沙尘暴|气候变化，藏羚羊的产房正遭遇危机
出品：科普中国
作者：陈甫 卢善龙 赵佳祎 （中国科学院空天信息创新研究院）
【沙尘暴|气候变化，藏羚羊的产房正遭遇危机】监制：中国科学院计算机网络信息中心
在我国贫瘠而辽阔的青藏高原等地 ， 生存着被誉为雪域精灵的藏羚羊 ， 它们矫健的身姿为这片辽阔的土地增加了无限生机 。 对于藏羚羊来说 ， 位于可可西里保护区北部的卓乃湖非常重要 ， 因为卓乃湖是藏羚羊们的大产房 。
每年的5月到6月 ， 生活在青海三江源保护区、西藏羌塘保护区和新疆阿尔金山保护区的上万只藏羚羊迁徙300多公里 ， 前往卓乃湖产仔 ， 结束产仔后的藏羚羊又会携幼仔陆续回到原栖息地 ， 这场持续四个多月的新生之旅是藏羚羊能够生生不息的根本 。
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△在可可西里卓乃湖区域拍摄的一只藏羚羊幼仔 图片来源：新华视界张龙、薛玉斌摄
然而 ， 近年来气候的变化对青藏高原的影响日益显著 ， 卓乃湖也经历着变化 ， 而这些又会对藏羚羊产生怎样的影响呢？
卓乃湖的气候剧变
2011年9月15日 ， 由于连续2个月的降雨 ， 卓乃湖的水面快速上升 ， 以至于在湖东岸发生了溃决 ， 溃决导致大量湖水外溢 ， 溢出的洪水在高原面上冲出一道深宽的洪沟 ， 流进了库赛湖 。
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△图1 上图为青藏高原地图
下图是卓乃湖保护站的位置 ， 红色的线是藏羚羊的迁移路线
图片来源：参考文献
持续的降雨 ， 决口处不断扩大 ， 卓乃湖失去了一部分储水功能 。 为了及时了解卓乃湖状况 ， 保证藏羚羊的顺利迁徙 ， 科研人员利用Landsat TM5遥感影像对水边界进行提取 。 结果发现 ， 卓乃湖的湖水面积从2011年1月24日的267 km2缩小到2011年11月8日的164 km2 ， 面积缩减了近一半 。 这样一来 ， 藏羚羊其中一个重要的产羔区与湖水边缘的距离增加了3.6公里（图2） 。
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△图2 FS0是溃决洪水冲刷形成的河堤；FS1和FS3是近岸区域；FS2和FS4是风蚀严重的后退区域；FS5是裸露且平坦的原始湖床
照片拍摄于2018年6月27日的实地调查中
一方面 ， 卓乃湖面积缩减 ， 给来此地产羔的藏羚羊抵达湖边带来了困难 ， 另一方面 ， 退水湖床在风蚀作用下 ， 形成了区域内一处新的沙尘源区 。
2011年12月21日 ， 卓乃湖岸发生了第一次洪灾后的沙尘暴 ， 沙尘几乎覆盖了整个卓乃湖地区 ， 还扩散到了盐湖的东部地区 。 据MODIS（MODIS是美国宇航局研制大型空间遥感仪器）的每日遥感数据 ， 从2011年到2020年 ， 每年11月至3月的沙尘暴天数累积达到了285天（图3） ， 而在该事件发生之前 ， 该地区是没有沙尘暴记录的 。
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△图3 2011年至2020年沙尘暴发生天数（黄色标识的是发生沙尘暴的日期）
图片来源：参考文献
平均每年发生约32次沙尘暴 ， 对于生态环境脆弱的可可西里来说 ， 更是雪上加霜（图4） 。 多年卫星遥感影像监测结果表明 ， 卓乃湖岸形成的沙尘暴最大影响边界范围约为10,000 km（图4中的红色虚线包围区域） ， 影响较大区域（图4中红色实线包围和黄色点填充区域）和严重影响区（图4中红色实线包围和红色点填充区域）的面积分别为422 km 和134 km。
沙尘暴席卷了卓乃湖 ， 也对藏羚羊的生存造成了威胁 。
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△图4 卓乃湖风沙影响区域 S0是沉积在原始湖岸附近的风沙 ， S1和S2是被风沙覆盖的草地
照片拍摄于2018年6月27日的实地调查中
沙尘暴可能会威胁藏羚羊的生存
沙尘暴天气下 ， 无论是人还是动物 ， 其正常生活都无法保证 ， 更不用说产羔了 。 根据保护区巡山人员的估计 ， 自2016年以来 ， 受沙尘暴影响严重的南部区域（图2中的 E区） ， 来这里产羔的藏羚羊的数量下降了30％左右 。
这种情况下 ， 藏羚羊只能改变自己的活动区域 ， 空间统计数据显示 ， 藏羚羊的活动范围由湖的南岸向东部迁移 ， 被卫星跟踪监测的藏羚羊活动范围的最西端、平均活动中心和最东端分别向东偏移了6km、12km和11 km（图5） ， 活动范围从429 km 减少至357 km， 这些都使得藏羚羊生存环境恶化 ， 饮水也变得困难 。
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△图5 藏羚羊活动范围 图片来源：参考文献
从卫星遥感植被覆盖情况来看 ， 区域的沙尘暴对藏羚羊产羔和活动区的植被生长也造成了严重影响 。 为了让观测结果更直观 ， 研究人员一般会采用NDVI（植被覆盖度指数）来描述植被覆盖情况 ， NDVI越高 ， 植被越茂盛 。
结果显示 ， 2000年至2010年之间 ， 在风沙严重影响区 ， 影响较大区域和整个盆地（图 3）的NDVI都显著增加 ， 而在2011年至2015年 ， 这3个区域的NDVI均呈下降趋势 ， 其中风沙严重影响区的NDVI急剧减少 。 2015-2019年期间经过短暂增加后 ， 三个地区的NDVI再次下降（图 6） 。 2012年严重影响区域与影响较大区域NDVI曲线的交点以及2017年影响严重区域与整个盆地NDVI曲线的交点表明 ， 受沙尘暴影响 ， 严重影响区域的NDVI持续减少 。 风沙严重影响区域的NDVI已经由增长转变为开始下降 。 这意味着 ， 在沙尘暴影响下 ， 区域的植被覆盖率开始降低 ， 这一点使得藏羚羊的处境雪上加霜 。
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△图6 2000年至2019年之间 ， 沙尘暴严重影响区域、影响较大区域和整个盆地的植被生长变化 图片来源：参考文献
除了会对藏羚羊以及植被产生影响外 ， 上百次的沙尘暴也持续影响着卓乃湖的水量 。 冬季 ， 沙尘暴将沙子从河岸吹积到湖泊冰面上 ， 春季湖冰融化时 ， 冰面上的沙子沉入湖底 ， 这将加速湖水的排出（图7） 。 随着这一过程的持续发生 ， 排出的湖水将进入下游的湖泊 ， 从而引发新的水安全问题 。
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△图72018年1月11日和2018年2月12日沙尘覆盖的湖冰（红色轮廓）
图片来源：Landsat 8卫星图像
1985年 ， 一场强烈的暴风雪曾经将藏羚羊放牧的大片土地掩埋在雪中 ， 使得藏羚羊被迫在积雪中寻找食物 ， 在这个过程中 ， 大量藏羚羊因营养不良而死亡 。
卓乃湖是藏羚羊的三大繁殖区之一 ， 相比1985年的暴风雪 ， 持续不断的沙尘暴给这个脆弱的种群带来的威胁可能更大 。 虽然目前从青藏公路上监测的前往卓乃湖流域产羔的藏羚羊数量未见明显的变化 ， 但未来是否会发生转折性的变化 ， 有待持续的观测和研究 。
这次事件只是气候变化背景下自然环境退化的一个小小的缩影 。 随着全球气候的加剧变化 ， 各种极端气候发生的可能性也在增加 ， 寻找减少此类事件影响的方法对于保护生物多样性至关重要 ， 尤其是在生态脆弱地区 。
身为自然资源的受益者 ， 人类需要注意到生态环境的变化 ， 同时也有责任在必要的时候进行适度的干预 ， 以应对气候变化导致的环境问题 ， 这样 ， 我们才能更好地在这个蓝色的星球上生存 。
参考文献：
本文主要内容来自新近发表于ECOPHERE的论文“Cascading implications of a single climate change event for fragile ecosystems on the Qinghai‐Tibetan Plateau”
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