干涸了的孔雀河支流,如今已成荒漠。中国绿发会 熊昱彤 摄


站在荒废的村庄遗址上,面向眼前复苏的塔里木河,中国科学院空天信息创新研究院副研究员卢善龙,向自己提了一个问:在这里,水的回归,是否会带来植物回归、动物回归,最后,人类文明回归?

 

他来到罗布泊,源于一个越来越强烈的科学猜想。全球气候变暖变湿,正在深刻地改变地表水系统和生态环境,干涸数十年的罗布泊,或将因此迎来生机。

 

带着这样的设想,今年10月,由中国生物多样性保护与绿色发展基金会发起并组织,来自中国科学院空天信息创新研究院、中国科学院植物研究所、中国科学院水生生物研究所、中国科学院水土保持研究所和广东省科学院动物研究所等科研单位的成员参与,为期十年的罗布泊科学考察正式启动。

 

首期考察,聚焦罗布泊生物多样性和水文生态调查。在水波荡漾的博斯腾湖、几易其道的孔雀河、生态复苏的塔里木河,以及无边荒凉的“大耳朵”,他们试图寻找罗布泊“重生”的密码。


气候变暖之后

 

预计持续10年的罗布泊科学考察,始于一个大胆而强烈的猜想。




在2018年青藏高原长江源可可西里卓乃湖流域科考过程中,中国科学院空天信息创新研究院通过再次分析近40年的卫星遥感资料,发现卓乃湖流域水系统在1995年左右之后开始打破原有平衡,呈增加趋势,区域内的湖泊总面积持续增加。其主要原因是全球暖湿化背景下区域降水量的大增。

 

“近年来的青藏高原第二次科学考察,也都在得出一个结论,全球气候变暖,青藏高原的水系统的固态和液态平衡被打破,固体冰川消融,稳定性在减少,而液态水在增加。”卢善龙说,在降水量和冰川消融的叠加作用下,许多高原湖泊的水位都在上涨。

 

近些年新疆、甘肃、陕西等西北地区大气降水和地表河湖水系的相关资料,也在证实着一种更大范围的变化趋势。“事实上,这些传统的西北干旱地区,也都在变湿变暖。有研究发现,在陕西黄土高原地区,植被在未经人工干预的情况下正在逐渐恢复。”

 

中国生物多样性保护与绿色发展基金会秘书长周晋峰也同时提出了他的猜想。“罗布泊历史上也是一个巨大型湖泊,近年来整个大西北整体上也处于湿化过程,罗布泊流域上游的河湖水量也增加明显,这是否会给罗布泊带来类似的变化?”

 

今年7月,周晋峰、卢善龙和一些科学家进行了一场线上讨论。他们觉得,种种迹象表明,只要气候变化的趋势不逆转,未来几十年内,干涸的罗布泊荒原是极有可能重现生机的。

 

“我们先提出了这样一个假设,想通过10年甚至更长时间的考察去记录,去求证这个想法。”

 

卢善龙解释,从科学界提出猜想,到自然界有所响应,10年是一个比较合适的观察尺度。“生态的演化过程非常漫长,但如果我们能连续10年对一个区域进行考察和观测,基本上能够准确把握气候变化下生态系统的变化响应。”

 

经过多次讨论,今年10月9日,来自中国科学院空天院、植物所、水生生物所、水土保持研究所以及广东省动物研究所的10名专家学者,开启了10年罗布泊科学考察的第一期。

 

作为此次科学考察的队长,也是团队里唯一到过新疆的成员,卢善龙承担起了规划考察路线的重任。

 

古楼兰文明的消失,探险家的意外身亡,让这片人迹罕至的地域,蒙上了一层神秘的面纱。历史上,对罗布泊自然生态系统全面系统的考察记录并不多,可供参考的资料也相对较少。

 

新疆当地专家给出的意见是,出于安全考虑,首期考察暂时不要深入腹地无人区,放弃楼兰遗址和野骆驼国家自然保护区,而是选择与罗布泊生态密切相关的河流水系。

 

“罗布泊干涸前就是一个巨大的湖泊,围绕罗布泊生态系统演化的考察,首先肯定要考察这一区域干旱化的过程,这与入湖的河流直接相关。”考察队决定,从流入罗布泊的河流上游开始,进入罗布泊,寻找变化可能发生的源头。


科考队在干涸的孔雀河河道发现淡水螺壳,证明此处曾是湖泊或湿地。中国绿发会 熊昱彤 摄


寻迹孔雀河

 

考察的第一个点位,选择在孔雀河的源头博斯腾湖。

 

“博斯腾湖就像一个大水盆,水盆蓄满以后,才会通过孔雀河流入罗布泊。如果博斯腾湖水位持续上涨,生态向好,且能让满溢的水自由流向下游,那会给罗布泊的复苏带去希望。”卢善龙说。

 

“1000多年来,博斯腾湖与罗布泊相伴相生,在罗布泊彻底干涸并日渐荒漠化后,博斯腾湖为何却依然水草丰美?”队员们认为,从水质、土壤微生物、生物物种等角度研究建立一个博斯腾湖区域的本底资料库,对于分析未来罗布泊可能的生态恢复过程中上下游的关系十分关键。

 

更多的密码,需要到连接博斯腾湖与罗布泊的孔雀河寻找。

 

考察队见到的孔雀河,深受人类活动干预的影响,上中下游生境迥异。“由于铁门关水库的阻挡,博斯腾下泄的河水流速变缓,水质清澈,考察队水生生物调查组在这里取到了很多样本。但到了中游,穿过大片棉花农灌区之后,河水似乎已经十分疲惫,浅浅地摊卧在河床之中。”卢善龙解释说,这是因为流域农田大量引河水灌溉的结果。

 

沿着孔雀河一路下溯,考察队追踪到一条干涸的古河道。

 

“历史上,孔雀河的走向就是来回变动的,洪水的冲刷,让河水不断改道。从这里的地形地貌和河道里生长的胡杨年龄来看,这条河道的干涸时间长度估计得在千年尺度。”他们决定沿着这条干涸千年的古河道行进,寻找一些有价值的现象和样本。

 

在如今已经变成沙漠的古河道流域,地表连一滴水都没有了。就在水生生物组因无法开展调查工作而苦恼时,土壤组的同事却意外地在干涸河道一侧的沙堆中,发现了不少白色的螺壳。




卢善龙说,发现这些螺壳,是一个偶然事件。“从河道干涸,到长出植物,再到长成苍天大树,时间肯定是极其漫长的。这些被沙土覆盖风化了千百年的螺壳,竟然得以保存完好。”

 

“当时,看着这些螺壳,我们只是想到,这证明这里曾经确实是大片的湖泊或河流湿地,却没有想到要把它们作为样本带回去。”但螺壳的照片引起了水生生物组队员朋友圈一位专家的注意。他再三向考察队员强调,这些螺壳极有可能是已经灭绝的物种,一定要带回来研究。

 

“第二天,我们的考察队员专门驱车回到发现螺壳的地点,小心翼翼地将螺壳连同沙子一起装进样品瓶,准备带回实验室。但遗憾的是,由于考察途中几易车辆,这份样品最后非常遗憾地不知在哪个环节时被弄丢了。”

 

“虽然没有办法对这个样品进行精细的分析研究,但至少我们可以通过它的发现,判断出当年这个区域的水生态环境状况。”卢善龙觉得,这将为研究这一区域生态演化规律提供重要的参考资料,也为下一次的科学考察确定了一个持续观测样地。


塔里木河边,科考队发现一只沙蜥。中国绿发会 熊昱彤 摄


塔里木河的生态救赎

 

从孔雀河流域南下,此次考察的另一条重点河流,是发源于天山南麓和昆仑山北麓、归属于罗布泊的塔里木河。

 

塔里木河蜿蜒2486公里,流域总面积102万平方公里,千百年来,滋养着两岸生态与文明,被称为南疆的母亲河。但从上世纪70年代开始,塔里木河下游连续30年出现断流,导致流域生态急剧恶化。

 

考察队在塔里木河下游无意间发现的一片废弃村庄遗址,无言地诉说着断流之痛。




“村子有上百年的历史,以前住在这里的人们靠种麦子和放牧为生,后来塔里木河没水了,草都没法活,人都搬走了。”当地林业局工作人员向队员们介绍,这个村子的名字叫英苏牧业村,有大约上百户人家,在上世纪六七十年代被遗弃,那正是塔里木河持续断流,生态严重恶化的时候。

 

由于塔里木盆地地势平坦,塔里木河下游在沙漠中流淌,泥沙含量大,河床堆积变高,一旦洪水来袭,塔里木河便极易发生改道。20世纪五六十年代,为了给塔里木河流域的农田和新垦区提供稳定的灌溉用水,塔里木河下游修建了恰拉水库和大西海子水库。

 

“这两座水库对当地农业的发展功不可没,但也正是因为水库对河水的拦截,尤其是大西海子水库的修建,直接造成了下游30年的断流。”卢善龙说。

 

在塔里木河的两岸,分布着中国90%的胡杨林。

 

“胡杨随河道分布,河水流到哪,胡杨就长到哪。但胡杨对水的要求又很高,既不能太多,也不能太少,有一个阈值。” 出发考察前,中科院植物研究所副研究员于顺利曾担忧,塔里木河连续30年的断流,是否会导致两岸胡杨林退化与死亡严重。


科考队队长卢善龙在计算树的年轮。中国绿发会 熊昱彤 摄


但事实上,塔里木河中下游见到的胡杨林,长势比于顺利想象的好很多。

 

“上世纪70年代起,塔河下游滴水不剩,台特玛湖彻底干涸,塔河沿岸的大片胡杨林死亡。”塔里木河流域管理局工作人员告诉考察队员,如今塔里木河下游生态的恢复,得益于2003年开始的生态治理。据他介绍,除了按需沿途分配水量外,塔里木河生态治理最重要的措施就是将大西海子水库彻底退出灌溉用途,对塔河下游进行生态补水。

 

在此之前,从2000年起,为抢救下游河流生态,塔里木河流域管理局就开始经大西海子水库向下游进行补水。截至2019年,已经补水20次。有了补水,两岸的胡杨林重新焕发生机。

 

“如果能够长期保证水源,塔里木河两岸的胡杨林,应该能保持现在的长势,甚至长得更好。”但在考察中,于顺利也发现,塔里木河两岸胡杨林长势不一,有的地方因为水太多而涝死,有的地方却因为灌溉不到而旱死。

 

在离河床更远处的沙坡上,于顺利做了一个样方调查。在一个10米x 10米的样方内,共有7棵成熟大树,树高6米以上,盖度达到60-70%,最大的一棵树胸径为27厘米,据估算应该属于百年以上的老树。为在缺水时活下来,许多胡杨自断筋骨,地上遍落枯枝断叶。不远处,不少生长了3-5年的幼树却都枯死了。

 

“这片林子已经老熟或过熟,说明它们已经干旱很久了,如果是健康的林子,老中青不同树龄的树木会分布得相对均匀。”于顺利认为,要让塔里木河两岸的胡杨林乃至整个生态环境变得更好,还需要更长时间的水流补给。


科考队员在对植物进行记录。中国绿发会 熊昱彤 摄


凿不动的“大耳朵”

 

在塔里木河与孔雀河,水生生物和陆生动植物组调查收获颇丰。

 

但一进入罗布洼地地势最低、众多内陆河流汇入的腹心地带“大耳朵”,植物调查组、动物调查组、水生生物调查组都“失业”了。

 

“没有水、没有植物、没有动物。放眼望去,只有一眼望不到边的荒原,整片干涸的盐岩壳,没有一滴水,无比坚硬,无论是跳还是踩,都没有一丝松动。” 虽然早有心理准备,罗布泊核心地带的荒芜与苍凉,还是超乎队员们的想象。

 

唯一的希望寄托在土壤与微生物调查组身上。

 

“通常在一个样点,我们要取四个层次的土样,比如地表往下0-20厘米、20-40厘米、40-60厘米、60-100厘米,主要是为了看土壤成分、微生物种类和数量等的变化。”来自中科院水土保持研究所的王红雷说。

 

调查组在“大耳朵”的第一个取样点,选择了靠近“耳垂”的部位。这里布满了坚硬的盐岩壳,干涸后的湖底还翘立着无数像刀锋一样的硬片。“这可能是湖水干涸太快,导致析出土壤的盐晶迅速凝固成形导致的。”卢善龙解释。

 

考察队员试图用十字镐砸开盐岩壳取样,但一直砸到地表以下20厘米深时,却依然只见坚实的盐岩壳。调查陷入困境,由于时间有限,车队只能继续沿着公路行进。

 

意外地,在即将穿过“大耳朵”中心地带时,队员们看到,在离公路不远的地方,竟然有现成的深坑,旁边是一辆正在开挖水沟的挖掘机。大家惊喜地发现,让取样工具毫无用武之地的坚硬盐岩壳,在挖掘机的凿挖下,竟然能被砸出1.6米深的断面,连土壤分布的结构都清晰可见。

 

“在厚达50厘米左右的盐岩壳层下,是90多厘米厚的湿润土层,坑底是像海水一样的蓝绿色透明的水、厚厚的白色结晶的盐从土壤里析出来,像下雪一样沿着坑壁往下落。”卢善龙回忆,当时,所有人都惊叹,这样完美的剖面太难得。

 

在这个取样点,土壤组除了在四个常规取样工作层各取了三套样品外,还额外增加了1.5米处的土壤样品。“太珍贵,我们要尽可能多取一点,以便后期充分分析。”王红雷说。

 

“后期的考察里,只要这个样点没有因为其他客观因素被破坏,我们肯定还会去到这里。”卢善龙解释,土壤及微生物代表着沉积状态的古生物环境,在某个时间尺度里,土壤湿度、成分及微生物等变化,将最先显示出此处生态系统的悄然改变。“也许未来,我们会在其中发现一些新的生物。”


科考队员在罗布泊中心地带合影。中国绿发会 熊昱彤 摄


罗布泊重生的可能

 

“大耳朵”无边无际的干涸与荒凉,也让卢善龙深刻地感觉到,原本极为期待的罗布泊生态环境的改变,可能不会发生得那么快。

 

他坦言,自己一开始的预判在此行后得到了修正。“即便是一条10米宽的河流,流淌一整年,可能也没办法把曾经罗布泊流域的地下水补回来,尤其是还要考虑到那里的蒸发量,确实需要很长很长的时间。”

 

但他仍乐观地觉得,罗布泊的生机正在一点点出现。“博斯腾湖和孔雀河上游的水草丰美依旧,塔里木河下游和尾闾台特玛湖从上世纪70年代的彻底干涸,到如今重现水波,无论是气候暖湿化的加持,还是人工干预带来的积极效应,总之,这些河湖流域正在发生积极的变化。”

 

此次植物和动物调查方面超出预期的收获,同样能够直接证明罗布泊的生态系统正在发生积极改变。

 

“就拿胡杨来说,这是一种能够涵养水源、防风固沙的植物,塔里木河下游大面积长势良好的胡杨林和芦苇群落,说明当地生态环境正在好转。”于顺利介绍,此外,植物调查组还在罗布泊发现了灰胡杨、罗布麻、白麻、蓝枝麻黄等国家及地方重点保护野生植物,以及六七十种高等植物。这大大超出他的预期。

 

据负责动物调查的广东省科学院动物研究所助理研究员张春兰统计,此次考察一共记录到43种动物,包括36种鸟类、4种两栖爬行类和3种哺乳类。

 

“动物是生境的指示物种,对生境的变化是非常敏感的。当年因为罗布泊的干涸和荒漠化,曾经生存在当地的动物也随之消失。如果罗布泊的生境再次发生变化,那么动物群落也会发生重建。”张春兰说。

 

“只要有水,有了植物,有了合适的生境,动物就会迁徙回来。”此次记录到的塔里木河河面的水鸟、栖息在胡杨林和灌木丛中的林鸟,以及意外在沙漠边缘见到的野猪,都让她觉得,罗布泊的动物会逐渐回归。

 

在周晋峰、卢善龙等人看来,当全人类的关注点都落在气候变化带来的负面影响,气候变暖变湿的过程,却正在深刻地改变地表水系统和生态环境。这对于传统的干旱半干旱地区来说,或许恰恰是一个机遇。

 

“气候暖湿化导致的水汽循环加剧,将更丰富的水汽输送到了原本难以到达的中国西北内陆地区。在罗布泊地区,我们也在塔里木河的尾闾台特玛湖发现了这样的征兆,可以预见,10年内,罗布泊地区将会发生更为显著的变化。”

 

与此同时,他也提醒,当自然条件的改变有利于某个特定区域的生态环境,人类活动更应该作出积极响应。




“比如,我们在考察时发现,途经罗布泊的国道两侧,到处都是瓶子、塑料袋等过路车辆留下的生活垃圾,在干涸的荒漠中,这些垃圾似乎影响不大,但如果有一天这里有水了,垃圾就沉到河流湖泊底部,参与到生物循环中,必将影响生态系统的健康。”


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新京报记者 吴娇颖

编辑 陈思 校对 卢茜