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黑龙江流域湿地的“百年坎坷”

日期:2020-01-01
黑龙江流域湿地的“百年崎岖”

科研人员在户外查询和采样。

黑龙江流域湿地的“百年崎岖”

户外监测仪器设备

■本报见习记者 韩扬眉

这是一个灵敏区域,你知道有多灵敏吗?! 刚见到记者,我国科学院东北地舆与农业生态研讨所研讨员宋长春就抛出了这个问题,毫不掩饰心痛的心情。

宋长春口中的 灵敏区域 ,便是地处北半球中高纬度、跨过我国和俄罗斯的黑龙江流域。一年之内,他们查询的观测点沿线的多年冻土融化了30厘米,并且融化速度还在加速。这一起意味着,又有一些物种将步入消亡。

研讨了近20年的湿地生态,宋长春曾目击三江平原湿地面积的急剧萎缩,他惧怕再看到其他湿地重复相同的命运。

适合性散布:为湿地 划界

2016年7月,国家要点研制方案项目 中高纬度湿地体系对气候改变的呼应研讨 正式立项。宋长春担任首席科学家。

项目由东北地舆所承当,并调集了东北师范大学、我国科学院遥感与数字地球研讨所、北京师范大学、我国科学院南京地舆与湖泊研讨所和我国科学院大气物理研讨所5家单位的科研力气,期望针对全球气候改变和人类活动加重布景下的湿地生态体系康复及坚持,提出我国方案。

包含黑龙江流域在内的中高纬度湿地拥有着全球64%的天然湿地面积,承当着水源修养与水文调理、生物多样性与生境坚持、碳积蓄和气候调理等重要生态功用,在维系区域生态安全中发挥着不行代替的效果。但是,原本就对气候改变最为灵敏且特别软弱的中高纬度湿地,在气候改变与高强度人类活动的叠加 损伤 下,其退化和功用损失速度远超其他类型的生态体系。

曩昔100年,这道天然 生态屏障 究竟发生了什么?这是宋长春首要想要弄清楚的问题。

根据现有经历模型核算的答案并不抱负。 有必要研制耦合湿地景象格式与生态进程的景象空间动态模型,再合作其他办法展开归纳研讨,才干定量辨认天然和人为两种要素的相互关系。 宋长春告知《我国科学报》。为此,项目组构建了流域长时间序列气候、水文、冻土等数据集,以及高分辨率格点降水、气温数据集。

研讨发现,近60年来,黑龙江流域垦殖现象加重,湿地坚持着高强度的退化速率,农田逐步成为该区域的主导景象和基地景象。

湿地面积锐减的成果很严重。其间,冻土区湿地体现得最为灵敏。据研讨观测,黑龙江流域多年冻土已北移了80~100多公里,巨细兴安岭一带的多年冻土深陷50余厘米,森林植被类型也随之北移。

中高纬度区域的人类活动前史很短,但该区域湿地所遭受的危害在人类前史上却史无前例。 宋长春说。在他看来,了解湿地景象格式的前史改变,正是为了预知未来或许面对的危险,以便探求习惯性调控机制和处理途径。

适合性散布 ,这是项目组科学家提出的处理方案。研讨发现,影响首要湿地 农田类型散布的相关要素存在差异性。湿地与降水有关,而水田与气温相关。此外,他们还进一步得到不同气候情形下首要湿地、农田体系的适合性散布状况。

这些研讨成果将为湿地维护与康复、农田合理规划等供应科学依据。例如,某些区域在未来某种气候情形下,若不适合旱田,则应该人为干涉将其康复为湿地或其他土地;而某些适合水田出产的区域,则应该合理地规划使用,量体裁衣。

精细化数据:为湿地 建模

为取得全面的科学知道,项目组成员依照温度梯度设置了一条 样带 。这条样带贯穿整个黑龙江流域,跨过中俄两国,连绵1000多公里,包含接连多年冻土区、不接连多年冻土区、岛状多年冻土区和季节性冻土区等中高纬度不同类型冻土区湿地。

曩昔两年,他们沿着这条大样带,展开了很多的查询采样和户外原位操控实验。 与实验室实验比较,原位实验能最大化复原天然状况,尽或许削减人类扰动。 宋长春说,这能最接近真实地知道湿地及其生物多样性格式,了解湿地水文进程、冻土以及碳氮循环要害进程等改变规则,探查湿地对气候改变的呼应以及首要驱动要素。

除此之外,研讨人员还展开了中高纬度湿地户外归纳定位观测,并根据此取得了长时间接连性根底数据。

现在咱们建成了不同冻土区碳氮水户外归纳观测研讨渠道,完结户外监测仪器设备置办与装置调试,展开了湿地水文、气候、土壤、植被等要素的户外接连定位观测。 项目组成员、东北地舆所副研讨员宋艳宇说。

在项目子课题 中高纬度湿地景象格式演化机制 研讨主干、东北地舆所研讨员、国家地球体系科学数据中心黑土与湿地分中心主任王宗明看来,数据是研讨根底。 曩昔100年里,当年的湿地变成了什么、曩昔哪些地方散布着湿地、其面积改变怎么等等,都需求精细化的数据。

而取得数据的办法是遥感监测和前史文献地图。 不同土地类型就有不同的遥感图画特征,如农田有比较显着的纹路,湿地则比较均一。 王宗明告知《我国科学报》,研讨曩昔的改变需求经过遥感手法进行回溯。不过,在20世纪五六十时代曾经,黑龙江流域的遥感数据记载并不足够,需求结合地形图和前史材料,构建模型并进行常识推理。

经过对中俄两国湿地比照剖析,并比较无遥感时期和现代遥感时期的数据,科研人员发现,近100年来,黑龙江流域上、中、下流湿地面积和结构的改变存在较大差异。其间,俄罗斯境内上游湿地呈动摇趋势,添加的首要来历和削减的首要去向为草地和林地。而我国境内,中、下流湿地呈继续下降趋势,削减的湿地首要转化为农田,但近年来转化为农田的份额逐步减小。

这些成果关于湿地办理维护和康复很重要。 王宗明期望 至少维护区内不再有农田开垦现象 。不过,要想精确预估未来,还需求模型。

但由于已有的研讨模型对知道湿地,尤其是水文进程并不彻底适用,研讨人员在原有模型根底上,添加了湿地、冻土和积雪融雪三大模块,体系展开了中高纬度湿地水文进程对气候改变的呼应研讨,定量评价了气候改变和人类活动对流域湿地、雪冰、冻土及生态进程的影响。

知道机制、观测实验以及建模型来模仿验证,3个环节相得益彰、缺一不行。 宋长春说。

危险评价:为湿地维护 立规

曩昔两年,项目组根本知道了曩昔100年里湿地景象格式的时空改变特征、人类活动对湿地面积改变的影响,并详细剖析了黑龙江流域湿地面对的气候危险和人为危险强度。

现在,宋长春想要处理的问题是,水稻最多能栽培多大面积,湿地最少需求维护多大面积,怎么能坚持湿地生态功用安稳和坚持农业用水可继续供应。

这需求进行危险评价。只要知道危险在哪里,才干为国家决议方案供应支撑。 宋长春说。

现在,研讨人员正从湿地出产力、植物生物多样性和土壤碳汇等方面剖析危险模仿危险阈值,确认易受气候改变影响地带为湿地的要点维护区,受人为活动搅扰较为显着的为优先康复区。接下来,还需针对危险评价成果,提出习惯全球改变的湿地 农田空间格式优化调控方案并确认其效益,终究规划出最优化的景象格式。

湿地的生态体系服务功用乃至大于森林。 王宗明主张,在东北树立湿地维护专项,加大对湿地维护的投入和力度。

在宋长春看来,湿地研讨是一个长时间性作业,未来还要加强世界合作,积极参与世界科学方案,提高我国在湿地研讨范畴的世界学术影响力。 下一年,期望凭借中俄世界年的关键,中俄科学家可以一起树立实验站,展开联合观测研讨。