存在正负两方面的争议。此外,冻融荒漠化还会通过滑坡等地质灾害影响交通等基础设施。

  至于青藏高原冻融荒漠化对西北乃至全国大生态系统的影响,目前研究的较少。薛娴认为,潜在的影响可能会表现在几个方面:作为沙源,沙物质直接进入高空气流,形成下风向的沙尘暴,但目前没有证据可以表明这一点。对河流径流的影响方面,目前由于气候变暖导致冰川积雪融化,径流基本呈现增加趋势,还无法从中分离出冻融荒漠化的影响。冻融荒漠化还可能通过改变局地气候影响其他地区,但目前也没有相关研究。

  生态监测,推进可持续管理

  自然因素,也就是气候变暖,是导致青藏高原冻融荒漠化的根本原因。那我们能做些什么?

  “在很大程度上,气候变暖是工业革命之后人类增加化石燃料排放引起的。既然如此,我们就要积极参与、响应国际减排活动。”薛娴建议。

  同时,薛娴也表示,人类活动也会对冻融荒漠化产生影响。比如开矿挖沙淘金等活动,会直接破坏草甸层。牲畜数量增加,或是冻融荒漠化降低草地生产力,使草场不能承载原有的牲畜数量,也会通过破坏植被,改变群落结构以及土壤性质,导致荒漠化的进一步加剧。

  薛娴建议,在青藏高原增加长期观测点,通过实时监测土壤冻融过程,预测荒漠化趋势,根据科学数据制定合理的牲畜承载力。在已经退化的草地上,通过合理措施进行可持续稳定恢复。

  近年来,我国为了恢复青藏高原等地退化草地,采取了围栏禁牧政策。因为其改变了千年来形成的“逐水而居,逐草而牧 ”的传统游牧模式,自其实施以来,被广泛关注,政府、牧民和科学家等从各自的视角,对于围栏的作用评价不一。

  去年6月,包括中国科学院地理科学与资源研究所在内的国内外多家单位,联合完成了对青藏高原围栏工程效应的综合评价,进而提出了将围栏当作草地恢复过渡期措施、设置标准化围栏观测样地等政策建议,以利于青藏高原高寒草地的可持续管理。

  中国自然资源学会名誉理事长刘纪远在此前的青藏高原生态文明建设论坛上也表示,在青藏高原,应该重视生态系统完整性,制定长期规划,建立生态综合监测的稳定运行机制。

  据《中国自然资源报》

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