“第二次青藏科考标志性科考活动守护‘水塔’——‘一原两湖三江’主体任务已经基本完成，这次科考从天到地、从冰到水取得了全方位的进展。”日前，第二次青藏高原综合科学考察（以下简称“第二次青藏科考”）研究队队长、中国科学院院士姚檀栋在海拔5400米的普若岗日冰原科考基地告诉《中国科学报》。
“一原两湖三江”是“亚洲水塔”的关键核心区。“一原”是世界上中低纬度地区面积最大的普若岗日冰原；“两湖”是西藏的第一大湖色林错和第二大湖纳木错；“三江”是长江、怒江、雅鲁藏布江。
第二次青藏科考队在过去7年的研究中发现，作为“亚洲水塔”的青藏高原正在变暖、变湿、变绿、变暗。为了守护“水塔”，科考队从今年8月18日开始在青藏高原高海拔地区展开“一原两湖三江”科考活动，有6个科考分队15个科考小组400多名科考队员参与了这场“世界屋脊”上的“攻坚战”。
一原：“上天入地”新突破
近日，记者跟随姚檀栋与中国科学院青藏高原研究所高级工程师王忠彦一行，沿着普若岗日冰原上的多个冰川徒步穿行10多公里。行程中可以看到，有些冰川融水形成涓涓细流在岩石间静静流淌，有些则形成汹涌澎湃的湍流、汇成瀑布沿着河谷峭壁飞流直下。
普若岗日冰原位于羌塘国家级自然保护区的核心区域，是除南极、北极之外第三大冰原。这里的冰川变化是了解全球气候变化的一面镜子。
今年8月，第二次青藏科考队在普若岗日冰原10号冰川末端两三公里处安营扎寨，开始科学考察。9月初，冰芯钻取科考小组攀上海拔6100米的冰川，通过雷达测厚在普若岗日冰原发现了目前青藏高原最厚的冰川——厚度接近400米。
“此前最厚的冰川是1992年在西藏阿里地区西昆仑山脉中发现的，厚度为309米。”姚檀栋说，此次发现的厚冰层对于研究青藏高原气候环境变化具有重要意义。
冰芯是探知地球气候变化历史的一把“钥匙”，从中可以洞察水汽、粉尘、孢粉等随大气环流输运而来的外源物质及其沉降到冰层时的气候环境。目前，科考队员正在普若岗日冰原10号冰川的两个冰芯钻取点钻取深冰芯，希望能获取接触到基岩的“透底冰芯”。
科考队员还在10号冰川的5500米和5800米海拔处建立了观测站，对冰面水汽稳定同位素比率、臭氧含量和气象要素进行了为期一个月的连续观测，并成功采集冰川降水、积雪、融水等样品超过6000瓶。这些数据和样品将为科学家深入理解普若岗日冰原周边区域在季风期向西风期过渡期间的大气传输变化，以及冰川消融对区域大气、水体的影响提供重要的科学依据。
在距离普若岗日冰原约90公里的双湖县科考营地，科考队员利用我国自主研发的“极目一号”浮空艇，首次对普若岗日冰原区冰川消融区域的大气关键指标开展了从地表至海拔6300米的全方位连续观测，包括大气水汽氢氧稳定同位素、黑碳、粉尘、二氧化碳、甲烷、臭氧、氮氧化物以及有机挥发物等。虽然观测期间雷电、暴雨、冰雹和大雪等天气过程密集出现，科考队员依然取得了10次升空观测的宝贵数据。
“从大气观测角度来说，普若岗日冰原的地理位置十分独特，它位于藏北，受西风、季风和南亚大气的影响更突出，更能代表青藏高原腹地大气环境的特点。”中国科学院院士、北京大学环境科学与工程学院教授朱彤对《中国科学报》说。据悉，科考队员已经观测到季风传输向西风传输转换过程中大气物理和大气化学性质的转变，以及近地表与冰川所在海拔高度间各种关键指标的转变。
为了解高原特殊环境暴露对常驻和短居人群心肺功能的影响机制，朱彤与科考小组的队员把自己当成实验对象，随时收集血液、尿样、唾液样本，测量血压、脉搏、心率……为高原人体适应与调控提供新的样本数据。
通过研究，他们发现高原大气臭氧暴露能显著增强常驻人群的机体缺氧状态，且显著影响人体的红细胞代偿功能与心血管功能。他们解析了极高海拔急进人群的生理适应和回到平原后恢复的生物学机制，发现血流动力学及相关通路的代偿性改变是急进高原人群适应高原环境的重要机制。
除了“上天入地”测大气、钻冰芯外，由中国科学院院士、中国科学院昆明植物研究所研究员孙航牵头的科考小组采集了9000余份植物标本，初步鉴定出普若岗日冰原地区100余种植物，包括2个疑似新种和20多个区域新纪录种。
目前，科考小组已经发现垫状物种如囊种草、藓状雪灵芝是冰缘生态系统中的关键物种，能改良局部微环境，形成“肥岛效应”，进而聚集其他物种生长在一起，形成微群落，使得茫茫冰缘极端环境呈现小的“绿岛”，对维持冰缘生态系统结构稳定以及增加物种多样性有重要作用。调查还发现，随着冰川的快速退去，物种也在向上扩散。
“原来在这个区域几乎没有标本采集记录、没有系统的研究，我们的调查填补了这方面的空白。”孙航说，“下一步，我们将解析冰缘植物适应极端环境的分子机制，揭开冰缘植物进化和生存的奥秘，并探索冰缘植物对全球变暖的响应。”（记者冯丽妃）
原标题：守护“水塔”：“世界屋脊”上的攻坚（上）——“一原两湖三江”标志性科考活动获系列重大突破