青藏高原念青唐古拉山廓琼岗日1号冰川变化研究

小冰川对气候变化非常敏感,监测与定量评估此类冰川变化有助于理解冰川对气候变化的响应幅度与机制。本研究结合多源遥感数据(卫星遥感与无人机航测),分析了近50年来青藏高原念青唐古拉山廓琼岗日1号冰川面积变化趋势,定量评估了该冰川近期的冰面高程变化幅度与空间分布。结果表明,1968—2021年廓琼岗日小型冰斗冰川的面积从(1.444±0.013)km^(2)缩减至(0.712±0.001)km^(2),萎缩幅度达到50.7%,冰川末端退缩平均速率约为(6.23±0.71)m·a^(-1)。基于2020—2021年高精度无人机航测数据发现,廓琼岗日1号冰川冰面平均高程差达到(-2.41±0.69)m,冰川末端高程变化大于3 m,中部的冰面高程下降幅度在1.5~3 m之间。研究还发现冰川表面河道对冰面高程空间变化起着重要作用,该冰川表面共发育有13条表面河道,2020—2021年河道向西北方向偏移约2 m。冰面河道的向下侵蚀与侧向消融导致末端冰面高程变化呈现显著的空间差异。

西藏生态足迹与承载力动态分析

利用生态足迹模型,对2005—2010年西藏的生态足迹和生态承载力以及生态盈余进行了测算。研究发现,西藏2005—2010年人均生态足迹呈现出振荡式上升趋势,从2005年的0.34 hm2/人波动上升到2010年的0.83 hm2/人,其中人均林地消费所占比重最大,多年平均值占总消费的39.8%;人均耕地消费基本稳定在0.18—0.2 hm2/人之间,其他类型土地消费所占比重相对较少;人均生态承载力呈现平滑下降趋势,从2005年的14.78 hm2/人下降到了2010年的13.77 hm2/人,其中林地和牧草地及其转换的化石能源地人均生态承载力所占比重达到了95%,可耕地、牧草地、林地的人均生态承载力在2005—2010年之间呈现缓慢下降趋势,水域人均生态承载力变化不大;人均生态盈余较大,但呈现出递减趋势,2005年为14.44 hm2/人,而2010年下降到12.94 hm2/人;生态盈余中比重最大的是林地,但其足迹波动较大,介于1%—30%之间;草地人均生态足迹仅占生态承载力的5%左右,水域人均生态足迹占生态承载力的比例可忽略不计。

青藏铁路开通后对西藏生态足迹和生态承载力的影响

青藏铁路的开通,在加快西藏经济社会发展速度的同时,对西藏的生态环境变化也会产生重要影响.运用生态足迹法,从铁路客运和货运两个方面,计算2006-2011年青藏铁路开通带给西藏的生态足迹的变化及趋势,探讨了青藏铁路开通对西藏生态足迹变化的影响.铁路客运产生的生态足迹主要体现在旅游生态足迹方面,主要包括铁路入藏游客的住宿、餐饮和购物产生的生态足迹;货运方面主要包括货物运入和运出两个方面.结果表明:铁路客运产生的旅游生态足迹中,住宿比重最高,购物次之,餐饮最少.总体铁路输入的旅游生态足迹仅占不考虑铁路开通时西藏总生态足迹的1%左右;而铁路货物运入的生态承载力逐年上升,且占不考虑铁路开通时西藏总生态足迹的比重较大,最大达到51%,对西藏生态足迹产生重要影响;铁路开通输入的生态足迹远远小于铁路为西藏增加的生态承载力.

国立科技单元的科研评价探讨

随着全球科技一体化趋势的进一步来临,科研评价越来越被各国政府所重视,自20世纪60年代以来,欧美等科技发达国家先后就各自的科学机构尝试进行定量、半定量和定性相结合的综合评价,有的国家甚至把评价结果作为其R&D投入的主要依据。我国在该领域的研究起步较晚,但也逐步形成了国家、科研院校的一些评价体系,并力图制定出符合我国发展的评价理论方法。本文拟从科研评价的生命周期及国内外现状出发进行讨论,通过分析国内外科研机构评价的现状和趋势,初步探讨国立科技单元的科研评价问题。

亚洲高山区冰湖溃决洪水事件回顾

冰湖溃决洪水是由冰湖快速大量释水所导致的自然灾害。在全球变暖背景下,亟待建立完整的冰湖溃决洪水数据库,以进一步对冰湖进行危险性评估和风险管理。整理了亚洲高山区(青藏高原及周边地区)的冰湖溃决洪水资料,得出冰湖溃决洪水主要分布在天山山脉、喀喇昆仑山、喜马拉雅山脉、念青唐古拉山、横断山等区域。20世纪以来,亚洲高山区共计发生冰湖溃决洪水277起,其中冰碛湖溃决洪水113起,冰坝湖溃决洪水164起。导致冰碛湖溃决的诱因以冰-雪崩或冰川滑塌为主导,占50.1%,埋藏冰融化或管涌、强降水或上游来水、滑坡-岩崩以及地震占比分别为23.1%、18.5%、7.4%和0.9%。1980年以来,冰碛湖溃决洪水的发生频率呈较弱的增长趋势;但由于发生溃决的冰湖趋于小型化,其溃决水量与洪峰流量在喜马拉雅山脉、天山山脉等地区呈显著下降趋势。2010—2018年间喜马拉雅山脉中段发生8起冰湖溃决洪水事件,远高于天山山脉、喜马拉雅山脉东段和念青唐古拉山等地区,成为新的高发区,是未来重点关注的地区。在未来冰湖溃决洪水频率可能增加的状况下,相关国家和地区在应对冰川灾害、实现区域防灾减灾等方面需要加强沟通交流,共同建立跨区域协调的防灾体系。

气候变暖加剧全球冰川失稳灾害过程

Glacier-related slope failures,including ice avalanches,ice-rock avalanches,glacier collapses,and rock avalanches on glaciers,are generally characterized by large collapse volumes,solid-liquid phase transition,and high mobility[1].They are one of the major types of geo-hazards in high mountain areas.Glacier-related slope failures have cascading effects since they often evolve into glacial lake outburst floods(GLOFs),debris flows,and dammed lakes,which significantly prolong and amplify the impacts of the hazard.Tragic slope failures have cumulatively claimed more than tens of thousands of lives.For example,the 1962 and 1970 Huascaran events in the Peruvian Andes caused approximately 20,000 deaths[2],and the 2021 Chamoli ice-rock avalanche in the Indian Himalayas left more than 200 people dead or missing[3].

拉萨河流域典型区域保护、修复、治理技术示范体系

青藏高原是世界屋脊、亚洲水塔,是地球第三极,是我国重要的生态安全屏障[1],是地球上最独特的地质-地理-生态单元,是开展地球与生命演化、圈层相互作用及人地关系研究的天然实验室[2].近50年,青藏高原自然与社会环境发生了剧烈变化,气候变暖幅度约是同期全球平均值的2倍[3],是全球变暖背景下环境变化不确定性最大的地区。

“亚洲水塔”变化与影响

以青藏高原为核心的“第三极”是除南极和北极以外冰雪储量最大的地区,被称为“亚洲水塔”,包括面积约1×10^5 km^2的冰川、总面积约5×10^4 km^2的湖泊和长江、黄河、雅鲁藏布江、印度河、恒河、湄公河、阿姆河、塔里木河等10多条亚洲大江大河的源头。“亚洲水塔”变化关系着中国的水资源利用以及“一带一路”地区众多国家的水安全。在气候变暖背景下,“亚洲水塔”正在发生以失衡为特征的剧烈变化。冰川加速退缩、湖泊整体显著扩张、冰川径流增加等过程都和“亚洲水塔”失衡密切相关。“亚洲水塔”的失衡变化导致了青藏高原及周边地区水资源和水灾害风险增加,出现了冰崩等新型灾害。这些变化也可以通过大气圈和水圈产生广域效应,进而和南极、北极变化协同联动,影响全球气候变化和水循环。第二次青藏高原综合科学考察研究聚焦于过去50年来“亚洲水塔”动态变化及其影响,与“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”专项实施一道,为我国资源环境重大战略需求和绿色“一带一路”发展,提出应对“亚洲水塔”变化与影响的科学对策和水资源规划管理及可持续发展的科学指导,以服务于全球生态环境保护、人类命运共同体建设。

1949-2017年青藏高原科学考察研究历程

被誉为世界屋脊和亚洲水塔的青藏高原是中国资源宝库和生态安全屏障。1949年以来,青藏高原科学考察研究作为国家战略任务受到高度重视。1949—2017年第二次青藏高原综合科学考察研究(简称“第二次青藏科考”)启动之前,中国科学家在青藏高原地区开展的科学考察研究历程大致可分为4个阶段:(1)区域专题科学考察阶段(20世纪50—60年代),该阶段取得了重要的第一手资料,为此后的大规模青藏高原综合科学考察研究奠定了基础;(2)第一次青藏高原综合科学考察研究阶段(简称“第一次青藏科考”,1973—1992年),该阶段首次开展了大规模多学科的综合考察研究,完成了面积约260万km2的青藏高原综合科学考察研究,积累了大量的科学资料,产生了巨大的科学和社会影响;(3)问题主导的科学考察研究阶段(20世纪90年代—21世纪初),包括攀登计划、国家重点基础研究发展计划、高水平国际合作等为特征的科学问题主导的科学考察研究,实现了由静态到动态、由定性到定量、由单一学科到交叉学科的里程碑式转变;(4)建制化和团队攻坚的科学考察研究阶段(2003—2017年),这一阶段以2003年中国科学院青藏高原研究所成立为标志,队伍规模化组建,野外台站体系化建成,实验室建设形成规模,国际合作不断深化,中国科学院战略性先导科技专项以及第三极环境国际计划等重大项目的实施,汇集了全国和全球开展青藏高原研究的杰出人才,推动青藏高原研究走进世界地学研究的第一方阵,为2017年启动第二次青藏科考打下了坚实基础。

气候变化和异常天气共同导致印度杰莫利冰-岩崩塌

冰崩(包括冰-岩崩塌)是最具破坏性的山地灾害之一,严重威胁周边地区的安全.尽管相关事件在全球山地区域频繁发生,但由于观测数据缺乏,只有极少数冰崩事件得到了深入的研究.针对2021年2月7日发生在印度杰莫利地区的冰-岩崩塌事件,本研究利用高时空分辨率的卫星影像发现:此次事件是由冰川下附基岩滑坡引起的冰-岩崩塌,其中崩塌源区的面积为2.89×10^(5)m^(2),物质损失为2.46×10^(7)m^(3),对应的平均高度变化为-85m.同时,冰-岩体整体沿斜坡滑动大约起始于2017年夏季,并于此后表现出明显的季节性滑动特征(主要在夏季).在冰-岩体滑动的启动期,区域内出现异常的强降雨;在崩塌触发前40天内,区域内出现显著的冬季升温.对比多个时期的数字高程模型进一步发现,崩塌区域的冰川(或冰-岩体)几何形态可能一直处于变化之中(即冰川下部加速变薄,而上部变化不明显),这与整个地区气候变暖的现状是相吻合的.综合上述发现并结合地貌特征分析,得出如下结论:此次印度杰莫利冰-岩崩塌事件主要是由气候变化和异常天气共同作用于陡峭且易断裂的地形和地质条件造成的.本研究不仅为高海拔地区的冰川或斜坡不稳定性研究提供了新的证据,而且也凸显了在喜马拉雅山和世界其他高山区开展冰崩风险识别和评估的迫切性.