第二部分-科技光辉-高原科考

1西藏自然科学博物馆《科技光辉：高原科考》部分内容参考第二部分科技光辉【文字说明】西藏高原具有科学研究的价值在于它是地球科学、生命科学、资源与环境科学研究领域的天然实验室。西藏高原科学考察获得了大量研究成果，在科学上揭示了大陆碰撞、高原隆起的机制及其对矿产资源和区域气候环境的影响，研究了地球多圈层相互作用下区域环境变化与人类发展的关系，探讨了极端环境下的生命适应过程；在应用上攻克了寒区道路工程建设、清洁能源的有效利用等难题。第一单元探索秘境——高原科考【文字说明】西藏高原的科学考察是以解决自然科学问题和发展区域经济为目的的考察活动，是涉及地球科学、生命科学、资源与环境科学等多学科的一个交叉领域，也是不断催生新的科学生长点和发展地球系统科学理论的基地。西藏科考对于科学地认识西藏、了解西藏、建设西藏，以及促进西藏与全国乃至世界的发展都具有十分重大的意义。第一组科考历程【文字说明】青藏高原的科学考察经历了开拓、发展、深化和突破四个阶段，分别代表了20世纪50年代初的西藏和平解放到60年代末、70年代到80年代2末、90年代到21世纪初以及21世纪10年代至今的四个时期。展项1：开拓阶段【文字说明】这一阶段的特点是以点为目标的探索性考察。主要考察活动包括：1951年，政务院组织的康藏科学工作队随军进藏科学考察；1959～1960年，中国科学院和国家体育运动委员会共同组织的珠穆朗玛峰登山科学考察；1960～1962年，中国科学院对西藏局部地区进行的自然资源考察；1964年，中国科学院和国家体育运动委员会共同组织的希夏邦玛峰登山科学考察；1966～1968年，中国科学院组织的珠穆朗玛峰地区综合科学考察。开拓阶段的考察为深入开展青藏高原研究奠定了基础，考察研究确认了珠穆朗玛峰为世界第一高峰，发现了青藏高原地区由海变陆再到高山的地质证据，初步了解了极高山地区的气候特点、自然特征以及高海拔环境对人体生理过程的影响。【图片说明1】1951年政务院康藏科学工作队进藏考察。图为李璞队长考察期间与部分队员和接触的僧侣留影。【图片说明2】1960年我国首次珠穆朗玛峰登山活动与科学考察一同进行。图为珠穆朗玛峰登山科考队员向地球顶峰攀登。【图片说明3】1962年中国科学院组织科学考察队对西藏部分地区的自然资源及其可利用条件进行考察。图为考察队员对雅鲁藏布江水利资源进行考察。【图片说明4】1964年中国科学院与国家体育运动委员会组织了希夏邦马峰登3山科学考察。图为施雅风院士率领队员考察希夏邦马峰地区的冰川。【图片说明5】1966年中国科学院组织了第二次珠穆朗峰地区综合科学考察。图为考察队员进行测量活动。展项2：发展阶段【文字说明】这一阶段的特点是以路线考察形式为主，覆盖整个考察区域，并从多个学科视角开展的综合考察。主要考察活动包括：1973～1980年，西藏自治区综合科学考察；1981～1986年，横断山区综合科学考察；1987～1992年，喀喇昆仑山—昆仑山地区综合科学考察。发展阶段的考察全面填补了包括西藏在内的青藏高原地质、地理、水文、气象和生物研究的空白。1978年，“中国科学院青藏高原综合科学考察队”在全国科学大会上受到国务院的嘉奖；1986年，“青藏高原隆起及其对自然环境与人类活动影响的综合研究”项目获中国科学院科学技术进步特等奖；1987年，获国家自然科学一等奖；1989年，获陈嘉庚地球科学奖。【图片说明6】青藏高原碰撞隆起过程中，岩石圈地壳受到挤压破裂形成新的物质。图为蛇绿岩套，代表了地下岩浆涌出后与海相沉积物混合的产物。【图片说明7】青藏高原隆起前后气候环境以及相适应的植被类型发生了巨大变化。图为聂拉木地区石灰华中的植物叶片化石，反映了隆起前的亚热带阔叶林环境。4【图片说明8】20世纪70年代的西藏自治区综合和科学考察填补了青藏高原地学和生物学研究的空白。图为考察队员首次进入藏北无人区进行考察。【图片说明9】青藏高原是亚洲大江大河的发源地。图为考察队员在湍急的雅鲁藏布江上进行考察。【图片说明10】青藏高原的湖泊占我国湖泊面积的50%，并形成不同类型的湖泊。图为考察队员在藏北湖泊考察。【图片说明11】青藏高原是地球上植被类型最丰富而又最独特的地区。图为吴征镒院士在20世纪70年代的西藏综合科学考察中鉴别植物种类。（或用原照片）【图片说明12】1980年首届青藏高原国际学术研讨会在北京举行，来自国内外的600余名科学家参加盛会，这是改革开放以后中国科学家首次向世界展示青藏高原研究成果，震惊了当时的国际青藏高原论坛。图为邓小平同志在人民大会堂接见参加会议的中外科学家。（用原照片）展项3：深化阶段【文字说明】这一阶段的特点是从调查型的全面考察，发展到研究型的目标考察，主要针对国际上青藏高原研究的前沿科学领域以及青藏高原地区经济社会发展的需求，围绕中心科学问题开展工作。考察的代表性工作包括：1989～1992年，西藏“一江两河”综合考察研究与发展规划；1992～1996年，国家“八五”攀登计划项目“青藏高原形成演化、环境变迁与生态系统研究”；1997～2000年，5国家“九五”攀登计划预选项目“青藏高原环境变化与区域可持续发展研究”；1998～2003年，国家重点基础研究发展规划（973计划）项目“青藏高原形成演化及其环境、资源效应”；1999～2005年，国家地质调查专项“青藏高原中比例尺国土资源调查”；2003～2007年，973计划项目“印度—亚洲大陆主碰撞带成矿作用”；2005～2010年，973计划项目“青藏高原环境变化对全球变化的响应及其适应对策”。深化阶段的研究，极大地提升了我国青藏高原研究在国际上的水平和地位，为国家和地方制订区域发展战略提供了全面和可靠的科学依据。【图片说明13】利用地震波能够分析地壳的厚度和结构。图为科研工作者在水下进行人工爆破，实现以人工地震的方式获取研究数据。【图片说明14】青藏高原隆起引起的构造活动极大地改变了岩石的性质和结构。图为科学家利用电子显微镜观察岩石的精细结构。【图片说明15】青藏高原是中低纬度冰川作为发育的地区，冰芯中蕴含了指标丰富、时间分辨率较高的气候信息。图为科学家在纳木纳尼冰川现场检测冰芯成分，并运输钻取的冰芯。【图片说明16】作为世界第一高峰，珠穆朗玛峰不断吸引着地球科学家去探索它的秘密。图为中国科学院组织的第四次珠穆朗玛峰综合科学考察荣获2005年度基础研究十大新闻。【图片说明17】羌塘高原和可可西里内部，一直是人类活动的禁区，也是青藏6高原的主体。图为中国科学院组织的“穿越可可西里综合科学考察”，队员完成穿越时高兴地挥舞旗帜。【图片说明18】青藏高原具有丰富多样的生态系统，并敏感地响应气候与环境变化。图为科研工作者在高寒草甸生态系统进行样方调查。【图片说明19】了解基层经济发展状况，提供具有实际指导作用的院士咨询报告。图为孙鸿烈院士与农户座谈。展项4：突破阶段【文字说明】这一阶段的特点是以重大成果产出为导向，在地球系统科学理论上实现突破，占领国际青藏高原研究的科学制高点，并对青藏地区社会、经济发展做出重要贡献。考察的代表性工作是以中国科学院战略先导性科技专项（B类）“青藏高原多圈层相互作用及其资源环境效应”为核心，结合若干973计划项目、国家科技基础性工作专项、国家自然科学基金重大和重点项目等，围绕印度与亚洲大陆碰撞时限，高原隆升的古高度，西风与季风影响的范围、强度及其环境效应等核心科学问题，揭示青藏高原各圈层相互作用的基本特征、过程和机理。【图片说明20】青藏高原在隆起过程中地层发生了强烈的变形。图为科研人员采集发生倾斜的地层中的岩石样品。【图片说明21】青藏高原的盆地沉积中埋藏了丰富的古生物化石，为研究高原7隆起前后的环境变化提供了强有力的证据。图为科学家在札达盆地挖掘古生物化石。【图片说明22】青藏高原具有不同成因的湖泊及其沉积过程，为揭示高原的过去环境变化提供了不可多得材料。图为科学家利用钻探平台钻取沉积物岩芯。【图片说明23】气候变暖引起了冰川强烈退缩，温度和降水都对冰川变化具有重要影响。图为中国科学院青藏高原研究所在帕隆藏布源头4号冰川进行气象监测。【图片说明24】青藏高原具有全球海拔最高的高山林线，是研究高山林线形成变化的理想场所。图为科研人员采集林冠上的叶片进行分析。【图片说明25】气候变化对生态系统具有重大影响，控制实验能够准确分析影响生态系统变化的主控因子。图为中国科学院青藏高原研究所与西藏大学在那曲建立的温度水分控制实验场。第二组累累硕果【文字说明】青藏高原的科学考察研究在基础和应用领域方面，取得了大量科学资料，发表了数以千计的论文、报告、图件和专著，获得了重要的进展。图26——块体拼贴形成的高原：20世纪70年代，我国地质学家常承法首次提出青藏高原是由若干个从冈瓦纳古陆分裂出来并向北漂移的块体，在不同地质8时期拼合起来的“大地构造模式”。图27——碰撞隆升的起点：印度次大陆与亚洲主大陆最先于距今6500万年前在喜马拉雅山的南部顶端发生碰撞，这个历史性转折事件代表了青藏高原的形成，也是高原隆升的起点。图28——巨厚而变化的地壳：地球物理探测研究表明，青藏高原平均地壳厚度达70km左右，相当于正常大陆地壳的两倍。在高原内部与边界地区，地壳厚度在纵、横方向上都存在显著的变化。图29——高原隆起与东亚环境：青藏高原的隆起与新生代以来东亚地区环境的重大变化具有密切联系。东亚季风加强和亚洲内陆干旱化，导致中国东部湿润、西北干旱，黄河中游地区形成黄土高原。这些事件奠定了我国乃至东亚地区现代环境的宏观格局。图30——走出西藏的冰期动物：青藏高原在距今400万年前已经进入冰缘环境，适应寒冷的动物如披毛犀、北极狐、雪豹等首先在青藏高原起源，然后循不同路线向世界各地的寒冷地区扩散。图31——中低纬度的冰冻圈：青藏高原在距今80万年前后开始出现大规模的冰川活动。最大冰期时高原冰川面积可能超过50万平方公里，是现在冰川面积的10倍，但未发育统一的大冰盖。冰川规模具有从东南部向西北部减小的规律。图32——全新世气候变化与人类活动：青藏高原距今1万年以来的气候环境变9化与人类活动关系密切。距今9千年前温度偏高并伴随剧烈而频繁的冷暖波动；距今7～5千年是最温暖或湿润的时期，出现了广泛的高原人类活动遗迹；距今3千年以来，气候变冷变干。图33——古老而年轻的生物区系：青藏高原现代生物区系是在第三纪古生物区系基础上，经历了多次强烈隆起和大冰期之后发展起来的。其特点是：生物区系地理成分复杂、特有成分丰富、珍稀濒危物种多、物种的地域分布极不均匀。图34——适应高原的藏族群体：世居在青藏高原的藏族已经从遗传（母体—胎盘—胎儿）、器官（强大的心肺储备及摄氧能力）、组织（运动中对氧的充分利用）、基因（维持较高的动脉血氧饱和度）等方面适应了高原的低氧环境。图35——独特的自然地域分异：青藏高原水平地域分异表现为东南暖热湿润向西北寒冷干旱递变，出现森林—草甸—草原—荒漠的带状更迭；从边缘山地到高原内部腹地，具有大陆性和季风性两类性质迥异的垂直自然带谱。自然地带的水平分异和垂直变化犬牙交错、互相结合，显示出自然地域分异的独特性。第三组群英荟萃【文字说明】西藏和平解放以来，在长达60多年的现代青藏高原科学考察研究过程中，培养造就了一支知识积累雄厚、学科发展完整、梯队建设有序的科研力量。其中的40余位院士，就是这支科研力量的杰出代表。10叶笃正（1916-2013）气象学家。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。曾任中国科学院副院长。发现围绕青藏高原的南支急流、北支急流及它们汇合成为北半球最强大的急流，严重地影响着东亚天气和气候，指出青藏高原在夏季是大气的一个巨大热源，冬季是冷源，深入地研究了夏季青藏高原热源及其对东亚大气环流的影响。1988年获国家自然科学奖一等奖和二等奖，1995年获第一届何梁何利最高奖，2003年获第48届国际气象组织奖，2005年获国家最高科学技术奖。吴征镒（1916-2013）植物学家。1955年当选为中国科学院学部委员（院士）。论证了我国植物区系的三大历史来源和15种地理