立足應(yīng)用基礎(chǔ)研究 推動冰凍圈科學(xué)體系發(fā)展

中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院（以下簡稱“西北研究院”）冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（以下簡稱“實(shí)驗(yàn)室”）始建于1991年，1997年成為中國科學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2005年由中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所、中國科學(xué)院青藏高原研究所和中國氣象局氣象科學(xué)研究院聯(lián)合共建，2007年通過科技部基礎(chǔ)研究司組織的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)計劃可行性論證會，成為冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室是國際上第一個以“冰凍圈科學(xué)”命名的實(shí)驗(yàn)室，在國際上率先提出了完整的冰凍圈科學(xué)研究體系。

凝聚人才?創(chuàng)新引領(lǐng)

所謂冰凍圈，是指地球表層水以固態(tài)形式存在的圈層，包括冰川（山地冰川、冰帽、極地冰蓋、冰架等）、凍土（季節(jié)凍土和多年凍土）、積雪、海冰、河冰、湖冰等。作為一門新興學(xué)科，冰凍圈科學(xué)研究其各組成部分的形成機(jī)理、演化規(guī)律、與其他圈層之間的相互作用，以及對經(jīng)濟(jì)社會的影響。冰凍圈與大氣圈、水圈、陸地表層和生物圈共同組成氣候系統(tǒng)。由于對氣候變化的高度敏感性和重要反饋?zhàn)饔茫谌蜃兣尘跋拢鶅鋈ρ芯渴艿角八从械闹匾暎蔀闅夂蛳到y(tǒng)研究中最活躍的領(lǐng)域之一，也是當(dāng)前全球變化和可持續(xù)發(fā)展最關(guān)注的熱點(diǎn)之一。中國是中低緯度地區(qū)冰凍圈最發(fā)育的國家，廣泛分布的冰川、凍土和積雪不僅有重要的氣候效應(yīng)，還是維系干旱區(qū)綠洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展和寒區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要保障。中國冰凍圈變化的氣候效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)、水資源效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)非常顯著，因此，其對國家西部發(fā)展戰(zhàn)略有重大意義。

實(shí)驗(yàn)室的定位是進(jìn)行冰凍圈科學(xué)的基礎(chǔ)研究和冰凍圈變化對經(jīng)濟(jì)社會影響的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，旨在推動冰凍圈科學(xué)體系的發(fā)展，在冰凍圈內(nèi)在機(jī)理方面取得標(biāo)志性創(chuàng)新成果，在冰凍圈與其他圈層相互作用方面，為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供科技支撐。同時，實(shí)驗(yàn)室希望凝聚冰凍圈科學(xué)杰出人才和創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)，發(fā)揮國內(nèi)引領(lǐng)作用，成為最具國際影響力的冰凍圈科學(xué)研究基地之一。目前，實(shí)驗(yàn)室有固定人員103名，其中研究人員76名、技術(shù)人員27名。在職稱結(jié)構(gòu)上以高級職稱為主，其中研究員26名、正高級工程師1名、副研究員和高級工程師35名;在學(xué)歷結(jié)構(gòu)上以高學(xué)歷為主，其中有博士學(xué)位者79名、博士生導(dǎo)師23名;在年齡結(jié)構(gòu)上既有富有建樹的知名老專家，也有一批活躍在一線的優(yōu)秀中青年專家。

實(shí)驗(yàn)室的研究方向和目標(biāo)，是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展歷史和學(xué)科優(yōu)勢，以冰川、凍土、積雪為主要研究對象，在3個方向開展研究。

（1）冰凍圈過程、機(jī)理和模擬，即通過對冰川、凍土、積雪的物理、化學(xué)、生物過程和生物地球化學(xué)循環(huán)的研究，揭示冰凍圈演化過程和變化規(guī)律，預(yù)測其未來變化。其主要研究內(nèi)容有——冰凍圈監(jiān)測：通過野外站點(diǎn)的定位監(jiān)測、區(qū)域考察、遙感技術(shù)應(yīng)用等手段，監(jiān)測冰凍圈主要要素及相關(guān)水文、氣象、生態(tài)、環(huán)境等因子，形成冰川、凍土、積雪的完整監(jiān)測體系，建立數(shù)據(jù)平臺。冰凍圈氣候環(huán)境記錄：研究冰凍圈區(qū)域各種記錄形成過程，確定各種氣候環(huán)境要素的指標(biāo)，在中低緯度（如青藏高原和其他山系）和南、北極地區(qū)開展不同時間尺度氣候環(huán)境記錄重建研究，揭示區(qū)域和全球氣候變化的規(guī)律和機(jī)制。冰凍圈變化過程：研究冰凍圈的各種過程，揭示其能量、質(zhì)量、動量變化，闡明冰凍圈的變化機(jī)理。

（2）冰凍圈與其他圈層相互作用，即研究冰凍圈與大氣圈、水圈、生物圈等圈層的相互作用，分析冰凍圈變化的各種影響，為冰凍圈變化的適應(yīng)對策制定提供科技支撐。主要研究內(nèi)容有——冰凍圈的水資源和生態(tài)效應(yīng)：以干旱區(qū)內(nèi)陸河流域和青藏高原為重點(diǎn)，構(gòu)建基于冰川融水、凍土水文、融雪過程及降水徑流等要素相互耦合的流域水文模型，揭示冰凍圈水資源變化規(guī)律及其對生態(tài)影響的機(jī)理。冰凍圈與氣候模擬：建立冰川、凍土、積雪物質(zhì)和能量平衡模型，改進(jìn)雪冰/凍土陸面過程參數(shù)化方案，為提高冰凍圈區(qū)域氣候變化的模擬能力奠定基礎(chǔ)。

（3）冰凍圈災(zāi)害、影響與適應(yīng)對策，即構(gòu)建冰凍圈對水資源、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)社會影響的評價指標(biāo)體系，發(fā)展冰凍圈影響評價理論，建立冰凍圈變化的適應(yīng)性評價模型，提出我國冰凍圈變化適應(yīng)對策。

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有地理學(xué)、大氣科學(xué)、生態(tài)學(xué)和環(huán)境學(xué)的碩士點(diǎn)、博士點(diǎn)和博士后流動站。實(shí)驗(yàn)室具有大量先進(jìn)的分析儀器、完善的冰凍圈野外觀測平臺系統(tǒng)、多學(xué)科聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)、特色鮮明的組織結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)室主任在學(xué)委會指導(dǎo)下，全面負(fù)責(zé)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)分析平臺、野外監(jiān)測平臺和數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)及運(yùn)行。其三大平臺有專職副主任/站長具體負(fù)責(zé)，野外平臺監(jiān)測內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)分析計劃源于各研究團(tuán)隊(duì)又服務(wù)于各團(tuán)隊(duì)。

實(shí)驗(yàn)室將野外臺站作為重要的科學(xué)研究平臺，主要包括：新疆天山冰川國家野外科學(xué)觀測研究站（天山冰川站）、青海藏北高原冰凍圈特殊環(huán)境與災(zāi)害國家野外科學(xué)觀測研究站（格爾木站）、玉龍雪山冰川與環(huán)境觀測研究站（玉龍雪山站）和祁連山冰凍圈與生態(tài)環(huán)境綜合觀測研究站（祁連山站）、托木爾峰冰川與環(huán)境觀測研究站（托木爾站）、唐古拉冰凍圈與環(huán)境觀測研究站（唐古拉站）、中國阿爾泰山冰凍圈科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展綜合觀測研究站（阿爾泰山站）、北極冰凍圈與環(huán)境巴羅綜合研究站（巴羅站）、阿爾泰山兩河源庫威積雪站（庫威積雪站）等。此外，實(shí)驗(yàn)室還在青藏高原及其周邊地區(qū)建立了多個半定位觀測站（如喜馬拉雅山的珠峰、昆侖山、祁連山、帕米爾高原的慕士塔格峰、天山西段、橫斷山區(qū)的海螺溝等地的考察站）。

服務(wù)需求?日臻成熟

2021年，實(shí)驗(yàn)室在冰凍圈科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域共發(fā)表218篇學(xué)術(shù)論文，其中《科學(xué)引文索引》（SCI）論文167篇。過去一年，實(shí)驗(yàn)室在多個方面取得了成績。實(shí)驗(yàn)室主編的《冰凍圈科學(xué)概論（修訂版）》榮獲“全國優(yōu)秀教材特等獎”;冰凍圈科學(xué)研究集體獲“2021年度中國科學(xué)院杰出科技成就獎”;“《氣候變化科學(xué)概論》教學(xué)實(shí)踐與創(chuàng)新”分別斬獲中國科學(xué)院教育教學(xué)成果獎一等獎和中國科學(xué)院大學(xué)教育教學(xué)成果獎一等獎;云南麗江玉龍雪山冰凍圈與可持續(xù)發(fā)展國家野外科學(xué)觀測研究站獲批國家野外站;玉龍雪山站聯(lián)合武漢大學(xué)成功研發(fā)冰川實(shí)時監(jiān)測集成系統(tǒng)并投入使用;第二屆“冰凍圈科學(xué)概論”高校青年教師培訓(xùn)班召開;等等。

此外，根據(jù)刊載于《中國科學(xué)院院刊》2022年第3期“科技與社會”的文章《服務(wù)冬奧、支撐發(fā)展：冰凍圈科學(xué)的延拓》介紹，北京冬奧會申辦成功之初，全國數(shù)百個滑雪場沒有一條雪道符合國際雪聯(lián)的高山雪道標(biāo)準(zhǔn)。針對冬奧會賽事用雪保障的關(guān)鍵技術(shù)和冰雪經(jīng)濟(jì)發(fā)展的國家需求，中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委員會、科學(xué)技術(shù)部等部門，先后啟動了中國科學(xué)院學(xué)部咨詢項(xiàng)目和重點(diǎn)部署項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究集體項(xiàng)目（三期）和重大研究計劃項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)等。在這些項(xiàng)目的支持下，實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合多家科研和業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu)，以及國內(nèi)冰雪產(chǎn)業(yè)一流企業(yè)，組建了一支由院士指導(dǎo)、中年科學(xué)家?guī)ш?duì)、青年骨干攻關(guān)、研究生和產(chǎn)業(yè)人員參與的研究團(tuán)隊(duì);研究團(tuán)隊(duì)攻克了包括造雪、雪道制作、雪質(zhì)預(yù)測和儲雪在內(nèi)的多個技術(shù)難題，研究了氣候變化對中國滑雪旅游的影響、冰雪旅游如何助力山區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。這些關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，推動了冰凍圈學(xué)科向應(yīng)用領(lǐng)域的延拓，讓中國冰凍圈研究實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)基礎(chǔ)研究到服務(wù)國家重大需求的跨越，標(biāo)志著學(xué)科的日臻成熟。

（責(zé)編：王芳）717AAE0E-D9EE-4B60-95AA-3577FE8E3BC9