高寒区一般指海拔较高、气候寒冷的地区。中国的高寒区包括整个青藏高原，以及甘肃、内蒙古和新疆的高山地区，总面积约为290万平方公里。高寒区形成了特殊的大气过程、水文过程及生态过程，其环境变化研究是地表过程研究的重要组成部分，是开展地球系统集成研究的重要切入口。高寒区广泛分布着冰川、冻土、积雪和湿地等，是我国大江大河的源头区和重要的生态屏障区，同时又是气候条件恶劣、生态环境脆弱、经济发展水平低的地区。 从阐明高寒区大气过程、水文过程、生态过程及其相互间的联系这一科学问题的角度考虑，中国科学院组织院内所属的17个野外站（点），并通过与其他系统的野外站联合组建“高寒区地表过程与环境监测研究网络”（简称“高寒网”），通过凝炼科学问题、整合监测资源、统一观测手段、完善观测能力、提高观测水平，实现对高寒区地表过程与环境变化的长期连续监测，为地球系统集成研究、关键区域对全球变化的影响与响应、定量化辨识人类活动在全球变化中的作用等研究提供平台支撑；为揭示大江大河源头区气候变化规律和水资源形成转化规律、合理开发利用水资源，探明生态系统结构与服务功能变化、构建生态屏障，掌握冰雪冻融等自然灾害发生机理、科学防灾减灾，以及促进区域经济社会可持续发展等提供数据支持。 “高寒网”以中国科学院所属17个野外站为主体，由中国科学院作为牵头单位，组织成立“高寒网”科学委员会，把握网络研究的重要科学问题，指导网络建设的计划和发展方向。设立网络综合中心，负责组织研究和开展网络建设的具体实施工作，下设办公室、观测技术服务组和数据集成管理组。网络实施合同式管理，各参建单位需签定建设/研究合同，履行合同规定的各项任务，接受网络组织部门的考核与验收。网络建设过程中，本着科研优先，协调发展的原则，相对均衡配置网络内部各观测台站的基础设施以及观测仪器，获得的数据在网络内部实现无偿共享；本着共享开放的原则，网络的各观测站对全国开放，根据具体工作任务和成本的需要，通过协商、协议或合同的形式与相关单位开展合作，获得的数据本着先网络，再部门，后社会的原则，使原始观测数据逐步共享；本着以我为主，扩大交流的原则，整个网络开展有计划、有协调地与国外科研单位和大学合作，通过合作提高网络观测水平与扩大观测内容，围绕提高网络整体观测和研究实力的目标开展工作。“高寒网”由中国科学院层面统筹进行经费资源配置。
泛第三极是从第三极向西、向北扩展，涵盖青藏高原、帕米尔、兴都库什、伊朗高原、高加索、喀尔巴阡等山脉的欧亚高地及其环境影响区，面积2000多万平方公里，和30多亿人的生存环境有关。泛第三极地区与“一带一路”核心区高度重合。深入研究泛第三极地区环境变化规律、机制与未来变化趋势，解决重点地区、重点国家和重点工程的资源环境问题，将为环境变化和人类活动最强烈的丝绸之路经济带可持续发展提供科学依据，为打造绿色、健康、智力、和平的“一带一路”提供决策支持。 中国科学院A类战略性先导科技专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”（以下简称“丝路环境”专项）于2018年9月30日在北京启动。本专项将遵循习近平总书记对第二次青藏高原综合科学考察研究的重要指示精神和新时代青藏高原生态文明建设理念的系列重要讲话指示精神，与第二次青藏高原综合科学考察研究和三极环境与气候变化国际大科学计划有机结合，聚焦水、生态、人类活动，着力解决环境变化机理、资源环境承载力、灾害风险、绿色发展途径等方面的问题。围绕专项的两大统领科学问题，在科学贡献层面，预期在泛第三极环境变化与西风-季风相互作用和水资源变化及广域联动、泛第三极环境变化对关键物种和典型生态系统影响的预警体系与适应模式、人类文明发展与泛第三极环境相互作用及其适应策略等方面产出重大成果，推动从高极到三极的全球环境研究新前沿和三极环境与气候变化国际大科学计划的实施；在国家需求层面，预期在绿色丝绸之路建设的路线图、绿色丝绸之路建设的技术示范、优化青藏高原生态安全屏障体系的科学方案等方面产出重大成果，推动青藏高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护。
森林生态系统对水、碳和养分循环的研究至关重要，是应对全球变化最重要的生态系统之一，为了不同的研究目的，已经在世界各地的森林树冠中进行了很多实验。其中光学遥感技术可以在区域和全球范围内有效监测森林生态系统。 大兴安岭站位于内蒙古呼伦贝尔盟根河森林保护区内(东经120°12′~ 122°55′，北纬50°20′~ 52°30′)。场地为丘陵地形，平均海拔约1000米。该森林面积占总面积的75%，主要由落叶松、白桦和樟子松组成。属寒温带湿润型森林气候，并具有大陆季风性气候的特征。该站是森林气象、水文、生产力、健康、碳通量、水通量和全球气候变化研究的平台。2016年在该站根河保护区建立1公里×1公里的重点实验区，开展由卫星-机载-地面同步进行的复杂地形区混交林精细光学遥感实验。 考虑到关键实验区的空间和时间特性，建立了20个基本采样单元。在实验中同时测量每个采样单元的结构（树高、DBH、树冠大小、叶子大小、PAI、LAI、ALIA、FVC和CI）和光谱（组件反射率、透射率和温度）参数。实验具有三个新特性：（1）将研究对象从典型的地表（农田、草地、森林等）缩小到森林生态系统的研究；（2）实验区的重点研究区域较小，使得精细尺度的地面测量更具有可能性，建立的20个基本采样单位以捕获地表异质性，采样地密度远高于以前的综合实验；（3）无人机作为森林的主要观测手段之一，采用无人机获取了高空间分辨率的高光谱、热红外和相关CCD影像。
黑河流域是我国第二大内陆河流域，从流域上游到下游，以水为纽带形成了“冰雪/冻土－森林－草原－河流－湖泊－绿洲－沙漠－戈壁”的多元自然景观，流域内寒区和干旱区并存，山区冰冻圈和极端干旱的河流尾闾地区形成了鲜明对比。与此同时，黑河开发历史悠久，人类活动显著地影响了流域的水文环境，2000多年来，这一地区的农业开发，屯田垦殖，多种文化的碰撞交流、此消彼长，无不与水深刻地联系在一起。自然和人文过程交汇在一起，使黑河流域成为开展流域综合研究的一个十分理想的试验流域。无论从黑河流域独特的自然地理环境，还是从几千年的人类活动影响，黑河流域都是我国内陆河研究的重要基地。目前，大量科学研究与实验积累下来的丰富和宝贵的资料，为流域生态水文研究奠定了很好的科学数据基础。 <p> 为数据用户使用方便，根据数据获取的不同试验阶段，黑河流域数据专题又分为：黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验（英文简称：HiWATER），黑河综合遥感联合试验（英文简称：WATER），黑河流域地表过程综合观测网和其他黑河流域数据。 </p> <p> HiWATER：“黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验”（简称“黑河生态水文遥感试验”，英文名称Heihe Watershed Allied Telemetry Experimental Research，简称HiWATER），是围绕基金委“黑河流域生态-水文集成研究”重大研究计划中的核心科学目标，以黑河流域已建立的观测系统以及2007～2009年开展的“黑河综合遥感联合试验”成果为基础，联合多学科、多机构、多项目的科研人员，于2012～2015年在黑河流域开展的一次卫星和航空遥感及地面观测互相配合的多尺度综合观测试验。 </p> <p> WATER：“黑河流域遥感—地面观测同步试验”（简称“黑河综合遥感联合试验”，英文名称WatershedAirborne Telemetry Experimental Research，简称WATER）是由中国科学院西部行动计划（二期）项目“黑河流域遥感 -地面观测同步试验与综合模拟平台建设”与国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“陆表生态环境要素主被动遥感协同反演理论与方法”共同设计并组织实施。是在流域尺度上开展的，以水循环及与之密切联系的生态过程为主要研究对象的大型航空、卫星遥感与地面同步观测科学试验。“黑河综合遥感联合试验”共完成25年架次、110个小时的航空遥感飞行试验，来自28家相关单位的281位科学家、工程技术人员和研究生参加试验。获取了一套高质量的、多尺度的、经过规范化处理并发布共享的流域综合数据集。 </p> <p> 黑河流域地表过程综合观测网：在国家自然科学基金委员会“黑河流域生态-水文过程集成研究”重大研究计划框架下，“黑河流域综合观测网”始建于2008年“黑河综合遥感联合试验”（WATER，2008-2011）期间，建成于2013年的“黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验”（HiWATER，2012-2015）。该观测网包括3个超级站、18个普通站，覆盖黑河流域上、中、下游区域，涵盖草地、农田、湿地、柽柳、胡杨、荒漠、沙地、戈壁、裸地等主要地表类型。2014年纳入中国科学院遥感试验与地面观测网络（RSON），2016年起，优化为3个超级站和8个普通站，持续台站观测和数据共享。 </p>
由于气候和人类活动的影响，非洲萨赫勒地区土地利用/覆盖发生着十分复杂的结构变化和相互转换，研究其驱动机制及生态环境效应是全球变化科学问题热点之一，并具有重要现实意义。国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目“萨赫勒地区土地利用与覆盖变化的驱动机制及其影响”自主发展了高精度自动化土地利用/覆盖类型提取算法，提高干旱-半干旱区域过渡区提取精度，开展整个萨赫勒地区30m空间分辨率近30年来每隔5年的土地利用/覆盖制图，基于土地利用/覆盖变化时空格局解释萨赫勒地区沙漠化的争论。借助遥感反演和估算的气候要素（能量和水分）及提取的人类活动指标，分析气候和人类活动驱动在萨赫勒地区土地利用/覆盖变化中的作用及其时空差异性，阐明萨赫勒地区土地利用/和覆盖变化的驱动机制，并综合评估土地利用/覆盖变化对于区域水量平衡的影响，揭示不同的水资源利用方式下的生态环境效应，为萨赫勒地区水土资源合理利用与保护及“绿色长城倡议”提供科学依据。
祁连山地区天空地一体化综合监测网是基于物联网的地面长期协同观测、典型样地无人机观测、重点区域高时空分辨率与全区域长时序遥感监测的结合。生成的祁连山地区多源、多尺度、多要素的综合监测数据集将提升“山水林田湖草沙”系统的综合监测能力，助力祁连山地区生态环境集成分析与评估，为祁连山地区生态保护与修复、国家公园建设提供科学支撑。祁连山地区天空地一体化综合监测网的构建和运行是在北京师范大学刘绍民教授主持的中国科学院A类战略性先导科技专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”的子课题“祁连山‘山水林田湖草’系统综合监测与评估”（XDA20100101）资助下开展的。 地面观测数据集覆盖了祁连山地区六大流域（黑河流域（14站）、青海湖流域（4站）、大通河流域（1站）、疏勒河流域（2站）、石羊河流域（2站）、柴达木盆地（1站）），并有典型样地无人机的精细观测（亚米级）。发布数据集包括：1）2020年祁连山地区24个站点的地面观测数据集共62个，包括感热通量、潜热通量和碳通量等地表通量；风温湿压、降水量、辐射、土壤温湿度廓线、土壤热通量、光合有效辐射和地表辐射温度等水文气象要素；植被物候、覆盖度和叶面积指数等植被参数和生物多样性调查数据；2）2020年祁连山全区域中高分辨率生态环境遥感产品共9个数据集，包括：土地覆盖/利用等基础产品，归一化植被指数、植被覆盖度、叶面积指数、植被初级生产力等植被参数产品（30m），水体指数（30m）、土壤湿度（0.05°）和地表蒸散发（0.01°）等水文产品以及人类活动产品（30m）等；3）2020年祁连山重点区域高分卫星生态环境遥感产品共7个数据集，包括：归一化植被指数、植被覆盖度、植被净初级生产力、草地生物量、森林蓄积量等植被参数产品（8m）、冰川分布等水文产品（2m）和人类活动产品（2m，矿山开采、水电建设、旅游开发等）；4）2020年无人机遥感产品共3个数据集，包括植被指数、地表反照率和地表温度（0.5m）等。数据均经过统一的数据处理与严格的质量控制，并通过评审专家的同行评议。
青藏高原是世界屋脊、亚洲水塔，是地球第三极，是我国重要的生态安全屏障、战略资源储备基地，是中华民族特色文化的重要保护地。开展这次科学考察研究，揭示青藏高原环境变化机理，优化生态安全屏障体系，对推动青藏高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护将产生十分重要的影响。 开展第二次青藏科考，有助于解决我国及沿线国家共同面临的应对气候变化、生态环境等共性问题。从联合应对气候变化影响的角度来说，与沿线国家合作开展相关研究，有利于深化不同纬度气候系统的联动过程和机制的科学认识，增强我国及沿线国家在应对气候变化领域的话语权和相互间的合作。同时，开展第二次青藏科考，在推进“一带一路”建设进程中，对沿线区域的可持续发展态势进行研究，对其生态影响进行预测评估并提出科学合理政策建议，降低对沿线区域的生态影响，可以更加有效、有序、优质、科学地将“一带一路”沿线区域的经济发展与生态建设结合起来，从内在联系及机理上支撑应对全球气候变化政策的优化。另外，开展第二次青藏科考，我国将会在应对中亚大湖区资源环境及其它相关环境问题上有所作为，为全球治理提供科学创新的范式，树立“一带一路”环境区域治理大国形象。
三江源地区地处青藏高原腹地，在全国生态文明建设中具有重要战略地位。为有效推动国家公园体制建设，国家发展改革委员会等13部委共同印发《建立国家公园体制试点方案》，选择在青海省开展国家公园体制试点。2015年12月9日，习近平总书记主持召开了中央全面深化改革领导小组第十九次会议，会议审议通过了《中国三江源国家公园体制试点总体方案》。2016年3月，中办国办印发了试点方案，明确三江源国家公园由黄河源园区、长江源园区和澜沧江源园区组成，由此确立了我国国家公园体制探索的真正开端。 为了更好支持三江源国家公园的建设，在青海省重大科技专项“三江源国家公园星空地一体化生态监测及数据平台建设和开发应用”的支持下，构建三江源星-空-地一体化生态监测数据平台，显著提升三江源国家公园生态监测覆盖程度和多源异构数据融合能力。
为定量揭示海河流域主要下垫面地表水热通量交换特征，同时也为遥感估算地表蒸散量的验证提供像元尺度“地面真值”，自2006年起陆续在海河流域北部山区的林地（北京密云）与农田（河北怀来）、中部城郊农田（北京大兴）、南部平原农田（河北馆陶）建立了多尺度地表通量与气象要素的观测网，涵盖了海河流域主要的下垫面类型。
青海省位于青藏高原东北部，全省五分之四以上的地区为高原，平均海拔在三千米以上，属典型的高原大陆性气候。基本特点：一是地广人稀。青海省东西长约1200公里，南北宽约800公里，面积72.23万平凡公里，占全国总面积的7.51%。二是多民族聚居。共有53个少数民族、 6个民族自治州、7个民族自治县，实行民族自治的地区占总面积的98%。三是资源丰富。共发现各种矿产127种，其中54种储量居全国前10位。特别是水电资源、盐湖资源、石油天然气资源及有限金属资源、非金属矿产资源非常丰富，开发前景广阔。此外特色农牧业、野生动植物和旅游资源也很丰富。四是生态地位很重要。青海是长江、黄河、澜沧江的发源地，素有“中华水塔之称”，是我国重要的生态功能区，也是高原科考研究的重要基地。 为服务青藏高原科学研究和青海经济社会高质量发展，2020年11月24日，由中国科学院青藏高原研究所、青海省科学技术厅、青海师范大学签约共建国家青藏高原科学数据中心青海分中心。青海分中心将围绕青藏高原科学数据汇集与共享、数据利用与开发、生态评估和预测、决策咨询与支撑、科研合作与交流、科学普及与宣传等领域开展合作，推进协同创新、拓宽合作领域，全面推动科技资源共享、所地合作和科考成果转移转化，为青藏高原可持续发展、国家生态文明建设提供科技支撑。
©
中国科学院青藏高原研究所
2012 -
|
联系我们
|
使用条款和免责申明
| 京ICP备05002818号-11
|
京公网安备11010502040845号
技术支持：中国科学院十三五信息化专项科学大数据工程项目
