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[兰州大学报]校庆年特稿:祁连铁师

日期: 2018-09-16 点击: ...
   

策划:兰州大学报编辑部

执笔:校报记者团 陈雅 本报记者 任妍

整理录音:王世琪 汤雪晶 魏嘉嘉 袁晓纪 丁香 陈雅

资料贡献:徐黎丽 李育 张立勋 年雁云 彭泽晨 陈永芝

“那是鲜花对春天的思念,那是烈酒对柔情的思念,那是山坡对情歌的思念,那是眼眸对希望的思念,那是雄鹰对天空的思念,那是骏马对草原的思念,那是浪花对河流的思念,那是深秋对大地的思念……”,歌手亚东的一曲《祁连,当我思念你时》将人带入了一幅天蓝水秀、山高地远的辽阔画面,仿佛天地间流淌的只有这苍茫的歌声,又仿佛毫无声息,只有那无尽的、纯净的思念……

兰州大学对祁连山的思念就像祁连山一样绵延无期,的确是无尽的、纯净的,时而柔情,时而刚毅。冰川陡峭的雪山,巍峨瑰丽的岩壁,茂盛幽寂的深林,一碧千里的草原,呼啸翻腾的河流,都深深地烙下了兰大人亲近祁连山、探索祁连山、保护祁连山的科研足迹。

祁连山之于科研工作,无疑是个丰富的天然宝藏。祁连山位于青海省东北部和甘肃省西部边境,东西长约800公里,南北宽200至400公里,海拔4000至6000米,共有冰川3306条,面积约2062平方公里。祁连山是泛第三级地区的重要组成部分,是“山水林田湖草”系统复杂耦合的典型区,是我国生物多样性保护的优先区域,构成我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6大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。祁连山在维护青藏高原生态平衡,阻止腾格里、巴丹吉林和库姆塔格三大沙漠南侵,保障河西走廊内陆河径流的补给等方面具有重要的功能和意义,被誉为河西走廊的“生命线”和“母亲山”,国家早在1988年就批准设立了甘肃祁连山国家级自然保护区,跨越张掖、武威、金昌三市。

长期以来,兰大人在祁连山的科研探索活动就从没有终止过,涉及学科丰富全面,野外台站建设有序,参与人数逐步增加。继上个世纪70年代我国第一次青藏高原科考之后,时隔40余年,2018年5月4日,由我校祁连山研究院牵头组织的第二次青藏高原科考祁连山综合考察队从我校出发,对祁连山段进行了为期十多天的多学科综合考查,行程4300多公里,四次穿越祁连山腹地,翻越海拔高度超过4000米的高山十余座,我校资源环境学院、草地农业科技学院、生命科学学院、历史文化学院、管理学院、经济学院等6个学院、8个一级学科的师生及媒体记者40余人参加此次科考活动,勾晓华、侯扶江、徐黎丽、李春杰、吴建祖、赵长明、李育、丁文广、王海飞、颉耀文、张宝庆、黄银洲、年雁云、张立勋、耿豪鹏、彭泽晨、徐浩杰、崔霞、陈永芝……在研究和保护祁连山这件事上,涉足其中的兰大人远不止这些,今天本报记者就带着您踩着他们的足迹,去感受那云之端、山之巅、水之畔、地之极的辽阔与壮美,体味兰大人在祁连山的付出与艰辛。

让大树“开口说话”

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,在这样的帐篷里又睡了一夜,对于资源环境学院勾晓华老师及团队成员而言,这样的夜晚稀松平常。

早上起“床”,河水冰冷刺骨,“冷到不敢洗脸,只好不洗了”,勾晓华老师笑言,“就当防晒了”。背着重达十几斤的工具,他们又开始了新一天的漫山遍野徒步采样。这样的科研生活从上个世纪90年代勾晓华老师从生物系跨行到地理系开始,持续到现在,已经成为她生活的重要组成部分了,“科学研究让我看到了别人看不到的风景,丰富了我的生活”。

让大树“开口说话”,听起来是一件不可思议的事情,却在勾晓华老师团队这里变成了现实。“树木生长和所有植物一样,它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,在地震活动带受到地震的影响,在城市里会受到污染的影响……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”,勾晓华老师说道。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?

勾晓华老师团队将钢管状的生长锥拧进大树,采集到树芯,这需要很大力气,尽管戴着手套,但手上磨出血泡是常事,血泡磨破了又变成茧子。回到实验室,树芯被放入特制的木槽中,“经过打磨刨平处理,就能非常清晰地看到上面的年轮了。把大量样本放在显微镜下量测,然后得到一个平均的轮宽,形成年轮宽度年表,或者年轮宽度指数,同时我们也可以得到采样区观测到的温度降水等气象资料,然后去找这个降水或者温度与年轮宽度之间的一种关系,建立了这样一种函数关系之后,用反函数就可以推导过去几百年甚至上千年比如说降水的变化,比如说湿度的变化,比如说温度的变化,有了对这样一个大的气候历史变化背景的了解,才会对我们现在所处的气候有一个相对清晰的认识,通过一定的模式对未来气候可能发生的变化做出一个预估,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。”

生长在祁连山深处的祁连圆柏是勾晓华老师团队的主要研究对象。祁连圆柏是一种非常古老的树种,活树的树龄可达2000年,生命力极其顽强,只需少量水分土壤就能生生不息繁衍下去。但是记录气候信息越好的树木,越是生长在人迹罕至的深山老林,勾晓华老师团队并未退却,爬山钻林是他们出野外的正常状态,出野外则是他们科研工作的正常状态。

出野外是艰苦的。白天徒步采样,大饼咸菜就着山泉水就是一顿饭,能想办法烧开一壶水,泡碗方便面就是美味了。

出野外更是危险的。狼、狐狸、蛇……有惊无险不仅要靠野外生存常识和本领,更要凭一点点运气。

此次祁连山科考活动结束后,勾晓华老师在接受媒体记者采访时说到,包括祁连山北麓甘肃境内三大水系中下游等周边区域的发展对祁连山生态环境保护非常重要。如果祁连山周边区域人民能够改变生产方式、提升生活状况,就不会过度依赖祁连山区的自然资源,生态环境保护的问题就会更容易解决。周边产业布局、产业结构的调整,包括高效农业等高科技产业布局对祁连山生态保护非常重要。这个区域如果有很好的产业布局,大力发展节水农业、绿色农业,对祁连山的保护是非常有利的,而这就需要一些技术的引进和资金的输入。

祁连山研究院将持续开展祁连山森林生态系统保护、退化草地修复治理、国土资源合理利用等自然生态资源系统保护的相关研究,通过产出一批在国内外具有影响力的研究成果、专题研究报告、调研报告和政策咨询报告等,促进当地经济社会持续健康发展,实现人与自然和谐共生。

从山麓到山顶的“接龙”研究

从山麓到山顶,从盆地到冰川,从宏观地貌演化到水土流失,一个互相对接、系统严密的研究体系,团队8位老师在这个研究体系中“各据一方”,“我们的研究方向互不重复,像接龙一样,你研究这一段,我研究那一段,他研究另一段,是环环相扣,相续相接的”。

这样的研究设计可以说是非常精心了。

这就是资源环境学院地貌与第四纪地质研究所过去和目前正在开展的工作,研究所在潘保田老师的带领下已经在祁连山潜心钻研了20多年。

构造地貌研究方向的胡小飞老师告诉本报记者,祁连山长期以来在构造运动的作用下,形成了多种构造体系交互组合的复杂景观。板块碰撞挤压造成青藏高原周缘山地抬升和变形,断裂带地震频发,板块的碰撞如何影响地壳变形?变形的程度与形式如何?山体抬升的速率和形式对山地造成怎样的影响?这些过程都会对山体表面的水土岩气生等其他要素产生影响,因此,地壳构造变形的研究是其他地学领域和学科进行研究的基础。

研究现代冰川的王杰老师对祁连山的关注是从2005年开始的。他解释道,祁连山冰川不仅是反映气候变化的天然预警器和记录器,更是重要的“高山固体水库”,对维系甘青两省、河西走廊生态平衡和经济社会可持续发展具有重要的意义。由于有冰川和没冰川时山地降水的空间分布有巨大的差异,加之祁连山的冰川在海拔很高的地方,正是因为如此,才使祁连山从山麓到山顶形成了草场——森林——草甸的景观。研究表明,由于特殊的地理因素,冰川不仅为祁连山带来降水,冰川融水更是河西走廊最稳定的水源供给,近年来的冰川退缩趋势加剧,将是河西走廊潜在的用水安全隐患。因此,祁连山的冰川状态如何,雪线的变化情况,进退趋势与影响原因,对下游径流的影响如何,这些研究至关重要。

气候变化可以影响到冰川的物质平衡,同时也影响着发源于祁连山河流的出山径流量与泥沙量。坡面侵蚀研究方向的耿豪鹏老师告诉本报记者,一般来讲,降水的多寡与地形的陡缓是影响坡地侵蚀与河沙输移量的两个主要因素。观测数据分析显示,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在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?此类问题的回答需要认真厘清青藏高原周缘山地的抬升和变形历史。从山麓到山顶,地壳运动导致山体抬升与变形,岩石发生风化与侵蚀,山体生长阻挡水汽带来更多降水,“水土岩气生”每一个要素的更新与再分配都会影响全局,因此对祁连山的研究是系统性的。

出野外于他们而言,同样是家常便饭。长期频繁的“到访”使大家与当地人建立起了良好的友谊,“大家都很熟悉,我们经常住在牧民家里,还教会了他们玩三国杀”,耿豪鹏老师语气欢快地说道。

但是出野外可不是欢快的,“这只能算是苦中作乐”。

山里的条件是艰苦的。没有道路,不能走车,进山只能徒步,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20斤”,王杰老师回忆道,“我记得有一次连续走了3天,直线单趟距离17公里,背着50斤东西从海拔3000多米走到海拔4600多米,雪都没过大腿根了。刚开始约定走100步休息一会,后来就一点点地缩短,80步,50步,30步,20步……那个时候迈一步实在太困难了,尤其是在晚上,又冷又黑又饿又累。休息了两三秒,我一回头发现大家都在雪地里原地睡着了,我赶紧叫大家醒来,在那样的环境中睡着是非常危险的,强烈的紫外线和低温使考察队员的嘴唇都变成了‘香肠’一样。”

“三千米以上无师生,四千米以上无男女”,记者听到老师们对这句话的解释,如身临其境,喉咙间竟有点哽咽了。

断水断粮也是常有的事。“有一次一包方便面我们3个大男人吃了好几顿,最后直接用开水冲调味料喝来补充盐分”,当时还是在读研究生的曹泊老师回忆道。

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,“我们马上开车在山里狂飙了3个小时到了距离最近的武威市医院,医生说再晚一会就真的有生命危险了。幸亏我们平常跑得多,对路很熟悉。那一次真是把我们吓坏了。”耿豪鹏和曹泊两位老师如今回忆起来仍心有余悸的样子。

暴雨,滑坡,泥石流,每一个都是吃人的“老虎”,“有一次下山遇上暴雨,雨刷器疯狂刷到最高档,能见度只有10米,我们隐约看到前方路段有山洪,就赶紧往回倒车,车子刚倒到一块大石头后面,山洪就从我们眼前过去了,前后就几十秒”。

“挖宝”裕固族游牧文化

“每年我都会去河西走廊,进入祁连山很多次,每次都会有很大收获。”

历史文化学院的王海飞老师团队从2006年开始就将关注的目光投向了祁连山区的各民族,“刚开始关注的是祁连山区域内各民族传统文化变迁的相关问题,后来发现在生态背景下当地少数民族的移民定居过程对民族文化变迁影响很大,就从移民定居入手,开始逐渐将研究视野转向游牧文化以及当地少数民族群体和生态系统之间的互动关系上来,并围绕相关问题做了一些课题研究,调查涉及到在祁连山区域生活的藏族、裕固族、蒙古族、哈萨克族等多个少数民族,咱们具体来说说裕固族。”

裕固族是中国西北甘肃省独有的三个少数民族之一,也是中国人口较少的民族之一,是个古老的游牧民族群体,根据第六次人口普查结果,裕固族目前有14378人,“他们世代繁衍生息在北方草原、祁连山下,创造了光辉灿烂的游牧文化,传承至今”。

漫长的游牧历史中,裕固族人逐水草而居,面对不同的生态环境,建立起一整套和祁连山生态系统高度契合的、丰富的游牧文化系统,包括天地日月、雷雨风电、四季轮回的观念体系;山川河流、草原大地的知识体系和生老病死、生产生活的生命实践体系等。“自上世纪90年代起,裕固族学习汉族和其他民族地区的生态治理经验,陆续进行生态移民搬迁和定居工程。在短短几十年间,大部分牧民由游走的生活状态转而变为定居状态,很多裕固族人放下了手中的牧鞭,过起了定居的生活,这样一来他们就面对着新的生产方式和经济生活的选择,慢慢地就会在这个区域催生和以前完全不同的社会结构。”

裕固族作为祁连山世居民族,经过长期的历史积累和生产生活实践,在祁连山区独特而复杂的冰川—森林—草原—荒漠生态系统中,形成一整套与其系统相适应的,涵盖生产、生活各个层面的游牧文化体系。在较长的历史时期中,游牧文化体系中的天地观念、季节观念、众生观念和存在观念使裕固族与祁连山生态系统间共同构建起和谐共生、相依相存的关系,也使祁连山成为裕固族等少数民族世代繁衍的美好家园。

“生态系统是文化形成的前提和重要条件”,经过此次综合科考,王海飞老师有了这样的思考:“当前,在祁连山保护和祁连山国家公园建设的过程中,需重视历史上已存在的游牧文化体系与祁连山生态系统之间的共生关系,挖掘、整理游牧民族数千年与自然相适应过程中积累的生态智慧和地方性知识,进一步探索北方游牧生态文化现代建构与利用的有效途径,通过跨学科对话与合作,我们应积极推动古老游牧文化嵌入现代生态学科学体系,强调人与自然的整体观,实践人与自然和谐、永续发展愿景,以期为现代背景下世界范围内重新建立游牧文化与生态系统间的良性互动关系提供中国经验。”

“现在比较迫切的任务是系统整理、研究裕固族原有的游牧文化系统”,王海飞老师显得有些兴奋和迫不及待,“因为近几十年以来生计方式和生活方式的改变,原有游牧文化系统在迅速消解,对游牧文化中的核心内容能够留存记忆的只有一些老人,而老人也在陆续地离开,所以通过田野中访谈和口述史的方法,将原本丰富的游牧文化系统还原出来是较为迫切的一项任务。”

王海飞老师团队的最终目标是通过对裕固族游牧文化的系统发掘与整理,探讨祁连山世居民族在漫长的游牧生产中积累起来的生态适应、保护方面的地方性知识,探寻地方性知识在历史上发挥的作用、对今日裕固族群体留存的影响,以及在现代生态治理和环境保护中的利用与借鉴价值,尝试寻找祁连山生态系统中自然、生态与当地少数民族群体均衡发展路径,推动国家公园建设过程中以生态环境保护和与之相适应的生态文化耦合为整体系统的理念得以落实,有效避免过激政策造成对“人”这一本体的忽视,使生态与文化相得益彰,为国家公园建设提供鲜活的地方经验和有力的文化支撑,从而实现人与自然和谐共生,现在与未来协调发展,“在做这个事的过程中当然也会争取带出一支能完成跨学科对话与合作的研究生团队,完成相关的研究报告、咨询报告和学术论文等”。

土壤水分观测者

“对于祁连山的研究,无论是水文模型、曲线模型还是布面模拟,都缺乏对土壤水分的实测数据。”资源环境学院水利工程系贺缠生教授团队长期致力于土壤水分的观测,每年都会在祁连山上游高海拔地区徒步跋涉调查。

其实,土壤水分的数据观测起来并不难,“问题在于要连续观测”。由于土壤水分的空间异质性很大,不同的点在空间分布的一两米范围内都会存在很大的差异,这是摆在水文模拟和路面模拟和区域模拟等工作面前的难题。

基于祁连山上游的土壤水分的观测研究,面对不同层次不同深度土壤水分的异质性问题,团队想出了“妙招”:“选代表”。

“我就选取了不同植被类型作为代表。植被是通过吸收土壤上的水分来维持生长的,而无论是灌溉水、地表水,还是大气降水,都需要先转换成土壤水来被植被吸收,植被是不能直接吸收河水、大气降水和地表水的,土壤水的深度状况决定了植被的分析和氧化,灌木,长草,长乔木,树林跟土壤水分的分布相关联,对整个生态具有重要意义。我们所做的整体核心工作,就是铺开区域的面来做每个实地观测点,其中三十二个观测点已经连续观测了多年,这三十二个观测点是整个模拟建立的观测基础。”

除了水分观测,土壤的水利参数也是团队观测研究的重要工作。传统的水利观测参数依托卫星观测的估计数据,而缺乏实测数据。通过大量的采样获得水利参数的实测数据,用以建立水源模型,通过实测数据和估计数据的参数来对比整个模拟的感应。

参加此次祁连山综合科考,团队的张宝庆老师就发现了一个特别具体的问题:“在黑河上游,也就是祁连山北坡、尤其是肃南县,它有很多草原,现在都把居民迁出来了,然后禁牧。我们第一反应禁牧是好的,增加了生态功能,因为祁连山它有两个重要的定义,一个是生态屏障,另一个就是水源地。但是这样一来就有一个矛盾,禁牧了,如果我们的植被大量恢复的话,一个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。”

在两者之间找到一个怎样的平衡点?如何找到这个平衡点?这就是目前正在开展的工作。

“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”。

祁连“牧羊人”

“这次参加祁连山综合科考,对我触动很大的一点是基层的干部群众生态意识、环保意识有大的提高。我20多年前就在那里做工作,感受很明显,尤其是农牧民群众,开口闭口都是生态环保”,草地农业科技学院教师侯扶江动情地说。

侯扶江老师涉足祁连山区可以追溯到他读硕士的时候。“那时候去中国科学院海北站,在青海海北州,跟着导师在祁连山草原上做样方。1997年,在任继周院士指导下开始做祁连山草原的放牧管理。我那时主要研究放牧管理对草原土壤理化性质、牧草生产和生物多样性、家畜行为和生产力的作用,综合这些指标确定适宜的放牧强度,指导草原保护和生产。任继周院士、南志标院士那时候对国家草原生态建设提出很多建议,譬如草原要合理放牧。当时全国一片禁牧声,大家认为草原既然退化这么严重,就封起来不要用了。我们‘顶风’做试验研究,提出草原合理放牧才是健康的”。

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,主要是冬季牧草供应不足与过度放牧。“为了解决草原退化的问题,任继周院士提出了季节畜收业的理论,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”,侯扶江老师介绍道。

当时科研条件简陋,“设备很少,很多靠自制,最精密的仪器是向王锁民教授借的一个天平,砝码的那种,不是电子天平,又跟周志宇教授借了一杆土钻,搜罗了很多旧信封装样品,就算有装备了”。

目前侯扶江老师团队在祁连山地区的科研工作主要围绕临泽试验站开展。“临泽站在绿洲区,是任继周院士上个世纪八十年代创建的。绿洲区在整个干旱区处于‘枢纽’地位,为什么这么说呢,因为生态景观中面积最大的是荒漠,其次是山地,绿洲的面积小,大概占到5-10%,但是它的物质和能量的产出占到整个区域的95%甚至更多,通过在绿洲草田轮作、种植牧草,相当于建了一个物质和能量的‘工厂’和‘集散地’,可以向山区和荒漠输送饲草,也吸引山地和荒漠的家畜前来育肥,提高整个区域的生产效益3倍以上,又减轻了山地荒漠的放牧压力,保护了草原,维持绿洲的土壤肥力,这就是任继周院士提出的山地-荒漠-绿洲的系统耦合。所以说,绿洲的健康直接关系到祁连山区的健康发展,这样来看临泽站的工作意义很大。”侯扶江老师解释说。

在临泽站的野外实验没有翻山越岭的艰辛,却要经受田间地头风吹日晒的考验。“这跟农民群众种地还不一样,最晒的时候不能躲起来,刮风下雨也不能一走了之,科学研究那个时间点就应该观测数据、饲喂家畜,只能顶着大太阳上”,每年都有人意外中暑,“大家都坚持着,情况严重的时候,站上的老师就赶紧送到当地医院”。

4000多亩土地,400多只试验羊,十几、二十头试验用牛,两位驻站实验员,十名左右研究生,这就是临泽站目前的配置状况。“4000多亩土地上布置很多试验设备,我们在设备边上搭了帐篷,昼夜监测”。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,但我们的老师们、孩子们都坚持下来了”,侯扶江老师自言自语地说。

草畜互作、农牧耦合的科研教学基地,这是侯扶江老师对临泽站的规划。“怎么做草地农业最有利于生态保护,最有利于生产效益提高,最有利于农牧民增收,有一系列的理论问题、模式和技术问题,需要我们下功夫解决。”

保护?利用?以人为本

“以前上学的时候跟着导师做的工作包括石羊河流域水资源和荒漠化问题,对历史地理也有较深入涉足,近几年来我开始逐渐向生态保护方向转,给生态保护工作做一些规划”,说这话的是资源环境学院黄银洲老师。

“我现在主要关注区域发展。以前我们说区域发展主要指经济发展,现在讲究的是可持续发展,实际上就是人和自然的协调发展,国家也提出了区域发展的转型。可持续发展包括各方面的发展,经济方面,环境方面,社会福利等都要考虑在内,但是作为主体的人是要重点考虑的,这也是公平发展的体现。所以在祁连山综合科考回来后申请开放课题时,我的题目就是《“以人为本”背景下生态保护与区域发展框架研究——以祁连山国家公园试点为例》,人是第一位的。”黄银洲老师娓娓道来。

祁连山生态保护和国家生态保护公园建设,应该是个在保护中利用、在利用中保护的统一体,“我们甘肃省的肃南县、天祝县,都在自然保护生态区域内,如果为了保护单纯地圈起来,对他们的发展就会有较大的影响”,黄银洲老师讲道,“祁连山区域是一个自然区域,自然区域就有它的自然属性,那么自然属性从哪几个角度去认识?不同的人群对自然资源的认识是什么样的?不同的自然资源该如何利用?这些问题考虑清楚之后,哪些是可以继续利用的,哪些是需要合理利用的,哪些是需要限制利用的,就出来了。在保护的同时要合理利用,怎样利用?如何和经济发展相协调?这就是需要我们去思考的问题。”

显而易见,祁连山区作为下游水源供应地,保障着酒泉、敦煌、张掖、金昌、武威等河西走廊的工业用水、农业用水、居民生活用水等,水资源的合理利用与分配,不仅关系到下游民众的生产发展,更是命脉所系。

此外,祁连山区域居住着藏族、裕固族、蒙古族、哈萨克族等诸多少数民族,少数民族的持久发展也进入了黄银洲老师团队的研究视野,“少数民族是祁连山国家公园区域内很重要的一块,在生态保护的过程中怎么兼顾少数民族文化的保留。因为在人口比较集中、人类活动比较密集和频繁的地方,为了保护生态就一味地圈起来,我们认为这样的办法是不可行的,习总书记也说了环保问题一刀切不合适,在生态保护的同时要考虑区域发展问题。”

“下一步我们要做的就是选择几个有代表性的点,去做深入的调研,看看不同层面的人对祁连山的认知,尤其是保护认知。因为大家对祁连山的认知更多是通过宣传来获知的,这样的认知有片面性,我们调研来的结果还有一个分辨的问题。另一方面,我们的调研要针对河西走廊的人群,尤其是居住在祁连山里面的人群,包括官员、企业主、农民、生态保护者等等,看看他们作为离祁连山最近的人,对这块区域是怎么认知的”。

言及下一步工作规划,黄银洲老师这样说道,“获得大家的认知之后,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。”

追寻珍稀动物的足迹

给幼鸟播放莫扎特钢琴曲?您没有看错,祁连山区的黑颈鹤幼鸟就是这么会“享受生活”。

“观测黑颈鹤的时候,每天都要在沼泽湿地穿梭往返,趴在黑颈鹤巢边观察卵破壳、幼鸟出壳、蹒跚学步、下水隐藏等全过程,给它们播放音乐,不知不觉四五个小时就过去了。同时需要测量巢特征数据、栖息地数据和卵指标,这个过程中偶尔也会发生陷进沼泽湿地的事情,但还是乐在其中。”生命科学学院张立勋老师说起这个,孩子般的好奇和激动在脸上展露无遗。

根据张立勋老师团队多年来监测调查结果,祁连山地区有黑颈鹤、金雕、白肩雕、玉带海雕、白尾海雕、胡兀鹫、斑尾榛鸡、红喉雉鹑、雪豹、马麝、白唇鹿、野牦牛等12种国家I级保护动物,还有40种国家II级保护动物。

张立勋老师1995年毕业留校工作,1998年第一次踏进祁连山区,在祁连山东端的天祝县夏玛林场指导学生进行动物学野外实习,“但是真正开始研究祁连山的珍稀野生动物是2000年,在祁连山西端的盐池湾保护区开展‘甘肃盐池湾自然保护区综合科学考察’。当时就被祁连山的自然环境和诸多野生动物深深吸引,设立了研究基地,一直到现在这个基地都还在”。依托该研究基地,张立勋老师团队完成了盐池湾国家级自然保护区重点野生动物调查研究,开展了祁连山国家级自然保护区重点野生动物监测项目,对黑颈鹤繁殖行为生态学和大型哺乳动物多样性与栖息地分部等方面进行了研究,产出了一系列成果。

据张立勋老师介绍,祁连山是我国西北地区重要的生物多样性物种资源库,区域物种多样性丰富度、特异性非常高,加之祁连山的植被垂直地带性分布明显,海拔分布范围跨度大,特别是按照动物地理分布区特点,祁连山属于青藏区与蒙新区的过渡地带,特有种比较丰富,物种分布同样遵循垂直地带分布特征,如高海拔裸岩(流石滩)地带的雪豹、藏雪鸡、喜马拉雅雪鸡、岩羊、金雕、秃鹫、胡兀鹫等,高山荒漠草原区的盘羊、藏野驴、野牦牛、藏原羚、棕熊、狼、藏狐、高山兀鹫等,高山灌丛地带的白唇鹿、高原山鹑、大鵟、猎隼等,森林地带的马麝、马鹿、狍、斑尾榛鸡、蓝马鸡、血雉、红喉雉鹑等,草原地带的普氏原羚、鹅喉羚、赤狐、苍鹰、普通鵟等,高原湿地地带的黑颈鹤、大天鹅、白尾海雕、斑头雁、赤麻鸭等。

“但是对于祁连山野生动物的研究一直不够系统,动物的物种数还不太确定。经过多年的监测和整理,目前祁连山约有脊椎动物340余种,而且随着全球气候变化和生态环境改善,祁连山动物多样性数据仍在更新之中,这也是目前青藏高原二期科考祁连山重点区的研究内容,也是兰州大学生物多样性研究调查队的主要任务和目标。”

2017年开始,张立勋老师团队与祁连山国家级自然保护区管理局合作在祁连山地区开展野生动物调查和红外线相机监测研究。“选择祁连山东、中、西三个动物多样性监测样区,具体地点为祁丰样区、隆昌河样区和西营河样区,在当地设立监测站,其中祁丰站还在建设之中,其他两个观测站都已正常运行。我们采用红外线相机阵列法和现地样线法相结合,研究祁连山地区重点珍稀野生动物的种类、种群和动态变化,以及栖息地和干扰因素等,重点研究雪豹、马麝、白唇鹿、斑尾榛鸡等国家重点保护珍稀野生动物的物种组成、种群数量、动态变化,以及物种的分布范围、栖息地质量和干扰因素等生存状况。到现在共设置红外线相机阵列3个,每个阵列20台相机,共计60台相机。红外线相机监测每年进行三次电池更换和数据收集工作,同时进行三次野外样线调查。”

食物链和食物网是评价一个生态系统稳定性和健康度的重要指标,祁连山动物分布和繁殖主要与生态系统的丰富度和健康度相关,通过近年来监测研究发现,祁连山生态系统正在向好发展,人为干扰因素逐年减弱,野生动物种群数量得到有效恢复,特别是以雪豹等伞护物种的种群数量恢复为标志,形成了丰富的食物网和多样的食物链,对于祁连山野生动物的保护有着重要的作用。“这个工作我做了20多年了,确实很艰辛,但我也很热爱它,一方面是我真心喜欢,另一方面是做这个事很有意义,所以我一直乐在其中并坚持下来”。

深入野牦牛群,跟随藏原羚、藏野驴群驰骋草原,与狼群对峙,正面交锋公牦牛……这样惊险的事在张立勋老师团队调查的过程中屡屡发生,“挑战性和不确定性无处不在,但野生动物的美让我享受其中,加之做这个事很有意义,对一项自己喜欢、热爱的事业能无限追求,这确实让我很享受,这是大自然赋予人类的宝贵财富,需要有人去坚持、去坚守、去探寻。”

“人文”祁连山

祁连山于兰州大学,不仅是自然科学考察的丰富“矿藏”,也是人文社会科学的钟情之地。

“由于祁连山四分之三的区域属于甘肃省管辖,兰州大学又坐落在甘肃省,出于服务地方社会经济发展的需要,兰州大学在祁连山的历史、考古、民族、经济、管理、文学、社会、艺术等方面均产出了大量研究成果,有些成果已经转化为地方社会发展的理念、知识与文化资源”,历史文化学院徐黎丽老师说道。

但兰州大学有关祁连山的人文研究成果并不仅仅局限于祁连山区。“这是因为虽然从地理范围来说,祁连山是对东起乌鞘岭、西至阿尔金山,北到甘肃河西走廊、南接青海省海北州和海西州之间的山脉界定,但由于从祁连山南部、东部、北部、西部流出的多条河流是青海省海北藏族自治州、海西藏族蒙古族自治州和甘肃省河西走廊各民族、各职业民众赖以生存的水源,因此兰州大学有关祁连山的人文研究范围及成果自然延伸于祁连山北部的河西走廊和祁连山南部的青海海北州和海西州。”

总体来说,兰州大学有关祁连山的人文研究成果集中在两大方面:一是河西走廊人文研究,主要集中在考古、历史、文学、经济、社会、人文地理、艺术等方面;二是祁连山区及其以南的少数民族历史、文化变迁及移民研究。从研究成果的分布情况来看,河西走廊人文社科研究成果多,祁连山的人文社科研究成果少。又由于祁连山和河西走廊东中部人口密度高于西部,因此祁连山东中部的人文社科研究成果相对较多,祁连山与河西走廊西部的人文社科研究成果相对较少。

在河西走廊的人文研究成果中,历史、考古研究成果最为丰富,“从民国时期的顾颉刚、史念海到中华人民共和国成立后来兰大任教的赵俪生等先辈历史学家,在这一方面均有丰硕的研究成果”。齐陈俊教授的《河西史研究》系统地研究了河西走廊区域的历史发展脉络;郑炳林教授则在此基础上将其发扬光大为敦煌学,并改变了“敦煌在国内、敦煌学在国外”的学术局面。有关河西走廊的屯田、罗马人后裔、骆驼城、居延泽、黑水城等历史、考古研究及文化遗产也产出了一系列成果。

在祁连山的人文研究成果中,民族研究的成果最为丰富,“这主要是因为自古以来祁连山适宜游牧民族放牧,现在这里也是少数民族的聚居区。例如祁连山北坡有甘肃省的天祝藏族自治县、肃南裕固族自治县、肃北蒙古族自治县、阿克塞哈萨克族自治县,祁连山南坡则有青海省海北藏族自治州、海西藏族蒙古族自治州。除此之外,在河西走廊的一些县中,还迁来了东乡族、回族。因此民族研究成果主要集中在少数民族历史、少数民族文化社会变迁及移民研究方面。”徐黎丽老师介绍道,“在少数民族历史研究方面,我校杨建新教授、马曼丽教授、王希隆教授、武沐教授、王力教授等都做了很多工作,在丝绸之路、西北少数民族史、古西行记、中俄关系史的作品中均有大量有关祁连山古代民族月氏、乌孙、匈奴、鲜卑、回鹘、突厥、蒙古等的研究作品。”

少数民族社会文化变迁方面的研究则涉及到现代祁连山区的各个民族,如青海海北祁连县阿柔部落文化变迁的研究、海西藏族蒙古族民族关系演变的研究、天祝藏族村落、肃南裕固族生态移民、肃北蒙古族戍边研究、阿克塞哈萨克族选自与定居、玉门小金湾东乡族和回族生计及文化研究等等。

在移民研究中,还有一种移民——内地汉族移民。历史上祁连山与河西走廊是内地汉族人躲避战乱的地方,因而也成为战乱时期汉人迁入之地,也是汉文化的保存区域。现代祁连山与河西走廊则是内地人口太多省份的迁徙区域,但由于祁连山和河西走廊的人口承载率有限,因此这里又成为内地汉族人迁往新疆的中转站。

这些汉族移民,也是兰州大学的研究对象。

科学观测台站“大管家”

1984年,景泰草地农业科学观测研究站;

1989年,临泽草业科学观测研究站;

2006年,寒区地貌与水文过程科学观测研究站;

2006年,冰川与沙漠科学观测研究站;

2009年,连城森林生态系统科学观测研究站;

2011年,祁连山寺大隆生态监测科学观测研究站;

2012年,民勤沙尘暴科学观测研究站;

2013年,敦煌水文—气候—生态科学观测研究站;

2017年,黑河大野口水文过程科学观测研究站;

2017年,瓜州荒漠生态系统科学观测研究站;

“从最早1984年建立的景泰草地农业科学观测研究站开始,学校如今在祁连山地区已经建成10个科学观测研究站,基本形成了较为完善的野外综合科学观测研究网络体系。无论是建立在海拔4000米以上的寒区地貌与水文过程科学观测研究站,还是建立在沙漠中的民勤沙尘暴科学观测研究站,这10个科学观测研究站基本覆盖了祁连山黑河、石羊河、疏勒河三大内陆河流域,涉及荒漠、草原、农田、森林、湿地等典型生态系统类型,监测内容包括生态、环境、气象、土壤、水文、水资源、生物多样性、沙尘暴等要素。这只是祁连山地区科学观测研究工作的开始,未来将发展成为系统、全面、完善的祁连山地区科学观测研究综合网络平台。”我校科学观测台站管理中心主任、科技处副处长赵长明老师说。

在科学观测台站管理中心主任这个角色下,赵长明老师的工作不仅是奔波在祁连山的深山大川,往返于各个科学观测研究站,还肩负着学校科学观测研究站数据共享平台的建设与管理。

赵长明老师介绍到,学校高度重视科学观测研究站建设,从2016年11月科学观测台站管理中心成立至今,学校设立专项资金用于全校野外科学观测研究站监测仪器设备更新换代,实现了对典型区域的温度、湿度、辐射、雨量、气压、土壤等25项生态环境基本要素进行原位自动观测,观测数据每30分钟远程自动汇交到学校台站管理中心数据库。截至目前,中心已实现了15个科学观测研究站原位自动观测数据的实时远程传输功能,初步完成了祁连山生态环境监测网络、“一带一路”生态环境与气候变化野外科学观测网络、甘肃生物多样性数据平台与监测网络等3个专题科学观测网络数据平台的上线运行。野外科学观测研究站已成为兰州大学“双一流”建设的重要支撑平台和服务地方经济社会发展的重要基地。

【编后语】

历时2个多月,采访教师16人之多,一篇“纵横”交织展现我校教师在祁连山区域科研工作的报道终于完成。当落下最后一个字的时候,感动、钦佩、震撼、敬畏……各种情愫涌上心头。

纵——兰大人长期以来在祁连山区域开展的科研工作代代传承、从未中断;

横——结合祁连山区域“山水林田湖草”系统复杂耦合的多学科交叉研究齐头并进、相辅相成;

纵——是从祁连山山麓到山顶的研究方向在空间上面面俱到;

横——是从祁连山东段到西段的科研足迹在范围上分布广泛;

纵横交错中,一个个兰大人,一群群兰大人,一代代兰大人,步伐坚定,声音雄壮,跨越艰难困苦,头顶雨雪风霜,勇往无前向祁连山迈进。

(《兰州大学报》2018年9月15日校庆专版第03版)

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编辑:许文艳
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