川观新闻记者 文露敏
12月11日是联合国设立的“国际山岳日”。12月10日至11日,由国际山地综合发展中心中国委员会(CNICIMOD),中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所(简称“成都山地所”)主办的2022年“国际山岳日”山地科学论坛在成都举行。
四川地形复杂多样,尤以山地为主,如何保护、利用好山地,对经济社会发展具有重要意义。论坛上,多位专家学者从山地生态环境保护、山地观测与数字模拟、山地生物多样性保护和山地灾害防治等角度,谈及了山地研究的现状和未来。
我们为何关心山地?
山区覆盖着近四分之一的世界陆地面积,为人类提供水、木材、矿产等各种资源,创造了人类赖以生存的环境。另一方面,山区也面临着一系列问题。
“当前是一个充满机遇和挑战的新时代,山区面临着气候变化、生物多样性减少和环境污染等多重危机挑战。”国际山地综合发展中心(ICIMOD)主任白玛·嘉措强调。
“保护山区,增进人类福祉”的论坛主题,点明了山地科学研究的现实意义——山地绿色可持续发展面临的科学问题的解决,直接关系着山区人民的生计和社会经济发展。
“如何实现经济发展和生态保护双赢,构建经济、环境协同共进的山区社会,是我国乃至全球山地发展面临的重大挑战。” 国际山地综合发展中心中国委员会主席、中国科学院副院长张亚平院士指出,“要想有效应对山地保护的各种挑战,必须依靠科技。”
国际地理联合会(IGU)副主席、中国科学院院士傅伯杰同样认可科技的力量:“山地灾害学、山地生态学等一系列山地科学,一直是国内外地理学家的研究重点和方向,产生了一批重大成果,推动了地理学不断深入发展。”
“我们希望通过探索山地研究新方向,提升山地研究影响力,让中国技术和经验成为区域发展的关键动力。”成都山地所所长文安邦表示。
成都山地所长期致力于对山地的研究和探索。比如,对自然灾害形成机理、风险评估、综合防治与应急减灾等方面的研究,建立起一系列减灾理论与技术体系。今年9月5日,四川泸定县发生6.8级地震,地震灾区震后次生地质灾害风险陡增,成都山地所就在第一时间发布了地震应急调查解译成果和数据平台,及时分享收集整理的数据和成果。
我们怎样研究山地?
山地包罗万象,山地研究的舞台也很广阔。
“气候变化及‘双碳’目标的提出,使得土壤这一重要的‘碳库’越来越受到研究者的关注。”中国科学院大学常务副校长王艳芬表示。
她介绍,在现有土壤碳库评估方法中,实测数据分散、环境及地形复杂等因素,导致区域尺度的土壤碳库评估研究缺乏,影响机制也不够明确,“基于此,我们建立了类型全面、体系完备的控制试验系统,率先在国内开展量化研究,发展起全球变化下我国草地土壤碳库稳定性机制研究平台。”
这支团队通过系统整合文献和现有土壤数据库,在尼泊尔、缅甸、印度、阿富汗等地进行野外取样,建立了土壤表层碳库样点数据库,并对高寒草地退化过程进行了相关研究。
“我们发现,轻度退化的草地,通过添加凋落物,就能实现对土壤碳库的调控,适度恢复草地。”王艳芬表示,尽管这些发现还需要进一步研究印证,但如果有效,将对草地、土壤管理意义斐然。
“气候变化也影响着山地植被分布格局。”中科院青藏高原研究所研究员梁尔源提到,众多研究揭示,全球变暖导致山地植被垂直带谱呈整体向上的迁移趋势。
“我们的研究也得出结论,过去百年来,青藏高原树线(即天然森林垂直分布的上限)平均上升了29米,最大上升幅度80米。同时,基于藏东南树线大样地的调查也揭示,变暖导致的种群密度的增加,会进一步加强种群竞争,反过来抑制了树木幼苗的更新和树木的生长。”梁尔源表示。
西南交通大学教授朱庆则将目光放在复杂山地环境下的基础设施绿色智能建设关键技术上。
“山区自然环境恶劣,人迹罕至、人迹难至,基础资料匮乏,传统人工野外勘察可靠性低、时效性差,需要借助数字孪生技术的力量。”朱庆介绍,作为一种数字映射系统,数字孪生就带来了更多可能性,比如,集成物探、钻探等勘探数据,物联网传感器、机械设备等实时数据,服务于施工过程中的实施安全防控、动态优化调整等。
借助数字孪生技术驱动,复杂环境桥梁建造过程中,可以实现虚拟吊装、虚拟拼装等;超长超大深埋隧道TBM智能建造中,也可以实现掘进姿态纠偏、卡机预警等。
山地灾害防治方面,成都山地所副所长陈晓清介绍,成都山地所已在揭示特大规模泥石流形成机理,提供全过程物质和能量调控原理,研发泥石流主动减灾关键技术等方面取得了一系列成果。
“目前,我们正在开展泥石流绿色减灾原理与关键技术研究,希望能够建立起治污工程措施和岩土工程措施协同调控的绿色减灾体系。”陈晓清表示。
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