【中國科學報】摸清青藏高原凍土家底

2020-12-02 中國科學院

外國專家考察西大灘綜合觀測場地

野外工作現場

　　神秘的青藏高原，被稱為「最後的淨土」，而在許多科研人員眼中，這裡是自然留給人類的一個巨大的科學寶藏。

　　事實上，這片「淨土」的很多土壤都是凍土。凍土是指零攝氏度以下含有冰的各種巖石和土壤。一般可分為短時凍土/季節凍土以及多年凍土。它是一種對溫度極為敏感的土體介質，含有豐富的地下冰。地球上多年凍土面積佔陸地面積的25%。

　　而位於青海省格爾木市的中國科學院青藏高原冰凍圈觀測研究站（下稱冰凍圈站），就是一個致力於在我國高原腹地開展冰凍圈監測研究的代表性野外觀測研究站。在長年累月的野外工作中，冰凍圈站站長趙林和同事們，對青藏高原整個多年凍土的變化狀態有了較全面的認識。

　　紮根青藏高原

　　冰凍圈站，原名中國科學院青藏高原綜合觀測研究站，於1987年破土動工，1990年完工，1997年以來，相繼開展了活動層水熱動態及變化過程觀測、典型地區陸面水熱動態過程監測、凍土區碳排放監測。

　　趙林介紹，隨著此後青藏鐵路的開工，從2001年開始，在高原北麓河附近建立了青藏鐵路凍土工程觀測研究基地，展開了鐵路凍土工程的監測與研究。目前，冰凍圈站的觀測研究區位於青藏高原腹地，觀測場點集中分布於青藏公路、青藏鐵路沿線兩側，沿經向跨越整個高原主體的冰凍圈分布區，是我國位於高原腹地開展冰凍圈監測研究的唯一野外觀測研究站。

　　一開始，冰凍圈站的野外觀測場站最初只在青藏公路沿線有4個點。1993年，趙林到站上工作，2003年他上任第三位站長至今，十多年過去，趙林帶領著站上的同事們在青藏高原海拔4500米以上的地區建立了122個凍土野外監測站點。這麼多的站點，光是全部巡查一遍，就得跋涉1.6萬公裡，耗時至少兩個月。但正是有了這麼多的檢測站點，冰凍圈站點的科研人員才能夠準確掌握凍土的情況。

　　「這些野外站點，大多位於青藏高原數據信息空白區，可為青藏高原凍土、氣候、水文和生態研究及區域經濟發展規劃提供基礎數據支撐。」趙林告訴記者。

　　摸清凍土家底

　　根據此前的統計，我國多年凍土面積約210萬平方公裡，其中近90%分布在青藏高原。實際上，這些有關凍土面積的統計都是基於青藏公路及青藏鐵路沿線的資料得出，而青藏高原腹地及其他地區的多年凍土等真實情況仍然不是很清楚。

　　因此，在科技部相關基礎性工作專項項目支持下，趙林和他的同事多年來深入野外，逐漸摸清青藏高原多年凍土真實狀況。

　　趙林透露，自1962年以來，青藏高原凍土表現為凍結持續天數縮短、最大凍土深度減小等現象，青藏公路沿線分布的各類凍土層凍脹融沉強烈，高原凍土的融化加劇凍土區域的地面不穩定性，並引發出更多凍土區工程地質問題，對於大型道路和工程建設提出新的挑戰。

　　「多年凍土是隨著氣候的變化而變化的，只有了解了現在，才能更好預知未來，所以必須儘快把家底摸清楚。」趙林說。

　　2015年2月，科技基礎性工作專項項目進入驗收階段。孫九林院士、副組長張維理研究員等不同專業領域的9名專家組成評審專家組，對趙林等人承擔的「青藏高原多年凍土本底調查」給出很好的評價，並評為優秀項目，這無疑是對他們多年來的野外工作最大的肯定。

　　不斷壯大的隊伍

　　回顧過去，趙林頗有些感慨。1988年，他大學畢業就一頭扎進了凍土科研領域，並堅守至今。他並非沒有別的選擇，身邊的很多同事、同行業多有出國留學的，但機緣巧合，他卻一直在默默地做著凍土研究，一做就是20多年。

　　2003年，冰凍圈站只有兩名科研人員，如今十餘年過去，該站科研人員已經擴展至20人，還擁有近20名碩士、博士研究生，趙林的凍土科研團隊正在日益壯大。

　　如今，趙林及其冰凍圈站團隊的科研成果，已經獲得了國際凍土學相關同行的認可。趙林在有關青藏高原季節凍土和多年凍土變化方面的兩篇文章，被國內外相關學術期刊引用次數達數百次之多。

　　可以說，數十年來在凍土領域的堅守，趙林的苦心沒有白費，其團隊的苦心也沒有白費。

　　展望未來，趙林表示將繼續紮根凍土研究，談及未來的希望時，他說：「希望帶出一支在國際凍土學界更有影響力的中國凍土學家隊伍；希望為各類地球系統模式構建有獨立產權的青藏高原多年凍土數據產品和參數化方案；同時，我也希望深入研究青藏高原多年凍土在全球變化中的作用，使凍土學研究湧現更多的『中國理論』。」

　　野外工作不易，在青藏高原這樣的世界屋脊上工作更加不易，從海拔2000多米到海拔5000多米，幾乎每隔一段時間，趙林和他的團隊都要冒著嚴寒酷暑，頂著浩蕩長風，去檢測站點查看由儀器記錄的相關科學數據，有時還要負責維修。

　　正是基於這樣常年的積累，趙林和他的團隊正在慢慢揭開多年凍土研究的神秘面紗。據他透露，「青藏高原多年凍土本底調查」的調查數據及相關研究結果很快將會對外發布。屆時，趙林和冰凍圈站團隊的科研成果將會讓更多人受益。

　　（原載於《中國科學報》 2015-06-29 第8版 平臺)

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