青藏高原被稱為世界屋脊和“亞洲水塔”,承載著豐富而神秘的湖泊資源。這片地區的湖泊數量和面積位居全國前列,其水資源儲量更是高達全國湖泊水資源的70%以上。湖泊作為地表水體的代表,不僅是青藏高原生態系統的關鍵組成部分,也是生態服務的重要提供者,涵蓋蓄水、調節水資源等多個方面。近年來,在氣候變化和人類活動的雙重壓力下,青藏高原湖泊的數量、面積、水質和生態系統均發生了顯著變化,其直接關系地方生態安全和經濟社會的可持續發展。因此,理解湖泊生態系統對氣候變化的響應機制,揭示湖泊水循環及流域生態系統變化對氣候變化的反饋,對于維護區域生態平衡、提高水資源利用效率至關重要。
過去幾十年來,國家對青藏高原湖泊進行了廣泛的調查和研究,以深入了解該地區的生態系統、氣候變化和環境影響。首先,通過衛星遙感和地面觀測手段,繪制了詳細的湖泊分布圖,研究了它們的大小、形狀、深度等地理特征。同時,水文學參數如湖泊水位、水溫、水質等也被廣泛監測,以獲取湖泊水體的基本信息。其次,針對青藏高原部分湖泊的生物多樣性及它們對氣候和環境變化的響應開展了系列調查。大量的數據和成果相繼出版,如《中國湖泊志》和《中國湖泊調查報告》等,在認識青藏高原湖泊及其對人類活動與氣候變化的響應等方面發揮了巨大的作用。
青藏高原湖泊對環境變化響應敏感。氣候變化和人類活動導致近幾十年來青藏高原湖泊的水資源、水質和水生態環境發生巨大變化。氣溫升高導致冰川和凍土融化加快,加之降水增加,從而增加了湖泊的水資源補給。然而,這也帶來了一系列問題,如淹沒草場、公共基礎設施等,湖泊水位波動較大,影響了湖泊周邊生態系統的穩定性。其次,社會經濟、旅游業等的發展,部分湖泊水質污染風險加大,進而對當地的水資源安全和生物多樣性構成威脅。因此,掌握青藏高原湖泊水資源、水質和生態系統狀況,預測其對未來氣候變化和人類活動的響應趨勢,已經成為青藏高原水資源管控、生態系統安全的迫切而重大的需求。
針對這一需求,2019年科技部將“湖泊演變及氣候變化響應”列為第二次青藏高原綜合科學考察研究項目的重要專題之一開展調查和研究。本次科考深入研究了湖泊水量、水質和生態系統的動態變化,旨在全面了解氣候變化對湖泊的影響,特別是在青藏高原這一脆弱生態系統中的響應機制。科考團隊圍繞湖泊面積與水量變化動態分析、水質參數調查及遙感反演、湖泊生態系統調查及環境變化響應等方面展開工作,旨在為科學評估與合理保護青藏高原湖泊資源提供全面的基礎數據。
該項目的具體研究內容包括開展詳細的湖泊水量、水質和生態系統考察,以深入理解氣候變化對湖泊變化的影響程度,從而準確評判未來氣候變化條件下的湖泊變化趨勢。通過大范圍的湖泊水質參數調查與監測、生態系統群落及其影響要素調查,建立環境要素變化與湖泊水量、水質變化的關系,在豐富的遙感數據支持下,建立長時期、大范圍、年際尺度的湖泊水量、水質變化序列,評價其對湖泊水生生態系統的影響,從而能夠深入地定量分析研究湖泊變化對氣候變化的響應程度與時空特征。基于本專題的科考和研究工作,將繪制與青藏高原湖泊脆弱性和生態安全密切相關的光、溫、鹽、碳、氮、磷、葉綠素、湖泊營養水平、湖泊生態系統結構與生物量分布圖集,湖泊生態和水質遙感反演模型和圖件,湖泊面積和水量變化圖件,為青藏高原生態安全屏障建設提供重要背景資料。具體內容包括以下三個方面:
青藏高原湖泊分布與水量變化遙感監測
1
通過湖泊水深實測和湖盆地形分析,結合長時序光學/測高衛星觀測與數字高程模型(DEM),建立湖泊面積-水位-水量變化之間的關系,定量重建過去近二十年青藏高原湖泊面積與水量變化軌跡,分析高原內流湖泊水資源量變化時空特征。
青藏高原湖泊水質參數調查及遙感反演
2
開展青藏高原湖泊熱力學過程變化特征及驅動機制考察,揭示湖泊熱力學特征的季節變化及其影響因素。構建青藏高原湖泊生態及水質參數遙感反演模型并生產相關反演產品,生成面積大于50km2的湖泊的典型物理、化學、生物參數長時間序列時空動態演化遙感產品。
青藏高原重點湖泊生態系統調查及環境變化響應
3
針對具有重要生態意義的水生生物類群,進行湖泊生物組成、豐度、多樣性的調查和摸底。共計完成了 96個湖泊的野外調查和實驗室鑒定分析工作,揭示了氣候變化下青藏高原湖泊生態系統結構的分布模式、影響因素和規律,探討湖泊生態系統對全球變化響應的可能模式。
本書分為青藏高原湖泊水資源、水質、底質、生物資源總論和分論兩部分。總論部分包括第1~4章,主要介紹青藏高原湖泊的分布、數量、面積、水質、浮游植物、浮游動物、底棲生物和湖泊沉積物理化性質的總體情況。其中第1章主要介紹青藏高原湖泊的數量、面積及水資源變化分布特點;第2章主要介紹實地調查得到的青藏高原水質空間分布格局、遙感反演水質的長期演變過程;第3章主要介紹浮游植物、浮游動物、底棲生物的空間分布、生物量和多樣性;第4章主要介紹湖泊沉積物的化學特征、物理性質、粒度組成等。分論部分主要是分別介紹各個湖泊的水質、底質和湖泊生物具體情況。
《青藏高原湖泊科學考察報告》編輯委員會
本文摘編自《青藏高原湖泊科學考察報告》一書,有刪減,圖片來源于該書,標題為編者所加。
《青藏高原湖泊科學考察報告》
ISBN 978-7-03-076655-7
中國科學院南京地理與湖泊研究所 著
責任編輯:黃 梅 沈 旭
審圖號:GS京( 2024) 2012號
《青藏高原湖泊科學考察報告》是在第二次青藏高原綜合科學考察研究“湖泊演變及氣候變化響應”專題資助下編寫完成的一部青藏高原湖泊的綜合集成報告。本書共分為兩篇。第一篇是青藏高原湖泊總論,分章節論述了青藏高原湖泊近幾十年水資源變化、湖泊水質空間分布格局和演變過程、湖泊生物的空間分布和多樣性,以及湖泊沉積物理化特征的空間分布格局;第二篇是青藏高原湖泊分論,對青藏高原單個主要湖泊進行2019~2023年期間的概況、水質、生物和沉積物底質性質的介紹。
《青藏高原湖泊科學考察報告》系統地展示了第二次青藏高原綜合科學考察和青藏高原湖泊的最新研究數據,對于推動青藏高原湖泊水量、水質和水生態研究具有重要意義,對“亞洲水塔”和青藏高原脆弱生態保護提供了關鍵科技支撐。
本書可供從事青藏高原湖泊、地理、生態和環保等專業的科研與工程技術人員、大專院校師生及政府相關管理人員閱讀和參考。
(本文編輯:洪弘)
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