第二次青藏高原综合科学考察研究任务四“生态安全屏障优化体系”下属的“重点城镇化地区生态安全屏障优化体系”科考分队于2023年7月20日至8月24日顺利开展了青藏高原重点城镇化流域地区生态环境综合考察工作。
科考队员合影
本次考察任务由北京师范大学何春阳教授、田玉强教授、刘志锋副教授和青海师范大学陈克龙教授统一组织，分成“城镇化流域水资源与生态环境考察”、 “城镇化流域土壤和水质考察”、“城镇扩展区生态环境考察”和“环青海湖流域生物多样性综合监测野外调查”四个小队同时进行，共有4名老师和近30名学生参加。
此次考察主要针对青藏高原重点城镇化流域生态环境风险，调查地区包括青海省的西宁市、海东市、大通县、门源县和祁连县以及甘肃省的张掖市。考察内容主要包括四个方面：一是青藏高原重点城镇化地区水资源与生态环境考察，科考队员利用3S技术和实地调研获取了重点城镇化地区近250个点位的土地利用/覆盖信息，还获取了50余张“8·18”洪水的主要发生地青山乡沙岱河沿岸植被、地形、河道治理和灾后居民安置照片信息。二是土壤与水质调查，共采集到湟水河水样15份、底泥样品14份、矿区土壤样品59份、林地土壤样品8份。三是城镇扩展区生态环境调查，要通过无人机航拍记录考察结果，共记录132个样点的航拍图像。四是环青海湖生物多样性综合调查。
“城市化流域水资源与生态环境考察”小队从青海省西宁市出发，先后途经贵南县、贵德县、大通回族土族自治县以及甘肃省的张掖市甘州区、武威市凉州区和兰州市，考察湟水流域、黑河流域和石羊河流域生态保护修复措施。在西宁市，考察小队考察了西宁市城市馆，了解了西宁市的城市发展蓝图和南北山绿化工程建设情况。随后，参观了青海省“双碳”科普实践教育基地，该基地面积13000平方米，是青海省唯一一处全面普及“碳达峰、碳中和”知识以及集光能、光热研发应用为一体的工业研学基地，科考队员与通过与基地负责人员沟通，了解了“双碳”政策及国家战略解读、科学知识普及、人类能源历史介绍、清洁能源发展以及光能、光热研发应用五个方面的内容。在贵南县和贵德县，调研了黄河上游龙羊峡水库水资源情况以及周边县区的生态环境状况。在大通县，考察小队通过实地考察和访谈的形式调查了青海大通县“8·18”洪水调节服务失衡成因、灾害损失情况、沙岱河河道治理和灾后居民安置情况。在张掖市，考察了张掖市国家湿地公园，了解了黑河流域的气候、水文、植被、生物多样性和城市建设情况；此外，考察小队还考察了祁连山国家公园的建设情况。在武威市，队员们考察了红崖山水库的水资源现状和周边沙漠的治理情况。
青藏高原重点城市化流域水资源与生态环境考察路线
青海省8·18山洪灾害和沙岱河河道治理情况
城镇化流域水资源利用和植被恢复情况
“城镇化流域土壤和水质考察”小队重点调查了湟水流域矿区土壤、河水与河流底泥以及林地土壤重金属污染情况。针对主要矿区，结合实际调查，选取实际存在并具有代表性的矿区，以矿所在点为中心点，向矿区三个方向分别设置样线，增设样点。在矿区中心位置和间隔矿区中心100m、200m、300m、400m、500m处，各采集1份表层土壤样品，共采集到矿区土壤样品59份。针对前期分析中SWAT-HM模型的拟合情况，筛选水利部水质水文检测断面中的关键断面，在关键断面进行水质样品和底泥样品取样，共采集到湟水河水样15份、底泥样品14份。筛选出前期林地调查数据中的异常值，根据采样点经纬度信息，到达原先采样点，复查采样点环境等相关信息，记录样点环境信息，判断数据异常原因，并在样点周围选取合适的地区进行重新采样，共采集到湟水流域林地土壤样品8份。
土壤和水质调查样点分布
科考队员采样过程
“城镇扩展区生态环境考察”小队在西宁市、海东市和张掖市开展了城市扩展及其生态环境风险调查，发现总体上西宁市城南城北的扩张强度较城西更大。通过实地考察和无人机航拍，科考队员深入了解了西宁市周边的城市扩张形态。在西宁市城西、城南共选择5个观测点位，拍摄了27个样点的高分影像。在西宁市城东和城北、海东市以及民和回族土族自治县选择了4个观测点位，拍摄了25个样点的高分影像。在大通回族土族自治县和门源回族自治县选择5个观测点，拍摄了20个样点的高分影像。在祁连县及祁连山国家公园范围共选择4个观测点位，拍摄了14个样点的高分影像。在张掖市共选择3个观测点位，拍摄了8个样点的高分影像。
考察路线、模拟的西宁市扩展区以及拍摄的高分影像
“环青海湖流域生物多样性综合监测野外调查”小队根据计划分为植被监测、普氏原羚监测、水鸟监测和遥感监测四个小组开展科考工作。水鸟监测结果显示，在鸟岛、海心山等24个主要水鸟栖息地共记录到水鸟46种、116600余只；其中，国家一级重点保护野生动物黑颈鹤121只，国家二级重点保护野生动物角䴙䴘7只、黑颈䴙䴘583只、大天鹅10只、白腰杓鹬4只、翻石鹬6只。此次监测到斑头雁、棕头鸥、渔鸥、普通鸬鹚、凤头䴙䴘等青海湖五大繁殖夏候鸟38500余只，较去年同期增长8.23%。普氏原羚监测组在湖东区域、沙岛区域、哈尔盖甘子河区域、鸟岛区域、天峻区域、共和区域等6个分布区域设置观测样区15个，这15个观测样区涵盖普氏原羚在青海湖流域内所有栖息地（含海南州共和县切吉和哇玉两个分布区）。在15个观测样区内固定设置观测样点80个，观测总面积为490.39 km2 。植被监测组在青海湖环湖区布设28个样地，每个样地设置1个1 m2植被结构样方（灌丛或高大草本设置1个25m2的植被结构样方）和10个1 m2的植被频度样方。测定了14个植被样地的地上和地下生物量，每个样地2-3个1 m2生物量样方。在8个土壤样地用环刀法分3个深度梯次（0-10 cm；10-20 cm；20-30 cm）重复随机取样3次。此次样地植被调查，主要包括测定样地内植物种类、高度、盖度、生长状况、物候及样地的地上地下生物量等多项指标。共测定植被结构样方29个，植物频度样方290个，生物量样方56个，灌丛及高大草本样方5个。遥感监测利用3S技术和实地监测，在黑马河口、泉湾湿地、布哈河口等12个区域共飞行30余架次，总计拍摄航片2万张，产生数据2 TB，总航程3880 km；同期开展青海湖绿藻水华空间分布监测工作。
此次科考历时35天，总行程约1万公里，各科考小队克服了在高原上的种种困难，圆满完成了科考任务。在一带一路、新型城镇化和西部大开发战略的推动下，青藏高原正在经历快速的城镇化进程。这一过程在促进区域社会经济发展的同时也造成了一系列生态环境问题，包括自然栖息地丧失、生物多样性下降、空气污染和水质恶化等，对区域生态安全屏障功能构成了威胁。在重点城镇化地区开展生态安全屏障功能优化科学考察研究，提出可持续的城镇化发展与山水林田湖草沙冰系统综合优化方案，对协调青藏高原环境保护和社会经济发展具有重要意义。