森林、冰川、荒漠、河流……这里的典型生态系统有我们守护

  近期,由国内40余位专家学者组成的第三次新疆综合科学考察新疆典型生态系统地表观测网络建设观测站科学考察团,走访了疆内多个森林、冰川、荒漠、河流、草原等自然资源要素观测站,为进一步整合资源、推进建立国家层面的自然资源—生态环境综合观测体系提出建议。

  汽车在平坦辽阔的大地上飞驰,截然不同的景色不停变换:荒凉的戈壁、青黄的草场、起伏的石山、孤寂的林木、金色的农田……从阿勒泰市向北行驶4个小时后,随着道路从平直到盘旋,眼前绿色渐浓,大片的亚寒带高山草甸、遍植苍松的山峦与宝石般翠绿的河湖惊艳呈现。

  在布尔津县禾木乡喀纳斯村附近,新疆阿尔泰山森林生态系统国家定位观测研究站站长阿里木·买买提带领科考团穿行在茂密的林草之间。树干液流测定仪、土壤碳通量自动测量仪、植物冠层分析仪等观测监测仪器,就藏身在该区域的一块块标准样地内。

  “阿尔泰林区是全国六大林区之一,拥有我国唯一的西西伯利亚泰加林生态系统,也是新疆的‘生态北屏障’。我们的工作就是对这里1885平方千米的林地进行水、土、气、生等生态指标的长期定位观测。”据阿里木·买买提介绍,这里是国家林业和草原局“中国森林生态系统定位研究网络”站之一,隶属于新疆林业科学院森林生态研究所。这些年,观测研究站还开展了森林生态系统的结构与动态、群落学结构与特征、生物多样性动态干扰与恢复规律、森林对水环境的影响、森林碳通量、主要森林类型的碳收支及对大气环境的影响等研究,为新疆阿尔泰山生态系统保护与林业发展提供重要参考,为保护好喀纳斯景区提供数据支持。

  与“专攻”森林生态综合研究的森林站不同,不远处的阿尔泰山冰川积雪与环境观测研究站关注的重点是阿勒泰地区400余条独特的高纬度、低海拔冰川,尤其是冰川退缩与植被演进的特征与规律,由中国科学院西北生态环境资源研究院和喀纳斯景区管委会共同建设。

  依托阿尔泰山森林站、冰川站等科研站所,新疆阿勒泰地区喀纳斯景区管委会以“生态安全”为一切工作的出发点,逐步建立了以森林资源、野生动植物、湿地、水资源、冰川等生态环境要素为主的动态监测网络,强化了对喀纳斯国家级自然保护区的管护。

  此次科学考察团由中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心组织,其直接目标是推动第三次新疆综合科学考察“新疆典型生态系统地表观测网络建设”项目“新疆典型生态系统综合全参数观测建设”子课题落地实施。

  第三次新疆综合科学考察,是继20世纪50年代、80年代两次新疆综合科考后,国家根据“丝绸之路经济带”新疆核心区建设等需求而设立的重大项目计划,将从战略层次系统研究新疆资源开发、水资源安全、生物多样保育等面临的突出问题,提出新疆未来30年生态建设和绿色发展战略路线。

  中国科学院新疆生态与地理研究所研究员刘铁介绍说:“近30年,新疆的生态环境发生了很大变化,为了实现全疆长治久安和高质量发展,重新摸清资源环境家底至关重要。”为此,第三次新疆综合科学考察项目将依托正在实施的自然资源要素综合观测工程,在新疆生态系统监测空白区新建4个气象—辐射—涡度—物候—土壤的全方位生态观测系统,同时基于物联网技术升级和完善现有70个观测站点,形成监测标准统一、监测要素齐全、监测数据共享的生态环境监测网络体系。

  8月6日,刘铁与来自自然资源部、中国地质调查局、新疆尔自治区自然资源厅、中国科学院、中国环境科学研究院、中国气象科学研究院、兰州大学、北京师范大学、中国地质大学(北京)等政府部门、科研院所、高校的70余位专家,在阿勒泰市共同参加了全国第三次自然资源要素综合观测研究学术交流会。

  他在会上谈到,新疆现有观测站分属多个部门,观测要素、标准不统一,难以形成一体化协同观测,存在数据共享方面的障碍和壁垒,无法形成数据协同效应,而且存在监测空白区,缺少支撑流域多过程监测的综合站点。因而,建设新疆典型生态系统地表观测网络,以及覆盖全疆的空天地网一体化监测系统,是第三次新疆综合科学考察项目非常重要的一项基础工作。

  对此,中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心主任严光生认为,生态文明进入国家治理体系后,合理利用自然资源、保护修复生态环境,已经成为国家安全和高质量发展的底色。以此为背景,应用高新科技,系统开展长期连续、覆盖全国的自然资源调查监测势在必行。而这种凸显自然资源生态系统整体性的观测体系的建立,以及在此基础上开展的规律性研究,早已超越了对某次科考需求的满足,甚至也不仅仅为了提升自然资源决策管理水平,而应定位为“国家基础设施”,从而为科技进步、地方建设、国家治理提供有力支撑。

  刘晓煌是自然资源要素综合观测工程的首席专家、自然资源部自然资源要素耦合过程与效应重点实验室主任,在此次学术交流会上,他介绍了全国自然资源要素野外观测研究体系构建的最新进展。

  工程启动3年来,完成了全国自然资源三级动态区划的整体布局,建设了4个一级站(观测研究中心)、23个二级站(野外科学观测试验站)、14个三级站(野外科学观测站),初步构建起覆盖全国11个典型自然资源区的自然资源要素综合观测站网;应用气候资源、地面覆盖资源、土地资源、地下资源相统筹的技术路径,建立了包括4大类、14小类、34个模块的自然资源—生态—环境系统统一观测指标体系,形成了空—天—地—网立体协同观测技术方法和观测—模拟—预测技术体系;突破了多源异构观测数据融合难题,研发了基于物联网、大数据的一体化平台,形成了源数据、标准源数据、质控数据、标准化数据、共享数据等5类基础数据产品。

  基于稳定的观测数据,中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心牵头编制了全国土地退化监测实施方案、中国地质调查局对地观测方案,承担了自然资源碳汇调查工程,提交了各类报告30余份、政府咨询建议3份,成果被中国科学院和高校的10余家单位采纳。

  8月9日,科考团来到位于库尔勒市普惠农场的塔里木盆地草原荒漠区自然资源要素综合观测场。据介绍,虽然农场地处孔雀河下游,但因此前数十年人们沿河大面积开垦土地,生态环境一度恶化,地下水位下降,大风和沙尘天气增多,大片胡杨枯死。

  “近年来,普惠农场严格落实退地减水、退耕还草政策,栽种胡杨树20多万株,生态环境逐渐恢复。然而,这里是我国防沙治沙的关键地带,生态系统极为脆弱,要想从根本上解决该地区存在的问题,还需开展区域层面上的资源环境承载力评价。长期持续的综合观测和对各自然资源要素间耦合作用及过程的研究必不可少。”中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心“塔里木河流域巴州北部沙漠盐渍化与生态恢复调查监测与评价”项目负责人李福杰介绍说。

  位于库尔勒市普惠农场的塔里木盆地草原荒漠区自然资源要素综合观测场。李福杰 摄

  在带领科考团详细了解蒸渗仪、水面蒸发测定系统等监测设备后,李福杰讲述了新疆塔里木河流域综合观测网的建设情况:已经建成4个自然资源要素综合观测站,探索形成了西北内陆干旱区自然资源空—天—地立体观测技术,并完成南疆重度盐渍化区盐渍化机理机制、原始胡杨林区胡杨林生态耗水等专题调查研究,提出了监测预警阈值,形成了相关报告建议。

  2022年,工程首次在台特玛湖建立了自然资源要素综合观测站,实现了台特玛湖地区调查、观测、研究一体化。“台特玛湖是塔里木河和车尔臣河的尾闾湖,是塔里木河下游重要的生态屏障。”李福杰说,“我们正在按照规划增加观测站点,进一步补充完善塔里木河流域自然资源要素综合观测网络,为塔里木河下游‘绿色廊道’的恢复与保持提供数据支撑。”

  “当前,自然资源系统正在积极做好自然资源要素保障工作。无论是提升能源和矿产资源国内保障能力,还是进行国土空间规划编制、测绘地理信息服务等,都要以提升自然资源保护水平和利用效率、优化生态环境为主线。”刘晓煌表示,“未来,自然资源要素综合观测工程将为各级政府提供更多的客观数据和科研成果,为新疆资源生态数字化治理服务。”

  科考团还实地考察了隶属于中国科学院的新疆阜康荒漠生态系统国家野外科学观测研究站,对独特的荒漠—绿洲生态系统有了直观的认识,也初步了解了该站在荒漠—绿洲物质交换迁移共生关系、地区生态环境变化预测、干旱区盐渍化控制与碳汇等方面的研究成果。

  “这些野外科学观测研究站对进一步认识新疆资源环境、生态恢复意义重大。但对广袤的新疆来说,这样的观测站点还是数量有限,难以覆盖所有的地貌类型。”科考团成员、来自新疆石河子大学的王月健教授深有感触地说。

  科考团同时指出,新疆现有的观测研究站点分属中国地质调查局、国家林业和草原局、中国科学院等不同体系,观测对象大都比较单一,标准也不一致,缺乏协同、联系,而地球的资源—生态—环境本身具有整体性,综合性观测和系统性研究更符合科学发展规律及政府管理需求。

  据刘晓煌介绍,我国有各类综合和单一资源的观(监)测站点1000多个,分别隶属于科研院所(高校)和管理部门。前者以解决科学问题为目的,强调典型性和区域代表性,但布局上很难实现全国范围内的有效覆盖;后者多以服务单一资源部门的监管为目的,强调快速、及时获取资源的变化情况,但指标相对简单,不利于开展深入研究。系统破解自然资源—生态环境系统的重大问题,需要多部门配合、多单位协作、多学科交叉研究。

  “我国自然资源—生态环境系统治理与研究相对薄弱,这与覆盖全国的一体化长期系统观测数据缺乏密切相关。综合性的资源—生态观测网络应该像高铁、电网那样成为国家基础设施之一,为国家资源生态数字化治理奠定基础。其建设也应上升至国家层面,打破部门间壁垒,实现科技资源整合、科研力量整合。”严光生在研讨会上郑重表示。

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