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中国北方沙漠演变与人类适应

主办单位: 中国科学院老科协
承办单位:中科院老科协地质地球所分会
举办时间:2017-07-03       【字号: 访问量:

目录

简介
主持人致辞
主旨报告
讨论与交流
结论和建议
主要专家简介:
  1. 王谦身(主持人)中科院地质地球所研究员,院老科协地质地球所分会秘书长,地球物理专家
  2. 杨小平 (主旨报告人)浙江大学地球科学学院教授,长期致力于沙漠研究工作
  3. 汤克云  中科院地质地球所研究员,地球物理
  4. 钟  华  中科院地质地球所党委副书记
  5. 严寿民  中科院地质地球所研究员,地球物理
  6. 许荣华  中科院地质地球所研究员,地质学
  7. 王庚辰  中科院大气物理所研究员,大气物理
  8. 陈泮勤  中科院原资源环境局副局长,研究员
  9. 张  维  中科院地质地球所研究员,地质学
  10. 桂文庄  中科院原高技术局局长,研究员,中科院老科协副理事长
  11. 郭红锋  中科院国家天文台高级工程师
  12. 闫亚芬  中科院地质地球所高级工程师,地球物理
  13. 董爱英  中科院地质地球所研究员,地球物理
  14. 冯玉英  中科院地质地球所高级工程师,地球物理
  15. 胡世玲  中科院地质地球所研究员,地质学
  16. 孔祥儒  中科院地质地球所研究员,地球物理
  17. 赖明惠  中科院地质地球所高级工程师,地球物理
  18. 李  琍  中科院地质地球所高级工程师,地质学
  19. 刘  英  中科院地质地球所高级工程师,地质学
  20. 沈  萍  中国地震局地球所研究员,地球物理
  21. 石艳红  中科院地质地球所党群处处长
  22. 苏泽民  中科院地质地球所高级工程师,地球物理
  23. 孙克忠  中科院地质地球所研究员,地球物理
  24. 王  哲  中科院地质地球所高级工程师,地质学
  25. 王广福  中科院地质地球所研究员,地球物理
  26. 王庆禹  中科院地质地球所研究员,地球物理
  27. 闫亚芬  中科院地质地球所高级工程师,地球物理
  28. 易善锋  中科院地质地球所研究员,地质学
  29. 尹永平  中科院地质地球所所离退办主管
  30. 张  结  中科院地质地球所所离退办主管
展开

【简介】

 

我国沙漠地处亚洲中部干旱区的核心位置,地貌景观类型复杂多样,并有着悠久的人类活动历史,是历史上“丝绸之路”的重要组成部分,是联系东西文明与农牧文明的纽带。本次沙龙通过对我国内蒙巴丹吉林沙漠、库布齐沙漠、浑善达克沙地、新疆塔克拉玛干沙漠等沙漠地区环境演变的地质、地貌记录和证据及对这些证据可能解释的讨论,探讨学术界目前对沙漠地区环境变化研究的新动向和新认识。这对沙漠地区文明演化、环境变迁、人地关系演变的研究对区域可持续发展战略的制定有着重要意义,也有助于解决我国古文明演进等重大科学问题。

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【主持人致辞】

 

王谦身:我查了一下我国沙漠的面积。我国的大戈壁约有128万平方公里,占我国总面积的13%。记得前几年地学界讨论开发第一深度空间(注:指在地下0-500米找矿)和第二深度空间(注:指在地下500-2000米)找矿,讨论得很热烈。现在看来,如果能把占我国13%的沙漠逐渐开发利用,那是大有前途的。

在自然科学中,地学是个冷门,而地学中的有关沙漠的研究,更是冷上加冷。杨小平教授自参加工作以来,就与沙漠有缘。他在研究沙漠这门科学中,摸爬滚打30多年,找出沙漠形成的一些规律,通过考察和试验,得出了一些新的结论,提出了自己的看法。

今天,请杨小平教授来做报告,让我们进一步走进沙漠、了解沙漠。

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【主旨报告】

 

杨小平:中国北方沙漠演变与人类适应

尊敬的各位老师、各位领导、各位朋友,我在地质与地球物理所所工作了20年,对这个所有非常深的感情。今天在座的都是我的老师,有些是我刚参加工作到现在对我帮助很多的老师。今天能有机会向在座的各位老师汇报我的工作,感到非常高兴和激动。尤其钦佩中科院老科协的专家对科学勇于探索执着的精神。我感到,今天的汇报是我压力最大的一次汇报。

刚才,王谦身老所长讲了沙漠的重要性。我今天报告的题目是“中国北方沙漠演变与人类适应”。

我国的沙漠地区有70万平方公里、戈壁有50万平方公里,沙漠与戈壁占我国总面积的13%左右。在地球科学领域研究这么大面积沙漠的并不多,研究起来有一定的难度。

干旱和半干旱地区占地球表面的三分之一左右,沙漠包括在其中,是主要的地貌景观类型。干旱和半干旱地区不仅分布在中国的的北方、特别是西北地区,在世界各地都有分布,在非洲、美洲、澳大利亚、南非、南美都有。虽然欧洲干旱区不多,但有少量的半干旱区,也面临干旱区存在的诸多问题,在2017年6月份的北方地区的沙尘暴,欧洲就受到了影响。当前地球科学界在研究地球各圈层的相互作用问题,干旱和半干旱区在地球表面占据这么大的面积,在研究各圈层作用是非常重要的。

 

图一. 干旱区和半干旱区的世界分布

一.我国的文明演变与沙漠有密切关系

从人类文明来讲,“一带一路”是古丝绸之路,它主要经过了我国的干旱和半干旱地区。1882年,德国地貌学家李希霍芬在中国考察地质、矿藏、贸易路线时,把连接中国与欧洲各国的贸易路线,古时候称作“老的贸易之路”翻译成德文,有人又把德文翻译成英文,而英文再翻译成中文时,就演绎成丝绸之路了,主要是指贸易,丝绸之路一词一直沿用至今。在古代这条路主要是做贸易,当时丝绸的运输,离开了长安就是阿拉伯人在掌控,因为波斯人的经商能力很强,他们通过各个驿站把丝绸运到欧洲、运到罗马。而我们中国人没有赚到钱,只是获得了精神方面的东西,尤其是从印度传进来佛教,从西方传进了伊斯兰教,在信仰方面与他们有了沟通。在古诗中谈到沙漠就很恐怖,“飞沙走石”的情景,就连做梦也不想遇到沙漠。在丝绸之路中,提到贸易大国是大唐、大宋、大元、大明、大清的比较多,而提中国确很少。据说在“史记”中有记载“中国”一词,但没得到考古证实。在丝绸之路的塔克拉玛干沙漠中有一座尼雅古迹,它位于中国西北部新疆的民丰县,存在年代为公元前2世纪至公元5世纪。考古人员在那里找到了标志有“中国”概念的文物。 1995 年 10 月发现一瑞兽纹锦,上书 "五星出东方利中国"的织锦护臂,这是考古史上的重大发现。据说是汉代的士兵缝在袖章上的,表明士兵是由东方出去到这个地方执行任务,他们来自中国,也有的说是缝在挂在胸前的兜肚上的。“中国”一词在我国出现最早并有证据的文物,就是在沙漠地区的尼雅古城发现的。

绣有"五星出东方利中国"的织锦护臂原件在新疆考古所保存,新疆博物馆有其照片供参观者观看。

这里所说的五星指水、火、木、金、土五大行星;“五星出东方”指五颗行星在一时期内同时出现于东方天空,即“五星连珠”或“五星聚会”现象;“五星出东方利中国”,即出现五星共见东方之天象时,对于中国军国大事有利。天文考古学家预测,在2040年会出现这一天文现象,伴随2040年9月五星聚会奇观同时到来的,很可能是中国再次走向繁荣和富强。

图二. “五星出东方利中国”的织锦护臂

 

图三. 尼雅古迹

在2015年,我曾带学生去尼雅古城考察,看到的是沙丘、胡杨和红柳等。去尼雅古城必须有发改委的文件,审查很严。如果遇到大风,大风过后,很有可能出现一些想不到的宝贵文物。

中国是龙的国度,中华民族是龙的传人。龙,是中国古代人们心目中的神。

而中华第一龙就是在上世纪七十年代在红山文化遗址发现的,该遗址位于浑善塔克沙地边缘。出土的中华龙长约12厘米,是在六-七千年前古人用玉做的,手工艺水平很高。它的实物在国家博物馆展出。我与叶大年院士讨论过,他说我们的古人是有数学思维的,首先必须画出半圆的图形,古人是有圆规概念的。

 

图四. 中华第一龙

二.用现代科技手段再认识沙漠的变化

关于沙漠,在古书中,在大唐西游记中,就有描述。好像唐玄奘对沙漠有研究。其实那时的文人墨客大都是对沙漠的描述和对沙漠的感受。而真正有记载的是1927年瑞典地质学家斯文赫定对我国西北的大量考察。在我国西北的考察中,饮用水是他们考察的唯一保证,他和中国的陪同人员在找水中几乎都遇难,而他在自己的靴子中保存了一点水,在最后时刻他避免了遇难。

图五. 早期的考察团和治沙队

解放前,我国处在战乱时代,对沙漠的考察很少。1959年中科院成立了治沙队,才对沙漠有了大规模考察。那时的考察没有太多仪器,只是去看看沙漠在什么地方、有什么特点、有什么植被等。采集的都是基础数据,没有进行太多的研究,在治沙研究刊物中已出版。有些在1981年发表的文章,用的资料都是1959年的考察数据。我们现在用的过去的资料,有些就是1959年的资料。

在上世纪50-60年代,进入沙漠地区考察的人员是很辛苦的,他们坐着卡车去,在沙漠一待就是几个月。我的老师朱震达先生,带着考察人员,每年还不到正月十五就出发了,到当年的大年三十才回来,在沙漠地区往往一去就是一年甚至几年,虽然与那时的交通不便有关,但他们对科研的执着,是值得我们这一代人学习的。朱震达老师的考察结果,都得以发表,是非常宝贵的基础资料。那时的考察手段不如现在的考察手段。现在的仪器设备、卫星定位等都很先进。但那时取得的资料是宝贵的。

根据2009年科学出版社出版的《中国荒漠化和沙化土地图集》。我国有八大沙漠,我认为是七大沙漠。流动的沙丘才是沙漠,而固定和半固定的是沙地。我国的古尔班通古特就不是沙漠,应该叫沙地。它位于新疆北部准噶尔盆地中央,是我国面积最大的固定、半固定沙漠。行政范围包括昌吉和阿勒泰。

如果多年的平均降雨量少于200mm/年,称干旱区;若平均降雨量在200-400mm/年,称半干旱区。在八大沙漠中,只有库布奇沙漠属于半干旱区。媒体对于库布奇沙漠的报道较多,伊利集团在这里植树造林,搞太阳能。它的自然景观属于半干旱区。

我国有四大沙地。科尔沁沙地,,毛乌素沙地,浑善达克沙地和呼伦贝尔沙地。我去浑善达克沙地考察的次数较多,要多讲一些。而巴丹吉林沙漠是我长期工作的地方,要重点讲。

 

图六. 巴丹吉林沙漠位置

 

图七. 野外观测

巴丹吉林沙漠位于阿拉善高原的西部地区,它是内蒙古高原的一部分,内蒙古的地势总体上是高原。大约在20年前,当时的朱镕基总理很关注沙尘暴的由来,认为北京地区的沙尘暴是从北京周边地区来的,于是就大量植树造林。实际上,我的观点是,阿拉善高原是北京的沙尘暴的主要物源区,是从2000米的高空飞到北京地区来的。

科学是发展的,我想介绍一下前人是如何认识沙漠的,都提出了那些认识。我在前人的基础上做了许多新的估算,通过地质证据看巴丹吉林沙漠的局部地区的环境演变。尤其巴丹吉林沙漠被列为是中国最美的沙漠,它有许多高大而美丽的沙丘。我做了模型对沙丘的形成进行探讨和沙源进行分析。进一步研究沙漠的演变,以及人类是如何适应的。

关于沙漠的最早的书是“中国沙漠概论”,107页,句子精炼、内容丰富。反映了1949-1980年期间对我国沙漠考察的所有资料。据现在还健在的参加考察沙漠的老人回忆。在1959年前后,从全国招来许多大专毕业生参加治沙队,请在前苏联受过有关沙漠教育的朱震达先生给大家讲一讲,就开始沙漠的考察了。当时的考察队规模很大,约有几百人,大家都没有考察沙漠的经验。

在“中国沙漠概论”中提到,我国沙漠地区多年的年平均蒸发量为3000-3800mm,英美的科学家认为巴丹吉林沙漠的多年的年平均蒸发量为2600mm。我通过对巴丹吉林沙漠的考察,认为不应该这么高。巴丹吉林沙漠中是有许多海子,如果蒸发量高,其水源应该很丰富,可是这些水从那里来的呢?在巴丹吉林沙漠中有许多永久性的湖泊,我在这儿计算了每月的平均降水量和每月的平均蒸发量,考虑到太阳总辐射量、经纬度变化、高度变化、气温、气压、水汽压、风速、日照百分率等诸多因素,我的结果是每年平均水面蒸发量为1000mm左右。而水文气象部门巴丹吉林沙漠中挖20平方米的蒸发池,通过一年的观测,其结果是900mm左右。他们在罗布泊地区也做过挖水池观测蒸发量的试验,观测了约半年,其结果是1000mm左右。过去研究所出现的高蒸发量,主要是依靠局部气象站的数据,气象站的数据与实际数据是有差异的。

陆面蒸发量是水面蒸发量的10%左右。如黄土高原,过去每年的蒸发量很小。现在,通过退耕还林、退耕还草等措施,大地被绿化了,他们的蒸发量也大了。而巴丹吉林沙漠,有湖泊的地方蒸发量大,无湖泊的地方蒸发量小,总的平均值也就小了,在1000mm左右。

巴丹吉林沙漠年降水量不足40毫米,但是沙漠中的湖泊竟然多达100多个。高耸入云的沙山,神秘莫测的鸣沙,静谧的湖泊、湿地,构成了巴丹吉林沙漠独特的迷人景观。

在巴丹吉林沙漠有许多湖泊或叫海子,这里因位于大陆内部,这些湖泊都属于内陆湖。有些湖泊的水很咸,含盐度达400克/升,有些湖泊的水属于中性水,可以饮用。在距咸水湖约20米左右的井水,往往就是中性水,可以饮用。经考察认为,这些现象与湖泊的年龄有关,老湖泊因常年蒸发,含盐度就高了。老湖泊的古湖岸线多,根据由从上面的古湖泊线向下面的古湖岸线变化,看沉积相变化,可以估算出湖泊的年龄。巴丹海子约有4000-5000年的历史,在4000-5000年前,它是一个大的湖泊,适合人类宜居,后来由于气候变化,成了现在几乎消失的现状。它离现在的金昌市较近,每到双休日或节日,很多人都开自驾车到此旅游;所以有些地质特征被汽车轮给压没了。

媒体曾报导,说巴丹吉林沙漠中湖泊中的水是通过一条大断裂,把青藏高原的水引来了。并说是我的发现。我不是搞地球深部构造的,我不会发表这种结果的文章的。

可以从沙漠中的咸水湖提取盐,这是一种丰富的资源。

在有咸度的湖泊中,生长着卤虫,是一种很好的水生动物的饲料。

 

图八. 生长在咸水湖中的卤虫

 

图九. 巴丹吉林沙漠

 

图十. 巴丹吉林沙漠湖泊

在上世纪50-60年代,中科院的治沙队是进入沙漠腹地进行考察,从那以后,考察就少了。现在由于需要,往往就在沙漠边缘看看,然后靠推测、推断去得出想要的结果。在巴丹吉林沙漠的边缘,看到的就是一座座高大而美丽的沙丘。只有进入到沙漠里边,才能看到更多的考察内容。才知沙漠表层含有很多钙质胶结层,而这些钙质胶结层与气候变化、雨量等有关,也是维持高大沙丘不变的重要原因。

这些高大的沙丘,有的是新沙丘,有些是老沙丘,它们在不同的地质时期形成,而钙质胶结层起到了保护作用。从事风沙地貌的研究人员是通过风来研究沙丘的演变。而地质学家就要从沙丘的岩石露头来分析,我在沙丘上确实看到过花岗岩岩石的露头。

根据“中国沙漠概论”记载,巴丹吉林沙漠有144个湖泊,实际上可能还要多,因为有些季节性湖泊,如雨量多时湖泊可能还多。沙漠地区的氧化很强,有些植物在不能生存后,很快就被氧化,不会留下任何可参考的东西。而在湖泊地区,在浅水时,湖边和水下都会生长水草,水下因缺氧,水草在不能生存后就形成泥炭堆积,而湖边的水草在不能生存后就被氧化。这也是在沙漠地区可考察的东西少的原因。按照常规,湖岸线的遗迹应该是上面年代久远,下面年代少。我通过湖中泥炭堆积的修正,得出相反的结论,即上面的湖岸线年代约为5千年,下面的湖岸线形成约为7千年。这一结论得到世界学术界的承认并被引用。

在巴丹吉林沙漠高湖面时,确实有人存在。我在考察时发现很多陶片,经咨询考古人员,认为在4000-5000年前,这里有游牧民族生活,它们属于齐家文化。那时,巴丹吉林沙漠中很适合宜居,空气好,病菌少。那时在西北地区生活的人比沿海地区生活的人多。

以上就是气候变化引起沙漠演变,造成人类迁徙。

高大的沙丘是怎样形成的。在1959年前后,中国科学院治沙队也曾做过宝贵的观测。那时用木棍插入沙丘中,每天测量沙丘的变化。治沙队得出的结论是从平地到沙丘形成的演变过程,沙丘是演变的,沙漠是变的。我们认为沙漠与东亚季风气候背景有关,是西北风向东南方向吹,沙漠移动是从西北向东南方向移动。但巴丹吉林沙漠中的阿拉善右旗正好相反,它的沙丘是从东南向西北方向移动的,它是受到当地地形影响造成的。所以沙漠形成,在局部地区有特例。

研究沙丘的形成等问题,世界各国都很关注。外国人对中国的沙漠和沙丘的描述是不可靠的,它们用的资料有些是气象站的资料,而气象站没设在沙漠中,而是设在沙漠绿洲中,在绿洲中观测到的数据不能代表沙漠中的实际情况。

一个沙丘不能算沙漠。沙漠是界定于干旱、半干旱地区的沙丘景观。

在巴丹吉林沙漠,有些沙丘只有20-30米高,而有些沙丘是高于200米。我们在这里曾进行过重力测量,后经校正等再进行理论反演、推测,认为在这一地区的沙漠,沙子只是沙漠的上面部分,下面是高低不平的基岩。这里的沙丘是风沙把山给盖住了。是风沙堆积把丘陵变成了沙漠。这种现象在国外也有,在非洲的撒哈拉沙漠有些就是这样形成的。

从南面和北面流来的河流,也把沙子带到巴丹吉林沙漠。从古河道可以证实。

巴丹吉林沙漠高大沙丘的形成,与沙丘下伏基岩形态起伏有关;与气候波动,即气候的干湿交替有关;钙质胶结层对沙丘的发育起到了保护作用。也就是说,沙源是多源性等因素共同促进了沙漠高大沙丘的形成。

从地球化学分析,认为巴丹吉林沙漠的沙子来自于祁连山和青藏高原,还有一些是来自阿尔泰山区。原来的观点是来自于青藏高原占主要组成部分,现在看来,来自于蒙古高原的沙子的影响应该引起重视,不能忽略。

沙漠是干旱、半干旱气候的产物。而在极干旱地区,确没有沙漠,如罗布泊地区就没有沙漠。沙漠是地球系统科学的核心问题, 与构造、地形要素有关。

下面谈谈中华第一龙的发源地浑善达克沙地,浑善达克沙地多为固定或半固定沙丘,沙丘大部分为垄状、链状,少部分为新月状,呈北西向南东向展布,丘高10至30米,丘间多甸子地,多由浅黄色的粉沙组成。。第一龙是在浑善达克沙地的边缘发现的,通过我们对这片沙地的考察,它的表层是风成沙,而再往下则是湖相沉积,从沉积层的构造可以推断,那时这里的湖泊很深。我在那里还发现了一些精美的陶片。在距今5000-6000年之前,那里的湖泊连片,湖网密布,水系发育,河道把湖泊连接起来,是最适宜生活的地方,红山文化应该是华夏文明的重要组成部分,它比半坡文化要早。也有人称那就是红山时期石器时代。红山文化因首次发现于赤峰红山后而得名。红山文化发源于东北西部,起始于五、六千年前的农业文明,是华夏文明最早的文化痕迹之一。

中华第一龙的表象更像是鱼。现在,我们描述的龙,是能腾云驾雾有腿的龙。在5000-6000年之前浑善达克沙地的水系密布,古人类生活与水有关,就把鱼做为偶像、做为吉祥物,所以做出的龙就像鱼。

浑善达克沙地是如何把湿地变成沙地的呢?是地貌起到了作用。由于河流的朔源侵蚀,即河流的下游的沙漠化逐渐向上游蔓延,使上游的河道也沙漠化,河道就存不住水。水不能提供给湖泊,整个水系被破坏,逐渐沙漠化了。

现在全球变暖,有人提出雨量会增加并有利于生态恢复。但在锡林浩特地区,其变暖主要体现在每年的11、12月和元月份。这时的变暖不利于土壤水分的保持,相反,土壤的水分损失更大,不利于可持续发展,会使土壤更多的退化。全球气温变暖,对有些地方不利。

谈一点库布奇沙漠。现在这里搞了许多旅游景区,宣传沙丘有几百米高。有些宾馆建在沙丘的顶端。其实,宾馆是建在沙漠覆盖最薄的岩石上。

在库布奇沙漠中,地理学家推测曾有一座汉代古城,大约有三千户人家在这里生活,后由于环境的变化,不再适合人类宜居。

 

图十一. 库布奇沙漠

现在有人提出气候变化对沙区的未来预测,认为气候变暖会使当地的雨量增加,会利于生态修复,会使环境变化。但我认为,气候变暖不一定造成雨量增加,尤其在沙漠、沙丘地区。北京地区最近的温度很高,也没看到雨量多。

关于沙漠、沙丘的形成,过去大都从风的角度去分析。现在看来,应从地球系统科学去考虑。

今天,我的汇报就到这儿了,谢谢各位老师!

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【讨论与交流】

 

王谦身:杨小平教授做了一个很好的主旨报告,关于沙漠,从国外讲到中国,内容广泛、全面、具体、深入和细致。下面有什么问题,大家提出来。进行讨论。

汤克云:我和杨小平是老朋友了。真是隔行如隔山,地球物理所的前副所长陈宗器,在1931年陪同斯文赫定考察西北,他的儿子目前还在空间所工作。在2008年我去嘉峪关观测,路过敦煌沙漠、嘉峪关沙漠,感到沙漠很好玩,没想到里面有这么多学问。杨小平教授做的工作很有启发,就是如何看待老的教科书或老的权威做的老结论,在科学技术发展的今天,需要我们亲自去做一下,看其有什么变化。杨小平对沙漠地区的年平均蒸发量的细致、全面的考察,认为不是上世纪60年代提出的年平均蒸发量3000mm,而是年平均蒸发量1000mm,很有创新性。

杨小平:我不知道陈宗器是咱们所的原副所长,我只知道他陪同斯文赫定去西北考察了。现在知道是咱们所的老所长了。

钟华:在咱们所的展览中,有这方面的介绍。陈宗器曾是咱们所的副所长。

严寿民:我想问2个问题。1.目前外蒙古的沙漠化非常严重,它们的人口是1.7人/平方公里,国土面积的76.8%都已沙漠化了。我想问,如何防止沙漠化,让沙漠不扩散,并治理沙漠。2.我国的库布奇沙漠进行了治理,联合国环保处也很重视。库布奇沙漠距北京约800公里。在上世纪80年代,北京经常有飞沙的日子,现在没有这种天气了,这与库布奇沙漠的治理有无关系?

杨小平:关于外蒙古,这几年的雨量偏少。它们靠放牧生活,但它们放牧的很厉害,变成了过牧,致使草原的草供不上。草原上需要骆驼,靠骆驼的脚把草的种子踩在地下,才能发芽,但要控制骆驼的量。要想治理沙漠需要对人类活动有所限制,由于它们养的羊、骆驼太多,对草原不能保护,反而是加速当地的沙漠化。

关于库布奇沙漠,现在属于伊利集团的,整个都圈起来了,里面建了酒店,搞旅游。

北京的沙尘暴不完全是库布奇沙漠的影响。阿拉善地区对北京的影响也很大。这几年,对这一地区采取退耕还草、退耕还牧措施,国家收购了这片牧场,补贴发给牧民,等于停牧了,对阿拉善地区治理很有效,但这种补贴的方式能持续多久?这几年西北地区的雨量也多一些,对减少沙尘暴也有影响。

许荣华:你刚才显示的沙漠中,看起来沙层的厚度并不厚,有些地方的地下水很丰富,这与干旱的沙漠似乎有些逻辑上的不理解,希望解释一下。你讲的戈壁、沙漠、黄土,其实是老虎的不同概念。沙漠被风吹走,然后又被吹来进行补充,也就是说,沙漠不是封闭的,那又如何理解你测的数据。

杨小平:沙漠中好多地方的沙子并不厚,是对的。沙丘只是沙漠中的一部分。如北美的沙漠只占干旱区的1-2%,沙哈拉沙漠占其干旱区的15%左右。

沙漠中的地下水是沿古河道分布的。如果没有古河道,地下水就困难。地下水的来源,一部分来自于当地降雨,一部分来自于河流从外面带进来的,如我国的塔克拉玛干沙漠的河流就把昆仑山和天山的水灌进去的。

沙漠不是封闭的,沙漠中的细沙被风吹走,而河流又把山区的碎屑物质不停的运到沙漠。

关于开放的沙漠与测量数据问题,关键是测量后与以往的数据进行对比,才能得出实质性的结果。

我国的沙漠很大,但研究沙漠的群体又很少。现在致力于研究沙漠实质的人员很少,一是条件艰苦,一是出成果慢。很多人愿意在室内的计算机上进行数学模拟,很快就出论文、出成果。

王庚辰:蒸发量是沙漠的形成与发展的关键数据,你通过考察得出新的蒸发量的数据。我们国家现有五个沙漠观测站,已经观测了十多年,做了大量工作。你得出的数据是否与他们沟通过。另外,从沙漠的形成与演化来看,究竟是气候变化起主导作用、还是人类活动起了作用。尤其是近百年来对原生态的变化的影响?

今天,院资环局的陈泮勤副局长也来了,他对气候的变化的影响很关注,气候变化的影响应该很大。

杨小平:谢谢王老师提供的沙漠观测站的线索,以后我会去他们那儿,把数据对比一下。

关于沙漠地区原生态变化问题,近一百年来,自然因素影响不大,更多的是人为因素,这也与国家政策有关。比如毛乌素沙区,国家采取了禁牧政策,这里的植被很快就起来了、恢复就快。在长城沿线的西北地区,原来就属于干旱地区,现在恢复的变化就不大。而在长城沿线的东南地区,生态环境恢复就好一些。

陈泮勤:杨教授做了非常漂亮的工作。我有一点想法。今天报告的题目很大,北方沙漠的演变实质上揭示了我国北方气候的演变与人类的关系,这一讨论的问题很重要、很有意义。我感到目前最大的困惑是我们的科研工作在某种程度上还远远达不到人类的需求。

最近讨论最多的全球气候变暖,是自然因素为主、还是人为因素为主。如果是自然因素,是大自然的变化引起,那是不可抗拒的。如果是后者,则可以规范人类自身的行为,规避气候变暖带来的不利影响。当前的现状是:全球有仪器观测以来的气象记录也就是一百多年的历史,而中国的气象记录,除东部少数气象台站外,大多是从上世纪50年代后开始观测的。对于百年尺度的全球变化而言,显然用这么短时间序列的资料去研究并预测百年甚至更长时间尺度的气候变化,我认为几乎是不可能的,也是不科学的。而用代用资料重建的古环境记录有其时间序列长的优势,但其缺点是时间和空间分辨率低,同样不能满足全球变化机制研究和预测的需求。因此,我们希望在古环境记录的重建研究中,能进一步提高时间和空间分辨率。具体建议是将一百多年器测时期的气象记录、80年代以来的卫星遥感资料与长时间序列的古环境记录重建工作结合起来,寻找其中的关联,拓展并提高时空分辨率,使我们的工作有所突破,给我们的政府提出有关生态环境的一些建议。

杨小平:陈老师提到的2个方面,都是很关键的问题,即时间分辨率和空间分辨率,我们都做过,特别是区域分辨率,对古环境对比时,如果对比其它洲,如大西洋的古环境,比我们周边要对比的好。

张维:首先感谢小平教授给我们介绍了北方地区沙漠的有关内容。我想问点题外话。我去过西藏2次,在西藏的东部,如波密地区沙漠化很严重,有流动的沙丘和沙地。在西藏东部有这么大面积的沙丘和沙化现象,这些沙子是从哪儿来的,不知你对这一现象有何解释和预测?

杨小平:我没去过西藏地区,但我沿青藏铁路走过。高原是有沙丘存在,可能是近源沙丘。原来沙丘很少,现在西藏的沙丘多了,这可能与人类活动有关。

张维:建议以后你去西藏考察一下,特别是波密地区。

杨小平:谢谢,我争取去。

桂文庄:今天我学了很多东西,对于沙漠研究,确实需要大量的现代探测技术和物理手段,长了见识。

我们知道,中国西部的沙漠环境从历史上来讲是越来越恶化,是气候变化引起的。但从大尺度来讲,究竟是什么原因造成的?当前讲全球变暖的问题,气候变暖与沙漠恶化有无关系?人类能阻止吗?人类只能改造小区域,能改变大的趋势吗?

最近几年听说,我国西部地区湿润趋势加强了,兰州、新疆等地区的雨量增多了。这些对大趋势有没有影响?

杨小平:刚才桂局提到的问题,其因素确实是很复杂的。在塔克拉玛干沙漠,在400年以前,是有老虎的,那时森林茂密,水源丰富,但这些绿洲与周边环境有关。

现在提到的雨量增多,问题是能否持续?地下水可以利用,但过度的利用就麻烦了。

郭红锋:我是国家天文台的,对于沙漠,我是门外汉,但我对有关沙漠的报告很感兴趣。从古至今,气候、地质变化很大,古丝绸之路上,应该有很多人居住,由于受到气候变化、地质变化,改变了这里的生态环境,有的地方沙漠化了。这个问题很重要,涉及到人类的生存。但现在从事这方面研究的团队很少,国家在政策方面,应该支持这个工作。你在报告中提到,有些观测站没有建在沙漠中,而是建在沙漠的绿洲中,这样的数据能用吗?

杨小平:最早的气象站是设在沙漠的绿洲中。现在的自动记录可以发展起来,但毕竟时间很短。

现在国家层面上研究沙漠的人不多,可能与个人兴趣有关。因为现在是市场经济时代。

闫亚芬:你的报告中提到沙漠中的重金属很多,咱们国家的沙漠很多,覆盖面积又大,能开采吗?

杨小平:有些国家开采沙漠中的金属,咱们国家从沙漠中提取金属矿的还没有。

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【结论和建议】

 

沙漠的演化是自然因素还是人为因素,沙漠学家认为自然因素的可能性大些。同时从我们国家的现实生活出发,认为人为因素也有很大影响。

形成沙漠的关键因素是气候,但是在沙漠的边缘地带,原生植被可能是草地,由于人为原因沙化了,这些人为的因素主要有以下几个方面:

(一)不合理的农垦。(二)过度放牧。 (三)不合理的樵采。

沙漠治理的关键是防风固沙,保护已有植被,并且在沙漠地区有计划地栽培沙生植物,造固沙林。

我们国家在一些沙漠地区,采取了一些措施,如毛乌素沙地,国家采取了禁牧政策,这里的植被很快就起来了、恢复就快。库布奇沙漠的治理与绿化,也取得了很大效果。

 

图十二. 毛乌素沙地位置

每年北京地区都要有几天的沙尘暴和扬尘,它们都源于沙漠。毛乌素沙地和库布奇沙漠的治理,对减少北京地区的沙尘暴和扬尘,有直接的影响。

我们的建议是:减缓或阻止沙漠的蔓延,留住我们的绿水青山。

我们建议中科院的气象学家、沙漠地质学家、水文学家联手搞一次学术沙龙,共同探讨和预测未来一百年的沙漠变化趋势。为我们的政府提供有关生态环境的一些展望。

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