中科院沙漠野外台站:西北大漠“三杰”

日期:2019-10-11编辑作者:科学

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“野外台站做的几乎都是基础研究,我们正在做的是,通过长期监测与定位实验,研究干旱区生态与环境问题。”这是项漫长且显示度相对较低的工作,李彦和他的团队坚信,这是他们该做的,为国家和社会发展储备科研成果。以往对荒漠化的研究,主要是寻找植被被破坏的原因,他们则反其道行之,探索某些植物为何能在沙漠里生存得很好,希望找出其生长规律,日后能在类似条件的沙漠里用来恢复植被。

几个小时后,张元明在一块洼地里发现两个女生蜷缩在一起冻得瑟瑟发抖。那一幕,是他这辈子最难忘的画面之一。

探索土壤二氧化碳通量是阜康站的研究重点之一。经过沙漠里的几年“折腾”,阜康站站长、“百人计划”研究员李彦团队在盐生荒漠开展的对比实验观测中发现,荒漠盐碱土频繁出现对CO2的吸收过程。采取灭菌处理,剔除有机过程后,盐碱土仍全天吸收CO2,而且,比起前人报道的干旱土壤的无机碳沉积速率,这种吸收要高出1~2个量级,结果甚至是颠覆性的。对于陆地生态系统,土壤呼吸是光合作用以外最大的碳通量。

塔克拉玛干的沙海,古尔班通古特的梭梭林,腾格里的月亮湖,不过是人们对这三大沙漠的惊鸿一瞥。我国西北干旱区沙漠面积广阔,是生态环境十分脆弱而自然资源相对富集的区域。中国科学院分别在这三个沙漠建立三个野外台站,除了见证流沙漂移、梭梭枯荣、候鸟迁徙外,他们还致力于干旱沙漠地区生态研究与恢复、生态农业发展研究,为西部农村经济振兴和农民富裕,不断提供科技支撑,被称为西北大漠“三杰”。

沙坡头站生物结皮碳通量变化野外观测场

《中国科学报》 (2014-04-14 第8版 平台)

沙坡头以“草方格”治沙闻名世界,在几十年的研究过程中,已形成了完善的学科体系、具有特色的学科方向:干旱区水量平衡与生态水文学、植被动态与恢复生态学、生物土壤结皮的生态功能与土壤生态学、植物胁迫生理学、植物迁地保护、生物多样性与保护生物学、沙尘气溶胶理化特征及其气候效应、风沙物理与沙漠环境、沙害综合治理与生态工程建设、沙地农业生态系统水养耦合与高效利用技术等,这些学科已成为国际上比较有影响的方向。

中科院沙漠野外台站:西北大漠“三杰”

然而在他们看来,这些都是不足挂齿的小事。真正心心念念的,是他们孜孜以求的科研梦想。

策勒站成立四年之后,新疆生地所在我国第二大沙漠——古尔班通古特沙漠东南缘建立阜康荒漠生态系统国家野外站。

策勒治沙站实验田里的林枣间种、肉苁蓉也充满生命力。1995年联合国环境规划署在世界范围内首次颁发8项“全球土地退化和荒漠化控制成功业绩奖”,中国获得2项,全部是策勒站的科研成果。这是全球范围内迄今为止该领域最高级别的奖励。

如今沙坡头已年近花甲,科研工作者换了一茬又一茬。通过半个世纪的连续监测研究,沙坡头站的科学家证实了我国干旱区通过生态工程建设实现区域生态和生物多样性恢复是可行的,为国家西部生态建设提供了科学依据。

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■本报记者 王晨绯

由于流沙对声音的隔断,如果人在沙丘底部,几乎听不见外头的呼喊。“我的心一下跌入谷底,完了,我把两个女生丢了。”张元明也慌了。

虽然沙漠美景雄浑壮阔,然而不可预知的艰险总是让记者为在其中进行科学研究与观测的科研工作者捏一把汗。

李彦认为:干旱区植物有限,有机碳含量很有限,无机碳含量占据绝大部分,尤其是碳酸盐的含量总量并不比森林少。迷失碳有可能存在于最不可能存在之处:即分布广泛、植被稀少、生产力低下的盐碱土区。

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这三个台站据守在中国西北三大沙漠,根据不同的地方需求以及科学问题日复一日地在进行观测、研究。

策勒站根系生态学试验场

“策勒人民生活苦,一天要吃半斤土,白天没吃够,夜晚再来补。”就是在这样的恶劣环境中,策勒站的科研人员长期坚持开展沙漠化研究,通过治沙实践中的技术积累,并结合策勒县实际情况,探索采用生物防沙和工程防沙相结合的技术途径,建立起策勒绿洲外围的综合防沙体系。

上世纪80年代初,流沙逼近策勒县,塔克拉玛干沙漠南缘的策勒绿洲告急。中国科学院新疆生态与地理研究所(以下简称新疆生地所)的科研人员受命奔赴策勒县风沙前沿,1983年成立策勒沙漠研究站,与当地政府和各族居民一道,开始科技助力防沙治沙、推动“沙漠造福人类”的艰辛历程。

“一次我带着3个学生去古尔班通古特沙漠采样。因为分别在两个实验地,我先让两个女生在离沙漠边缘50公里处采样,自己带着一个男生往150公里的腹地深入。”新疆生地所研究员张元明没想到因为土壤四参数测定仪出了些问题,晚上十点半他们才工作完毕,往回折返时他们在沙漠里迷失了方向,根本找不到第一个实验点的位置。

沙坡头沙漠研究试验站地处腾格里沙漠东南缘。当年为了包兰铁路通畅无阻,沙坡头站应需而建,是中国科学院最早建立的长期野外综合观测研究站。

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“沙坡头站的流沙固定科学研究,使得沙坡头铁路固沙成为我国沙漠治理中一项成功的具有标志性的系统工程而享誉国内外,不仅为包兰铁路沙害防治作出了巨大贡献,而且成为我国沙漠地区沙害治理的样板。甚至可以说没有沙坡头站的流沙治理技术,也就没有我国沙漠地区交通线的成功建设。”孙鸿烈院士在他编著的《生态系统综合研究》一书中写道。

如果在野外台站生活一段时间,你会发现沙漠科研生活非常简单,与太阳同作息,头天晚上准备好干粮和水,第二天便从野外台站出发深入沙漠的实验地进行观测和记录。大家会定时定点集中在一起吃饭,女士穿得像野战军一样,只剩两个墨镜,而男士则像兵马俑,一身全是土。

古尔班通古特沙漠是我国面积最大的固定、半固定沙漠。阜康站就是根据其独特的地貌特征建成的我国第一个干旱区研究站点。在这里,《中国科学报》记者强烈地感受到生命与死亡竞争激烈,现代化的农田与原始荒漠界限分明,这里是考察自然生态与人工生态的理想之地。

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