2012年以来每年开展的江源科考，聚焦冰川、河湖和湿地，对长江源区水环境、水生态等进行“体检”，摸清江源生态本底，找寻江源变化规律
“借助‘基地+站区’的江源野外科考观测体系，江源科考从定点观测走向系统研究，取得一系列科研成果，撰写学术论文上百篇，多项科研成果属于‘全球首次’。”
文 |《瞭望》新闻周刊记者 陈凯 史卫燕 陈杰
地处青藏高原腹地，长期处于科研“空白区”的长江源是气候变化的敏感响应区和生态环境脆弱区。作为长江流域受人为活动影响最少的一块净土，江源河流规律和生态指标对长江流域具有指示和参考意义，堪称长江大保护的“本底”。
2012年以来每年开展的江源科考，聚焦冰川、河湖和湿地，对长江源区水环境、水生态等进行“体检”，摸清江源生态本底，找寻江源变化规律。
首次实现长江源关键鱼类的人工规模繁殖、设计增温试验发现温度与江源植被多样性的关系、模拟径流冲刷试验发现水土流失区域差异……科研团队深入江源腹地，连续十余年开展科学考察，逐步揭开江源神秘面纱。
搭建河湖生态安全立体监测和预警技术平台、牵头制定三江源国家公园水文水生态监测规划……十余年来，多项有关长江源的研究项目获国家自然科学基金立项，相关成果不断揭示江源生态环境变化规律，为长江大保护提供坚实科技支撑。
科考队员在各拉丹冬雪山主峰冰川上进行地质雷达探测（2023年7月28日摄） 刘诗平摄/本刊
平均海拔超4500米 江源科考常态化
“血氧饱和度不到80%，高原反应已经很严重了，要赶紧下去吸氧。”
“我还能坚持，等明天再看看。”
长江源平均海拔超过4500米，高寒缺氧，来自平原地区的科考队员初到长江源，几乎都会产生头疼、气喘等高原反应。
长江科学院总工程师徐平说，通过科考持续研究江源冰川、冻土、湖泊等生态变化的背后规律，为长江源生态环境保护提供更加系统专业的科研支撑十分重要。
1976年，水利部长江水利委员会组织科考队，首次将长江源追溯到唐古拉山主峰各拉丹冬雪山，此后陆续探明“长江三源”：正源沱沱河、南源当曲、北源楚玛尔河。
在多次考察基础上，2012年7月水利部长江水利委员会、长江科学院等机构组织20多人团队走进江源，拉开江源科考常态化序幕。
“不到江源心不死，死在江源心也甘。”1976年新中国首次组织对长江源头展开科考，参与队员签名写下了“决心书”。
近年来，科研条件日益改善，但地形情况复杂、天气多变，缺少网络信号覆盖，在江源开展野外考察条件依然艰苦，并且有一定危险性。
作为长江源的“固态水库”，冰川承担着一年四季生态补水的重要功能，是科考的重点关注领域。
“高原地区的生态气候特殊，因此升温态势比平原地区更加明显。”科考队员介绍，冰川退化短期将导致长江源径流增加、湖泊扩张，中长期则将导致源头蓄水能力减弱，直接威胁长江源的生态安全。
作为“中华水塔”的重要组成部分，大小湖泊是长江源区重要的水生态调蓄器，其面积和水质变化，也是江源科考关注的重点。
长期研究鱼类栖息地的长江科学院博士李伟，不到5年时间，到长江源科考超过20次，最长的一次待了30天。为了研究高原鱼类特性，他穿上笨重的防水服、扛上渔网与设备，在冰冷河水中捕鱼、采样。一次次科考中，李伟遭遇过各种不同的突发情况：冰天雪地中车辆“趴窝”，在零下30摄氏度的野外过夜，夏天汽车频繁陷进泥潭。
冬季，长江源接近零下30摄氏度的气温，河流发生“连底冻”：从水底到水面全部冻住。这种条件下，长江源鱼类怎么存活？就在快熬不住时，他终于发现高原鱼群在冰天雪地中选择越冬场、产卵场、索饵场的奥秘。
长江科学院博士任斐鹏和同事经常到地形复杂的山沟、山坡等区域，通过布设草地和灌丛调查样方，详细观测每个样方内的植物组成、植株高度等指标，并记录土壤类型、干扰程度、坡度和坡向等生境指标。
不同于大规模科考，小组行动往往要独自面对难以预料的挑战。“最害怕感冒，最难适应的是吃饭和住宿。”任斐鹏回忆，一次从野外返回的途中，一位同事突然高烧39摄氏度，赶到医院熬了一个通宵后，同事终于转危为安，自己这才放下心来。
为计算冰层厚度和冰川退缩程度，被称为“雷达兄弟”的长科院博士范越和董士琦，经常要携带30多斤重的雷达探测设备测量冰川。设备太重，大家肩挑手扛为他们分担负重；冰川太陡，有人自告奋勇先爬上去，用绳索搭起“安全通道”。
河谷中遭遇泥石流，距离滑落的巨石仅一两米；钻取冰芯耗时长，被迫深夜驱车翻越山脊……科考队员们克服强烈高原反应、负重前行，跨越约4000公里的草甸、河湖与冰川，采集数百件样品，开展多项观测，为系统认识江源、解读江源奥秘奠定扎实基础。
2016年，位于玉树藏族自治州杂多县的水利部长江委长江科学院江源基地建成，科考有了固定的实验室，科考队员有了“家”。告别“打游击”，实验条件日渐完善，江源科考多领域科研成果持续涌现。
十余年科考揭开江源神秘面纱
2022年夏季，李伟团队在江源基地人工繁殖的小头裸裂尻鱼平均出苗率超过70%，一条条小头裸裂尻鱼苗放流后，在南源当曲畅游栖息。
李伟介绍，长江源特有鱼种小头裸裂尻鱼首次实现增殖放流，标志着江源特有鱼类物种保护取得新突破。
“长江流域的中华鲟数量减少、白鲟被宣布灭绝，因此，对长江源鱼类的研究和保护迫在眉睫。”李伟说。小头裸裂尻鱼是世界上已知海拔分布最高的关键鱼类，发现小头裸裂尻鱼等关键鱼类越冬场后，团队相继开展了越冬场鱼类组成等研究。
凭借在江源积累的经验，李伟又在西藏阿里地区找到高原裸裂尻鱼的产卵场。“在青藏高原，如果有温泉汇入冬天‘连底冻’的河流，就有可能形成鱼类越冬场。”李伟说。
鱼类是长江源“生态环境晴雨表”。“水温、洪水过程、泥沙以及冰期等的变化，均能影响到鱼类的生活节律。”李伟说，对鱼类了解越多，长江源水生态保护就越精准。
与平原河流河床相比，江源地区河流河床经常出现“摆动”，由此呈现各类辫状、分叉等形态。河床的不稳定，造成江源地区桥梁桥墩、临河道路极易破损，使用寿命较短。
“桥墩、路基经常遭遇河水冲刷，容易被掏空。”长江科学院河流研究所副所长周银军介绍，在平原地区可以根据相应冲刷公式测算，采取对应防护措施，但这些公式在江源地区并不适用。
从2014年开始，周银军和团队多次来到江源。他们首次使用数字技术成功还原出江源河流断面历史形态，发表江源水沙变化和河床演变对路桥水毁影响的论文，为提高基础设施使用寿命提供技术参考。
高寒、高海拔地区被视为全球气候变化的前哨站。受全球变暖影响，长江源区过去十多年的平均气温急剧上升。植物作为维持江源生态健康的重要基础，遇到升温后会有哪些变化？
走进长江科学院江源基地大门，草地上摆放着高低不同的六边形玻璃温箱。自2020年以来，任斐鹏和队友用这些温箱开展“模拟增温试验”，观察不同增温幅度下的植被生态变化。
通过不同高度的温箱控制增温幅度，任斐鹏试验发现，当增温达到或超过3摄氏度时，江源高寒草甸生态系统会达到变化临界点；高于3摄氏度越多，样方内的植被覆盖度下降越大，生物多样性下降越明显。
联合国政府间气候变化专门委员会发布的第六次评估报告指出，在“中等变暖水平（3.2摄氏度）”条件下，面临灭绝风险的物种数量显著增多。
任斐鹏说，增温试验结果与这一结论能够相互佐证，因此升温3摄氏度可能是江源高寒草甸生态系统退化的“临界点”。
“植被和土壤如同生态系统的肌肤，对维持长江源区生态系统至关重要。”任斐鹏说，“模拟增温试验”研究提示需要进一步加强江源地区气候变化观测，提高生态系统退化风险早期预警能力。
连续十余年科学考察，江源神秘面纱逐步揭开，为更好地保护江源打下了坚实的基础。
给江源“体检” 科技保护长江
“源头之于长江，好比大脑之于人体一样，牵一发而动全身。”多次参加科考的青海省水文水资源测报中心水资源部部长李燕说，江源生态极其敏感和脆弱，保护江源对长江大保护举足轻重，江源科考正成为江源保护的重要科研支撑平台。
“江源科考经历了‘走进江源、研究江源、保护江源’三个阶段。”长江科学院相关负责人表示，此前多次江源科考，重在采集江源水土、冰川、生物等数据，全面认识江源的整体情况；现阶段的江源科考，则是比对历年科考数据，对江源开展“体检”，更好地保护长江江源。
江源科考成果的背后，是日渐完善的科考支撑体系。
近年来，长江科学院依托占地近10亩的科考基地，先后在长江南源当曲、北源楚玛尔河、干流通天河、唐古拉山建起研究站或研究区。
“基地建成后，江源科考终于告别过去‘打游击’的模式。”徐平介绍，以往江源科考只能野外逐一采样，再送回武汉集中分析检验，科考范围受限。科考基地不仅解决了科考队员吃住等后勤保障问题，更提供了一年四季全天候科考观测试验条件。
聚焦高寒湿地、冰川和流域水循环、水生态水环境演变、河道演变与水沙变化等研究领域，科考队分别确定20多个河流观测断面和点位，建立较为系统的野外科考观测体系。
“借助‘基地+站区’的江源野外科考观测体系，江源科考从定点观测走向系统研究，取得一系列科研成果，撰写学术论文上百篇，多项科研成果属于‘全球首次’。”徐平说。
十余年江源科考，在一批青年科研工作者中播下了研究江源、保护江源的种子。近年科考中，一大半队员都是“90后”，不少年轻人在科考中成长成才。博士毕业不久的刘晗经常顶着大风和雨雪，穿着下水裤和队友在河流中采集鱼类样本。
刘晗和队友在长江源区采集了十多对鱼耳石，计划构建长江源关键鱼类生长指数年表，探究江源水生生物对水生态环境变化的响应机制。
随着新技术、新设备的开发和使用，江源科考深度和广度不断拓展。江源科考将围绕三江源生态保护、高寒高海拔地区基础建设，与更多科研机构开展跨学科、跨领域合作。广袤江源还有无穷奥秘，等待更多人走进江源，了解江源。■
