近日,中科院青海鹽湖研究所(以下簡稱鹽湖所)建成的中國鹽湖資源與環境科學數據庫正式通過驗收,標志著我國數據量最大的鹽湖資源與環境科學基礎數據共享系統正式建成。
當記者打開數據庫的網站,鹽湖百科、鹽湖地圖、視頻圖片等資料一應俱全,這背后凝聚了鹽湖所科研人員為期6年的努力。
“1965年,鹽湖所建所后第一個使命就是鹽湖調查,摸清鹽湖資源家底。”鹽湖所研究員王建萍對《中國科學報》記者說。作為國內唯一一個專門研究鹽湖的科研機構,近五十年來,鹽湖所積累了大量鹽湖科學領域的數據,“但都分散在科研人員各自的電腦里。”過去老的鹽湖基礎數據沒有管理和共享平臺,這不僅限制了鹽湖資源與環境的綜合集成研究,也難以對鹽湖資源的合理開發與利用起到科學數據支撐作用。
王建萍說:“將老的數據進行梳理、校正、建立關聯、系統整理,加上本輪的一手調查數據和遙感數據,同時結合數據挖掘,就構成了數據庫的主要數據源。一兩個月內,中國鹽湖資源與環境信息數據庫就能正式上線運行。”

①在西藏鹽湖做野外記錄。

②在甘肅高臺鹽池進行野外采樣及溫度電導率pH 值測量。

③隊員們在新疆瑪納斯鹽湖上使用背包鉆鉆探。

④在西藏民卓茶卡鹽湖采水樣。
一場歷時4年的野外科考
距1978年對鹽湖最后一次大規模調查,已經過去了40年。當時鹽湖所的科研人員騎著馬,帶著干糧深入無人區,完成了中國鹽湖第一次調查。2012年開始,時任中科院青海鹽湖所所長、研究員馬海洲和王建萍組建了近30人的團隊,開始了中國第二次鹽湖大調查。
我國的鹽湖主要分布在西北干旱區,在為期4年的野外科考中,所里四位科研人員李廷偉、李斌凱、凌智永和唐啟亮,分別承擔了西藏、內蒙古、新疆和青海四個區域的野外科考任務。
“這是一項工程量很大的工作。僅西藏,大于一平方公里的鹽湖就有一千多個。”李廷偉說。他們的工作包括采集鹽湖圖片和影像、測量鹽湖的深度、采集鹽湖及周邊沉積物樣品。
2013年10月8日,西藏小分隊第一次進藏。在海拔4500多米的無人區羌塘,助理研究員陳亮出現了高原反應癥狀——頭疼、呼吸困難、失眠。李廷偉回憶,陳亮平日身體素質很好,很堅強,再加上他自己表示沒問題,就沒有將他送回。
凌晨三四點,無人區氣壓最低的寒夜里,頭疼欲裂導致無法入睡的陳亮在帳篷里默默給家人寫了一封信,用毅力堅持著等待天亮。“幸好陳亮扛過去了,不然我就是罪人。”李廷偉說。作為隊長,他要把每一個帶進無人區的人安全帶出來。
2015年底,西藏小分隊第二次進入西藏無人區。從地圖上看,目標勒鞋武旦湖就在距離青藏公路不到300公里的區域,計劃3~5天完成采樣任務,他們準備了10天的干糧。沒想到無人區根本沒有路,工作拖到了第11天。
當時車上只剩下一瓶2.5升的完全結冰的礦泉水。7個人輪流抱著瓶子使勁兒搓,用身體的溫度融化冰柱,再把瓶子抬高,滴幾滴冰水在嘴里。好在有驚無險,在當地巡山向導的幫助下,科考隊最終走出了無人區。
在他們的努力下,科研團隊對105個西藏鹽湖進行了現場調查及采樣,共采集湖表鹵水樣品238余件,湖濱固體鹽類沉積物樣品70余件;發現坐標錯誤43個鹽湖,其中糾正坐標15個鹽湖,新增鹽湖2個。
完善鹽湖基礎數據
王建萍說:“由于時間跨度大、以往技術手段簡陋,調查的鹽湖基礎數據缺乏系統性、全面性、可靠性和準確性。有的鹽湖基礎數據還存在一定的誤差和疏漏。特別是近些年來隨著氣候變化和人類資源開發活動的影響,中國鹽湖已經發生了很大變化,亟須展開新一輪的調查,實現數據更新,掌握鹽湖的動態變化。”
由于資料缺少甚至空白的鹽湖大部分集中在可可西里、羌塘、阿爾金山和羅布泊四大無人區內,難以到達,所以,除了野外科考,科研團隊也根據陸地資源衛星的周期和鹽湖湖表鹵水變化規律,選取了1977年、1992年、2002年、2013年鹽湖豐水期7月至9月的遙感影像,對鹽湖數據進行遙感分析和信息提取。
在遙感技術的加持下,團隊為中國鹽湖變化及原因下了一個結論:青藏高原高海拔區域的羌塘高原、可可西里、阿爾金山等地區鹽湖變化總體與同期氣候趨勢一致,湖水淡化程度主要受控于氣候變化影響;蒙新高原、柴達木盆地等西北干旱區域鹽湖變化相對復雜,與氣候變化趨勢不一致,在一定氣候背景下,更多受控于流域內工農業生產活動。同時這些地方降雨年際變化較大,加之鹽湖水深一般很淺,因此任何兩年水域面積的變化很難代表鹽湖變化的大趨勢。
陳亮告訴記者,收集整理和補測各類鹽湖基礎數據,尤其是鹽湖的相化學數據,在此基礎上提出不同類型鹽湖資源合理利用和生態環境保護的對策和建議,是國家、地方政府及鹽湖化工業界的迫切需求。
在團隊6年的工作中,他們共采集了489份湖表鹵水、晶間鹵水野外樣品信息,對鹵水礦化度、密度、八大離子和微量元素含量進行室內分析測試,“分析項次總計為6148次”。陳亮說。
在此基礎上,團隊還建立了主要類型鹽湖的水鹽體系相圖數據庫——相圖是用來描述由水和鹽組成的平衡體系中相的存在關系的一種幾何圖形,水鹽體系相圖數據庫的186個附圖內,包括了二元、三元、四元、五元、六元水鹽體系不同溫度相圖。
對所有用戶開放共享數據資源
當前建成的中國鹽湖資源與環境科學數據庫共包含6個專題子庫,即鹽湖基礎信息數據庫、鹽湖資源數據庫、鹽湖環境數據庫、鹽湖資源開發狀況數據庫、鹽湖影像數據庫和鹽湖多媒體數據庫。
數據庫的建成填補了我國鹽湖資源及環境數據信息化的空白,主要針對鹽湖研究相關的科研院所、高校、地方政府及鹽湖資源開發企業用戶服務,旨在為鹽湖科學的發展和促進當地經濟提供最新、準確的鹽湖資源環境數據。
陳亮說:“該數據庫會對所有用戶開放共享,用戶可對庫中的所有數據進行多種方式的瀏覽查看與檢索,系統根據用戶訪問級別和數據用途對部分數據提供下載功能。”
與此同時,系統實現了所有子庫及屬性數據庫與空間數據庫的互鏈接,并可根據用戶需求任意疊加要素圖層和組合數據項,輸出各類專題圖件和圖表。
陳亮表示,目前課題組正在進行鹽湖動態監測研究的相關工作。“我們主要監測的指標有晶間鹵水水位、礦化度、溫度等,今后還將力爭對鹵水理化性質變化也進行動態監測,這些今后都將作為新數據源加入到數據庫當中去。”

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