塔克拉玛干沙漠,为何出现众多“湖泊”

东西纵横约1000公里的塔克拉玛干沙漠,是我国最大的沙漠。近日,有消息称众多“湖泊”现身沙海之中,央视视频画面中,沙漠与水面相映衬,蔚为壮观。专家表示,这与今年塔里木河充沛的水量有关。水量上涨,河水漫溢到附近的塔克拉玛干沙漠中,形成了独特的景观。

塔克拉玛干沙漠出现众多“湖泊” 图丨央视网

众所周知,塔克拉玛干沙漠是世界第二大流动沙漠。为何世界“旱极”如今也布满湖泊?

世界“旱极”

1900年,斯文·赫定在中亚进行第三次探险考察。期间,他曾在塔克拉玛干核心区——罗布泊勘测,并在寻找铁铲时发现了风沙下吹出的精美木雕。

这个偶然的发现,使得沉睡千年的楼兰古城重返人间。

西汉时的楼兰国,有时为匈奴耳目,有时归附于汉朝,巧妙地维持其生命。公元前60年,西域都护府设立后,西域地区开始被纳入中央政权管辖。西汉在天山南北实行驻兵屯田,以减轻当地经济负担、解决驻军和来往使者商旅的食宿问题;同时修筑城堡、建立烽燧,进一步拓展丝绸之路。

凭借独特的地理位置,楼兰成为丝绸之路南北两线的分岔点。东方的丝绸制品、陶器、漆器、铁器,中亚的棉布、毛布制品、铜镜、海贝,甚至波斯、希腊、罗马的艺术品都会在这里出现。楼兰成为名副其实的东西方文化交流地。英国考古学家斯坦因就曾在楼兰发现一块东汉晚期的彩色缂毛残片,它由羊毛织成,上面明显留有希腊罗马式图案的赫尔墨斯头部和双蛇杖图案。

(注:赫尔墨斯是古希腊神话中掌管贸易、旅行和竞技的神,他手持双蛇杖为神祇们传递信息。)

但是,楼兰的繁荣在公元4世纪时戛然而止。

关于楼兰消逝之谜,人们进行过不少猜测。有人认为,当时西域人口急剧增加、大规模开垦土地、砍伐树木、引水灌溉农田,这一地区对环境资源的开发利用超出生态承载力,最终引起下游水资源匮乏、绿洲退化和沙漠化。

根据楼兰出土的文书记载,中央政府曾下令限制在此地砍伐树木。连根砍树者,不管谁都罚马一匹;若砍伐树木大枝,则罚牝牛一头。可惜政令为时已晚,人为因素对自然环境的破坏已十分严重。外加气候干旱、水资源匮乏,绿洲大面积减少。

从地理区位上解释,在新疆南部,巨大的塔里木盆地被天山山脉、帕米尔高原、昆仑山脉围住。无论是从北面吹来的北冰洋水汽,还是西南方向的印度洋暖湿气流都无法到达盆地,这就是塔克拉玛干沙漠形成的原因。

据《水经注》记载,东汉后塔里木河中游改道,导致楼兰严重缺水。敦煌数千官兵前去援助、挖渠引水,也未能救回楼兰。最终,楼兰被塔克拉玛干肆虐的黄沙吞噬。

到了7世纪,玄奘法师从天竺取经归来路过楼兰城时,此地早已经荒废。他在《大唐西域记》中描述道:“国久空旷,城皆荒芜。”

除了楼兰,茫茫沙海中安迪尔、精绝、喀拉屯等汉唐时代城市废墟,古丝绸之路沿线被沙丘掩埋的古代烽隧等,都是该地区曾经历土地沙漠化的证据。

塔克拉玛干沙漠年平均降水量不足100mm,最低不到5mm,平均蒸发量却高达2500~3400mm。这种极端的水汽条件甚至不足以维持植被生长,为何忽然出现湖泊了呢?

又干又涝

从中国气象局得知,今年网上热传“沙漠湖泊”的美景照片大概位置在尉犁县罗布人村寨景区一带,而该景区一直因水沙交融闻名,沿途有一部分“湖泊”是塔里木河流域向原始胡杨林下放生态水形成的,还有一部分是9月以来塔里木河流域出现警戒洪水后河道溢出来的漫滩水形成的多个小型“积水库”。

天山地区虽远离太平洋与印度洋,但其西部、北部地势相对偏低、地形平坦,来自大西洋与北冰洋的水汽可长驱直入。受到天山山脉阻挡后,便会形成丰富的山地降水。

近年来,新疆南疆地区降水量逐年上升,塔河流域降水明显偏多。有学者利用塔克拉玛干沙漠周边12个气象台站1961~2007年的历史气候资料,分析了近47年的年平均气温、降水量、潜在蒸散量和地表干燥度等气候要素的基本变化特征,并发现:该地区年平均气温呈升高趋势,降水量呈增多趋势,年潜在蒸散量和地表干燥度总体呈减小趋势。

此外,塔克拉玛干沙漠位于塔里木盆地,三面环山,山顶常年积雪。夏天高温导致积雪融化,也会给塔克拉玛干沙漠带来更多的水。一旦冰雪快速融化超过河流的承载量,还会产生融雪(冰)洪水。根据新疆水利厅消息,2022年5月以来,受高温融雪及降雨影响,塔里木河干支流25条河流发生超警戒流量以上洪水,其中,7条河流超保证流量。

沙漠地区土壤的排水能力差,固水能力也差。在沙漠里,风和雨水会逐渐清除沙子、灰尘和其他细粒颗粒,留下较大的颗粒碎片,最终形成一层像混凝土一样坚硬的沙漠地面。这种地面的排水、固水差,不需要太多的水就足以淹没一个地区。

“洪水期间,得益于流域管理局等提前的预测和管理,没有发生较大险情灾情,但导致塔里木河水位高涨,河水漫溢出河道,流向塔克拉玛干沙漠中地势较低的区域,形成大小不一的所谓的‘湖泊’。更多的洪水资源,则通过塔里木河输水工程等,被输送到了沿岸的湿地、胡杨林等生态保护区。”中国科学院新疆生态与地理研究所研究员段伟利提到,沙漠渗水速率较快,蓄水能力差,在没有水源持续补给的情况下,这些临时的“湖泊”会很快消失。

沙漠变绿洲?

那么,降水量增多,是否意味着塔克拉玛干有变成绿洲的趋势?

对此,中国科学院大气物理研究所回应道,卫星监测的区域本来就是塔克拉玛干沙漠最主要的河谷绿洲之一,“变绿”的最主要原因其实是季节变化。春夏时节,高山融雪、河水丰盈,河谷绿洲的大片农田繁茂生长,自然就“变绿”了。

这不禁让人想到即将“消失”的毛乌素沙地。它位于内蒙古、宁夏、陕西三省区交界处,沙地总面积达4.22万平方公里,如今大半已变绿。不过沙地与沙漠还是有很大区别——沙地形成的原因不仅与当地降水少有关,而且更多取决于人类的社会活动;沙漠的形成则主要与自然环境相关。

毛乌素沙地北靠鄂尔多斯高原,南邻黄土高原。这里冬季受蒙古冷气团控制,盛行大陆吹向海洋的冬季风,冷空气活动频繁。每年秋季冬季风刮来之际,与东南季风在此拉锯,形成切变降水,区域性暴雨频繁,故有“世界沙漠暴雨中心”之称。

再看塔克拉玛干沙漠。虽然其周边地区的年降水量增加趋势超过6%(每10年),但该地区的年平均降水量只有40毫米左右,即使增加10%仍为干旱气候,缺水问题依然严重,而且,增暖还会导致潜在蒸发量增加,因此,近些年表现出的降水量增加并不会从根本上改变这一区域的干旱状况。

中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所副所长姚俊强也谈到了“沙漠变绿洲”的不可能性。他表示,沙漠湖泊在世界上很多沙漠中是客观存在的,包括巴丹吉林沙漠、塔克拉玛干沙漠等,一般是在较长时间下沙漠表面洼地积水形成的比较宽广的水域。洪水过程对河流两岸荒漠河岸林的生态水文意义很大,但这类水体面积相对很小,且存在时间较短,无法对区域气候产生影响。

把洪水资源化

段伟利强调,水资源是干旱区经济社会发展和生态环境保护的最重要自然因素。近几十年来塔里木河流域山区来水量呈波动增加趋势,后续随着全球变暖趋势,更应做好科学的水灾害防治和水资源规划及管理等。

荒漠与绿洲生态国家重点实验室主任、中科院新疆生态与地理研究所研究员陈亚宁在近期的公开采访中也提及西北干旱地区可以很好地利用这些难得的洪水,“西北干旱区是一个资源型缺水、工程性缺水、结构性缺水和管理型缺水的地区。水资源短缺是制约新疆经济社会发展和生态安全保障体系建设最关键的自然要素。”

“要把洪水资源化,提高利用效率,趋利避害。针对像今年这样的洪水特点,可以采取‘引洪灌溉’,有计划地对一些重点胡杨林保护区实施生态补水。”陈亚宁认为,针对新疆这样一个缺水大区,要进一步加强水利工程建设,提升对水资源的管控能力,提高水资源利用效率。

从空中俯瞰叶尔羌河阿尔塔什水利枢纽工程水库大坝。图|新华社

其一方面彻底解决叶尔羌河千年水患,减少每年的防洪投入;另一方面极大改善叶尔羌河流域灌区灌溉条件,灌区灌溉保证率大幅提高。与此同时,工程还利用河段落差和下泄塔里木河干流生态水、灌溉下泄水、冬闲水发电,缓解南疆三地州电力短缺的状况。

除此之外,尼雅河上的控制性工程尼雅水利枢纽工程、喀拉喀什河流域的控制性骨干工程鲁瓦提水利枢纽、和田玉龙喀什水利枢纽工程、车尔臣河大石门水利枢纽、塔里木河流域奴尔水利枢纽、阿克肖水库等一批水利项目正在加紧推进中。

新疆水利工程建设是自治区河流体系的综合利用和管理,对于降低自然灾害发生几率、切实保障群众的生命财产安全具有重要意义。虽然新疆水利建设起步较晚,但未来可期。

参考资料

3. 塔克拉玛干沙漠地区沙漠化过程及其发展趋势丨中国沙漠,1987年第3期.

4. 丝绸之路——历史上的楼兰丨新疆若羌县人民政府网站.

5. 南疆近60年来洪灾时空变化特征分析丨地理科学,2012年03月.

THE END
0.中科院新疆生地所所长:将就干旱区生物多样性保护开展国际合作|新疆|生态联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)第二阶段会议正在进行。新京报记者了解到,中国科学院新疆生态与地理研究所(新疆生地所)联合国内外科研机构和国际组织共同启动“干旱区生物多样性保护联合体(BCAA)”。 干旱区生物多样性有什么样的特点?联合体将开展哪些工作?对此,新京报记者采访了正在加拿大蒙特利尔参jvzquC41pg}t0|npc0ipo7hp1q532;7/343298iqe/onz€~hrx<94>=960yivvq
1.干旱区水循环与水利用重点实验室开放基金申请指南领域中的关键问题,开展降水-冰雪径流过程、水耗散和转化过程、水文过程的尺度转化及不确定性、水环境污染与修复、跨境河流水安全等方面的野外观测与理论研究,重点开展人类活动、气候变化影响下水资源形成与转化过程以及水资源和水环境安全研究,揭示干旱区水循环各要素相互作用机理,实现干旱区内陆河水循环与水利用研究的jvzq<84yyy4fir3ecu4dp8y|ii81494v|im`3?8589532;9291z32;92929`9;5;24?/j}rn
2.中科院院士:不必居高临下就南北差距说事,也不要鼓励部分地区向国家要东部季风区面积约占全国陆地总面积的45%,人口和经济总量却占全国94%左右。西北干旱与半干旱区土地面积约占全国约30%,人口占4%左右。青藏高原区平均高度在4000米以上,面积约占全国的25%,人类的社会经济活动主要集中在部分河谷地带,人口占比不到1%。 学术界及社会方面,一说到我国发展规划时就强调区域发展不平衡问题jvzq<84hkpgoen3ukpg/exr0ep5xo8724331:66:1fud/rpsehtde<;3:;?60|mvonEdtnk?el
3.ISWCR:青藏高原江河源区水沙分布格局及其主控机制近期,中科院青藏高原研究所环境变化与多圈层过程团队通过系统研究上世纪60年代以来,青藏高原八个主要江河源区(黑河、疏勒河、叶儿羌河、黄河、长江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江,图1)径流深和输沙模数的分布特征、影响因子及主控机制,揭示了高寒流域产流和侵蚀输沙的特性。 jvzq<84yyy4jvyhcu0gd0ls1pg}`m‚hi1pkxat~l|1814:621v814:6244e74;;;:34ivvq
4.业内新闻中科院已经做过一些关于碳收支项目的研究。现在认为,我国目前地表碳储量相当于363亿吨二氧化碳,每年固碳速率是10到40亿吨二氧化碳,我们估计森林在2060年以前将会达到固碳的峰值,之后固碳速率就会降低。干旱半干旱区的土壤还很难估计。图6就是用不同的方法测算出来的碳源,数据差别比较大。 jvzq<84yyy4{l‚uz|z4dqv4e14634654/3<06B<4234tj}rn
5.最高科学技术奖,李兰娟院士在列科学技术奖中国科学院程国栋长期从事冻土学和干旱区生态水文和生态经济研究,先后获得各类奖励30余项,其中国家科技进步特等奖1项,国家科技进步一等奖1项,全国科技大会重大科技成果奖1项,甘肃省科技进步一等奖2项、何梁何利基金科学与技术进步奖、国际冻土协会终身成就奖,并获中国科学院重大科技成果奖、杰出科技成就奖、自然科学奖等。 jvzq<84m0uooc7hqo0io1jwvkerfa>87;2<:4B9a35l7en=8g27:29yp5p4ivvq
6.科学网—中科院浑善达克治沙记:一个生态项目的生存样本2000年,中科院植物所数名专家驱车进入浑善达克沙漠腹地,沧桑粗犷的沙地生境景观让他们动容。 “浑善达克”在蒙语中是“黄色马驹”的意思。严重退化的沙地如同一块块疮疤,嵌在这片离北京最近的沙尘暴源头。 为了驯服这匹“黄色马驹”,中科院植物研究所研究员蒋高明与其科研团队,在2700公顷的生态恢复试验区内,在一个名jvzquC41pg}t0|hkgpifpny0ep5ivvqpgyy0496313604>972:4tj}r
7.地球化学分析中心主要研讨内容:近年来,同位素地球化学示踪技术已成为干旱区生态水文学研究的重要手段,其主要应用集中在干旱区水循环过程和干旱区水-土-气-生耦合过程,特别是在干旱区降水演化、水汽来源及组成、蒸散发过程、内陆河流域水资源形成转化、植物水分来源及利用效率评估、冰川冻土的水文效应、土壤水运移等方向具有突出的优势并jvzq<84yyy4mkp3ecu4dp8mwcz{fhnszk1~xf}44249148y424914:3jvor
8.中国地貌区划理论与分区体系研究应中国地理国情普查等国家专项任务的需求,对较大尺度、多级地貌区划研究提出了新的要求。在梳理中国地貌区划的理论,包括板块构造与地貌圈特征、地貌形态与内外营力体系、地貌形态的类型组合与区域分异的基础上,基于2013年提出的中国地貌二级区划的新方案,归纳了全国多级地貌区划分的原则,提出了基于“大区—地区—区—亚jvzq<84uejupn7ktggqbq‚fp0eun1ko1kiyot{4424703;24;17769<:;56:3>66457/uqyon
9.天山深读丨中国科学院新疆院所负责人答四大“核心任务”成效中国科学院新疆生地所科研人员在塔克拉玛干沙漠东部片区采样(资料图片)。图/中科院新疆生地所提供 干旱区生物多样性保护取得突破 问:在干旱区生物多样性保护方面做了哪些工作,成效如何? 答:干旱区生物物种具有抗旱、耐盐碱、耐高温、抗辐射和耐低温等多种抗逆性生物学特性,有些是栽培作物和家畜的近缘种,有些是栽培jvzq<84yyy4uno|0pgz0uƒ4424:148y424:14;8a3;9599:90jznn
10.国外最新研究:华北地区因高温将不再宜居专家回应:结论有不确定性华北平原占地30万平方千米,依据《中国资源科学百科全书》介绍,该地区大部分属暖温带半湿润气候,冬、春季少雨干旱,夏季多雨湿润,适宜发展农业生产。但该地区旱涝灾害频繁,尤以旱灾最为突出。因降水不够充沛,使得华北地区成为重要的灌溉农业区。 以往,有许多研究探讨了城市人口密度较大、汽车持有量高等因素引发的城市热jvzq<84gpx4qgxung0ipo7hp1p70496:12>158h3236.5972:2780qyon
11.历史沿革当年年底,新疆分院职工人数达到814人,分院院部行政管理机构设立有办公室、人事保卫处、业务计划处和行政管理处四个处(室);下设单位有中国科学院新疆分院物理研究所、中国科学院新疆分院化学研究所、中国科学院新疆分院民族研究所(编制在自治区)、中国科学院新疆分院地质研究室、中国科学院新疆分院生物研究组、中国科学院jvzq<84zld4dc|3ep1mch‚lm1ihmu‚l1
12.历任所长1997-2000承担“九五”中国科学院重大项目“亚洲季风气候变迁与全球变化,历史时期自然环境背景与人类活动效应”研究。 2000-2004承担国家重点基础研究项目(973)“中国西部干旱区生态环境演变与调控研究,绿洲形成及演变过程研究”。2000-2003承担国家科技部中比合作项目,“横贯西藏东部和华南缝合带的火山作用特征”。jvzq<84yyy4jip3ecu4dp8lmll5mtui1
13.新疆生地所主办中文期刊影响因子再创新高近日,中国科学院文献情报中心发布了2021年《中国科技期刊引证指标(CSCD-JCR)》,中国科学院新疆生态与地理研究所主办中文期刊《干旱区地理》和《干旱区研究》影响因子稳步上升,再创历史新高。《干旱区地理》影响因子达1.8687,较2020年提升24%,位居天文学、地球科学领域Q1区。《干旱区研究》影响因子达1.6917,再创历史最jvzq<84yyy4fir3ecu4dp8}yfv5{j|a38948;442481;8y42481;;7a87773@>0jvsm