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兰州大学:用智慧守护祁连山

发布时间:2018-11-14 作者:通讯员 任妍 陈雅 来源:中国教育报

标签:电信与 下路沥

祁连山是中国生物多样性保护的优先区域,构成中国西部重要的生态安全屏障,同时也是黑河、石羊河和疏勒河等内陆河和黄河支流大通河的重要水源地,它涵养的水源是甘肃、内蒙古、青海部分地区500多万人赖以生存的生命线。读懂祁连山、守护祁连山,对河西走廊,乃至整个西部至关重要。

祁连山之于兰州大学,可谓“近水楼台先得月”。长期以来,该校依托祁连山开展的科研探索活动从没有中止过。针对祁连山的科考研究,涉及学科丰富全面,野外台站建设有序,参与人数逐步增加……兰州大学不断涉足祁连山,一代代科考工作者,在冰天雪地中,以天为盖、以地为庐,向深山索取大自然的智慧,用智慧守护祁连山。

向深山索取“自然智慧”

从山麓到山顶,从盆地到冰川,从宏观地貌演化到水土流失,一个严密的“接龙”研究体系是资源环境学院地貌与第四纪地质研究所的工作;发源于祁连山的河流侵蚀速率的年变化受到降雨量的控制,但是不同河流侵蚀速率的空间差异主要受到地形陡缓的影响,祁连山的地形有多陡?什么时候开始变陡的?为什么祁连山各段山体陡峭程度具有差异?

多年来,兰州大学的专家学者利用多尺度、多要素、多技术融合的方法,全面系统地开展对祁连山的综合考察,针对不同的问题,采用不同的视角与方法,回归解决问题的本质,不断向祁连山索取着大自然的智慧。

让大树“开口说话”?在很多人看来,这听起来是一件不可思议的事情,但是在兰州大学教师勾晓华团队这里变成了现实。

“树木生长和所有植物一样,会受到周围环境的影响。比如在一些特定的区域,它们会受到降水、温度的影响……所有的信息都会记录在树木生长的过程中。在温带地区,绝大部分树木一年会生长一个年轮,通过分析年轮的宽窄、年轮中所含细胞的大小以及其他要素指标,我们就可以知道当地的环境状况。”勾晓华说道。年轮是树木的记忆,更是森林的记录者,蕴含着大量气候、水文和环境等方面的历史信息,年轮宽,代表那年气候条件好,年轮窄,则代表那年气候条件恶劣。

如何获取年轮?如何数年轮?团队将钢管状的生长锥拧进大树,采集到树芯,回到实验室,树芯被放入特制的木槽中,经过打磨刨平处理,就能清晰地看到上面的年轮。

把大量样本放在显微镜下测量,得到平均轮宽,形成年轮宽度年表,或者年轮宽度指数,同时也可以得到采样区观测到的温度降水等气象资料,然后去找降水或者温度与年轮宽度之间的关系,同时通过分析每一个年轮中间同位素的变化,来看过去更多气候变化的信息,比如地震、火灾、水汽来源等。

在冰雪中坚守“大学担当”

深秋的祁连山区格外清冷,夜空干净澄澈,寒风却是呼啸肆虐,清晨的帐篷上结了一层霜,在这样的帐篷里睡觉,对于每一个开展野外科研活动的团队而言稀松平常。

早上起“床”,河水冰冷刺骨,“冷到不敢洗脸,只好不洗了”,勾晓华笑言,“就当防晒了”。背着近10公斤的工具,他们又开始了新一天的徒步采样。为了找到一棵理想的大树,他们要翻过不知道多少座人迹罕至的山,而建立一组函数关系的前提是采集到数量庞大的树芯。这样的科研生活从上个世纪90年代开始已经成为勾晓华生活的重要组成部分了。

山里没有道路,不能走车,进山只能徒步,每次进山至少需要一个星期的时间,还要背着一个星期的食物、工具和样品,“豪鹏第一次上高原的时候,足足瘦了10公斤”,王杰回忆道。高原反应是横在他们面前的最大挑战。在一次考察中,在读研究生黄波突然发不出声来了,“我们开车近3个小时到距离最近的武威市医院,医生说再晚一会儿就真的有生命危险了。幸亏我们平常跑得多,对路很熟悉。”耿豪鹏和曹泊如今回忆起来仍心有余悸。

绿洲是祁连山生态建设的基地。根据草地农业系统耦合理论,学校在黑河绿洲核心地带建立了临泽实验站。这里野外实验尽管没有翻山越岭的艰辛,却要经受田间地头风吹日晒的考验,每年夏天几乎都会发生中暑的情况。家畜的饲养任务都由实验员和研究生来完成,怀孕母羊半夜在试验地上产羔的情况时有发生,深更半夜,学生们就要打着手电筒去找。不仅如此,研究生以女生居多,清理畜圈、收集畜粪尿也是他们的工作。“粪便味道很大,牛羊的粪便量又大,空间狭小,味道确实难闻,尤其是夏天,但我们的老师和学生们都一直坚持了下来。”侯扶江说道。

为生态保护构建“智慧屏障”

除了对祁连山在科学研究方面的“索取”,对祁连山生态保护方面有所贡献也是兰州大学一直以来所注重和强调的,“祁连山生态保护应该是个在保护中利用、在利用中保护的统一体”。

资源环境学院教师黄银洲选择几个有代表性的点做深入调研,调查不同层面的人对祁连山的认知,尤其是保护认知,并结合祁连山的实际特点,确定保护和开发模式并构建模型,最后以祁连山国家公园为例搭建起一个生态保护与区域发展和谐共生的框架,“哪些地方该保护,哪些地方该开发,给决策者管理者提供一个参考依据”。

而在草地农业科技学院教师侯扶江眼中,“相比20年前,干部群众的生态意识、环保意识有了很大的提高,尤其是农牧民群众现在开口闭口都是生态环保”。在一段时间里,祁连山区草原退化严重,狼毒、醉马草等毒害草随处可见,牧草供给和家畜需求季节不平衡是根本原因,主要是冬季牧草不足。

“为了解决草原退化的问题,南志标院士建立了农牧耦合修复草原生态的模式,一方面秋季及时出栏把畜减下来,另一方面把饲草供给上,那时候肃南鹿场实践草地农业的理论,从河西走廊运玉米秸,搞青贮,从畜和草两个方向来减轻草原的放牧压力,提高草原生产的生态效益和经济效益,把绿水青山变成金山银山。”侯扶江介绍道。

在参加此次祁连山综合科考时,资源环境学院教师张宝庆发现了一个问题:“在黑河上游,也就是祁连山北坡,尤其是肃南县有很多草原,牧民都迁出来了,然后禁牧。”禁牧对生态屏障的恢复自然是好的,“但如果植物被大量恢复,直接的结果就是增加了耗水。生态屏障是建好了,但破坏了水源的供应或者说减少了它的供应,这都不是我们想看到的。”在两者之间找到怎样一个平衡点?如何找到这个平衡点?“我现在主要是做计算机模拟,用有关的数据做一个生态水源模型,现在模型基本已经调整好了”。张宝庆说。

《中国教育报》2018-11-14第6版 

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