四川若爾蓋高寒濕地生態系統國家野外科學觀測研究站高寒濕地綜合觀測場內，工作人員正在下載數據。

　　南京大學張玉霞博士和研究團隊在四川若爾蓋高寒濕地生態系統國家野外科學觀測研究站開展昆蟲研究。本版圖片均由四川日報全媒體記者 李強 攝

四川若爾蓋高寒濕地生態系統國家野外科學觀測研究站內的牧草種質資源圃。

　　科考點位

　　四川若爾蓋高寒濕地生態系統國家野外科學觀測研究站

　　科考任務

　　開展多種科研觀測工作，對高寒濕地生態系統“把脈問診”

　　在海拔3600多米的四川省阿壩藏族羌族自治州紅原縣瓦切鎮北部，“紅軍過草地紀念碑”屹立在日干喬大沼澤。遠遠望去，空曠無垠的沼澤地，青草和藍天自成一體，四川若爾蓋高寒濕地生態系統國家野外科學觀測研究站（以下簡稱“若爾蓋站”）綜合觀測場的設施隱約可見。

　　若爾蓋站站長助理胡健，正帶著技術人員在規劃觀測樣地。野外觀測儀器設備安裝后，將用于長期監測高寒濕地生態系統的自然演變和對氣候變化的響應。“常年淹水的濕地觀測場在今年呈現出比較干旱的狀態，今年就可以作為一個極端事件年份。”

　　若爾蓋站是2021年獲批的國家級野外觀測站，今年7月正式揭牌。由西南民族大學、中國科學院地理科學與資源研究所（簡稱“地理所”）和四川大學共同建設。

　　野外臺站，就像是安裝在大地上的“聽診器”，野外站的科研人員就是“高原醫生”，把脈著生態系統的變化。每年5至10月，是若爾蓋濕地植物的生長季，也是野外科考的最佳時期，高峰時期，若爾蓋站有200多人同時在此開展多種科研觀測工作。

　　近日，記者跟隨這群“高原醫生”一起對高寒濕地生態系統“把脈問診”。

　　研究牧草

　　在保護草場的情況下讓牦牛吃得好長得好

　　午后的清風拂過，牧草像海浪隨風律動。從空中俯瞰若爾蓋站的牧草種質資源圃，100多畝的資源圃被分成了若干區塊，顏色深淺不一。因為每個區塊內種植的牧草種類不同，其顏色、高矮、形狀、產量各異。

　　這里可以稱得上是青藏高原牧草的“活態博物館”，據若爾蓋站辦公室主任汪輝介紹，青藏高原的植物資源非常豐富，占到全國植物資源的三分之一，其中有飼用價值的植物有3000種左右。西南民族大學教授周青平團隊走過青藏高原各大典型區域，帶回了4000余份牧草種質資源。其中，這里就種植了800余份，包括披堿草屬、羊茅屬、早熟禾屬等22個屬牧草野生種質資源。

　　團隊的研究生們正在采集樣本，開展牧草種質資源評價工作。老芒麥等牧草生物量大、營養豐富，在這里長勢好，拉直起來超過1.3米。取樣時，用樣方框放在牧草根部，統計樣方框中的枝條數量，了解其分蘗能力。取樣后，放入烘箱中烘干，稱重以測定其干草產量。此外，他們還要重點關注各牧草資源的葉莖比、穗長、株高、種子產量等形態特征和生產性能。

　　這里是國內高寒地區規模最大、數量最多的草種質資源圃。他們以選育高產、優質、早熟的青藏高原適生牧草新品種為目標，開展優良牧草種質資源收集、鑒定、保護、評價及創新利用工作，從資源到品種，從常規技術到高新技術，不斷在牧草育種理論與技術方法、種質資源創新利用、高效培育等方面實現突破。

　　通過國家牧草產業技術體系和若爾蓋站的項目支持，周青平團隊基于這片牧草種質資源圃，培育了老芒麥、中華羊茅、燕麥等新品種。周青平團隊培育的品種是目前青藏高原用種的主導品種，推廣效果很好，推廣面積大，為青藏高原生態草牧業高質量發展貢獻了力量。

　　除了研究讓牛羊吃什么，西南民族大學副研究員澤讓東科還在研究讓牦牛在哪兒吃，吃多少，怎么在保護草場的情況下讓牦牛長得更好。

　　身形高大的澤讓東科就是紅原本地人，在這里，他搭建起了牦牛放牧補飼試驗平臺。所謂補飼，是指除了天然放牧外，每天早晚定時給牦牛補喂飼料。

　　牦牛是青藏高原上的珍貴物種，全世界現有牦牛1760余萬頭，四川的牦牛數量達到百萬數量級。過去幾十年，青藏高原一直是傳統放牧。重度放牧引起草場退化，近年來各地紛紛推廣補飼或舍飼，以降低草場放牧強度。

　　“我們常識上認為夏季補飼可以提高草地的生產力，但沒有量化的對照研究支撐，因此我們建立了重度放牧、補飼（輕度放牧）、不放牧的對照試驗平臺，研究夏季補飼對草地生態系統的影響，目的是實現草畜平衡，提高草地的生產力。”澤讓東科說。

　　每年5月到9月底是草場的生長季。團隊通過對植物多樣性、生物量、群落變化，以及昆蟲節肢動物、土壤等的觀測，對三類草場的生產力進行對比。

　　經過四年的研究，他們初步發現，補飼情況下的草場生物量多于傳統重度放牧，其中牦牛喜食的禾本科和梭草類比例在上升，補飼更利于牦牛養殖業的發展。

　　研究昆蟲

　　造了全球最大的開頂增溫裝置

　　若爾蓋站基地身后，蜿蜒的白河靜靜流淌。河畔一側，草地上矗立著6個2.5米高的開頂式增溫箱。

　　這是全球最大的開頂增溫裝置，長、寬各15米，單個面積達到225平方米，箱內就是一個獨立的生態系統。其中，3個周圍以8毫米厚鋼化玻璃，作為增溫處理；3個僅圍鐵絲網作為對照。每個開頂箱內隱匿在草叢中的記錄儀，每60分鐘記錄一次地上的30厘米、地表、地下5厘米和地下10厘米的溫濕度。

　　箱內，南京大學的博士后胡小麗和博士生張玉霞“全副武裝”，帽子、防曬面罩、防曬臂套穿戴整齊，手持捕蟲網，按照“田”字形路線行走，揮動手臂掃網捕蟲。沫蟬類、實蠅類、食蚜蠅類、葉蜂類、盲蝽類、螟蛾類、大蚊類、虻類等主要昆蟲類群都是她們捕捉的對象。

　　別看只是個簡單的動作，每個箱內要掃96下，每一個動作要盡可能保持幅度和力度相同，同時還要減少對植物群落的干擾。

　　掃網還要盡可能選擇較為晴朗、無風的天氣，在每天的10點到16點進行，這是昆蟲活動最活躍的時段。掃網結束，她們要統計當中的昆蟲種類和數目，晝夜輪番觀測其大小、體溫，觀察其行為，結束后放回。

　　全球變暖已經是不爭的事實，也正深刻影響著生態系統的結構和功能。此前有關全球變暖對生物群落的影響研究主要集中在植物群落方面，很少從群落水平探討動物對溫度升高的響應過程，特別是缺少利用控制實驗的研究。

　　2014年，南京大學教授孫書存團隊牽頭在紅原縣境內面積約20公頃的均質樣地內，建成了6個這樣的大型開頂箱，開展動植物關系與全球變化生物學研究。

　　第三年，還是博士生的胡小麗來到這里，開始了全球變暖對動植物及其關系影響的研究，每年要在這里待上好幾個月，進行采樣和實驗。

　　分析經年積累的觀測數據，她有一些有趣的發現。“大家普遍認為全球變化背景下，動植物的生物多樣性會減少，但從我們的研究來看，變化不是這么簡單。”胡小麗說，“研究發現，增溫對不同類群數量影響不同。比如，增溫顯著提高了沫蟬類、盲蝽類的數量，卻顯著降低了螟蛾類、大蚊類的數量。總體來講，植物、昆蟲的多樣性在下降。”

　　此外，隨著氣候變暖，蟲子并不會“被動等死”，它們也在主動適應。“比如我們會擔心蟲子減少了，以蟲子為食的蜘蛛就會受到限制。而事實上，蜘蛛會通過調節自己的捕食行為逐漸適應增溫誘導的新的資源環境。可能過去傾向于取食大蟲子的蜘蛛，因為大蟲子數量的減少，轉而取食小蟲子。”

　　胡小麗說，幾十上百種動植物構成的復雜食物網，其本身還會發生什么變化，還能不能穩定存續，還有更多的未知等待探索。

　　研究土和葉

　　模擬未來氣候變化

　　烈日下，中科院地理所副研究員田大栓正和學生一起為植物葉片“做體檢”。他小心翼翼地將樣地里一株草的葉片放進便攜式光合儀前端的葉室，屏幕上實時出現它的光合速率、蒸騰速率等指標。

　　這是若爾蓋站的高寒草甸與全球變化試驗平臺。它由西南民族大學和中科院地理所共建。在這里，草原被分成了若干樣地，有的地表上架設了鋼架，懸掛著輻射紅外線的燈管，實現對地表約1.5度—2.5度的增溫，模擬未來氣候變暖的場景。有的地表上架設了一系列的遮雨棚，改變樣方內接收的降雨量，來研究生態系統里的植物、微生物的各個過程對降雨量改變的響應。

　　為何要做這些工作，還得從全球變化說起。持續加劇的全球變化，如二氧化碳濃度升高、氣候變暖、降雨格局改變隨時隨地都在發生著，影響著生態系統碳循環的各個過程以及碳匯的能力。而青藏高原是生物演化的“天然實驗室”。這里具有較高的氣候敏感性，同時其本身也是影響全球碳匯功能的重要地區。

　　為了研究高寒濕地生態系統碳匯能力對全球變化如何響應，2014年，若爾蓋站站長、中科院地理所研究員牛書麗團隊，在這里建立了一系列的模擬氣候變化的控制實驗。

　　這是一場精密的探索。他們就像醫生，拿著“聽診器”，捕捉生態系統對全球變化的響應。對各個碳循環過程及其精細組分，他們都進行了連續監測。采集的數據細化到了植物呼出多少二氧化碳，土壤中微生物呼出多少二氧化碳等；這些二氧化碳進入土壤后有多少會被固持，以什么樣的形式存在，如何穩定持久地固持。回答這些問題，對于研究全球變化背景下高寒草甸生態系統的演變過程具有重要科學意義。

　　牛書麗團隊的研究發現，在氣候變暖的背景下，若爾蓋高寒草甸生態系統的凈碳吸收具有很大的變異性，植物和微生物的呼吸釋放的變異也較大。預計在將來氣候變化的背景下，高寒草甸生態系統的碳匯能力具有較大的不確定性。結合全球大數據，發現生態系統碳收支響應全球變暖的方向和幅度會受到背景環境水分條件的影響。氣候變暖普遍會降低干旱地區的生態系統凈碳吸收能力，但是在濕潤地區的影響卻表現為促進作用，這些初步研究結果還有待于將來研究進一步證實。

　　牛書麗說，目前生態系統響應全球變化的規律和機理等還有很多問題需要去深入研究。

　　距若爾蓋站半小時車程的瓦切鎮日干喬大沼澤高寒濕地綜合觀測場，中科院地理所助理研究員潘軍曉正帶著學生安裝新的“聽診器”。

　　這是一個組合了多種增溫方式的實驗場。實驗處理分別是空白對照、地上增溫、地下土壤全剖面增溫、生態系統增溫，每個處理4個重復。每個處理為3米直徑的圓形樣方。地上增溫采用紅外輻射器加熱，通過鋼架固定懸掛輻射紅外線的燈管進行自上而下的加熱；地下土壤全剖面增溫采用垂直埋入0—100厘米的20根等距加熱電纜，并結合水平埋在表層10厘米深度的兩圈加熱電纜對表層0—10厘米土壤補充增溫，預計增溫是2攝氏度。

　　“我們對地下水位、土壤溫濕度、溫室氣體、植物物候期等進行監測，監測數據可以實時傳輸到北京，在室內進行觀察和數據分析，大大縮短了野外工作時間，提高了科研效率。”潘軍曉說。