王小丹（右一）和團隊一起在貢嘎山采集植被根系土壤。 成都山地所供圖
■本報記者 楊晨
青藏高原，被譽為“世界屋脊”“亞洲水塔”，是我國重要的生態(tài)安全屏障。這里幾乎囊括了除海洋生態(tài)系統(tǒng)之外的所有陸地生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮著水源涵養(yǎng)、土壤保持、防風(fēng)固沙、固碳和維持生物多樣性等不可替代的功能。
這些特質(zhì)同樣造就了它的敏感與脆弱，使其退化生態(tài)修復(fù)與功能維系成為世界性難題。全球氣候變暖和頻繁的人類活動，更讓這一問題的復(fù)雜性不斷加劇。
在青藏高原生態(tài)安全屏障戰(zhàn)略指引下，我國在西藏生態(tài)安全屏障區(qū)、三江源、祁連山、橫斷山及甘南-若爾蓋等重點生態(tài)區(qū)域?qū)嵤┝艘幌盗兄卮笊鷳B(tài)工程，總投資超千億元，保護面積約占國土總面積的1/3。
這些舉措的生態(tài)保護效果究竟如何？人類活動帶來了怎樣的效應(yīng)？承擔著這些生態(tài)工程科學(xué)監(jiān)測與成效評估任務(wù)的中國科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所（以下簡稱成都山地所）西藏生態(tài)環(huán)境創(chuàng)新團隊，用一手數(shù)據(jù)回答著工程的真實成效，并在長期實踐中提出了新的原創(chuàng)理念。
在為高原“聽診”的歷程中，他們秉持“心懷山川、足履實地、守正創(chuàng)新”的團隊精神，以科技支撐筑牢青藏高原生態(tài)安全屏障，用科學(xué)回應(yīng)國家和地方的生態(tài)保護與發(fā)展需求。
心懷山川的初心使命
2005年，成都山地所研究員鐘祥浩率先提出建設(shè)西藏高原國家生態(tài)安全屏障的構(gòu)想，以改變此前高原生態(tài)保護與修復(fù)工作碎片化的現(xiàn)狀。
4年后，國務(wù)院正式批復(fù)《西藏生態(tài)安全屏障保護與建設(shè)規(guī)劃（2008—2030年）》，規(guī)劃確定了生態(tài)保護、生態(tài)建設(shè)、支撐保障三大類任務(wù)，涵蓋天然草地保護、防護林體系建設(shè)、人工種草與天然草地改良、防沙治沙、水土流失治理等10項工程。此后，各項生態(tài)建設(shè)在高原上有序鋪開。
這些生態(tài)工程的核心目標是在促進自然良性循環(huán)的前提下，發(fā)揮生態(tài)生產(chǎn)潛力，解決可持續(xù)發(fā)展難題。
生態(tài)保護投入巨大，效果究竟如何？帶著這一疑問，沿著前輩的足跡，成都山地所西藏生態(tài)環(huán)境創(chuàng)新團隊牽頭，聯(lián)合多家單位圍繞藏北天然草地保護工程區(qū)、雅魯藏布江河谷人工造林與沙化治理區(qū)等重點區(qū)域，在第二次青藏科考期間對生態(tài)工程開展了系統(tǒng)成效評估。
近50年來，高原氣候總體呈現(xiàn)暖濕化趨勢，為生態(tài)工程提供了寶貴窗口期。2023年最新評估表明，人類活動通過生態(tài)保護與修復(fù)發(fā)揮的正向效應(yīng)日益凸顯，區(qū)域生態(tài)退化得到有效遏制，高原生態(tài)總體趨好，實現(xiàn)了安全屏障建設(shè)的階段性目標。
過去國際學(xué)界大多關(guān)注人類活動對環(huán)境的負效應(yīng)，但積極生態(tài)保護正效應(yīng)同樣存在，只是評估過程復(fù)雜。為此，團隊引進新手段、接軌國際指標、發(fā)表研究論文，推動科學(xué)界對這一問題的認知深化；同時，通過組織宣傳、開展講座、發(fā)放問卷的方式，把科研結(jié)論“翻譯”成地方政府能讀懂的“語言”。
評估不是為了“叫好”，而是為了發(fā)現(xiàn)問題、動態(tài)優(yōu)化。以草地保護中最常見的圍欄工程為例，過去，近8萬平方公里草場被圍欄禁牧，初衷是遏制草地退化。短期內(nèi)，圍欄內(nèi)植被得到恢復(fù)、生物量有所上升，但團隊發(fā)現(xiàn)一個反常現(xiàn)象：部分圍封十幾年的草場，生長狀況反而不如圍欄外的。
團隊成員、成都山地所研究員魏達給記者展示了一張照片：只見圍欄內(nèi)堆積著厚厚一層陳年枯落物，像給草地蓋上了“毛毯”，而圍欄外的草地卻綠意盎然。為探明原因，團隊設(shè)置樣方，拉起0.03毫米魚線固定凋落物，進行光合觀測實驗。
結(jié)果有些出乎意料。圍封5年后，植被吸收二氧化碳的能力達到頂峰，之后碳匯效應(yīng)開始飽和，而植物多樣性與優(yōu)勢物種的穩(wěn)定性也隨之走下坡路。“青藏高原太陽輻射極強，外面的植物長期暴露早已適應(yīng)。”魏達解釋，圍欄內(nèi)的新植物曬不到太陽，光合作用減弱，所以更顯凋敝。而堆積的枯草恰恰又是農(nóng)牧民最需要的牛羊飼料。
研究進一步表明，食草動物的覓食行為會顯著影響植物群落與碳循環(huán)，因為適度啃食能刺激根系生長、促進土壤碳輸入，而動物的踩踏、尿液和糞便則會改變土壤理化性質(zhì)及微生物活動。同時，不同體形的食草動物在食物偏好、踩踏頻率和對土壤的壓實效應(yīng)上差異明顯。
研究團隊認為，根據(jù)草原類型合理選擇放牧動物與管理方式，有助于提升草原的固碳能力。
圍繞圍欄封育年限，學(xué)界正逐步形成共識。早在2016年，成都山地所團隊就基于研究發(fā)現(xiàn)提出建議，圍封固定年限后應(yīng)拆除圍欄、實行輪牧。該建議被當?shù)卣杉{，以指令形式下發(fā)各縣。
團隊成員強調(diào)，只有在動態(tài)管理中不斷調(diào)整優(yōu)化生態(tài)工程，才能兼顧生態(tài)保護、牧民生產(chǎn)與生活改善。這正是他們把論文寫在高原上、用科學(xué)回應(yīng)地方和國家需求，踐行“心懷山川”初心的生動體現(xiàn)。
足履實地的科學(xué)態(tài)度
想要作出科學(xué)、客觀的評估，必須“到現(xiàn)場去”。
研究團隊在青藏高原建起了一張覆蓋范圍極廣、密度極高的生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)，綜合運用地面監(jiān)測、無人機高光譜、陸地衛(wèi)星立體調(diào)查、工程區(qū)內(nèi)外對照監(jiān)測、雙核素聯(lián)合示蹤以及流域和區(qū)域模型改進等方法，以探究生態(tài)工程實施后屏障功能的時空變化規(guī)律，從而查明成效與問題。
為做好扎實的地面監(jiān)測，團隊布設(shè)了1250個地面樣點，組網(wǎng)建設(shè)了10個野外臺站。臺站內(nèi)配備物候相機、土壤溫濕度探頭、通量塔等設(shè)備，可實現(xiàn)半小時一次的連續(xù)監(jiān)測。此外，他們還設(shè)置了27個大樣方和多條樣帶，覆蓋高寒草甸、草原、荒漠等各類生態(tài)系統(tǒng)。
每一處樣點，科研人員從勘探到后期觀測都要反復(fù)前往。僅2020年，一位隊員的全球定位系統(tǒng)（GPS）軌跡就長達27萬公里。
青藏高原是全球最大的高山凍土區(qū)，氣候變暖正使凍融作用不斷增強。土壤冬天結(jié)冰膨脹，融化時水分發(fā)生相變，孔隙與結(jié)構(gòu)隨之變化，一方面釋放出部分養(yǎng)分，另一方面也迫使植物學(xué)會在這種劇烈環(huán)境中吸收養(yǎng)分。
團隊成員、成都山地所副研究員洪江濤介紹，科研人員通過開展高寒植物養(yǎng)分利用與適應(yīng)性策略研究，旨在揭示植物如何應(yīng)對氣候變化與人類活動的影響，為優(yōu)化生態(tài)恢復(fù)措施提供依據(jù)。
刨“根”問底才能掌握一手準確數(shù)據(jù)。他們利用穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)，用氮-15標記不同形態(tài)的氮，施于植物根系附近后，通過質(zhì)譜儀檢測吸收量，從而探明每種植物的“飲食偏好”。站區(qū)還建起大型凍融控制平臺，在地下一米處埋設(shè)加熱棒模擬增溫凍融，室內(nèi)輔以凍融模擬箱。
所有監(jiān)測方法中，最艱苦的要數(shù)微根窗監(jiān)測。研究者將帶高清攝像頭的觀測器傾斜45度，埋入地下幾十厘米深處，像內(nèi)窺鏡一樣在不傷害植物的情況下捕捉根系動態(tài)。
每年11月、12月，高原上的凍土白天融化、晚上凍結(jié)，相變最為劇烈，正是觀測的關(guān)鍵期。但這段時間，大雪和大風(fēng)也是高原的�？停瑲鉁爻３＝档搅阆率畮讛z氏度。野外工作者全身貼滿暖寶寶，在野外一蹲就是一整天。
高寒地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)有其自身規(guī)律，不能照搬其他地區(qū)經(jīng)驗。只有積累足夠的一手數(shù)據(jù)，才能科學(xué)評估、優(yōu)化生態(tài)工程。
在雅魯藏布江中游河谷沙化治理中，人工林建設(shè)不僅要根據(jù)不同區(qū)域的特點選擇樹種，還要在具體樹種間進行精細選擇。為此，研究團隊對比了北京楊、銀白楊和藏川楊，發(fā)現(xiàn)北京楊吸收養(yǎng)分的能力最強，根部、枝條和葉片的關(guān)鍵營養(yǎng)指標都顯著優(yōu)于另外兩種，其根際還富集了固氮、分解有機質(zhì)的有益細菌。因此，北京楊被推薦為拉薩河流域人工林的先鋒樹種。
西藏人工林普遍存在高密度種植的問題。為了在干旱少雨、蒸發(fā)強烈的環(huán)境下保證樹木成活，早期常采用1.5米見方的密植模式。但經(jīng)團隊研究發(fā)現(xiàn)，成林后缺乏疏伐，樹木之間激烈爭奪資源，不僅生長緩慢，還容易招致病蟲害。相比之下，“2×3”米低密度種植的林地中，單木長得更高、更粗。
此外，研究團隊還提出，單一楊樹林的生物多樣性往往偏低，而采用楊樹加砂生槐這樣的喬灌搭配模式，則能大幅提升林下植物多樣性、生物量以及土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分含量。隨著時間推移，灌木逐漸演替為草本群落，發(fā)達的根系網(wǎng)絡(luò)還能固結(jié)沙粒、促進成土，增強抗侵蝕能力。
守正創(chuàng)新的接力傳承
從技術(shù)應(yīng)用到認知深化，從數(shù)據(jù)解析到規(guī)律把握，高原生態(tài)保護路徑愈發(fā)系統(tǒng)和清晰。西藏生態(tài)環(huán)境創(chuàng)新團隊在監(jiān)測評估中逐漸認識到，生態(tài)工程具有階段性和時效性，需動態(tài)調(diào)整、持續(xù)管護，必須推動生態(tài)保護從側(cè)重工程執(zhí)行向強化系統(tǒng)管理升級。這一認識，正是團隊守正與創(chuàng)新的體現(xiàn)。
所謂守正，是對前輩開創(chuàng)性工作的尊重與延續(xù)。由鐘祥浩提出構(gòu)想并主導(dǎo)編制的《西藏生態(tài)安全屏障保護與建設(shè)規(guī)劃（2008—2030年）》，是他帶領(lǐng)團隊開展數(shù)百次實地調(diào)查的重要成果。包括西藏生態(tài)環(huán)境創(chuàng)新團隊在內(nèi)的一代代山地生態(tài)研究者，正是在這個規(guī)劃框架下，持續(xù)開展監(jiān)測評估、工程優(yōu)化和政策咨詢。
創(chuàng)新，則是在傳承中實現(xiàn)理念的躍升。2020年，中央第七次西藏工作座談會明確提出“把青藏高原打造成為全國乃至國際生態(tài)文明高地”的戰(zhàn)略部署。西藏生態(tài)環(huán)境創(chuàng)新團隊負責(zé)人、研究員王小丹帶領(lǐng)成員在長期評估積累的科學(xué)認知基礎(chǔ)上，闡明生態(tài)文明高地內(nèi)涵要件：重要的國家安全與生態(tài)安全屏障、人類與自然和諧相處的高級階段、經(jīng)濟-社會-自然協(xié)同耦合的地域系統(tǒng)，以及世界可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新模式。
在此基礎(chǔ)上，他們進一步厘定了西藏生態(tài)文明高地的建設(shè)路徑和模式，即國家生態(tài)安全屏障地、人與自然和諧共生示范地、綠色發(fā)展試驗地、自然保護樣板地、生態(tài)富民先行地。
這一源自實踐、服務(wù)發(fā)展的原創(chuàng)理念迅速轉(zhuǎn)化為制度成果。2021年，西藏出臺全國首部省級生態(tài)文明高地專項法規(guī)《西藏自治區(qū)國家生態(tài)文明高地建設(shè)條例》，同步發(fā)布《西藏自治區(qū)國家生態(tài)文明高地建設(shè)規(guī)劃（2021—2035年）》，明確“五地”建設(shè)目標，成立專門機構(gòu)統(tǒng)籌推進，并將相關(guān)指標納入政府考核與中長期規(guī)劃。2024年10月，生態(tài)文明高地建設(shè)相關(guān)內(nèi)容再次納入中央相關(guān)會議部署，相關(guān)要求迅速在西藏全面落實。
立足青藏高原高寒環(huán)境先天脆弱、生態(tài)風(fēng)險加劇、發(fā)展壓力增加的現(xiàn)實，研究團隊認為，應(yīng)從空間布局、實施時序、技術(shù)應(yīng)用等方面優(yōu)化生態(tài)工程體系，推動生態(tài)安全、生態(tài)經(jīng)濟、生態(tài)文化、生態(tài)制度多維度協(xié)同發(fā)展。
隨著《中華人民共和國青藏高原生態(tài)保護法》的全面實施，西藏生態(tài)文明高地建設(shè)邁入法治化、系統(tǒng)化新階段。當前，各項工作緊密對接國家及自治區(qū)重大規(guī)劃部署，持續(xù)優(yōu)化重大生態(tài)保護與修復(fù)工程，努力將生態(tài)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為發(fā)展優(yōu)勢。
“這條路還很長。”王小丹說，“但只要守正創(chuàng)新、接力傳承，就能將青藏高原生態(tài)保護與生態(tài)文明建設(shè)這項事業(yè)一代代傳下去。”
《中國科學(xué)報》(2026-04-28 第1版 要聞)