我校科研团队关于青藏高原氧含量的研究成果发表在《Scientific Reports》（科学报告）

近日，校长史培军教授科研团队组织我校地理学、生物学、生态学等学科的教师与学生，联合高科院科研团队和北京师范大学、清华大学、美国马里兰大学，在国际学术期刊《Scientific Reports》（科学报告）发表题为“Factors contributing to spatial–temporal variations of observed oxygen concentration over the QinghaiTibetan Plateau”（观测到的青藏高原氧含量时空变化及其影响因素）的论文，对青藏高原氧含量的时空分布格局及其影响因素的观测与研究作了系统阐释。

该研究背景针对世界“第三极”青藏高原，平均海拔4000 m以上，空气稀薄，生态环境极为脆弱。作为地球上绝大部分生物赖以生存的物质，氧气在生物地球循环中扮演着不可替代的角色，对于区域内人口与经济系统来说, 缺氧是极其重要的环境风险因子，缺氧环境严重影响当地居民和外来游客的生产生活、旅游观光等活动。然而一直以来，气象与环保领域并未开展系统的氧含量监测业务，学界也鲜有相关研究。

该研究通过2017-2020年连续4年的实地测量与定点观测，发现在青藏高原野外测定的氧含量值分别介于19.94%-20.66% （2018年, 样本量n= 80），19.98%-20.78% （2019年, n = 166）及 19.97%-20.73%（2020年，n = 176）之间，这与前人研究的结果在统计上存在显著差异（p < 0.001）。在青藏高原东北部祁连山区同类样点的测定结果表明，夏季平均氧含量（20.47%）比冬季（20.16%）高出0.31%。青藏高原边缘（塔里木盆地、青海湖、祁连山、横断山和云贵高原等地）的氧含量相对较高，而高原腹地的氧含量相对较低（图1）。不同野外考察路线的氧含量分布也有较大差异（图2）。该研究同时量化了青藏高原海拔、气温和植被指数（植被覆盖度、叶面积指数）的时空差异等对地表氧含量的贡献，发现海拔并不是青藏高原地表氧含量唯一决定因素，气温和植被条件等对氧含量的时空变化也产生重要影响。

图1. 2018-2020年夏季青藏高原及其邻近地区氧含量的空间分布

在全球气候变化和人类活动的影响下，青藏高原正经历着前所未有的变暖过程。气象观测记录显示，过去50年来青藏高原的变暖速率是同期全球的两倍，这一变暖趋势在可预见的未来也将持续下去。从站点长期监测、卫星观测和模型模拟等得到的结果一致表明，在气候变暖的背景下，青藏高原的植被条件整体持续向好，这将在一定程度上提高生态系统的产氧能力。在过去的几十年里，气候变暖和植被良好的生长条件可能导致了氧含量的上升。考虑到全球高海拔地区越来越多的人口暴露，该研究建议科学界和利益相关方关注“高原缺氧”这一被忽视的问题，持续深入开展更多与缺氧相关的观测和研究，在更精确时空尺度上进一步验证和深化这些研究结果。

该研究为深入理解全球气候变化背景下高海拔地区人口和家畜缺氧风险，确保高海拔地区居民和游客的生命健康和安全，畜牧业的稳定发展，促进青藏高原稳定繁荣及可持续发展等提供了新的视角和路径。

图2. 2018-2021年青藏高原近地表氧含量沿科考路线的变化

本项研究得到国家第二次青藏高原综合科学考察研究项目“生物地球化学循环与环境健康”专题与“综合灾害风险评价与防御”专题（编号：2019QZKK0606、2019QZKK0906），以及国家重点研发计划“全球变化人口与经济系统风险形成机制及评估研究”项目（编号：2016YFA0602400）联合资助。

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来源：高科院办公室

责任编辑：杨越

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