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大涼山的生態(tài)研究破“圈”試驗

  • 2022-04-26 09:26:26
  • 來源:四川日報
  • 作者:寇敏芳
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編者按:

數(shù)億年前的巖石會影響山坡上的玉米產(chǎn)量;土壤不只“土黃”,它的豐富多彩遠超你的想象;地下水資源分布不均,越過一個山頭,莊稼長勢就會完全不同;看不見的微生物,正在塑造全球碳循環(huán)……
 

我們生活的大自然是巖石圈、土壤圈、水圈、大氣圈、生物圈等相互作用的結(jié)果,每一個圈都自成體系,又和其他圈發(fā)生著千絲萬縷的聯(lián)系。

單一圈的研究,科學家們做過很多,但想要系統(tǒng)集成為“連環(huán)圈”,打破現(xiàn)有的閉環(huán),破“圈”再融合,還屬于跨界研究的熱點領(lǐng)域。

2019年,自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局在全國不同區(qū)域分別選擇了五個代表性點位,開展生態(tài)地質(zhì)調(diào)查,其中西南地區(qū)的代表就是四川的大涼山區(qū)。

時隔三年,大涼山區(qū)生態(tài)研究破“圈”了嗎?有哪些研究新發(fā)現(xiàn)?近日,記者來到負責大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查項目的中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心(以下簡稱“成都地調(diào)中心”)一探究竟。

破什么圈?

打破單一要素圈,串成生態(tài)系統(tǒng)圈

如果把生態(tài)環(huán)境當成一個人,山、水、林、田、湖、草、沙、冰等要素就像人體的器官,當出現(xiàn)環(huán)境污染、生態(tài)破壞的事件,某一個要素或者某幾個“器官”受傷,生態(tài)環(huán)境就會“生病”。

生態(tài)修復(fù)工作者是環(huán)境的“醫(yī)生”。“現(xiàn)階段,給生態(tài)環(huán)境‘治病’的主要方式還是頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳。”大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查項目負責人、成都地調(diào)中心高級工程師歐陽淵說。

但這次調(diào)查項目則不同,它并非一次“治療”,而是一次“體檢”,對土壤、巖石、水等生態(tài)要素分別進行評估,然后給出生態(tài)環(huán)境的健康體檢報告。

此次“體檢”還吸取了中醫(yī)診療思路,將單一要素整合起來,比如中醫(yī)所講的經(jīng)絡(luò),一條脈絡(luò)涉及多個穴位,“我們也是一樣,比如研究水循環(huán)系統(tǒng)對生態(tài)環(huán)境的影響,我們既要看地表水,還要看地下水,更要看巖石的巖性,了解水在地下的運行狀態(tài)。”生態(tài)修復(fù)就從“治病”變成了“治未病”。

在業(yè)內(nèi),生態(tài)地質(zhì)學仍是一門新興學科。它是以地球系統(tǒng)科學為指導(dǎo),揭示各種生態(tài)格局和生態(tài)過程的地質(zhì)學影響機制,特別是生態(tài)環(huán)境演替的地質(zhì)背景、地質(zhì)作用過程及相互作用機理,并從地質(zhì)學角度提出相應(yīng)的生態(tài)保護措施。具體來說,生態(tài)地質(zhì)調(diào)查主要的任務(wù)是查清植被與地質(zhì)體的成生聯(lián)系,分析生態(tài)系統(tǒng)演化的地質(zhì)學機理,提出生態(tài)保護與修復(fù)措施。

地球上的土壤,實際上是巖石風化的結(jié)果,經(jīng)過數(shù)億年的洗禮,逐漸從堅硬變得柔軟細膩,成為人類耕種生活的重要基礎(chǔ)。

水如同人體的血液,帶著物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán),血液的通路在巖石之間,如果地下通路斷了,豐沃的良田可能會在數(shù)年之內(nèi)變成不毛之地。

水土在變化,受其影響,植被也以波動和演替的形式不斷發(fā)展變化,塑造了我們賴以生存的多樣世界……

地質(zhì)學者正在從他們熟悉的地質(zhì)領(lǐng)域出發(fā),搭出一條條橋梁,把巖石、水、土壤、氣候、生物等圈層連接起來,尋找他們之間的關(guān)系,找出生態(tài)系統(tǒng)的運行規(guī)律,為生態(tài)保護與修復(fù)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、大氣環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害防治等提供地學基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

怎么破圈?

“三步走”從粗到細新手段參與調(diào)查

破“圈”第一步,先做融合研究。大涼山區(qū)項目開始前,成都地調(diào)中心拉起一個10余人的小團隊,分頭收集資料,既有傳統(tǒng)地質(zhì)研究中的地形、地質(zhì)、土壤等資料,也包括跨學科的氣象、生物,甚至經(jīng)濟社會發(fā)展資料。

“現(xiàn)代地質(zhì)環(huán)境是人與自然共同作用的結(jié)果,地質(zhì)的作用緩慢而隱蔽,以萬或億年計數(shù),而人類的影響則是劇烈沖動的,短短十幾年甚至幾年就可能完全改變一個區(qū)域。”歐陽淵介紹,通過收集近40年的遙感影像資料,他們發(fā)現(xiàn)大涼山地區(qū)的植被覆蓋率在短短幾十年出現(xiàn)一個“V”翻轉(zhuǎn),從多到少再到多。與經(jīng)濟社會資料相印證發(fā)現(xiàn),這里經(jīng)歷了毀林開荒再到退耕還林、飛播造林的過程。“森林之所以能夠在短時間內(nèi)快速恢復(fù),跟這里的氣候、水源、地質(zhì)條件等多種因素密切相關(guān),這是大自然對人類的慷慨和饋贈。”

遙感影像和歷史資料,架構(gòu)起大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作的思路雛形,要搞清楚具體哪些要素發(fā)揮作用,互相之間如何影響,還需到現(xiàn)場進行調(diào)查研究判斷和驗證。

破“圈”第二步,現(xiàn)場采樣。項目組成員分成若干小組,穿越不同成土母質(zhì)、水文條件、地形地貌單元、土壤類型、植被覆蓋區(qū),試圖從時間、空間兩個維度,了解各類生態(tài)要素的相互作用情況。

大自然給人類出了難題:大涼山區(qū)山高坡陡、林深路遠,土壤厚薄程度不一,最厚的地方土層超過10米,光靠人工,深部的巖石信息根本沒辦法獲取。項目組請來“CT”機幫忙。這是專門用來給土地做“CT”的便攜式物探儀,它在地面發(fā)出聲波,通過接收反射信號來判斷地下不同的巖石巖性,能夠“一眼看穿”地下50米。

破“圈”第三步,回到實驗室,對土壤、巖石、生物等各類樣品做化學分析。“跟以往找礦不同,我們會重點研究土壤和巖石中的各類元素,尋找他們之間的一致性。”歐陽淵舉例說,通過分析發(fā)現(xiàn),大涼山區(qū)土壤的性質(zhì)明顯受基巖制約。據(jù)此,研究團隊創(chuàng)建了土壤地質(zhì)單元概念,將土壤和巖石“二圈”合一,編制土壤地質(zhì)單元圖譜,將其作為生態(tài)地質(zhì)脆弱的重要評價指標之一。

破圈之后

創(chuàng)建生態(tài)評價新指標,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展“把脈”

在打破單一圈層調(diào)查的基礎(chǔ)上,研究人員建立了一套全新的生態(tài)健康評價體系——生態(tài)地質(zhì)脆弱性評價指標體系。

大涼山區(qū)的生態(tài)體檢報告同步出爐:大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)脆弱性存在不脆弱、輕度脆弱、中度脆弱和高度脆弱4個等級。從空間分布來看,輕度脆弱主要分布于大涼山區(qū)中部的越西—喜德—昭覺—普格一帶和西部的安寧河谷一帶。

欣慰的是,研究結(jié)果顯示,大涼山區(qū)的生態(tài)底子好,“就像身體強健的人,生了病能夠快速恢復(fù)。”從1990年至2018年,通過退耕還林、退耕還草、濕地保護恢復(fù)等一系列生態(tài)恢復(fù)措施的實施,大涼山區(qū)生態(tài)環(huán)境呈逐步向好的趨勢,生態(tài)地質(zhì)脆弱性等級也逐步降低。“也就是說,如果修復(fù)和保護措施持續(xù)到位,可實現(xiàn)整體由中度脆弱向輕度脆弱轉(zhuǎn)變。”歐陽淵說,當然也不能掉以輕心,如果保護不當或者產(chǎn)生了新的破壞,可能會往高度脆弱區(qū)偏轉(zhuǎn)。

不同等級,指示未來不同的開發(fā)能級,涼山州政府相關(guān)負責人說,今后基礎(chǔ)設(shè)施、重大項目會規(guī)避高度脆弱區(qū),優(yōu)先選擇不脆弱和輕度脆弱區(qū)。

在昭覺縣,評價結(jié)果已經(jīng)開始小范圍試用。項目團隊篩選了坡度、坡向、斷層、地質(zhì)災(zāi)害、土地利用、灌溉、交通、自然保護區(qū)等8個因子,對該縣即將建設(shè)的涪昭現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園進行了評價,得出結(jié)論:擬建園區(qū)土地適宜性較高、且空間上連片分布,適合建設(shè)標準化蔬菜溫室大棚和露地蔬菜種植基地。如今,該項目已經(jīng)成為當?shù)剜l(xiāng)村振興示范項目。

雖然這次生態(tài)地質(zhì)調(diào)查取得了一些開創(chuàng)性的成果,但距離圈層完全“突破”還有一定距離。記者了解到,研究團隊人員多數(shù)是地質(zhì)背景,跨學科方面仍有短板。比如在土壤研究中,可以說清楚土從哪里來,土里有哪些好壞元素,但土壤里的微生物如何影響環(huán)境,就沒有辦法獲取詳細數(shù)據(jù)。“這次項目只是一個開頭。”成都地調(diào)中心相關(guān)負責人說,希望今后與其他學科開展跨界研究,不斷豐富評價指標體系,形成可以推廣復(fù)制的生態(tài)評價新模式。(四川日報全媒體記者 寇敏芳)

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