科学考察研究支撑建立青藏高原国家公园建设

    在第二次青藏高原综合科学考察中，大家逐渐认识到建设青藏高原国家公园的重要性和紧迫性。接下来，我们建议以三江源、祁连山和大熊猫等国家公园为考察研究对象，利用星-空-地一体化新技术为考察研究手段，从区域生态环境承载力入手，在物种、群落、生态系统和区域四个层次上，考察国家公园内特有物种数量与分布、2000年以来植被分布及生产力、全球变化及水资源、人类活动及强度变化，建立保护和可持续管理方案及实现途径。为青藏高原乃至我国的国家公园管理提供技术支撑和示范样板。

    考虑主要开展五方面的考察研究。第一，数字国家国家公园构建；第二，全球变化与水资源、生态系统演变；第三，生物多样性维持机制及保育技术，生态系统的退化机理、恢复原理及修复技术；第四，生态系统适应性管理的途径及模式；第五，国家公园体制机制及政策研究。

    在具体研究中，我们计划利用星-空-地一体化监测新技术，建立地面监测、空中监测及卫星遥感监测平台；重点开展空中监测，用无人机及云12飞机，获得国家公园内分辨率250px以上可见光、高光谱、多光谱、热红外以及地形地貌遥感监测资料，并获取对应地面监测验证数据资料，建立星-空-地监测模式和数据库；地面监测建立不同植被类型的固定样地，同时在国家公园内设立以降水及温度变化的梯度样带，开展水文、生态、生物、人类活动考察，获取冰川冻土、湖泊湿地、植被群落结构与生产力、人口、野生及家养动物数量资料，建立原真性判别方法，以及原真性保护、修复和管理模式。

    预计经过五年的科考研究，将形成国家公园区域内地貌地形、植被分布、重要植物-动物数量及分布格局，人类活动动态变化，原真性差别方法；探索基于生态系统耦合理论的生态资源空间优化配置模式，实践山水林湖田草生命共同体理念，建立国家公园可持续管理模式；完成青藏高原国家公园建设及适应性管理政策决策重大咨询建议；形成多学科融合、全球领先的第三极国家公园大数据与云服务平台，构建大数据驱动的、具有全球影响力的数字国家公园科学平台，服务于环境教育、生态体验、科普旅游的国家公园展示系统。

    在科考中，我们还将特别注意对青藏高原重要物种资源及基因资源的挖掘与利用，将设立专门的子项目予以支持。

    青藏高原不仅是我国重要江河的发源地，也是世界上生物多样性最富集的地区之一。利用科考取得的物种及其组织样品，基于大规模全基因组数据，开展动物多样性演化历史、物种多样性形成和维持机制和功能基因资源挖掘及验证等研究，为青藏高原的农作物和牧草育种、家畜遗传资源保护和品种改良、生物医药及人口健康提供物种及基因资源。具体来说，我们将重点关注动物多样性演化历史研究、物种多样性维持机制、基因资源挖掘、关键基因功能验证。

    我们将在青藏高原及其毗邻地区对重要物种进行生物样本采集。在此基础之上，基于大规模全基因组数据，推演青藏高原有蹄类动物进化历史、种群动态、地理种群结构及其遗传关系，特别通过与青藏高原隆升、重大气候事件的相关性研究，探讨青藏高原源生物多样性形成历史和演化机制；通过解析食草动物-植物间协同进化，探讨有蹄类动物-可食牧草与生物多样性形成和维持机制之间的关系；挖掘三江源动植物适应低氧、寒冷、强紫外、营养胁迫等极端环境的基因资源，建立三江源有蹄类动物基因库。同时，通过搭建功能基因的验证（转基因、基因敲除和基因编辑等技术）平台，利用细胞系、组织培养和动物模型，探索高原特殊物种繁育和基因资源利用途径，服务于高原医学及人口健康。

    希望我们的研究能够揭示重要物种演化历史及其与青藏高原隆升的关系，物种对青藏高原极端气候适应的分子机制。同时，我们计划解析不少于10种青藏高原动植物参考基因组，建立青藏高原特有物种基因库1个；提供青藏高原重要物种资源及基因资源保护利用方案；挖掘适应第三极极端环境的关键基因3-5个，用于作物牧草育种和家畜品种改良，为农牧民创收提供科技支撑。

    （作者：赵新全，系中国科学院西北高原生物研究所研究员）