▲青藏高原融化的冰川。
■本报记者 冯丽妃
作为亚洲地区最大的水资源“安全阀”，青藏高原地理位置独特，将生活在该区域的20亿人的前途和命运紧紧相连。然而，气候变化引发的水资源失衡，给青藏高原及其周边地区的发展带来严峻挑战。
为了应对挑战，中国科学院院士、第二次青藏科考队队长姚檀栋正与国内外科学家联手，推动建立国际环喜马拉雅地球系统科学协会（ATH），从而在未来10年，通过开展国际大科学计划守护这片高原。
“我们设立了3个阶段的科学研究路径：第一阶段是2025—2027年，夯实基础，突出重点；第二阶段是2028—2031年，循序渐进，提升全球影响力；第三阶段是2032—2035年，面向未来，致力于区域可持续发展，成为国际合作的‘标杆’。”姚檀栋说。
“福地”告急
“青藏高原为什么重要？”3月28日，姚檀栋在2025中关村论坛年会平行论坛——环喜马拉雅地球科学国际合作论坛的开篇主旨报告中抛出这样一个引人深思的问题。
姚檀栋对比指出：“倘若没有青藏高原，整个北半球，或者至少亚洲的地表系统将会发生重大变化——从中国直至沙特阿拉伯等西亚、中亚地区，都将呈现沙漠气候。而青藏高原隆升之后，成功激发了印度季风的出现以及东亚季风的加强，使得中国东部、中亚甚至南亚的部分区域转变为‘鱼米之乡’。”
姚檀栋介绍，全球共有78个大“水塔”，以青藏高原为核心的环喜马拉雅地区独占16个，组成了“亚洲水塔”。亚洲水塔以冰川、冻土、积雪为特征，这片世界最高海拔地区的水资源，滋养着下游地区数十亿人，堪称亚洲人最大的“福地”。
青藏高原不仅通过大气环流系统深刻影响着中亚、东亚地区的气候环境，还与北极、南极的环境变化联动，在全球生态环境保护中占据着举足轻重的地位。“对于青藏高原研究而言，20世纪的前沿领域聚焦于板块构造，而在21世纪，关键前沿领域则转变为地球系统科学。”姚檀栋强调。
第二次青藏科考的定位明确，即了解环境变化的系统影响，并提出相应对策。依据这一定位，科考队提出十大研究任务。自2017年以来，先后有2800多个科考分队、3万余人踊跃参与其中，对青藏高原展开全域性科考。
通过8年多的科考，科考人员获取了对这片高原地球系统科学的深度认知。例如，对亚洲水塔储水量有了基本判断——总储水量相当于黄河200年的径流量。“水资源的储存量为区域发展带来了强大信心。”姚檀栋说。
然而，姚檀栋强调，气候变化带来的挑战——亚洲水塔失衡问题，不可忽视。
一方面是空间失衡。青藏高原内流区域因冰川、冻土、积雪融化及西风区降水增加，总水量上升；而受印度季风影响的外流区域，降水减少且冰川融化的水多流向下游，导致水量减少。
另一方面是固液相失衡。固态水大幅减少，如冰川、积雪和多年冻土面积缩减，液态水却显著增加，湖泊水量和出山口径流增多。
“冰川面积从5.9万平方千米减少至4.7万平方千米，积雪面积从130万平方千米减至40万平方千米，湖泊水量从6100亿立方米增至9000亿立方米以上。”姚檀栋举例说，这种变化带来了冰崩、冰湖溃决、泥石流等灾害，严重威胁人类生存环境。
中国科学院外籍院士、清华大学教授陈德亮表示，更严峻的是，2024年全球升温已超过1.5℃温控目标。较为保守的估计是，本世纪末全球温度将增加约3℃，甚至更高。
“在青藏高原地区，升温幅度可能达全球平均水平的两倍。”陈德亮说，这将进一步加剧灾害风险。
论坛上，尼泊尔科学院院士、特里布文大学教授Deepak Aryal指出，受气候变化影响，尼泊尔极端天气事件增多，干旱加剧，暴雨、雷暴和大冰雹频发。“本世纪初以来，尼泊尔降水量持续攀升。现在，一次强降雨的降雨量甚至能超过500毫米，导致交通瘫痪、村庄消失、百姓遇难。”Aryal说。
高原守护
在应对气候变化的这场看不见硝烟的战争中，青藏高原已然成为关键战场。中国科学家冲锋陷阵，走在前列。
“青藏高原特殊的地质构造与气候条件使其成为陆地灾害研究的‘自然博物馆’和‘天然实验室’。”中国科学院院士、中国科学院地理科学与资源研究所研究员崔鹏说。
过去几年，崔鹏带队在第二次青藏科考中承担了第九项任务——地质环境与灾害研究。他们首次建成青藏高原孕灾背景和灾害发育数据库，涵盖气温、水、高程、坡度、地震、降雨等多维度信息，整合2400多个GNSS观测站点数据，揭示了高原构造变形以连续变形为主的特征。
通过分析孕灾环境背景变化及灾害时空演化规律，研究人员发现，随着气候暖湿化，冰湖溃决频率呈非线性增长——20世纪以来喜马拉雅山区113个冰湖发生249次溃决，近年增幅尤为显著；冻土退化导致的热熔滑塌数量10年增长3.5倍，山洪泥石流灾害不仅频度增加，且正向北迁移。
为应对风险，研究人员在国际上率先阐明灾害链生机制，构建起“预测—评估—应对”全链条防控体系。该体系已在川藏铁路、流域水电开发等重大工程建设选线、选址中显出成效，同时在青藏高原多次灾害事件中，如地震、雪崩、洪水中，提供了防灾减灾和灾后重建依据。
“如何从地球系统科学角度，将青藏科考分散的观测点建成系统的观测平台？我们将此作为一个标志性的科学工程不断向前推动。”姚檀栋说。
姚檀栋表示，目前，第二次青藏科考已经建立了多个极具特色的系统观测平台。如拉萨河流域地球系统观测平台，可实现从冰川活动到人类活动区域体系变化的统一观测和识别；冰崩与冰湖溃决灾害监测预警平台，自2018年以来已成功开展6次预警，及时将预警信息反馈给地方部门，支撑防灾减灾。
第二次青藏科考在水资源变化、碳汇功能、生态系统和生物多样性变化等方面的科研成果全程支撑了《中华人民共和国青藏高原生态保护法》的出台。此外，研究人员在联合国环境规划署平台发布的区域科学评估报告，在国际上产生了重大影响，为区域可持续发展与全球生态治理提供了“中国方案”。
国际联动
此次论坛上，多国科学家认为，环喜马拉雅地区的区位重要性、环境脆弱性，以及可持续发展的迫切性，都充分表明推动国际合作势在必行。
“青藏高原堪称全球气候系统的关键‘引擎’。”中国科学院院士方小敏指出，其隆起推动了亚洲季风格局在2600万年前形成，对生物多样性影响深远，并且在全球三极联动中发挥着至关重要的作用。
方小敏表示，目前，第二次青藏科考积累了海量资料，极具孕育原创性突破的潜力。通过国际合作，借助国际大科学计划，有助汇聚各方智慧，将科考线索转化为成熟理论，提升我国在地球科学领域的国际影响力。
“跨境河流，尤其是发源于青藏高原的跨境河流，在连接各国、影响众多人口方面发挥着重要作用，而全球变暖则增加了灾害风险。”陈德亮表示，其团队利用人工智能模型模拟发现，到2100年，在SSP585情景下，洪水频率可能平均增加15~20倍，洪水绝对量增加14%~56%，受影响人口最多将增加10倍，对国内生产总值的影响最少增加46倍。
“这警示我们，必须提前做好准备，合作应对潜在的水资源与灾害挑战，刻不容缓。”陈德亮说。
德国森肯伯格研究所所长Andreas Mulch强调，气候变化正在全球引发非线性变化，青藏高原的复杂现象凸显了研究地球系统临界点的重要性。需通过跨学科团队合作，从地貌变化、造山运动到生态系统等多方面提取信息，结合当前观察与风险评估，保障地区安全与价值。“跨大陆、跨国界的跨学科研究是未来发展方向。”他说。
“尼泊尔正积极采取行动，全力解决降水量急剧增加和干旱带来的森林火灾等问题。”Aryal说，但因为存在数据缺口，导致早期预警系统难以有效建立。未来，尼泊尔希望与中国等国际伙伴合作，从卫星、遥感以及地面观测等多渠道获取数据，弥补相关数据不足，保障民众生活和生态环境安全。
早在2009年，姚檀栋就联合知名科学家发起TPE国际计划，在亚洲水塔变化、碳汇功能、生态系统与生物多样性变化等方面取得一系列世界级原创成果。但他表示，未来亚洲水塔的变化仍面临诸多未知。例如，极高海拔区环境如何变化、相关变化如何影响其他过程、具有怎样的链式和放大效应等。
“这意味着我们还有许多事情要做。”姚檀栋说，谈到环喜马拉雅未来的研究和保护工作，他建议至少要做以下几件事：继续加强青藏高原观测，建立冰芯资源库，建立能够“用得上、留得下、有影响”的地球系统观测和预警平台，判断冰川变化拐点以及地球系统突发性过程，研发先进模型并研究其对全球的互动影响。
此外，姚檀栋表示，围绕这一区域的其他研究计划也在积极启动和酝酿之中。例如，科技部已经启动极高海拔区和五江三湖源区冰冻圈变化与地球系统应对的应急任务。另外，联合国大会通过决议，宣布2025年为国际冰川保护年，从2025年起的每年3月21日为世界冰川日，同时还将2025—2034年定为冰冻圈科学行动十年。
在今年3月的联合国首个世界冰川日活动上，第二次青藏科考提出的亚洲水塔冰川与发展科学行动得到联合国的充分肯定和赞赏。联合国教科文组织负责世界冰川保护日和冰冻圈科学行动十年方案的Anil Mishra博士，高度评价了中国科学家在冰冻圈变化驱动的地球系统科学中发挥的引领作用，并希望中国科学家能够牵头制定冰冻圈科学行动十年方案中的研究、观测、模拟等核心内容。
“通过这些科技计划，我们将整合各方优势力量，共同应对气候变化下，青藏高原及周边地区面临的环境变化、影响等全球性挑战。”姚檀栋说。
