青藏高原冰川冻土消融加速

梁海珍

（澳门科技大学 国际学院，澳门 999078）

目前青藏高原八成湖泊的面积和储水量都有明显扩展/Pixabay

青藏高原是我国面积最大、全球海拔最高的高原，有“世界屋脊”之称。同时，它储量水大，还有“亚洲水塔”的美称，亚洲十多条河流都发源于此，全球五分之一的人口都依赖于它供水。然而，受全球变暖影响，青藏高原冰川冻土目前正在加速消融。这一方面导致冻土层中封存的碳被释放到地球大气中，加剧气候变暖，另一方面还导致青藏高原周边及下游地区极端气候、次生地质灾害频发。为保护青藏高原的冰川、雪山、冻土和自然生态环境，我国于2023年4月26日，通过了《中华人民共和国青藏高原生态保护法》，从生态安全布局、生态保护修复、生态风险防控等方面对青藏高原生态保护做出了详尽规定，并就冰川冻土消融问题提出了包括设定生态保护红线、建立冻土保护区在内的六项专项应对措施。

青藏高原：世界屋脊、亚洲水塔

广袤无垠的青藏高原，是我国四大地理单元之一，它南起喜马拉雅山脉南缘，北接昆仑山、阿尔金山脉和祁连山北部，南北宽300～1500千米；西连帕米尔高原和喀喇昆仑山脉，东及秦岭山脉西段并与黄土高原相接，东西长2800千米。青藏高原总面积约为250万平方千米，是我国最大的高原，在世界高原面积排名中居第六位。青藏高原主要分布在我国西藏、青海、新疆、甘肃、四川、云南6省份，在尼泊尔、印度、巴基斯坦、阿富汗等国也有小部分绵延。

青藏高原有两个十分响亮的称号：“世界屋脊”和“亚洲水塔”。青藏高原海拔介于3000～5000米之间，平均海拔在4000米以上，是世界上海拔最高的高原。青藏高原虽然海拔高，但它并非天生就是“大高个”。约在1亿年前，印度大陆与南极板块分离，并持续向北移动，5500万～4500万年前，印度板块俯冲于亚洲板块之下，持续千万年板块挤压碰撞，导致喜马拉雅山脉、青藏高原逐渐隆起，最终形成了现在的青藏高原。直至今日，两大板块还在碰撞活动，板块边界的喜马拉雅山还在以每年几厘米的速度升高。

喜马拉雅山脉、青藏高原的崛起，既改变了亚洲的地形地貌，也深刻影响了东亚大陆、南亚次大陆和中亚地区的气候。青藏高原改变了北半球西风带的走向，迫使西风气流向东行进至此处后，或被迫攀爬高原，或者分南北两支绕行，北支流深入中亚内陆，水汽逐渐耗尽，变成干燥西风。南支流绕行低纬度印度半岛和孟加拉湾，被“加热”“加湿”，形成孟加拉湾暖湿气流。这股暖湿气流是我国内陆地区降水的两大来源之一（另一大来源是太平洋暖湿气流），承担着为我国西南、中南甚至更北地区“供水”的重任。如果没有青藏高原，我国长江中下游地区可能会变成一片亚热带沙漠。由此可见，青藏高原对我国地理、气候格局塑造产生的深远影响。

除了“世界屋脊”外，青藏高原还有另一个重要称号——“亚洲水塔”。青藏高原之所以能成为亚洲水塔，得益于其所具备的得天独厚的地理、气候条件。第一是地表坑洼多，利于形成储水湖泊。青藏高原在板块积压冲撞过程中，形成了很多断裂带，导致地表坑洼不平，这为湖泊形成创造了基本地形条件，有利于水资源储备。

第二是冰雪储量达。青藏高原是除南北极外，地球上冰雪储量最大的地区，这里分布着10万平方千米冰川、30万平方千米常年积雪地带以及126万平方千米冻土区。第二次青藏高原科考团队估计，青藏高原冰川储量约为8860亿立方米，约合8万亿立方米水。巨量的冰雪资源是青藏高原“亚洲水塔”的核心支撑。

第三是湖泊多，储水量大。特殊的地形结构再加上冰川融水、自然降水，使青藏高原成为我国湖泊最多、最密集的地区，这里的湖泊面积约为5万平方千米，占全国湖泊总面积的一半左右，面积超1平方千米的湖泊就有1400个，著名湖泊有青海湖（我国最大内陆湖）、色林错（西藏自治区第一大湖，我国第二大咸水湖）、纳木错（西藏第二大湖）等。根据对面积超50平方千米的湖泊测算结果估计，青藏高原湖泊储水量约为8150亿立方米。需要指出的是，青藏高原绝大部分湖泊都是咸水湖，原因是青藏高原降雨量少，日照强烈，湖水蒸发量大于地表径流和降水补给量，长年累月后，湖水中的盐度越来越高，逐渐形成咸水湖。

第二次青藏高原科考队队长姚檀栋院士指出，青藏高原的冰川、湖泊储水以及主要河流出山口径流量总和超过9万亿立方米。巨大的储水量，再加上极高的海拔高度，使青藏高原像一个巨大的“水塔”屹立于亚洲中部。而发源于此的十多条河流，如黄河、长江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江、恒河、印度河、阿姆河、锡尔河、塔里木河、伊犁河、黑河、疏勒河等，就像一条条“输水管线”，源源不断地将生命之水输送到周边地区，满足了全球五分之一（约13.5亿人）人口的用水需求。“亚洲水塔”的称号，青藏高原名副其实。

气候“暖湿化”加速冰川冻土消融

青藏高原纬度介于26度至39.47度之间，但由于海拔高，全年平均温度较同纬度地区要低很多，因此青藏高原气候有明显的“高冷”特点。然而，近年来受气候变暖影响，青藏高原正由“高冷”转向“暖湿”。2021年，我国第二次青藏高原科考发布的阶段性成果显示：1961—2020年，青藏高原每10年平均气温就上升0.35 ℃，这一数字是全球同期水平的两倍，也是我国八大地理区域中升温速度最快的地区，特别是羌塘高原和柴达木盆地，升温速度更快，达到了每10年0.4 ℃。而如果把时间线进一步缩短，观察1981—2020年的气温数据就会发现，青藏高原升温速度甚至达到了每10年0.5 ℃。

在气温快速升高的同时，青藏高原的年降水量也在不断增加。统计数据显示，1961—2020年，青藏高原年降水量每10年就增加7.9毫米，这一趋势在三江源地区表现得更为明显，这里每10年的降水增加量达到了5～20毫米。2016年以来，青藏高原降水出现持续异常偏高，2016—2020年平均年降水量达到539.6毫米，较1961—1990年降水年平均值（478.6毫米）高出了12.7%。

气候“暖湿化”，正在加速青藏高原冰川冻土消融。自20世纪70年代以来，全球冰川就呈现出加速消融趋势，而青藏高原气候变暖速度是同期全球平均水平的2倍，因此这里的冰川、冻土消融速度更快。2021年，中国气象科学研究院的科研人员通过对比多年数据发现，近50年来，青藏高原的冰川正在加速消融，总面积由5.3万平方千米缩减为4.5万平方千米，总储量减少了约15.09%。而在喜马拉雅山、横断山、念青唐古拉山和祁连山等山脉，冰川消融速度更快，目前冰川面积已较50年前减少了20%～30%。

未来随着全球气候变暖，青藏高原的冰川将会进一步加速消融。我国气象科学家预计，即使我们实现了《巴黎气候协定》设定的“较工业化前水平1.5 ℃”升温目标，青藏高原及周边地区依然会升温2.1 ℃，到21世纪末，青藏高原及周边地区的冰川储量将减少为目前的64%；而如果全球升温幅度控制在2 ℃，青藏高原将升温4 ℃，那么青藏高原西部冰川储量将减少98%，中亚地区将减少80%，这将有可能引爆这些地区的水资源危机。

在冰川不断缩减的同时，青藏高原多年冻土也在加速消融。青藏高原是全球中低纬度地区多年冻土分布最为广泛的地区。受全球变暖影响，青藏高原87.98%的多年冻土正在发生热退化。第二次青藏高原科考发布的阶段性成果显示，1962年以来，青藏高原冻土冻结天数、最大冻土厚度这两大重要指标就呈现出明显缩短、变小趋势。同时，青藏高原冻土面积已经从150万平方千米缩减为126万平方千米，减少了16%。科学家指出目前青藏高原冰川、冻土消退面积还较小，但按目前全球变暖趋势，未来青藏高原一定会出现大面积冰川冻土萎缩、退化现象。

更让人忧心的是，在广袤的青藏高原多年冻土层中还封存着370亿吨碳，气候变暖引发的冻土消融，正在将这些温室气体释放到地球大气中，而这又会反过来加速全球气候变暖。青藏高原冰川冻土消融与气候变暖之间，正在形成一种互为因果的恶性循环。

2023年3月，北京师范大学的科研人员发现，多年冻土不仅仅是全球气候变化响应的“敏感区”，更是气候变暖的“驱动机”和“加速器”。多年冻土消融，会形成热融湖塘，加速冻土层中封存的碳释放到大气中。由于纬度低，与极地千米冻土层相比，青藏高原冻土层仅为100米左右，因此更易受到热熔作用影响。冻土层中的冰块受热消融后，地表会发生坍塌凹陷，再加上冰川融水、自然降水，就会形成一个个小型的热融湖塘。目前青藏高原大约有16.1万个左右热融湖塘。热融湖塘出现后，水体中的微生物开始逐渐活跃起来，原本被封存的有机质开始不断分解，并以甲烷、二氧化碳等形式进入大气，增加温室气体浓度，加剧全球变暖。

另一个值得关注的问题是青藏高原泥炭地甲烷排放。在潮湿或地表积水环境中，植物等有机体积累速度大于微生物分解速度，这些积累的有机体就会形成泥炭地。泥炭地虽仅占全球陆地面积的3%，但却储存了地球土壤三分之一的碳。青藏高原泥炭地多处于冻结状态，与冻土联系紧密。2021年一项发表于《地球物理研究•大气》杂志上的学术论文发现：土壤温度是青藏高原高寒泥炭湿地二氧化碳和甲烷通量的主要控制因素，在全球变暖背景下，青藏高原冻结的高寒泥炭地将会向地球大气排放更多甲烷，加剧全球变暖。

冻土消融，可以通过释放温室气体加剧全球变暖。而冰川缩减，则会导致地表反射太阳辐射率降低，直接增加大气温度。一般而言，新形成的光滑冰面的阳光反射率较高，一般在10%～40%之间，最高可达50%。新雪或干净紧密的雪面，反射率在86%～95%之间，而银灰色、湿雪的反射率则降为45%左右。相较于冰雪，陆地和水的阳光反射率更小，陆地反射率一般在10%～30%之间，水面对紫外线不反射，仅对红色光和红外线不透明，因此水面反射率又小于陆地。原本的冰川雪山消融变为陆地或湖面后，对太阳的反射率就会大幅下降，意味着有更多热量会被地面、水面吸收，而这会直接增加大气温度，加剧气候变暖。冰川消融与气候变暖之间，也形成了互为因果的恶性循环。

冰川冻土加速消融引发多重危机

青藏高原冰川冻土消融、降水增加，所产生的直接后果就是湖泊面积增加。相关统计显示，目前青藏高原八成湖泊的面积和储水量都有明显扩展，近50年来青藏高原湖泊面积增加了5674平方千米，多数湖泊扩张量都在20%以上。色林错就是青藏高原湖泊扩展的最好例证。色林错目前是西藏最大的湖泊，在2007年之前纳木错才是西藏最大湖泊，但由于冰川融水、自然降水的增加，导致色林错自20世纪70年代开始面积不断扩大，进入21世纪后，湖泊扩张加速，1999—2007年的8年间，色林错的面积就从1798.95平方千米扩张至2287.63平方千米，年均面积增长量达到了惊人的61.09平方千米。2007年，色林错正式超过纳木错成为西藏第一大湖泊。

青藏高原气候“暖湿化”，湖泊面积扩大，植被扩张，空气湿润，野生动物数量增加，生态系统持续向好。这似乎是一件好事，但从长远来看，我们却要为此付出惨痛的代价。

极端气候频发，就是代价之一。研究发现，近40年来，青藏高原地区极端高温、极端降水事件发生频次显著增加，由此引发的泥石流、山体滑坡、崩塌、冰湖溃决等次生灾害不断增加。统计数据显示，1983年以来，我国西藏地区共发生严重气象灾害1244起，年均发生频次较往年平均水平有明显增多趋势。2018年10月，西藏米林县出现冰崩，由此导致雅鲁藏布江出现了一个储水量为1.5亿立方米的堰塞湖，西藏政府启动Ⅰ级应急响应，最后此次事件虽得到最大限度的安全处理，但仍对下游居民正常生产生活和基础设施安全造成严重威胁。

青藏高原冰川消融还与下游印度、巴基斯坦等地的洪涝灾害关系密切。冰川消融，导致流经印度、巴基斯坦等国的河流水位上升，同时叠加降水量增加，在双重威压下，就会引发印度、巴基斯坦等国的洪涝灾害。2022年6—9月，巴基斯塔多省遭遇多轮暴雨侵袭，引发了该国30年一遇的洪涝灾害，三分之一国土被淹没。导致这场灾难的原因是多方面的，冰川融化就是其中一个主因。伊斯兰堡COMSATS大学的气候科学家阿萨•侯赛因指出，2022年4—5月的极端高温热浪，加速了北部山区冰川消融，使得印度河上游支流水量大增，一股股危险的水流汇聚后最终酿成了几乎贯穿整个国家的洪灾。2021年2月，印度北部北阿肯德邦发生冰崩事件，原因就是青藏高原郎提峰附近一个冰湖发生冰坝崩溃，数亿立方米的冰水混合着泥土、岩石倾泻而下，沿岸大量房屋、桥梁被冲毁，此次事件直接导致204人死亡。

青藏高原冰川冻土消融，未来还可能加剧部分地区水资源短缺问题。冰川是重要的淡水储备资源，由于冰川消融，2002—2017年，青藏高原陆地水储量每年都会减少约100亿立方米，如果这种趋势得不到遏制，未来将会导致不少发源于此的河流下游地区面临水资源短缺问题。2022年，清华大学科研团队发表在《自然•气候变化》杂志上的一篇论文，结合青藏高原多项陆地、气候数据，运用机器学习预估了21世纪初至中叶青藏高原储水变化及对下游供水的影响。该研究发现，在中等气候情境下（较工业化前水平升高2 ℃），到21世纪中叶（2031—2060年），青藏高原的水储量将净损失2300亿立方米（约相当于6个三峡库容量），严重威胁其下游供水能力。其中影响最大的是阿姆河（中亚最大内陆河）和印度河（巴基斯坦重要农业灌溉河流）流域，未来这两个流域可能成为青藏高原周边水资源最为短缺的地区。此外，该项研究还预计，未来全球最可能面临水资源危机的16个大城市中，有12个位于青藏高原周边及其河流下游地区。“亚洲水塔”的供水能力，以及由此引发的水资源短缺问题，值得我们提前加以关注并制定应对预案。

青藏高原冻土消融，还会引发冻融荒漠化，破坏高原生态。青藏高原冻土多为季节性冻土，由于温度周期性变化，地下冰及地下水会不断发生相变与位移，引发冻土层冻胀、融沉和流变，并最终引发冻融荒漠化的四大“并发症”，即冻胀丘、草地破碎化、热熔塌陷、融冻泥流等。这些并发症将会严重威胁草原植被，导致地表裸露，土壤退化，并最终形成泥流软坡、热融洼地、流失坡、沙地、裸土地等不同形态等的冻融荒漠化，严重危害高原生态。

除上述危害外，青藏高原冰川冻土消融还会诱发周边地区地震，威胁工程建筑安全。2009年5月，成都理工大学地球科学学院的科研人员研究发现冰川消融，使青藏高原的载荷量突然减轻，导致了地壳顶面回弹，进而产生一种冲向地面的垂向力，诱发青藏高原周缘地区的地震灾害。此外，青藏高原多年冻土消融，还会导致交通线路路基软化、变形，威胁交通基础设施运营安全。

守护冰川冻土，呵护高原生态

面对青藏高原冰川冻土消融危机，近年来我国政府出台了多项政策措施加以保护。2023年4月26日，全国人民代表大会常务委员会第二次会议通过了《中华人民共和国青藏高原生态保护法》，该项法律坚持山水林田湖草沙冰一体化保护和系统治理的原则，从生态安全布局、生态保护修复、生态风险防控等方面对青藏高原生态保护做出了详尽规定。其中，对雪山、冰川、冻土保护的主要规定内容有：①建立健全覆盖青藏高原全部雪山冰川冻土的保护制度，并建立相关监测预警保护系统。②要求省级政府将大型冰帽、小型冰川划入生态保护红线，对重要雪山冰川实施封禁保护。③要求政府划定冻土保护区，严格控制冻土区内资源开发，严格审批冻土区内城镇规划、交通、管线建设项目。④开展雪山冰川冻土周边生态系统保护。⑤开展雪山冰川冻土消融退化的生态风险监测与评估。⑥加强对雪崩、冰崩、冰湖溃决、冻土消融等自然灾害的调查、预警和监测。

青藏高原冰川冻土消融，根源在全球气候变暖，要遏制冰川冻土加速消融这一趋势，除制定法律政策保护青藏高原冰川冻土和生态环境外，还需要全球人类一道采取措施，降低温室气体排放，迟滞乃至扭转全球变暖趋势，这才是保护青藏高原冰川冻土的根本之道。

青藏高原冰川消融是全球冰川衰退的一个缩影，2000—2019年，全球每年都损失了2670亿吨冰川。2023年4月，联合国秘书长古特雷斯向世界发出警告，按目前各国的碳减排政策执行估算，到21世纪末全球气温将升高2.8 ℃，而那将是“世界的死刑”。终止“死刑”的按钮，就在全球每个人、每个国家手中，在最终的灾难还没有来临之前，全世界人类应该联合行动起来，加快净零碳排放进程，遏制乃至扭转气候变暖趋势，拯救人类自己。