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科研前哨的传承、创新与守望 ——探访野外科学观测研究站

发布时间： 2021-09-30

广阔的天地赋予了科研无限惊喜和动能。作为地球科学研究的前沿阵地，野外科学观测研究站（以下简称台站）遵循着观测、试验、研究和示范服务的科学定位。一代代科研人员从这里出发，登上冻土荒原、冰川之巅，探索高原无人区，走进戈壁沙漠，记录着地球的心跳脉动。“传承、创新与守望”，成为最终注解。

建站，用所学服务国家需求

从青藏铁路到冰川科研，从防风治沙到生态修复，在环境最恶劣的科研“无人区”、在祖国最需要的地方，总有野外科研人员的身影。

以建设难度超乎想象的青藏铁路为例。

在青藏高原可可西里多年冻土区腹地，以1961年成立的风火山冻土观测场和2001年成立的冻土工程国家重点实验室青藏高原研究基地为前身青藏高原北麓河冻土工程与环境综合观测研究站（以下简称北麓河站）依托原中国科学院寒区旱区环境与工程研究所于2008年正式成立。随着科研条件的改善，从甘肃向青藏高原不停移动的车辆和帐篷，终于变成了固定的办公室、实验室。

“台站共有200多个场/剖面，台站园区的科研用地近130万平方米，取样观测工作均在海拔4300米以上的地方，空气含氧量仅为陆地的61%。”中国科学院西北生态环境资源研究院（以下简称中科院西北研究院）研究员、北麓河站站长陈继说。依托观测和试验场地，该站形成了25个工程和环境方面的典型数据集，拥有青藏高原腹地多年冻土区时间序列最长、连续性最好的气象和地温数据，有力支撑了青藏铁路等重大冻土工程的建设和运维。

北麓河站冻土工程与环境研究团队以此为基础，创造性地提出了主动冷却、降低多年冻土温度的工程建设新思路和设计新原则，攻克青藏铁路建设中三大难题之一的“冻土路基”问题，有力支撑了青藏铁路、青藏公路和青藏直流输电线路的建设和运营，也为解决冻土相关的共性问题提供了数据和技术支撑。2020年，北麓河站被列入科技部国家野外科学观测研究站择优建设名单。

“观测是第一位的。如果没有台站，就很难实现长期、连续地定点观测。”陈继说，目前的人工观测主要针对路基的冻胀、沉降、开裂等结构变形问题。“北麓河站每次观测需要花费一周时间，每个月需要观测2遍，仅格尔木市到安多观测段每年的观测路程就长达4万公里。”

“在全球气候、生态环境快速变化的背景下，冻土、气候、生态和工程的耦合作用更加复杂，对冻土工程稳定性的影响更加难以准确预测，愈发需要通过开展长期定位观测、试验、研究、示范来给予解决。”陈继说。

示范，用成果支撑区域发展

云上雪峰指向蓝天，玉龙雪山脚下伫立着我国第一个以海洋性冰川为观测、研究对象的国家级野外站，2006年原中科院寒旱所建立的玉龙雪山冰冻圈与可持续发展国家野外科学观测研究站（以下简称玉龙雪山站）。

中国海洋性冰川区巨大的冰冻圈旅游服务效应和潜在冰冻圈变化风险，迫切需要对其进行定位监测，以揭示其冰冻圈动态变化过程机理及其综合影响，以服务区域可持续发展。而玉龙雪山作为欧亚大陆距赤道最近、规模最大的冰冻圈分布区，1982年中科院西北研究院老一辈科学家相继在玉龙雪山以半定位方式开展冰川与环境的观测研究工作，直到2006年建站，才使其定位观测成为现实。