長江源高寒草地將有啥變化
長江源區(qū)氣溫升高，已成為科考共識。倘若氣溫進一步上升，江源脆弱的高寒草地植被生態(tài)將發(fā)生哪些變化？2021年長江源綜合科考中，一項“模擬增溫試驗”初步研究結(jié)果顯示，當(dāng)江源氣溫逐步上升，直至升高4攝氏度左右時，江源植被生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將會發(fā)生明顯改變，高原草甸生態(tài)退化風(fēng)險相應(yīng)增加。
走進位于青海省玉樹藏族自治州雜多縣的水利部長江江源區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)野外科學(xué)觀測研究站——長江科學(xué)院江源基地，草地上排列的15個高矮不同的六邊形玻璃溫箱格外顯眼。江源科考隊員、長江科學(xué)院博士任斐鵬和隊友，正在采集各溫箱中植物樣本，測算溫箱內(nèi)植被覆蓋度，“高原嵩草、老芒麥等江源主要植物在不同溫箱內(nèi)生長一年后，物種豐富度和植株高度都有很大變化?！?/p>
過去10年，任斐鵬已六次參加江源科考，主要關(guān)注氣候變化背景下的江源高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)變化。“多年科考數(shù)據(jù)顯示，江源過去10多年的平均氣溫，比前40多年的氣溫平均值，增加了1.4攝氏度?！比戊躇i說，前期科考發(fā)現(xiàn)，氣溫升高可能導(dǎo)致江源植被退化，“但不同氣溫增幅，會對植被生態(tài)帶來哪些具體影響，需要相應(yīng)模擬實驗來回答?！?/p>
“模擬增溫試驗”是國際上觀測不同增溫狀態(tài)下植物生態(tài)系統(tǒng)變化的主要研究方式。這項實驗通過在草地上安裝不同高度的溫箱，布設(shè)傳感器觀測箱內(nèi)溫度，模擬形成不同增溫條件，從而分析箱內(nèi)植被生態(tài)的相應(yīng)變化。
任斐鵬介紹，增溫箱由有機玻璃和不銹鋼構(gòu)成。由于青藏高原晝夜溫差大、風(fēng)力強，溫箱需要重新設(shè)計和制作，才能確保溫箱能經(jīng)受住夾雜冰雹的大風(fēng)，還能適應(yīng)高溫差變化帶來的熱脹冷縮?！拔覀冏约寒媹D紙、做模型，先后試制5類不同模型后，才最終做出適應(yīng)高原條件的溫箱?！?/p>
2020年7月中旬，15個六邊形溫箱從武漢運至雜多基地完成安裝后，開始試驗。記者在現(xiàn)場看到，15個溫箱高度分為5組，高度在0.4米至1.20米間均等分布，加上自然草地對照組，共形成6組不同溫度下的植被對比觀測樣方。
根據(jù)溫度傳感器數(shù)據(jù)，在長江源區(qū)多年平均氣溫在零下1攝氏度的基礎(chǔ)上，不同高度的溫箱能實現(xiàn)不同幅度增溫。其中1.2米高的溫箱，能增溫約4攝氏度。過去兩年多，任斐鵬和隊友一直在制作合適的溫箱，觀測溫箱內(nèi)草地生態(tài)系統(tǒng)，他們也被其他同事笑稱為“草地溫箱奶爸”。
不同增溫條件下，江源植被生物多樣性和生長狀況都發(fā)生了明顯變化。任斐鵬介紹，一年的模擬增溫試驗發(fā)現(xiàn)，隨氣溫升高，江源禾本科植物的高度明顯增加，俗稱為“斷腸草”的狼毒等毒雜草有所增多，鼠害干擾明顯增強，這會對江源草地生態(tài)系統(tǒng)帶來諸多不利影響。
作為江源常見的禾本科植物代表，老芒麥對溫度變化反應(yīng)非常敏感。科考隊員孫寶洋介紹，在露天情況下，老芒麥夏季平均高度約72厘米，試驗中隨著溫箱內(nèi)溫度增加，老芒麥也逐步長高，“在1.2米高的溫箱中，老芒麥最高能長到1.2米，這在江源自然環(huán)境中很少能見到?！?/p>
“老芒麥等植物高度增加，必將影響周邊低矮植物生長環(huán)境，甚至可能打破原有植物群落的種間關(guān)系?！比戊躇i介紹，加上毒雜草增多，勢必會對江源高寒草地生態(tài)帶來一系列不利影響，增加江源草地生態(tài)退化風(fēng)險，“這些都需要在后續(xù)增溫實驗中，持續(xù)關(guān)注與研究。”
“植物是維持長江源生態(tài)健康的重要基礎(chǔ)。在長江源區(qū)升溫背景下，江源模擬增溫試驗具有非常高的研究價值?！遍L江科學(xué)院副總工程師徐平表示，氣溫升高將對江源地區(qū)脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，帶來一系列連鎖反應(yīng)，需要引起高度關(guān)注，這也為江源科考提出更高要求，“必須加強江源氣候變化、生態(tài)演變等方面的基礎(chǔ)研究，才能為保護好長江源提供更加堅實的科研支撐。”(陳杰 張龍 李勁峰)
