中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 （記者 王振紅）“塔里木河呀，故鄉(xiāng)的河，你用乳汁把我養(yǎng)育，母親河。當(dāng)我騎著駿馬天山巡邏，好象又在你的懷里輕輕地顛簸。當(dāng)我穿過那熾熱的沙漠，你又流進了我的心窩窩……”站在奔涌的塔里木河河邊，克里木熟悉的歌聲仿佛就在耳邊回響。

圖為塔里木河。王振紅攝

在這里，記者見到了留學(xué)歸國、扎根新疆的南方娃——來自湖南婁底的中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所研究員、博導(dǎo)，荒漠與綠洲生態(tài)國家重點實驗室副主任段偉利。他用語調(diào)輕快的湖南普通話向記者介紹了第三次新疆綜合科學(xué)考察塔里木河流域產(chǎn)/需水要素變化與水安全格局調(diào)查項目情況。

圖為中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所研究員、博導(dǎo)，荒漠與綠洲生態(tài)國家重點實驗室副主任段偉利。王振紅攝

水系統(tǒng)正發(fā)生深刻改變，守護母親河

9條大河、144條河流構(gòu)成了全球典型、中國最大的內(nèi)陸河系統(tǒng)——塔里木河水系。從最長的源流葉爾羌河算起，“無韁野馬”塔里木河全長2486千米，塔里木河干流從阿克蘇河、葉爾羌河及和田河三河匯合處的肖夾克到臺特瑪湖,長1321千米。塔里木河流域位于西北干旱內(nèi)陸盆地，在地域上包括塔里木盆地周邊向心聚流的九大水系和塔里木河干流、塔克拉瑪干沙漠及東部荒漠三大區(qū)，流域總面積約102萬平方千米，是南疆五地州市1200余萬人口的母親河。

圖為塔里木河“三河”匯合口。新疆塔河源景區(qū)供圖

全球變暖加劇了水資源不確定性，加大了經(jīng)濟社會和生態(tài)用水矛盾，水問題以及由水短缺引發(fā)的生態(tài)問題日益突出。作為典型的干旱區(qū)內(nèi)陸河，塔里木河流域水循環(huán)模式因“山地－綠洲－荒漠”的地貌景觀格局特征，表現(xiàn)為上游山區(qū)產(chǎn)水、中游綠洲區(qū)耗水和下游荒漠區(qū)生態(tài)缺水的結(jié)構(gòu)。

“塔里木河流域南疆區(qū)域水源主要由高山區(qū)冰川積雪融水、中山帶森林降水和低山帶基巖裂隙水組成，冰川融水是四源流河流徑流的重要水源。近年來，塔河流域綠洲總面積增加，水土資源開發(fā)加強，其中第一產(chǎn)業(yè)（主要是農(nóng)業(yè)）用水占比高達90%以上。”段偉利表示，“水資源是塔里木河流域經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的命脈和主導(dǎo)制約因素。”

水資源山區(qū)形成-綠洲消耗-荒漠區(qū)散失的不穩(wěn)定性和不確定性進一步加大：增大了冰川積雪融水和降水的時空變異性，導(dǎo)致并加劇水資源的空間失衡……“變化環(huán)境下的塔河流域水系統(tǒng)正發(fā)生深刻改變，嚴(yán)重影響到了區(qū)域水安全。”段偉利指出。

查明水資源演變歷史，制定利用路線圖

據(jù)段偉利介紹，正在開展的項目就是為了通過野外調(diào)查與分析，結(jié)合遙感及實地監(jiān)測等手段，查清山區(qū)冰川、凍土等水文水資源要素變化，塔河流域河流變遷以及湖泊濕地變化，查明塔里木河流域地表和地下水資源演變歷史，水利工程現(xiàn)狀和運行效率，預(yù)估生活用水、生產(chǎn)用水、生態(tài)用水與水資源承載力，制定塔里木河流域未來水資源利用戰(zhàn)略及其路線圖。

圖為第三次新疆綜合科學(xué)考察塔里木河流域產(chǎn)/需水要素變化與水安全格局調(diào)查項目科研人員。謝震霖攝

塔里木河上游三源流——阿克蘇河、和田河、葉爾羌河，其中阿克蘇河是最大的，也是唯一向塔里木河干流常年輸水的源流，多年輸水補給量約占塔里木河上游三源流總補給量的78%，對塔里木河干流流域供水安全、生態(tài)安全、生態(tài)環(huán)境演變和社會經(jīng)濟發(fā)展起著決定性作用，是塔里木河最重要的源流。“現(xiàn)在最重要的是去科學(xué)地調(diào)查水資源的量到底有多大，冰川積雪的消融情況，阿克蘇河、和田河、葉爾羌河山區(qū)水庫——肖夾克三源匯流水資源情況。首先要調(diào)查清楚產(chǎn)水量是多少，農(nóng)業(yè)用水、生活用水、工業(yè)用水、生態(tài)用水等整個區(qū)域內(nèi)相應(yīng)水資源消耗是多少，經(jīng)過這種消耗之后，整個水資源利用的極限，以及水資源高效利用的‘上線’在哪兒。”段偉利表示。

圖為塔里木河。新疆塔河源景區(qū)供圖

談到具體做法，段偉利進一步解釋說，“在高山區(qū)要計算冰川的面積、厚度和體積，積雪的密度和面積，雪水釋放量等，要計算到底有多少水來源于冰川，多少水來源于積雪融水，我們需要統(tǒng)計不同水源的量，在不同水源當(dāng)中，尤其是在綠洲區(qū)會核算水資源精準(zhǔn)的利用量和利用率，高山區(qū)湖泊水體面積的變化以及相應(yīng)的水質(zhì)情況，弄清楚水資源的需求具體在哪些區(qū)域。尤其是生態(tài)用水，未來會在哪個量，因此我們會做整體水資源高效利用的‘上線’評估以及分析，進行數(shù)據(jù)優(yōu)化配置。”

圖為中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院副研究員尹振良。王振紅攝

中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院副研究員尹振良表示，“塔里木河流域生態(tài)環(huán)境在變好，地表水域面積在增大，河道流量有時候也在增大，這樣它對地下水的補給也會增大，隨著河流的變化，地下水也會補給河道徑流，以前只知道河里有多少水，但是地表水與地下水的相互補給與轉(zhuǎn)化過程還不是很清楚，特別是塔里木河下游要靠地下水來維持生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定，所以搞清楚地表水地下水的轉(zhuǎn)化關(guān)系，對我們制定長期的水資源安全保障策略很有意義，既有利于水資源合理利用，也有利于生態(tài)環(huán)境保護。”

探查“冰山之父”慕士塔格峰

此外，段偉利還介紹了項目中帕米爾高原慕士塔格峰冰川野外科學(xué)考察情況。

過去幾十年來，全球山地冰川總體處于持續(xù)退縮狀態(tài)，但由于區(qū)域氣候與地形的差異，冰川退縮幅度具有區(qū)域差異性，顯著表現(xiàn)在“帕米爾—喀喇昆侖山（冰川）異常”，區(qū)域冰川呈準(zhǔn)平衡或物質(zhì)微增狀態(tài)。

“冰山之父”慕士塔格峰海拔7509米，與聯(lián)抉而立的姊妹峰公格爾峰、公格爾九別峰，是中國境內(nèi)帕米爾高原的三座標(biāo)志性高峰。國外科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)過去40年來慕士塔格峰冰川面積、物質(zhì)等變化微小，基本處于準(zhǔn)平衡狀態(tài)。“帕米爾高原（冰川）異常”是否確有其事是當(dāng)前冰川學(xué)研究亟待解決的熱點問題，也是第三次新疆科考中本項目需要明確的關(guān)鍵問題。

圖為帕米爾高原慕士塔格峰冰川野外科學(xué)考察。中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院李忠勤研究員供圖

為此，項目組在2023年6月組建由中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所和中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象所組成的綜合科考隊，并聯(lián)合新疆維吾爾自治區(qū)自然資源廳測繪科學(xué)研究院及塔什庫爾干塔吉克自治縣氣象局開展聯(lián)合科考。在當(dāng)?shù)卣С窒拢x擇在距離慕士塔格峰16號冰川約2 公里多的舊游客中心建立考察營地。

談及考察成果，段偉利介紹說，“探地雷達厚度觀測首次獲取了帕米爾高原慕士塔格峰16號冰川的厚度及冰下地形信息，慕士塔格冰川主流線最深處約106米，橫剖面最深處約110米，為評估冰川變化引發(fā)的水文水資源效應(yīng)奠定了基礎(chǔ)。下一步項目組計劃通過定期地面實地觀測，查明新疆帕米爾高原冰川物質(zhì)平衡變化過程及其驅(qū)動機制，同時為印證‘帕米爾高原（冰川）異常’提供高分辨率地面觀測資料。”

扎根邊疆，青年科技人才隊伍在行動

圖為第三次新疆綜合科學(xué)考察塔里木河流域產(chǎn)/需水要素變化與水安全格局調(diào)查項目科研人員。謝震霖攝

記者在考察中了解到，該項目團隊由在疆7家單位和疆外14家單位組成，有中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所、新疆大學(xué)、石河子大學(xué)、塔里木大學(xué)、中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所、中國水利水電科學(xué)研究院、武漢大學(xué)等等。團隊有183人，以中青年骨干為主，其中40歲以下人員占80%，涵蓋水文學(xué)及水資源、自然地理學(xué)、水利工程等28個專業(yè)。“與水資源研究直接相關(guān)國家重點實驗室6個、省部級重點實驗室10余個、數(shù)據(jù)平臺與技術(shù)中心6個和野外研究站多個，共建塔里木河流域生態(tài)保護與水資源管理研究中心。通過這個項目培養(yǎng)一批長期扎根邊疆的青年科技人才隊伍。”段偉利表示。

圖為第三次新疆綜合科學(xué)考察塔里木河流域產(chǎn)/需水要素變化與水安全格局調(diào)查項目科研人員。王振紅攝

現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料與成果無法全面闡明近30年塔河流域產(chǎn)/需水要素的劇變，難以滿足新時期經(jīng)濟社會發(fā)展和國家重大戰(zhàn)略布局的水資源安全需求，段偉利期望通過科考項目把握流域水資源利用的“基線”、摸清水資源高效利用的“上線”，預(yù)測未來水資源變化趨勢，構(gòu)建可持續(xù)的水資源利用戰(zhàn)略。

圖為第三次新疆綜合科學(xué)考察塔里木河流域產(chǎn)/需水要素變化與水安全格局調(diào)查項目科研人員。王振紅攝

記者手記：

在廣闊無垠的塔克拉瑪干沙漠，在奔流不息的塔里木河，在終年積雪不化的冰川上……眾多來自天南海北的科技工作者，在祖國最需要的邊疆揮灑著青春和汗水，他們充滿豪情，洋溢著自信和對科學(xué)的無盡探索，點亮著大漠荒灘，讓生命更加閃耀。

圖為第三次新疆綜合科學(xué)考察塔里木河流域產(chǎn)/需水要素變化與水安全格局調(diào)查項目科研人員。王振紅攝