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“无人无路无图”,也要寻找长江“出生地”

2019-11-28 20:53:50  

资料来源:新华日报

自1976年以来,江源科研团队进行了12次全面调查,逐渐揭开了河源之谜。

8月8日,长江科学院的科研团队上路了。

8月8日,高志扬和他的同伴正在吃午饭。

8月8日,长江科学院的任彭飞(右)和袁哲确定了戈雅峡谷的物种类型。

8月8日,长江科学院的李伟正在采集鱼类样本。这组照片是我们的记者吴刚拍摄的。

在青藏高原冬季零下35摄氏度的气温下,长江源头的河流“底部结冰”后,鱼群如何过冬?

最近一次对长江的科学考察发现,以裂腹鱼为代表的高原鱼类,冬季通常在温泉附近越冬。同时,初步了解了高原鱼类产卵场和摄食场的生态环境特征。这将有助于加强对河源鱼类的保护,并将其应用于自然灾害应对和生态系统恢复。

深入“世界屋脊”,探索长江源头。20世纪70年代,长江源头首次被发掘,长江源头得到验证,长江长度被确定为“世界第三”。近年来,为探索长江源头生态环境的奥秘,进行了全面、定期的调查。长江源头的研究已经成为最频繁进行和覆盖最广的科学研究活动。

2019年,20多名探险队员在平均海拔超过4000米的河源腹地行驶了近4000公里。本次考察对长江郑源脱脱河、南苑党区、北苑楚玛河和澜沧江元元19个考察点的水资源和生态条件进行了全面调查,包括水文、泥沙含量、河势、水土流失、地形等方面,取得了一些有价值的科学成果。

从进入河源、研究河源到保护河源,河源科学研究逐渐揭开了河源的神秘面纱,展开了一场询问河源的“体检”。

进入河源:“一个人只有到达河源才能死亡”

绝大多数队员第一次在高原上遇到寒冷缺氧的环境,但河源科学研究的精神带领队员克服了许多困难,进行了调查测试。

雪山寒冷,荒地荒凉。

在青藏高原腹地青海省杂多县阿多乡扎西格村的山坡上,矗立着一块刻有“江南调科学考察纪念馆”字样的大理石石碑。

这是长江水利委员会自1976年首次对长江源头进行现场检查以来进行的第12次全面检查。长江源头研究小组的10多名成员将哈达赠送给纪念碑,并列队向前人的长江源头研究致敬。

“如果你不死在河源的中心,你会很高兴死在河源的中心。”这是43年前新中国首次组织对长江源头的科学考察。与会者签署了一份“决定书”。

长江作为中华民族的母亲河,其起源一直备受争议。时任长江流域规划办公室(现为长江水利委员会)主任林义山表示,如果一个国家不了解其重要山川的最基本信息,光谈现代化或创新精神是不够的。

1975年,长江流域规划办公室以专辑《长江》的出版为契机,组织力量探索江源。在当时的情况下,江源的科研非常困难和危险。

由于缺乏测绘,青藏公路以西高原腹地一直是地图上的空白区域。教科书中的长江源头只能模糊地被可可西里的东麓或祖尔肯乌拉山的北麓所取代。全国各地党政机关基本处于停滞状态,市场物资匮乏,更不用说高原探险的专业装备保障了。

第一次河源探险的领队程守泰回忆说,当河源在终年积雪的高原地区“没有人没有路,没有地图”进行探险时,只有几幅从国外购买的卫星照片用来判断河源的大致方位,“以及国家登山队支持的10多顶登山帐篷和20多套鸭绒睡袋”。

在军队的支持下,由24名成员组成的科研小组于1976年7月开始了江源之旅。绝大多数队员第一次在高原上遇到高低温缺氧环境。严重的高原反应使队员头痛欲裂,甚至吐血。没有成形的道路,卡车经常陷入沼泽。开车260公里需要8天。

经过一个月的骑行、骑马、徒步旅行、在高原上走走停停以及路线的不断修改,科研小组终于到达了脱脱河的源头——格拉东雪山。

卫星图像显示,河流源区被白雪覆盖,模糊不清,脱脱河就像一条黑线第一批登上雪山的探险队成员之一石明鼎(Shi Mingding)回忆说,当他们爬上长江源头的雪山时,他们看到南北两侧有两座10多公里长的冰川,就像两条“玉龙”在钳子中环绕。兴奋之余,他们不禁窃窃私语:“长江终于找到了你出生的地方。”

经过实地调查和专业调查,1978年1月新华社向世界公布了第一次河源科学研究的结果:长江的源头不在巴彦淖尔南麓,而是唐古拉主峰格拉东雪山西南侧的脱脱河;长江全长5800多公里,但6300公里,比美国的密西西比河长,仅次于南美洲的亚马逊河和非洲的尼罗河。

这项科研成果震惊了世界!

确定沱沱河的真正源头,探索江南长河的北源,考察河源水生生态水环境,分析高原河床形态。在河源科学研究中秉承“勇于挑战、以科学为目标”的精神,一代又一代的科研人员忍受高原反应,走进河源探索,逐步建立起科研数量最多、覆盖面最广的河源科学研究体系。

尽管研究条件和后勤支持有了很大改善,但对河流源头的研究仍然面临持续的风险:河谷中的泥石流几乎被巨石击中;钻冰芯花了很多时间,被迫在深夜驶过山脊冰川。在科学检查期间,该小组的一些成员感冒发烧,但不想被送下山。他们在高原上找不到诊所,所以他们不得不私下里架起一个瓶子,把一根针放在右手和左手。

多次参与科学研究的长江水利委员会长江科学院副院长陈进表示,长江的科学研究精神“心到江源,永不停息”,带领团队成员克服重重困难,到江源进行研究实验,为系统认识和保护江源奠定了坚实的基础。

研究河流的源头:“逐渐揭开神秘面纱”

由于长期缺乏人口和基础数据,江源地区仍有太多的谜团和空白,值得科研人员探索和毕生努力。

通天河因远处经常被云层覆盖的壮观景象而得名,云层使得天空中的水倾泻入河中。

然而,许多人并不知道,在通天河汇合的长江三大源头,河水的颜色与河势完全不同。

郑源的沱沱河源于冰川。水流湍急,水浑浊黄色,就像西藏康巴人一样。南苑党区支流众多,水资源丰富,河流清澈温和,就像藏族姑娘一样。北部的丘马尔河发源于可可西里,流经地势较高的地方。这条河是红色的,像一个神秘的西藏喇嘛。

赵良源,长江科学院水环境研究所副总工程师,多年参与江源科学研究。他踏上河流源头,带上仪器设备,采集河流水样、沉积物和土壤,分析各采样点的水质状况和水化学特征。这是他科研工作的正常状态。

“研究分析发现,郑源的脱脱河发源于格拉东,河水主要由冰川融水提供。河水携带大量沉积物,相对浑浊。”赵良源介绍,南苑党区径流主要由降水、冰雪融水和地下水补给组成。经过大量的湿地储存和过滤,河水变得清澈。丘马尔河流经富含铁的岩层,河水呈红色。

就像三江源之间的巨大差异一样,美丽壮观的自然风光、独特丰富的生物多样性、一天四季的气候特征、复杂密集的河流源区水系都笼罩着一系列的谜团,这就要求科研人员在河流源区进行实地调查和探索,以了解其背后的密码。

"长江源头具有重要的科学研究、生态和文化价值."赵良源表示,长江源头的高原冰川和湿地以其突出的生物多样性、丰富的河道类型和灿烂的藏族文化,吸引了大批科研人员进行科学考察和探索长江源头。

近年来,长江源头的水土流失治理情况如何?为什么河源的河床经常摆动?高原植物群落的分布特征是什么?高原鱼是如何繁殖的?

自2012年以来,长江委员会组织了一批科研人员忍受高空反应,冒着生命危险,前往高空,以“综合科研专项科研”的形式进行现场调查和科研实验,以解决这些涉及河流源头水生态和水环境的问题。

在海拔5000米以上的采样点,任彭飞和他的队友爬上了近100米高的山坡,气喘吁吁地搭建样品堆,分析河源的植被分布和土壤特征。

中国北方的广大草原主要以耐旱草为主,如大针茅和羊草。这些植物大部分可以长到50厘米以上,所以可以看到“风吹草动时看到牛羊”的景象。

长江源区的高寒草甸以耐寒抗旱莎草科植物为主,如矮嵩草和矮嵩草。植物通常相对较短,一般不到20厘米。同时,由于长江源区位于高原,气候寒冷,植物的生长期相对较短,通常在5月底变绿,8月底变黄。

“如果把流域生态系统比作人体,地表生长的植被就像人的头发,而土壤就像人的皮肤。”任彭飞说,能够为河源地区大量生物提供食物和栖息地的植被和土壤元素对外部环境的变化非常敏感,因为它们位于地球表面。

在连续5年参加河源科学考察后,任彭飞发现,当高寒草甸莎草属和嵩草属植物密度降低,菊科和豆科植物数量增加时,这就成为草甸土壤退化的重要标志。

不到两年,探险队员李伟连续第五次进入河源观察高原鱼类的特征。每次,他都穿上防水服,带着渔网和设备,在冰冷的河水中捕鱼并取样。他说:“处于水生生态系统食物链顶端的鱼类是水生生物多样性的重要组成部分,在维护河流水生态系统的安全方面发挥着非常重要的作用。”

每次科学检查,李伟几乎都会遇到不同的挫折:在大雪中,车辆“趴着”被鞋子里的大木蜂叮到脚上。他们将在党群南苑-30℃的野外过夜。就在他能忍受之前,他终于发现了冰雪中高原鱼群越冬场、产卵场和觅食场的选择之谜。

定位产卵场、摄食场和越冬场,掌握关键生境的水动力特征,对高原鱼类的人工繁殖、增殖和释放具有重要价值李伟介绍说,在实现人工繁殖后,一旦灾难性事件影响鱼类繁殖,受影响的范围可以通过增殖和释放尽快恢复到种群中。

一个接一个地,冒险、忍受孤独、最终出乎意料地被发现的发现正在逐渐揭开河流源头的神秘面纱。

长江科学院副总工程师徐平表示,数百人参加了此前30万公里的河源科学研究,不仅积累了大量宝贵的河源科学研究数据,还多次被批准列入国家科研基金项目或国家重点研发项目。"更重要的是,它培养了一支对河源研究感兴趣的年轻科研团队."

与平原河流相对稳定的河床相比,河源地区的河流河床往往出现“摆动”,从而呈现出多种辫状和分叉形式。不稳定的河床使得河源区靠近河流的桥墩和道路极易损坏,使用寿命非常短。

"桥墩和路基经常被河水冲刷,很容易被挖空。"长江科学院枢纽泥沙研究室主任周阴军表示,平原地区将根据相应的冲刷公式采取相应的防护措施。由于河源区河床与岸坡之间泥沙交换频繁,这些公式不适用于河源区,常规防护措施难以取得效果。

从2014年开始,周阴军和他的团队七次去了河源。在冰雪中,人们住在帐篷里,嚼馒头,在不同的河段钻孔并采集样本。首次成功运用数字技术恢复了河源河段的历史形态,为后续研究推导高原河流冲刷公式奠定了基础。

出生于20世纪80年代的周阴军因此成为河源河床研究的领导者。他说:“由于人口和基础数据的长期短缺,江源地区仍然存在太多的谜团和空白,值得科研人员探索和毕生努力。”

保护河源:“保持河源活力”

对河源的科学研究经历了“入河、研究河源、保护河源”三个阶段。它已经从全面调查转变为坚持保护河流源头。

河源区美丽壮观的风景背后是一个极其敏感而脆弱的生态系统。科学研究发现,河源地区的生态系统总体上保持良好状态,但不应低估其面临的挑战和影响:

气候变化。根据青海省水文部门提供的数据,1956年至2016年,河源地区平均气温上升1.7摄氏度,上升趋势为0.33摄氏度。每10年,年平均气温显著上升。年降雨量以每10年10.2毫米的速度增加了65毫米。温度影响广泛分布在源区的冰川雪的融化,导致雪线上升和冰川退缩。降水和气温等因素进一步影响径流过程。脱脱河和织门达的径流量有明显的上升趋势,变化趋势率分别为每10年1.1亿立方米和每10年5.7亿立方米。

土壤退化。高寒草甸和土壤附着在高原高寒冻土上,形成时间极长。如果平原地区需要100年才能形成一厘米的土壤,那么河源地区需要200多年。在一些地区,高原草甸明显退化,甚至呈现荒漠化趋势。生物多样性正在下降,地表植被覆盖正在减少,生态调节功能正在减弱。

科研团队成员孙宝阳博士表示,如果植被干扰和土地退化的情况不及时扭转,河源地区的水土流失将进一步加剧,长江泥沙浓度也将显著增加,当地人类、动物和植物的生存环境将恶化,有些地区甚至有成为戈壁沙漠的危险。

人类活动。长江源头的水温比中下游低十摄氏度以上。赵良源表示,长江源区位于青藏高原,气温普遍较低,水温一般不超过10摄氏度。“水温低也意味着水体自净能力弱,污染物降解过程相对缓慢。”

随着高原地区的城市化,随着桥梁和道路的修建以及放牧和养殖,对河源生态的影响日益明显。科学研究发现,河源部分河段碳、氮、磷含量相对较高,甚至出现大量苔藓,这可能与牧民在河源地区放牧粪肥积累和生活垃圾积累造成的污染密切相关。

“水生态在自然生态系统中起着至关重要的作用。历史上,古代楼兰国家有一个教训,那里的水生态遭到破坏,文明消亡了。”长江科学院党委书记吴广智表示,河源地区的水生态挑战表面上是一个区域性问题,但实际上它“触发了全身”

长江的保护从源头开始。

受上游卓乃虎藏羚羊聚集区冰川融化、降雨量增加和堤坝决口的影响,可可西里腹地盐湖近年来水位不断上升,面积不断扩大。长江科学院位于河源空间的研究发现,咸水湖面积从2011年的40多平方公里,8年飙升至200多平方公里,为一年来最高水位4米。

湖面不断扩大,不仅破坏了湖滨草地的生态环境,而且直接接近青藏公路和青藏铁路。科研团队成员温熊飞在过去两年中已经十多次进入可可西里观察盐湖的水域和水位。利用无人驾驶飞行器拍摄和分析盐湖周围的地形和水网数据,他计算并确定了实施盐湖排水的最佳途径。

"这条河的源头是自然和人力资源的共同宝库."温熊飞的演讲可以用科学研究和专业分析积累的数据进行计算,并能在力所能及的范围内为可可西里的生态环境保护做出贡献。这是参与河源科学研究的最大收获。

建立河源科学研究基地,对河源水资源和生态环境进行连续观测试验,对唐古拉冬克马迪人冰川和小流域进行气象水文观测,系统研究公路建设对高原草甸湿地水生态的影响,规划三江源国家公园水文水生态观测站网络。

高原草甸非常脆弱,因此团队成员应尽量减少采样量。研究河鱼时,应在测量后尽可能释放捕获的河鱼。如果游客留下塑料袋和垃圾,他们会主动收集和回收。藏族人有保护鱼类的习俗,他们对彼此产生了深厚的感情,从怀疑团队成员被“不加区别地抓到”到积极地反映情况。

“对这条河的源头的科学研究已经进行了许多年。除了积累一些关于这条河的基本信息之外,最快乐的事情是看到人们越来越意识到保护这条河的源头。”科研团队成员夏寅表示,与此同时,由于全球气候变化的影响,河流源头的生态环境和河流管理保护工作面临越来越多的挑战,“这鼓励我们的科研人员不断研究和提出适应性保护策略。”

江源研究小组还将在以往研究数据的基础上,结合现有研究成果和历史数据,对江源水生生态水环境进行全面的“体检”,以直接反映当前的风险和挑战,科学地提出保护建议。对河源的科学研究已经从对河源的全面调查转向对河源保护的全面坚持。

对河源的研究现已经历了入河、河源研究和河源保护三个阶段吴广智说,20世纪70年代对长江源头的研究主要是为了找出长江的源头。近年来,许多关于河源的科学研究集中于收集冰川、水土、生物等相关数据,以便全面、系统地了解河源的总体情况。自去年以来,长江源头研究对长江源头进行了“体检”,比多年来的研究资料更好地保护了长江源头。

吴广智说,进入和研究河源的最终目的是保护河源。希望通过科学研究和探索,各界人士增强“保护河源,敬畏河源”的意识,让河源之河永不停息,长江永葆生机。(记者李劲锋、李思远、吴刚)

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