青藏高原冰川凍土消融加速

梁海珍

（澳門科技大學 國際學院，澳門 999078）

目前青藏高原八成湖泊的面積和儲水量都有明顯擴展/Pixabay

青藏高原是我國面積最大、全球海拔最高的高原，有“世界屋脊”之稱。同時，它儲量水大，還有“亞洲水塔”的美稱，亞洲十多條河流都發(fā)源于此，全球五分之一的人口都依賴于它供水。然而，受全球變暖影響，青藏高原冰川凍土目前正在加速消融。這一方面導(dǎo)致凍土層中封存的碳被釋放到地球大氣中，加劇氣候變暖，另一方面還導(dǎo)致青藏高原周邊及下游地區(qū)極端氣候、次生地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。為保護青藏高原的冰川、雪山、凍土和自然生態(tài)環(huán)境，我國于2023年4月26日，通過了《中華人民共和國青藏高原生態(tài)保護法》，從生態(tài)安全布局、生態(tài)保護修復(fù)、生態(tài)風險防控等方面對青藏高原生態(tài)保護做出了詳盡規(guī)定，并就冰川凍土消融問題提出了包括設(shè)定生態(tài)保護紅線、建立凍土保護區(qū)在內(nèi)的六項專項應(yīng)對措施。

青藏高原：世界屋脊、亞洲水塔

廣袤無垠的青藏高原，是我國四大地理單元之一，它南起喜馬拉雅山脈南緣，北接昆侖山、阿爾金山脈和祁連山北部，南北寬300～1500千米；西連帕米爾高原和喀喇昆侖山脈，東及秦嶺山脈西段并與黃土高原相接，東西長2800千米。青藏高原總面積約為250萬平方千米，是我國最大的高原，在世界高原面積排名中居第六位。青藏高原主要分布在我國西藏、青海、新疆、甘肅、四川、云南6省份，在尼泊爾、印度、巴基斯坦、阿富汗等國也有小部分綿延。

青藏高原有兩個十分響亮的稱號：“世界屋脊”和“亞洲水塔”。青藏高原海拔介于3000～5000米之間，平均海拔在4000米以上，是世界上海拔最高的高原。青藏高原雖然海拔高，但它并非天生就是“大高個”。約在1億年前，印度大陸與南極板塊分離，并持續(xù)向北移動，5500萬～4500萬年前，印度板塊俯沖于亞洲板塊之下，持續(xù)千萬年板塊擠壓碰撞，導(dǎo)致喜馬拉雅山脈、青藏高原逐漸隆起，最終形成了現(xiàn)在的青藏高原。直至今日，兩大板塊還在碰撞活動，板塊邊界的喜馬拉雅山還在以每年幾厘米的速度升高。

喜馬拉雅山脈、青藏高原的崛起，既改變了亞洲的地形地貌，也深刻影響了東亞大陸、南亞次大陸和中亞地區(qū)的氣候。青藏高原改變了北半球西風帶的走向，迫使西風氣流向東行進至此處后，或被迫攀爬高原，或者分南北兩支繞行，北支流深入中亞內(nèi)陸，水汽逐漸耗盡，變成干燥西風。南支流繞行低緯度印度半島和孟加拉灣，被“加熱”“加濕”，形成孟加拉灣暖濕氣流。這股暖濕氣流是我國內(nèi)陸地區(qū)降水的兩大來源之一（另一大來源是太平洋暖濕氣流），承擔著為我國西南、中南甚至更北地區(qū)“供水”的重任。如果沒有青藏高原，我國長江中下游地區(qū)可能會變成一片亞熱帶沙漠。由此可見，青藏高原對我國地理、氣候格局塑造產(chǎn)生的深遠影響。

除了“世界屋脊”外，青藏高原還有另一個重要稱號——“亞洲水塔”。青藏高原之所以能成為亞洲水塔，得益于其所具備的得天獨厚的地理、氣候條件。第一是地表坑洼多，利于形成儲水湖泊。青藏高原在板塊積壓沖撞過程中，形成了很多斷裂帶，導(dǎo)致地表坑洼不平，這為湖泊形成創(chuàng)造了基本地形條件，有利于水資源儲備。

第二是冰雪儲量達。青藏高原是除南北極外，地球上冰雪儲量最大的地區(qū)，這里分布著10萬平方千米冰川、30萬平方千米常年積雪地帶以及126萬平方千米凍土區(qū)。第二次青藏高原科考團隊估計，青藏高原冰川儲量約為8860億立方米，約合8萬億立方米水。巨量的冰雪資源是青藏高原“亞洲水塔”的核心支撐。

第三是湖泊多，儲水量大。特殊的地形結(jié)構(gòu)再加上冰川融水、自然降水，使青藏高原成為我國湖泊最多、最密集的地區(qū)，這里的湖泊面積約為5萬平方千米，占全國湖泊總面積的一半左右，面積超1平方千米的湖泊就有1400個，著名湖泊有青海湖（我國最大內(nèi)陸湖）、色林錯（西藏自治區(qū)第一大湖，我國第二大咸水湖）、納木錯（西藏第二大湖）等。根據(jù)對面積超50平方千米的湖泊測算結(jié)果估計，青藏高原湖泊儲水量約為8150億立方米。需要指出的是，青藏高原絕大部分湖泊都是咸水湖，原因是青藏高原降雨量少，日照強烈，湖水蒸發(fā)量大于地表徑流和降水補給量，長年累月后，湖水中的鹽度越來越高，逐漸形成咸水湖。

第二次青藏高原科考隊隊長姚檀棟院士指出，青藏高原的冰川、湖泊儲水以及主要河流出山口徑流量總和超過9萬億立方米。巨大的儲水量，再加上極高的海拔高度，使青藏高原像一個巨大的“水塔”屹立于亞洲中部。而發(fā)源于此的十多條河流，如黃河、長江、瀾滄江、怒江、雅魯藏布江、恒河、印度河、阿姆河、錫爾河、塔里木河、伊犁河、黑河、疏勒河等，就像一條條“輸水管線”，源源不斷地將生命之水輸送到周邊地區(qū)，滿足了全球五分之一（約13.5億人）人口的用水需求。“亞洲水塔”的稱號，青藏高原名副其實。

氣候“暖濕化”加速冰川凍土消融

青藏高原緯度介于26度至39.47度之間，但由于海拔高，全年平均溫度較同緯度地區(qū)要低很多，因此青藏高原氣候有明顯的“高冷”特點。然而，近年來受氣候變暖影響，青藏高原正由“高冷”轉(zhuǎn)向“暖濕”。2021年，我國第二次青藏高原科考發(fā)布的階段性成果顯示：1961—2020年，青藏高原每10年平均氣溫就上升0.35 ℃，這一數(shù)字是全球同期水平的兩倍，也是我國八大地理區(qū)域中升溫速度最快的地區(qū)，特別是羌塘高原和柴達木盆地，升溫速度更快，達到了每10年0.4 ℃。而如果把時間線進一步縮短，觀察1981—2020年的氣溫數(shù)據(jù)就會發(fā)現(xiàn)，青藏高原升溫速度甚至達到了每10年0.5 ℃。

在氣溫快速升高的同時，青藏高原的年降水量也在不斷增加。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，1961—2020年，青藏高原年降水量每10年就增加7.9毫米，這一趨勢在三江源地區(qū)表現(xiàn)得更為明顯，這里每10年的降水增加量達到了5～20毫米。2016年以來，青藏高原降水出現(xiàn)持續(xù)異常偏高，2016—2020年平均年降水量達到539.6毫米，較1961—1990年降水年平均值（478.6毫米）高出了12.7%。

氣候“暖濕化”，正在加速青藏高原冰川凍土消融。自20世紀70年代以來，全球冰川就呈現(xiàn)出加速消融趨勢，而青藏高原氣候變暖速度是同期全球平均水平的2倍，因此這里的冰川、凍土消融速度更快。2021年，中國氣象科學研究院的科研人員通過對比多年數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，近50年來，青藏高原的冰川正在加速消融，總面積由5.3萬平方千米縮減為4.5萬平方千米，總儲量減少了約15.09%。而在喜馬拉雅山、橫斷山、念青唐古拉山和祁連山等山脈，冰川消融速度更快，目前冰川面積已較50年前減少了20%～30%。

未來隨著全球氣候變暖，青藏高原的冰川將會進一步加速消融。我國氣象科學家預(yù)計，即使我們實現(xiàn)了《巴黎氣候協(xié)定》設(shè)定的“較工業(yè)化前水平1.5 ℃”升溫目標，青藏高原及周邊地區(qū)依然會升溫2.1 ℃，到21世紀末，青藏高原及周邊地區(qū)的冰川儲量將減少為目前的64%；而如果全球升溫幅度控制在2 ℃，青藏高原將升溫4 ℃，那么青藏高原西部冰川儲量將減少98%，中亞地區(qū)將減少80%，這將有可能引爆這些地區(qū)的水資源危機。

在冰川不斷縮減的同時，青藏高原多年凍土也在加速消融。青藏高原是全球中低緯度地區(qū)多年凍土分布最為廣泛的地區(qū)。受全球變暖影響，青藏高原87.98%的多年凍土正在發(fā)生熱退化。第二次青藏高原科考發(fā)布的階段性成果顯示，1962年以來，青藏高原凍土凍結(jié)天數(shù)、最大凍土厚度這兩大重要指標就呈現(xiàn)出明顯縮短、變小趨勢。同時，青藏高原凍土面積已經(jīng)從150萬平方千米縮減為126萬平方千米，減少了16%?？茖W家指出目前青藏高原冰川、凍土消退面積還較小，但按目前全球變暖趨勢，未來青藏高原一定會出現(xiàn)大面積冰川凍土萎縮、退化現(xiàn)象。

更讓人憂心的是，在廣袤的青藏高原多年凍土層中還封存著370億噸碳，氣候變暖引發(fā)的凍土消融，正在將這些溫室氣體釋放到地球大氣中，而這又會反過來加速全球氣候變暖。青藏高原冰川凍土消融與氣候變暖之間，正在形成一種互為因果的惡性循環(huán)。

2023年3月，北京師范大學的科研人員發(fā)現(xiàn)，多年凍土不僅僅是全球氣候變化響應(yīng)的“敏感區(qū)”，更是氣候變暖的“驅(qū)動機”和“加速器”。多年凍土消融，會形成熱融湖塘，加速凍土層中封存的碳釋放到大氣中。由于緯度低，與極地千米凍土層相比，青藏高原凍土層僅為100米左右，因此更易受到熱熔作用影響。凍土層中的冰塊受熱消融后，地表會發(fā)生坍塌凹陷，再加上冰川融水、自然降水，就會形成一個個小型的熱融湖塘。目前青藏高原大約有16.1萬個左右熱融湖塘。熱融湖塘出現(xiàn)后，水體中的微生物開始逐漸活躍起來，原本被封存的有機質(zhì)開始不斷分解，并以甲烷、二氧化碳等形式進入大氣，增加溫室氣體濃度，加劇全球變暖。

另一個值得關(guān)注的問題是青藏高原泥炭地甲烷排放。在潮濕或地表積水環(huán)境中，植物等有機體積累速度大于微生物分解速度，這些積累的有機體就會形成泥炭地。泥炭地雖僅占全球陸地面積的3%，但卻儲存了地球土壤三分之一的碳。青藏高原泥炭地多處于凍結(jié)狀態(tài)，與凍土聯(lián)系緊密。2021年一項發(fā)表于《地球物理研究?大氣》雜志上的學術(shù)論文發(fā)現(xiàn)：土壤溫度是青藏高原高寒泥炭濕地二氧化碳和甲烷通量的主要控制因素，在全球變暖背景下，青藏高原凍結(jié)的高寒泥炭地將會向地球大氣排放更多甲烷，加劇全球變暖。

凍土消融，可以通過釋放溫室氣體加劇全球變暖。而冰川縮減，則會導(dǎo)致地表反射太陽輻射率降低，直接增加大氣溫度。一般而言，新形成的光滑冰面的陽光反射率較高，一般在10%～40%之間，最高可達50%。新雪或干凈緊密的雪面，反射率在86%～95%之間，而銀灰色、濕雪的反射率則降為45%左右。相較于冰雪，陸地和水的陽光反射率更小，陸地反射率一般在10%～30%之間，水面對紫外線不反射，僅對紅色光和紅外線不透明，因此水面反射率又小于陸地。原本的冰川雪山消融變?yōu)殛懙鼗蚝婧螅瑢μ柕姆瓷渎示蜁蠓陆?，意味著有更多熱量會被地面、水面吸收，而這會直接增加大氣溫度，加劇氣候變暖。冰川消融與氣候變暖之間，也形成了互為因果的惡性循環(huán)。

冰川凍土加速消融引發(fā)多重危機

青藏高原冰川凍土消融、降水增加，所產(chǎn)生的直接后果就是湖泊面積增加。相關(guān)統(tǒng)計顯示，目前青藏高原八成湖泊的面積和儲水量都有明顯擴展，近50年來青藏高原湖泊面積增加了5674平方千米，多數(shù)湖泊擴張量都在20%以上。色林錯就是青藏高原湖泊擴展的最好例證。色林錯目前是西藏最大的湖泊，在2007年之前納木錯才是西藏最大湖泊，但由于冰川融水、自然降水的增加，導(dǎo)致色林錯自20世紀70年代開始面積不斷擴大，進入21世紀后，湖泊擴張加速，1999—2007年的8年間，色林錯的面積就從1798.95平方千米擴張至2287.63平方千米，年均面積增長量達到了驚人的61.09平方千米。2007年，色林錯正式超過納木錯成為西藏第一大湖泊。

青藏高原氣候“暖濕化”，湖泊面積擴大，植被擴張，空氣濕潤，野生動物數(shù)量增加，生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)向好。這似乎是一件好事，但從長遠來看，我們卻要為此付出慘痛的代價。

極端氣候頻發(fā)，就是代價之一。研究發(fā)現(xiàn)，近40年來，青藏高原地區(qū)極端高溫、極端降水事件發(fā)生頻次顯著增加，由此引發(fā)的泥石流、山體滑坡、崩塌、冰湖潰決等次生災(zāi)害不斷增加。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，1983年以來，我國西藏地區(qū)共發(fā)生嚴重氣象災(zāi)害1244起，年均發(fā)生頻次較往年平均水平有明顯增多趨勢。2018年10月，西藏米林縣出現(xiàn)冰崩，由此導(dǎo)致雅魯藏布江出現(xiàn)了一個儲水量為1.5億立方米的堰塞湖，西藏政府啟動Ⅰ級應(yīng)急響應(yīng)，最后此次事件雖得到最大限度的安全處理，但仍對下游居民正常生產(chǎn)生活和基礎(chǔ)設(shè)施安全造成嚴重威脅。

青藏高原冰川消融還與下游印度、巴基斯坦等地的洪澇災(zāi)害關(guān)系密切。冰川消融，導(dǎo)致流經(jīng)印度、巴基斯坦等國的河流水位上升，同時疊加降水量增加，在雙重威壓下，就會引發(fā)印度、巴基斯坦等國的洪澇災(zāi)害。2022年6—9月，巴基斯塔多省遭遇多輪暴雨侵襲，引發(fā)了該國30年一遇的洪澇災(zāi)害，三分之一國土被淹沒。導(dǎo)致這場災(zāi)難的原因是多方面的，冰川融化就是其中一個主因。伊斯蘭堡COMSATS大學的氣候科學家阿薩?侯賽因指出，2022年4—5月的極端高溫熱浪，加速了北部山區(qū)冰川消融，使得印度河上游支流水量大增，一股股危險的水流匯聚后最終釀成了幾乎貫穿整個國家的洪災(zāi)。2021年2月，印度北部北阿肯德邦發(fā)生冰崩事件，原因就是青藏高原郎提峰附近一個冰湖發(fā)生冰壩崩潰，數(shù)億立方米的冰水混合著泥土、巖石傾瀉而下，沿岸大量房屋、橋梁被沖毀，此次事件直接導(dǎo)致204人死亡。

青藏高原冰川凍土消融，未來還可能加劇部分地區(qū)水資源短缺問題。冰川是重要的淡水儲備資源，由于冰川消融，2002—2017年，青藏高原陸地水儲量每年都會減少約100億立方米，如果這種趨勢得不到遏制，未來將會導(dǎo)致不少發(fā)源于此的河流下游地區(qū)面臨水資源短缺問題。2022年，清華大學科研團隊發(fā)表在《自然?氣候變化》雜志上的一篇論文，結(jié)合青藏高原多項陸地、氣候數(shù)據(jù)，運用機器學習預(yù)估了21世紀初至中葉青藏高原儲水變化及對下游供水的影響。該研究發(fā)現(xiàn)，在中等氣候情境下（較工業(yè)化前水平升高2 ℃），到21世紀中葉（2031—2060年），青藏高原的水儲量將凈損失2300億立方米（約相當于6個三峽庫容量），嚴重威脅其下游供水能力。其中影響最大的是阿姆河（中亞最大內(nèi)陸河）和印度河（巴基斯坦重要農(nóng)業(yè)灌溉河流）流域，未來這兩個流域可能成為青藏高原周邊水資源最為短缺的地區(qū)。此外，該項研究還預(yù)計，未來全球最可能面臨水資源危機的16個大城市中，有12個位于青藏高原周邊及其河流下游地區(qū)。“亞洲水塔”的供水能力，以及由此引發(fā)的水資源短缺問題，值得我們提前加以關(guān)注并制定應(yīng)對預(yù)案。

青藏高原凍土消融，還會引發(fā)凍融荒漠化，破壞高原生態(tài)。青藏高原凍土多為季節(jié)性凍土，由于溫度周期性變化，地下冰及地下水會不斷發(fā)生相變與位移，引發(fā)凍土層凍脹、融沉和流變，并最終引發(fā)凍融荒漠化的四大“并發(fā)癥”，即凍脹丘、草地破碎化、熱熔塌陷、融凍泥流等。這些并發(fā)癥將會嚴重威脅草原植被，導(dǎo)致地表裸露，土壤退化，并最終形成泥流軟坡、熱融洼地、流失坡、沙地、裸土地等不同形態(tài)等的凍融荒漠化，嚴重危害高原生態(tài)。

除上述危害外，青藏高原冰川凍土消融還會誘發(fā)周邊地區(qū)地震，威脅工程建筑安全。2009年5月，成都理工大學地球科學學院的科研人員研究發(fā)現(xiàn)冰川消融，使青藏高原的載荷量突然減輕，導(dǎo)致了地殼頂面回彈，進而產(chǎn)生一種沖向地面的垂向力，誘發(fā)青藏高原周緣地區(qū)的地震災(zāi)害。此外，青藏高原多年凍土消融，還會導(dǎo)致交通線路路基軟化、變形，威脅交通基礎(chǔ)設(shè)施運營安全。

守護冰川凍土，呵護高原生態(tài)

面對青藏高原冰川凍土消融危機，近年來我國政府出臺了多項政策措施加以保護。2023年4月26日，全國人民代表大會常務(wù)委員會第二次會議通過了《中華人民共和國青藏高原生態(tài)保護法》，該項法律堅持山水林田湖草沙冰一體化保護和系統(tǒng)治理的原則，從生態(tài)安全布局、生態(tài)保護修復(fù)、生態(tài)風險防控等方面對青藏高原生態(tài)保護做出了詳盡規(guī)定。其中，對雪山、冰川、凍土保護的主要規(guī)定內(nèi)容有：①建立健全覆蓋青藏高原全部雪山冰川凍土的保護制度，并建立相關(guān)監(jiān)測預(yù)警保護系統(tǒng)。②要求省級政府將大型冰帽、小型冰川劃入生態(tài)保護紅線，對重要雪山冰川實施封禁保護。③要求政府劃定凍土保護區(qū)，嚴格控制凍土區(qū)內(nèi)資源開發(fā)，嚴格審批凍土區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)規(guī)劃、交通、管線建設(shè)項目。④開展雪山冰川凍土周邊生態(tài)系統(tǒng)保護。⑤開展雪山冰川凍土消融退化的生態(tài)風險監(jiān)測與評估。⑥加強對雪崩、冰崩、冰湖潰決、凍土消融等自然災(zāi)害的調(diào)查、預(yù)警和監(jiān)測。

青藏高原冰川凍土消融，根源在全球氣候變暖，要遏制冰川凍土加速消融這一趨勢，除制定法律政策保護青藏高原冰川凍土和生態(tài)環(huán)境外，還需要全球人類一道采取措施，降低溫室氣體排放，遲滯乃至扭轉(zhuǎn)全球變暖趨勢，這才是保護青藏高原冰川凍土的根本之道。

青藏高原冰川消融是全球冰川衰退的一個縮影，2000—2019年，全球每年都損失了2670億噸冰川。2023年4月，聯(lián)合國秘書長古特雷斯向世界發(fā)出警告，按目前各國的碳減排政策執(zhí)行估算，到21世紀末全球氣溫將升高2.8 ℃，而那將是“世界的死刑”。終止“死刑”的按鈕，就在全球每個人、每個國家手中，在最終的災(zāi)難還沒有來臨之前，全世界人類應(yīng)該聯(lián)合行動起來，加快凈零碳排放進程，遏制乃至扭轉(zhuǎn)氣候變暖趨勢，拯救人類自己。