【中国之声】第三次新疆科考进入野外调查关键期,高科技助力取得哪些阶段性成果?

  塔克拉玛干沙漠到底形成于哪个时期?吐鲁番-哈密盆地的水资源承载能力如何?科考团队又发现了哪些生物新物种?当前,第三次新疆综合科学考察正在紧张有序进行中,29个项目已经全部启动,进入野外调查关键期,并取得了一系列阶段性成果。

  第三次新疆综合科学考察是国家部署的重大科技项目,于2021年正式启动,执行期为5年,科考的29个项目涉及塔里木河流域、伊犁河流域、额尔齐斯河流域、天山北坡经济带以及吐鲁番-哈密盆地,并辐射周边国家和地区。时隔30多年再启动,第三次新疆科考与前两次有哪些不同?在高科技助力下,当前取得了怎样的进展?

   时隔30多年再启动擘划未来30年路线图 

科考队员正在分装提取的艾丁湖底泥样品

  我国海拔最低的湖泊艾丁湖坐落在新疆东部地区,这里也是我国陆地的最低点,湖底最低处比海平面还要低161米。空气40多度的夏日午后,低矮的盐穗木、尖利的骆驼刺等植物点缀湖边,平静的湖面偶尔泛起涟漪。来自中国科学院的科考队员正在用专业工具提取湖中的底泥,用来分析其中的微生物成分。第三次新疆综合科学考察队队员、中国科学院新疆生态与地理研究所副研究员房保柱介绍,微生物资源调查是第三次新疆科考的重要内容之一。

  房保柱这些样品我们将用于微生物的分离,因为艾丁湖是盐湖,它的盐度很高,我们想在这里挖掘一些抗逆的微生物资源。由于一些植物本身没有抗逆功能,如果利用微生物菌肥,就可以协助这些植物在盐碱地生长。

  微生物作为生物多样性的重要组成部分,是重要的生物战略资源。房保柱介绍,微生物尤其是抗逆微生物的调查在前两次新疆科考中涉及较少,此次科考已发现诸多微生物新物种。

  房保柱:目前我们这个项目采集了大概90个样点,获得了样品300余份,分离了相关的抗逆菌株大约2500株。发现了约20个潜在的新物种,其中就含有一个具有多环芳烃降解能力的三株新菌,这样我们在后期的抗逆资源应用上就有了一个物质基础。

吐哈盆地水资源调查和承载力评估项目科考现场

  新疆地处丝绸之路经济带核心区,上世纪50年代和80年代,我国在新疆分别开展了以资源本底调查、资源开发和生产布局为主题的综合科学考察,直接支撑了国家关于新疆发展的重大决策和战略部署。近些年来,随着社会经济的快速发展,新疆资源生态环境发生了显著变化,对资源的高效利用和生态环境保护的要求也更加迫切。第三次新疆综合科学考察工作组副组长、中国科学院新疆分院分党组书记陈曦介绍,第三次新疆科考面向新疆全域考察资源、环境、生态本底及支撑经济社会发展的承载能力,目标是提出新疆未来30年生态建设、绿色发展战略和路线图。

  陈曦:第一次科考时因为新疆还是“一纸空白”,主要目的就是要摸清家底,最核心的还是水土资源和植物资源方面。第二次科考是在改革开放以后面临着大开发,主要集中在生产力布局方面,比如农业、工业、城市怎么布局,怎么用好水土资源。目前第三次新疆科考又是一个大的转变,现在要把水资源合理调配,提高水资源的利用效益,这是一个核心。第二就是现在人类活动和气候变化这么剧烈,生态环境怎么保护?第三是聚焦新疆的光热资源、风能等新能源的开发。第四个方面是兵团要发展,需要考察怎样再从水土、生态等方面为发展提供保障。

  科考效率提升调查数据准确第三次科考“牛”在哪 

吐鲁番盆地荒漠地区的“自动气象站”

  炎炎烈日炙烤着一望无际的沙漠,在地表温度达到59度的吐鲁番盆地荒漠地区,科考队员正在通过无人机进行环境要素的监测。值得庆幸的是,自动化和高效化让科考队员无需在如此高温的沙漠中久留。第三次新疆综合科学考察吐鲁番-哈密盆地项目组负责人、新疆大学党委副书记丁建丽介绍,这座能够移动的“自动气象站”不仅包含了地面观测站、无人机等新型高科技设备,还可以与空中的卫星相互配合,实现“天空地一体化”监测。

  丁建丽:在吐鲁番-哈密盆地这么大的区域里面,由于观测站比较少,就导致大量真实数据缺失。为了突破这个瓶颈,我们这次采用了“天空地一体化”的高新技术手段,通过无人机的平台搭载一些传感器,整个视域范围里面的各类需要观测的信息都看得一清二楚。通过数字水文技术,河流自然形成的断面和相应的水量,都可以很好地反演出来,为后续关键信息的获取提供技术解决方案。

无人机等高科技设备助力科考效率提升

  与前两次科考有所不同,第三次新疆科考最大的亮点是科技含量十足。此次通过集成卫星和物联网等技术,已新建26个无人区生态系统自动监测站点,补充完善了无人区资源与环境监测网络;在信息技术手段加持下,野外科考数据实时采集App上线运行;与此同时,还重建了第一次和第二次新疆综合科学考察数据库,建立科考大数据平台。如今,科考效率成倍提升、调查数据更加准确,亲历过第二次和第三次新疆科考的陈曦感触颇深。

  陈曦:先进的手段和方法是第三次新疆科考一再强调的。一个是利用现代的一些信息技术,包括卫星遥感、无人机等开展宏观调查。相比之下以前科考什么都没有,就等于是一抹黑,只有每一条路、每一个区域地把它跑下来,图才能画出来。第二就是用现代的无线传感网的网络技术,在全疆各地布设了很多传感器,比如说气温、土壤水分、植被变化这些数据收集之后,可以实时传到我们总控中心,总控中心又有一些软件进行分析,能够把这些信息提取出来。

  上百支队伍奋战一线野外调查关键期成果频出 

沙漠塔克拉玛干沙漠中的环境科学钻探机

  在我国最大的沙漠塔克拉玛干沙漠腹地的中心位置,一台大型钻探机正在钻取沙漠地下的沉积岩芯。第三次新疆综合科学考察“塔里木河流域干旱与风沙灾害调查和风险评估”项目负责人、中国科学院新疆生态与地理研究所研究员高鑫介绍,这是环境科学钻探技术首次应用于新疆科考中,并且已经获得了重大新发现,提出塔克拉玛干沙漠可能形成于距今30万年前的新认识。

  高鑫我们初步发现,现在的塔克拉玛干沙漠景观形成于30万年前,改写了前人认为它形成于70万年前或者530万年前的想法。我们还要调查整个塔克拉玛干沙漠在历史上的各个地质时期发生了哪些环境事件,同时还要看它不同的风沙地貌空间组合模式以及沙漠化是怎样形成的。我们要在塔里木盆地做成两米分辨率的一个景观大地图,最终形成风沙灾害优化的一个防护模式和方案。

科考队员正在采集胡杨树枝叶样品

  其实,像这样的新发现还有很多,自2021年底启动以来,第三次新疆科考取得了一系列重要成果。在水资源方面,初步查明一些无人区、无监测资料区的多条河流水量,并发现新的可利用水资源;在生物资源和生物多样性方面,科考团队还发现了一些新物种和中国新记录种,例如在额尔齐斯河流域发现了特有钩虾新物种,证明天山及其周边地区是世界冷水性生物的起源地之一。第三次新疆综合科学考察工作组办公室副主任、中国科学院新疆生态与地理研究所科研处处长周晓兵介绍,当前,第三次新疆科考已经进入野外调查关键期,也是成果产出的一个重要时期。

  周晓兵第三次新疆科考从2021年开始,陆陆续续有200多支队伍参加科学考察,而目前进入了一个关键的时期,预计现在开展野外科考的队伍有100支左右。在同一时期对整个新疆开展科考,也是为了获得同一背景下包括土地、农业、生物、生态等不同方面的一系列数据。目前像早期启动的十几个项目,包括水资源、农业土地利用、荒漠化和风沙防治、生物多样性调查和保育等方面都取得了一系列新进展。后续还会开展一些重点任务的组织和重点成果的产出,为相关决策提供相应的智力支撑。