穿行于茫茫漠海,香港文汇报记者随中国科学院采访团,沙漠公路驱车500公里,来到塔克拉玛干沙漠腹地,眼前矗立着高达数十米的钻架,轰鸣的钻机正钻取地下接近千米的岩芯样本,不远处无人机在高空盘旋,拍摄沙丘形态,探地雷达正测量沙丘地下层理结构,高精度的风蚀气象站在自动收集数据……这是第三次新疆综合科学考察的一处野外现场,这一国家重大科技项目正进入野外调查关键期。一位科技人员表示,立体的高科技手段令第三次科考更加高效,与过去科考相比已不可同日而语。
作为中国西北的战略安全屏障、丝绸之路经济带核心区、中国能源基地、资源渊薮和运输要津,新疆面临着干旱缺水,生态系统极端脆弱,生物多样性丧失严重,荒漠化危害突出,自然灾害频次和强度增大等诸多挑战。而上世纪五十年代和八十年代两次科考的数据已经陈旧,八十年代后行业部门数据标准不一致,存在许多信息资料空白区,已无法支撑新疆高质量发展的需求。
有鉴于此,由科技部和中国科学院组织的第三次新疆综合科学考察于2021年底启动,在塔里木河流域、伊犁河流域、额尔齐斯河流域、天山北坡经济带以及吐哈盆地五大片区,共有上百家科研机构三千余人参与,全域考察资源、环境、生态本底及支撑经济社会发展的承载能力。
中国科学院新疆生态与地理研究所科研处处长周晓兵介绍,通过集成地面监测站、无人机、遥感卫星和物联网等技术,第三次新疆综合科学考察已形成了 「空-天-地-网一体化」监测体系,建立先进的样品检测和保藏体系,使科考数据更加精准、全面。
这次科学考察将探明新疆全域当下资源、生态、环境的家底和承载力,整合前两次科考信息,构建「科考-台站-遥感-模型-分析」一体的大数据共享平台,为今后30年中国治疆方略、丝绸之路经济带核心区发展路线图提供科学支撑。 ◆文/图:香港文汇报记者 杨帆 新疆报道
塔克拉玛干沙尘可达太行山
塔克拉玛干沙漠是中国最大沙漠、风沙灾害最严重的地区,也是世界第二大流动沙漠,影响着全球气候变化。第三次新疆综合科学考察项目——塔里木河流域干旱与风沙灾害调查和风险评估,选择在沙漠腹地塔中地带展开。
「我们在塔河流域布局了五台钻机。塔中的这台钻机计划将沙漠地层打透,两年来已经钻取地下670米的岩芯,通过年代学、沉积学分析,揭示了560万年以来沙漠形成演化过程,初步判断塔克拉玛干沙漠形成于30万年前,远比前人估算得要年轻。」课题专家王鑫在现场告诉香港文汇报记者。他说,以4.1万年为时间单位转换干湿周期,全球变暖时,塔中地区河林繁盛、绿洲发育,而全球变冷时则沙漠扩张。这些对于该地区风沙灾害防治具有参考价值。
塔克拉玛干的沙尘到底会不会影响至北京,一直是个悬而未解的问题,而这次科考目前获取的数据距离最终答案更近一步。中国科学院新疆生态与地理研究所研究员、国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心副主任高鑫透露,塔克拉玛干的沙尘是否波及北京尽管仍待进一步考察,但监测数据显示,其向南500公里能到青藏高原,向东2,000公里至少可达太行山,这是一项重要发现,从而为有效控制沙漠向外扩散提供数据依据。他表示,项目团队将综合评估塔里木盆地荒漠化和风沙灾害时空特征,最后提出荒漠化驱动要素调控方案和风沙灾害防控方案。
精测产需量规划水源利用
塔里木河是中国最长的内陆河,被称为南疆的母亲河,由阿克苏河、叶尔羌河和和田河汇流而成。站在三河汇合处肖夹克的岸边,举目远望,河面宽阔,水量丰沛。几位科技人员正使用仪器收集水文信息,为塔里木河流域产/需水要素变化与水安全格局的调查贡献数据。
「近年是塔河的丰水期,我们现在所处的位置,去年这个季节全部被河水淹没。」 该项目负责人、中国科学院新疆生态与地理研究所研究员段伟利说。去年塔克拉玛干沙漠出现「湖泊」的新闻倍受关注,他解释道,全球变暖,冰川融水、山区降水增多,使塔里木河干流水量暴涨,顺着塔克拉玛干沙漠北沿流下去,从河道漫溢进入沙漠低地,便形成临时性的水塘,但这些不能改变该流域干旱缺水的长期特质。」
在段伟利看来,塔里木河流域经济社会发展和生态保护最主要的制约要素就是水资源。这次科考将通过多种方式精确测量山区产水量、绿洲消耗量,提出高效利用水资源的优化方案,以缓解水资源不确定性、空间失衡和供需矛盾的问题。
胡杨群落处于亚健康状态
在阿拉尔市附近的一片胡杨林里,新疆塔里木大学生命科学与技术学院教授李志军正带领着她的学生们,以50米×50米的范围为样方单位,收集胡杨林等物种信息。这是第三次新疆科考的专题之一,旨在了解气候变化和人类活动对塔河流域生态系统的影响,考察胡杨林群落的时空变化规律以及健康状况。他们已经在南疆地区完成了207个类似样方的调查,未来还要推进200个。
「目前收集的信息显示,样方内植被覆盖度挺高,但物种多样性比较弱,胡杨林群落处于亚健康状态。」 李志军在现场向香港文汇报记者分享着考察所得。她说,塔河流域的胡杨面积占新疆胡杨面积89%,占世界胡杨面积的一半。胡杨林是沙漠与绿洲之间的一道隔离带,发挥着防沙固沙的作用,为人类生活生产筑起天然屏障。在所有样方调查完成后,李志军团队将对塔河流域胡杨林群落的健康状况做出总体评价,并提出保护胡杨林的综合建议。
节水技术助优化农业布局
地处干旱区的阿克苏,是中国最大的棉花生产基地,也是国家农业节水灌溉示范基地。香港文汇报记者来到中国科学院新疆生态与地理研究所的阿克苏站,参观了绿洲棉田土壤健康观测平台、陆面蒸渗仪群、水面蒸发观测池等大型野外观测设施,它们可为极端干旱区水盐平衡研究、绿洲农业生态系统研究提供长期数据支撑。
阿克苏的一处棉田里,淡黄的花朵掩映在大片深绿枝叶中。来自中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员龙怀玉正带领团队在田间采集土壤样本,开展塔河流域土地开发与农业资源调查。这位专家表示,他们正在考察新疆农业布局优化的可能性。调查发现,新疆高耗水作物比较多,不适合种水稻的地方在种水稻,不适合种棉花的在种棉花;灌溉模式单一,滴灌不够精准,水资源利用效率不高。「今后可采用我们自主研发的地下散灌、干播湿出等技术,既可以节水20%-30%,也可解决盐硷化问题。目前,埃及等国家也在学习我们这个技术。」
龙怀玉透露,经过一年多的努力,土壤、水、光、气象等多个野外科考课题到今年9月都将完成,并将提出研究报告及相关建议。他信心满满地表示,「新疆的水资源利用效率可进一步提升,农业结构布局可进一步优化,新疆农业发展仍将有很大的开拓空间。」