青藏高原科学考察主题演变、主要成果及展望

胡 健,曹全恒,胡金娇

(西南民族大学国家民委若尔盖高寒草甸生态站,四川 成都 610041)

青藏高原地处亚洲大陆中部，总面积约为我国国土面积的1/4，平均高程超过4 000 m，是全球平均海拔最高的自然地理单元，被称为“世界屋脊”.青藏高原特殊的地理环境使生态系统脆弱、稳定性低，冰川缩减、土地退化、水土流失、生物多样性损失、自然灾害等生态环境问题突出，构建青藏高原区域生态安全屏障成为了国家战略[1-3].冰川是全球淡水资源的主要来源，青藏高原及周边地区的冰川在全球冰川聚集地中排名第二，是亚洲大河的源头，被称为“亚洲水塔”，其水源滋养着全球总人口的1/3，直接关系到中下游区域人民的福祉[4-5].

20世纪80年代以来，青藏高原增温显著，约为全球平均增温速率的2倍，严重威胁着青藏高原的生态屏障作用[6-8].青藏高原在全球气候变化背景下，冰川储量迅速减少，冰线上移速率加快，湖泊面积扩张，河流径流增加，改变陆地水循环格局，对水资源安全与社会经济发展具有重要影响[9-11].气候变化和人类活动使脆弱的青藏高原环境演变的不确定性增大，青藏高原区域的大气环流、水汽循环、生态演变过程、生物多样性等的变化带来的相关影响将是大范围或整个地球，成为了国内外科学界、政府和社会关注的热点区域[3,12-13].第一次青藏高原综合科学考察研究(简称“第一次青藏科考”)虽然已过去约半个世纪，但是它的实施和相关成果极大的推动了人们对青藏高原的初步认识，被评为中国科学院改革开放四十年40项标志性重大科技成果之一，为政府部门决策提供了重要支撑[14-20].青藏高原在第一次青藏科考后50年间仍然缺乏系统性、整体性的认识，中科院率先在2017年启动了第二次青藏高原综合科学考察研究(简称“第二次青藏科考”)，科技部-中科院相继设置了第二次青藏高原综合科学考察研究项目，其中包括十大任务、19个关键区[21].为了更好的理解第二次青藏科考在全面性、系统性和整体性认识青藏高原的重要性，本文对青藏高原研究的主题演变和重要成果进行了梳理，比较了第一次和第二次青藏科考的共性和差异，展望了第二次青藏科考带来的机遇和挑战，以期为青藏高原生态保护和生态文明建设提供支撑.

1 青藏高原研究的主题演变与主要成果

1.1 发文量时间趋势分析

以“青藏高原”为主题词，在中国知网搜索了1951年1月～2020年11月的相关文献，共筛选文献38 493篇.此外，在Web of Science核心数据库，以“Tibetan plateau”“Tibet plateau”“Qinghai-Xizang Plateau”“Qinghai Tibet Plateau”为主题词，检索并筛选1951年1月～2020年11月文献124 705篇.以1951～1972年、1973～1992年、1993～2016年和2017～2020年时间段分析了中英文发文量，青藏高原研究的发文数量经历了缓慢起步-缓慢增长-快速增长-迅速增长4个阶段.在1951～1972年为了解青藏高原资源环境状况，开始了对青藏高原的探索，此阶段处于提出问题，形成基本概念的阶段；1973～1992年我国启动了第一次青藏科考，关于青藏高原为主题的发文量开始缓慢增长，该阶段对青藏高原进行了初步认识；1993～2016年“八五”、“九五”、“973”、“第三极环境计划”等的实施，相关成果层出不穷，中国对青藏高原的研究逐渐引领国际前沿；2017～2020年，通过之前一系列项目和计划的实施，对青藏高原的生态、经济、资源、社会等方面有了进一步的认识，但是为了应对气候变化和探索青藏高原50年来演变，2017年启动了第二次青藏科考，我国开始了对青藏高原又一轮系统性的考察，发文量也迅速增加(图1).

图1 1951～2020年以“青藏高原”为主题词的发文数量

1.2 青藏高原研究的主题演变

对以“青藏高原”为主题的文献中关键词进行分析，揭示青藏高原研究的主题演变.统计分析了中国知网筛选的38 493篇文献的关键词和词频情况(表1).1951～1972年研究主题主要是关于青藏高原植被、地形、资源的基础研究，1973～1992年主要关注青藏高原隆升后大气环流、热力作用、年降水量等的变化以及对人类的影响，1993～2016年相关主题有气候变化、生态环境、地球化学、可持续发展等，2017～2020年关注的主题有气候变化、物种多样性、人类活动、遥感等.

表1 四个时期关键词及词频特征Table 1 Characteristics of key words and its frequency for four periods

1.3 青藏高原认识的主要阶段与成果

上世纪五十年代以来对青藏高原的认识可以分为四个阶段，包括大规模的自然资源综合考察时期(1951～1972)、第一次青藏科考时期(1973～1992)、青藏高原的可持续发展时期(1993～2016)和第二次青藏科考时期(2017～2020)，在每个阶段都取得了相应的研究成果.

(1)大规模的自然资源综合考察时期(1951～1972)，该阶段主要是摸清家底，指导发展的过程.1951年我国开始对青藏高原区域进行考察，打破了国外的垄断[14].《西藏农业考察报告》和《西藏东部地质及矿产调查资料》的编著，为青藏高原后续的研究奠定了基础[13].1958～1960年，第一次对珠穆朗玛峰地区开展科学考察，编著了《珠穆朗玛峰地区科学考察报告》和《高山生理和高山医学论文集》，该成果在1987年获得了中国科学院科学技术进步特等奖[15-16].在20世纪60年代，考察队再次入藏，由于“大跃进”导致当时经济困难，野外调查被迫终止，室内总结陆续编写了青藏高原区域农业、畜牧业、水利、矿产等存在的问题及开发利用的初步意见[13,17].1972年底对1966～1968年的考察成果进行了全面系统的总结，出版了《珠穆朗玛峰地区科学考察报告》[18].

(2)第一次青藏科考时期(1973～1992)，全面综合系统考察，填补科研空白，是青藏科考的主要目标.1971年拉开了第一次青藏科考的序幕，1973年开始了第一次青藏科考[18].第一次青藏科考出版了《青藏高原综合科学考察丛书》41部，该科研成果获得了中国科学院科学技术进步奖特等奖、国家自然科学奖一等奖和陈嘉庚地球科学奖[19].1985年出版了《青藏高原(横断山区)综合科学考察丛书》和一部大型画册[13].第一次青藏科考成果累计包含87部专著和5本论文集，青藏高原形成的历史与演化过程及资源环境等得到了初步的认识[17].

(3)青藏高原的可持续发展时期(1993～2016)，1993～2003年我国实施了一系列项目和计划，在青藏高原地球动力学、隆升机理与演化过程、全球气候环境变化带来的响应以及生态系统等方面开展了深入研究，发表论文1 628篇，专著13部，论文集4部[19].2015年完成了《西藏高原环境变化科学评估》、《青藏高原环境变化科学评估》报告，对青藏高原过去与未来的环境变化做出了评估，为青藏高原的生态环境保护和建设提供了有力的科学依据和指导.该阶段对青藏高原的研究不断深入，成果不断增多，在国际上逐渐引领前沿.

(4)第二次青藏科考时期(2017～2020)，2017年启动了第二次青藏科考，2018年青藏高原科学考察研究作为面向国家重大需求的研究被评为中国科学院标志性重大科技成果之一[20-21].第二次青藏科考提出“走出西藏”和“高原枢纽”并存的生物演变模式[12].青藏高原区域温度和降水量都有所增加，湖泊面积增大，水塔失衡加快，新灾大灾多发[2,22-24].证实了中国分布两种小熊猫，雅鲁藏布江最有可能是他们的分界线及喜马拉雅小熊猫的有效性[25-26].2018年国务院发表《青藏高原生态文明建设状况》[27].2019年关于夏河丹尼索瓦人的研究成果被《科学》杂志评为十大科学突破之一[28-29].第二次青藏科考重点关注水循环、生态环境变化和人类活动，通过综合科学考察研究技术、手段和方法的创新，系统深入的调查研究，揭示环境变化机理及其对人类和社会的影响，推动青藏高原生态环境可持续发展，优化国家生态安全屏障体系[30-31].

2 第一次与第二次青藏科考的比较

两次科考总目标不同.第一次青藏科考以“发现”为总目标，第二次青藏科考以“变化”为总目标[32].建国初期，历史上留下来的资料极少，新中国想发展就要发现资源分布情况，掌握大量的基本信息去指导经济发展，因此第一次青藏科考以发现为主.随着国家的不断发展，对青藏高原的认识不断加深，最近几十年青藏高原发生了很多变化伴生一系列环境问题[33].为了应对新时期全球变化和青藏高原生态保护与修复等问题，第二次青藏科考主要以探索青藏高原变化及其应对策略为总目标.

两次青藏科考的任务及基础条件不同.第一次青藏科考新中国处于发展初期，需要依靠国家现有的资源去发展经济，所以第一次青藏科考的中心任务主要是摸清资源本底的分布及如何有效利用资源，关注青藏高原隆升和形成对环境和人民生活的影响[19,33].第二次青藏科考十大任务分别是西风-季风协同作用及其影响、亚洲水塔动态变化与影响、生态系统与生态安全、生态安全屏障功能与优化体系、生物多样性保护与可持续利用、人类活动与生存环境安全、高原生长与演化、资源能源现状与远景评估、地质环境与灾害、区域绿色发展途径，任务完整性和系统性更强[21,34].青藏高原区域环境恶劣，第一次青藏科考存在道路状况差、交通工具少、科学技术受限、工作与生活保障不足等困难，由地方政府、部队和当地群众提供人力、物力和安全方面的保障[35].经过近半个世纪的发展，第二次青藏科考拥有实力雄厚的青藏高原研究科技队伍，包括40多位院士和其他100多名领军人才，浮空艇、无人机、无人船、遥感飞机等先进科考仪器设备，显著提高了科考能力[34-37].

3 第二次青藏科考新的机遇和挑战

中国科学院战略性先导科技专项和科技部-中科院第二次青藏科考的启动将推动人才的培养、科学的进步和社会的发展.第二次青藏科考队伍庞大，队员来自多个单位和学科，科考队伍组织、管理和学科交叉增加了青藏科考的难度.第二次青藏科考通过日志、科普、成果、新闻传播等多种形式的媒介加快和扩大科考最新进展的传播，增强了人们对青藏高原新的认识.随着第二次青藏科考的进行，青藏科考与社会广众密切相关，将促进青藏高原文化的传播，为高原社会经济的发展提供政策建议.

虽然第二次青藏科考的意义重大，但是整个过程也充满了挑战.青藏高原与南极相比海拔较高，科考队员需克服因严酷环境而导致的身体不适，在爬雪踏冰中艰难的获取样品，野外试验与观测困难重重.第二次青藏科考的目标、定位和任务涉及到青藏高原气候系统、资源与环境、生态安全、人类活动与生存、地质灾害和绿色发展等方方面面，科考中如何将大量的科考数据汇总整理与储存，最终转化成对青藏高原可持续发展与利用的政策建议至关重要，如科考报告和政策咨询报告.为了应对国家生态文明建设总体要求，如何整合现有监测站点，完善生态环境监测体系，提升青藏高原监测能力[38-41].随着《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021～2035年)》、《黄河流域生态保护和高质量发展》、《长江经济带发展规划纲要》等国家战略和需求的提出，第二次青藏科考将会扮演更加重要的角色，在未来的研究中，仍需要重点关注：(1)青藏科考需要形成面向国家战略需求的成果体系，为国家战略发展提供科学依据，如科学评估与咨询报告、数据、图集、样品、综合观测体系、灾害预警示范工程与防治科学支撑、示范基地与工程、规划与区划等；(2)青藏科考需要增强创新意识，引领国际研究前沿，加强国际间交流合作，取得原创和国际顶尖的研究成果；(3)加强对青藏高原大气圈、土壤圈、水文圈和岩石圈等多圈层和水、土、气、生等多要素的监测体系建设，为青藏高原应对全球气候变化提供长期有效的数据支撑；(4)加强科学数据数据库建设，加大数据共享力度，构建青藏科考的科技资源服务平台，如国家青藏高原科学数据中心；(5)加大青藏科考过程、成果等全方位的宣传与传播力度，创新传播方式，提高公众的参与程度，为政府部门、企事业单位及社会大众进行科普宣传，形成科技成果服务于生态文明和美丽中国建设的知识传播体系.