原标题:从第一次到第二次青藏科考研究45年间——打开西藏的科学视野 第一次青藏科考中,科考队员们乘坐的是人货混装的大卡车。 1973年,郑度院士在藏东南地区考察。 墨脱考察途中的野餐 。 一部自然演化史,一部科学探索史,进展于青藏高原,堪称史诗级别的宏大叙事。尽管就体量而言这两部史诗缺乏可比性——以一两百年的时间去解读五六千万年以来大高原的前世今生,可贵在于人类探索未知的勇气。然而一两百年考察经历的大部时间里,多属零散的、有限范围的个人行为;即便新中国成立后加大了力度,出于多方条件限制,也难免时断时续。所以真正使得青藏科考成就为一项事业的转折点,出现在1973年,中国科学院(以下简称中科院)组建了一支科考队。成建制、有规模、不间断且一脉而今是其特点,从这里我们将要看到青藏研究事业的萌发,怎样从承担填补地区空白的任务出发,最终挺进地球科学前沿领域第一方阵;将要看到青藏高原如何成为国际地球科学界瞩目的热点地区,“青藏研究正在解释全球,而全球的研究同时丰富了青藏研究”(刘东生,2005)。鉴于2017年“第二次青藏科考研究”启动,被追认为“第一次青藏科考”行动的,专指这支于1973-1992年从事了西藏地区、横断山区、喀喇昆仑山-昆仑山科考活动的“中国科学院青藏高原综合科学考察队”(简称青藏科考队)。 一、回望第一次青藏科考历程 1973年春夏之交,青藏科考队初次踏上征程的时候,仅有区区40余人。来自中科院多家研究所的队员从全国各地赶往成都集结,然后乘坐人货混装的“解放”牌卡车沿川藏线一路向西。那时的318国道路面尚未硬化,二郎山、雀儿山隧道尚未开通,道阻且险。车队在西藏八宿县境内离开国道,沿然乌湖南下,翻过德母拉山,察隅在望。风尘仆仆的队员们欢呼雀跃,随即是全身心的迎向和投入。 青藏科考队出征第一年,参与学科专业计有:地球物理、地质构造、地层、古生物、岩浆岩、沉积岩、变质岩、第四纪地质、水文地质、工程地质、地貌、地热、盐湖、气候、冰川、河流、湖泊、水文、土壤、高等植物、地衣、苔藓、藻类、鸟类、鱼类、哺乳类、爬行类、昆虫、农业、牧业、林业、水利等。 西藏东南边境的察隅县之所以被选作此行考察第一站,是因这一带早在十多年前即列入中科院考察计划却未能成行,加之时值“文革”动乱后期,基础科研刚刚恢复,小心翼翼带有试探性质,以至于在青藏队为时20年的科考全程中,第一年出动的规模最小,且低调到悄无声息。队长孙鸿烈是位土壤学家,研究生刚毕业的1961年就参加了西藏考察队,曾沿青藏公路由北而南一路考察到喜马拉雅南坡的亚东县。可惜出于原因种种,那次考察也是中途夭折。动乱年代里受过冲击,下放过农场,业务工作停顿数年,所幸孙鸿烈参与了对于本轮考察的争取及部署,主持了考察队员的选拔,此刻亲自率队出征,格外珍惜的同时,能够想到的是再也不要半途而废——他做到了。 从察隅开始,这一年的考察足迹扩展到藏东南波密、林芝、米林、墨脱各县,广义的雅鲁藏布江大峡谷内外。深秋时节收队时,从事水力资源调查的小分队深入大峡谷沿江考察直至隆冬。 首战告捷,不仅各专业收获满满鼓舞人心,地方包括军方的支持和期待也是莫大激励。第二年,第三年,野外队伍增容,考察范围扩大;到第四年的1976年为最大规模,划分为阿里、昌都、那曲、藏北四个分队,可谓西藏大地走遍。考察队成员已经不限于中科院下属各研究所,还有来自多所高校及地方科研机构、生产单位人员,加上室内工作者及各地县协助人员,总计不下千人之众。若论考察成果,这一年足可称之为西藏科学大发现的丰收年。往后的几年里,虽有多个学科相继进藏调研,但全队整体进入室内研究阶段,最终成果首先体现在由科学出版社陆续推出的“青藏高原综合科学考察丛书”(西藏部分)36部41册,从中可见既有基础研究亦有应用研究,尤其可见许多重大科学问题的提出及其相关理论的建树。丛书的出版远超摸清“家底”初衷,在填补资料空白之上,空前奉献了一套西藏自然科学百科全书。 “青藏高原综合科学考察丛书”1套36 部41 册2331 万字,包括西藏地球物理场特征与地壳深部结构、西藏地层、西藏古生物、西藏南部的沉积岩、西藏岩浆活动与变质作用、西藏南部花岗岩类地球化学、西藏第四纪地质、西藏地热、青藏高原地质构造、西藏自然地理、西藏气候、西藏地貌、西藏冰川、西藏泥石流、西藏河流与湖泊、西藏盐湖、西藏土壤、西藏植被、西藏森林、西藏野生大麦、西藏家畜、西藏农业地理、西藏植物志、西藏孢子植物、西藏哺乳类、西藏鸟类志、西藏昆虫、西藏鱼类、西藏水生无脊椎动物、西藏农业自然资源与农业发展分区、西藏水利,等等。以这套丛书为主的“青藏高原隆起及其对自然环境与人类活动影响的综合研究”项目,一举为青藏队斩获中国科学院首届科学技术进步特等奖(1986),国家自然科学一等奖(1987),陈嘉庚地球科学奖(1989)。青藏科考队集体荣膺竺可桢野外工作奖,并在1978 年全国科学大会上受到国务院嘉奖。 历时8年的西藏考察活动结束时,迎来一个巅峰时刻:1980年“青藏高原科学讨论会”在京召开。此为青藏研究的首届国际会议,来自18个国家近百位科学家和300余位中国科学家与会,就共同话题进行了极其热烈的交流探讨。此时恰逢国际科学界一场“地学革命”尘埃落定不久,“板块构造”新学说得以公认,从而取代了经典地质理论。中国科学家虽然缺席了这场讨论,但是早在1974年即由中科院地质研究所常承法先生在英文版《中国科学》发表文章,以板块构造理论初步解释了青藏高原形成演化原理,青藏科考队西藏考察过程中则以多学科综合优势,以各自获取的专业证据予以验证。本次国际研讨会正好提供了一个展示平台,令各国学者喜出望外:正当他们专注于大洋板块与大陆板块碰撞之时,中国科学家已大致揭示出印度板块与欧亚板块陆-陆碰撞过程,初建了高原隆升模型各时段,并对地质地层、大地构造、动物植物微生物演化等等进行了全方位描述,无一不是对板块构造新理论极好的实践范例。 会上会下交流热烈,会议结束依旧互动频繁,本次国际讨论会不意间成为一个转折点:自此以后,青藏研究向世界开放,国际合作成为常态。 西藏科考不限于集中考察的8年,随后的横断山和西昆仑考察中分别涉及东部的昌都市和西部的阿里地区。考察期间西藏方面尽其所能地给予支持和协助,令科考队员感动;西藏人则将科考队视为自家队伍,以感佩的心情长久纪念——当今《中华通鉴·西藏卷》以及《西藏通史》《西藏科技志》一类史志,莫不将青藏队连同新中国以来历次科考活动施以浓墨,使之永驻史册;自治区政府换过一届又一届,自治区发展咨询机构却一直为老队长孙鸿烈院士保留席位;在科考队员走过的地方,当年的民工还在讲述青藏队的故事,而在民工后代那里,则渐成传说…… 西藏考察之后,青藏科考队先后转战横断山区(1981-1985)和喀喇昆仑山—昆仑山地区(1987-1992)。与后者几乎同步进行的,是从事应用基础研究的科考队成员在老队长孙鸿烈院士带领下,应西藏自治区政府邀请,主持制定了“一江两河”(雅鲁藏布江中部流域及其支流拉萨河、年楚河)农业综合开发总体规划及多个分区规划设计;这类区域规划工作即使在青藏科考队任务结束后仍在进行,以章铭陶先生为代表的一批已过退休年龄的老队员依然活跃在西藏,为林芝市、为昌都市农业综合开发、扶贫开发、可持续发展战略做规划,直至跨了世纪。进入21世纪,随着青藏铁路开工建设,接受有关部门委托,植物学家李渤生做恢复沿线植被试验、动物学家冯祚建设计野生动物通道,就凭借了长期从事青藏科考积累的经验。就这样,以服务于西藏和青藏高原经济社会发展为己任成为青藏科考队传统,并在后续的青藏研究中得以发扬光大。 青藏科考队使命完成在1992年,以在新疆喀什召开的“喀喇昆仑山—昆仑山国际学术讨论会”为标志,为第一次青藏科考画上了圆满句号。 青藏科考队横断山区(包括南迦巴瓦峰登山科考)、喀喇昆仑山-昆仑山地区(包括可可西里)综合科学考察,出版成果计有“横断山区科学考察丛书”“喀喇昆仑山与昆仑山科学考察丛书”“可可西里地区科学考察丛书”等34 部专著、两本论文集,以及一部《青藏高原地图集》。主要科学贡献在于:初步阐明了高原隆起是近百万年来地球历史上最重要的地质事件之一,划分了七个地层区和五条缝合带;初步揭示了高原生物区系组成、起源和演化的过程及规律;对高原境内的自然条件和自然资源进行了系统考察,划分了青藏高原的自然地带,阐明了各地带的资源利用方向与主要途径;揭示了高原气象变化对东亚大气环流的影响。 二、接过青藏科考队旗帜继往开来 “番号”可以取消,事业还在继续。当青藏科考队老队员们在喀什依依惜别,对许多人来说却是后会有期,而且几乎是马不停蹄,就将重聚在青藏研究旗帜下,紧随在老队长身后,因为马上展开的国家重大基础科研“八五”攀登计划青藏项目(1992-1997),正由老队长孙鸿烈院士担任首席科学家。“八五”之后是“九五”,孙先生在主持了“九五”攀登计划预研究(1997)之后,该计划合并至国家重新部署的重点基础研究“973”计划第一期青藏项目(1999-2003)中,而首席科学家则由当年青藏科考队常务副队长郑度院士担任。又一个5年之后,新一轮“973”计划青藏项目(2003-2007)上马,首席科学家是谁?学生时代就参加了青藏科考队,此际已在冰芯研究中作出卓越贡献的姚檀栋院士! ——说青藏研究从此不间断并且步步登高,说从事青藏研究的超级团队一路走来尤其一脉相承,说青藏队旗帜不倒,“青藏精神”薪继火传,就是这么来的。 刘东生院士曾对青藏科考研究的工作范式和“青藏效应”做过归纳:是团队攻坚、探索自然的凝聚效应,是学科交叉、相互渗透的放大效应,是科星涌现、人才辈出的催化效应,是普及科学、促进发展的社会效应。郑度院士为此曾撰写专论《青藏高原研究的科学范式、效应及其精神内涵》,将之概括为“青藏精神”,进行了完整而精辟的阐释论述。 而我正好是在这承前启后、新老交替的当口正面接触这项事业的。出于对科学西藏的发现、对西藏发展所作贡献的感念,西藏自治区科委(科技厅前身)委托我为青藏科考队“树碑立传”,于是在1998年用了差不多一年时间,我对数十位老队员进行了访谈,脑海里充满了高原面上艰苦跋涉的影像。以此为参照,一眼看到的是这个被后来归纳为“从专题研究到理性认识的深化阶段”之工作形式的变化:改跑面为定点,变定性为定量。以老队员中来自兰州大学、南京大学、北京大学的李吉均、王富葆和崔之久三位教授为例,他们刚刚完成了临夏盆地、吉隆盆地、昆仑山垭口的天然剖面研究,分别提供了几百万年以来直到3000万年以来的气候环境变化信息,然后借助这些信息建立高原隆升各时段及相应高度的序列模型,再进一步,由此合理解释青藏高原隆升对于高原自身、对于中国陆地乃至周边国家地区的影响,体现的是青藏研究的深入和超越。 “八五”攀登青藏项目题为“青藏高原形成演化、环境变迁与生态系统研究”,既是对以往科考期间所提科学命题的继续,还是对国际地学界部署的“全球变化的研究”的响应。20世纪八九十年代,国际地球科学界在思想方法上产生了一个重大飞跃,其意义之重要不亚于当年的“地学革命”,那便是基于“地球是一个整体”的认知,“地球系统科学”概念问世。付诸于行动,国际地学组织陆续推出了“国际地圈-生物圈计划”即“全球变化的研究”——系列课题,实为向世界各国布置的作业。与当年“地学革命”时期表现不同,在这场思想革命进程中,中国科学界不再是紧随其后的遥相呼应,而是参与其中,以大气物理学家叶笃正院士为代表的专家们从酝酿阶段就开始参与讨论,最早成立国际地圈—生物圈计划中国委员会,由这位青藏高原气象学奠基人担任主席。青藏研究本就囊括了地球系统各学科,对于这项超级国际科学计划,中国科学界积极践行,青藏研究项目率先垂范。 “过去全球变化”是“国际地圈—生物圈计划”重要组成部分,所以环境变迁首先被提上日程。作为获取古环境信息的最佳介质,与天然剖面同时进行的还有湖泊岩芯和冰芯。这两个学科各自从传统的湖泊学与传统的冰川学脱颖而出,体现了新时期青藏研究的高端新手段。“八五”攀登青藏项目实施期间,有两支队伍在若尔盖盆地和甜水海古湖盆分别钻取了310米和57米长度的湖泊沉积岩芯,利用其中的物理化学指标,分获高原东部和西部90万年、24万年的古环境变化记录。持续到“973”计划青藏项目一期,南京湖泊研究所专家团队从藏北高原错鄂湖畔钻取的湖泊岩芯,穿透了地质第四纪地层,获得长达280万年来气候环境变化数据,其中以孢粉分析手段,对应隆升高度各时段,从中判读出环境变迁的三大阶段、若干亚阶段,以及若干重大环境变迁事件;与错鄂湖钻孔同时进行的藏南地区沉错钻孔,是由朱立平研究员率队完成的。浅岩芯、短时间尺度、高分辨率是其特点,根据两万年以来连续的湖泊沉积物,建立一个环境变化序列。而藏南一带是新石器晚期先民密集活动地区,吐蕃从这里崛起,历史人文自此有了自然环境背景的参照。 相辅相成,互为印证,冰芯研究异军突起,为了解过去环境变化提供了利器。姚檀栋院士最早将冰芯概念引入国内,并率先实践,中国第一支冰芯就是他在1987年从祁连山敦德冰川钻取的。到2003年他主持“973”计划青藏项目时,已经完成了南至希夏邦马达索普冰川海拔7000米处冰芯、北至西昆仑古里雅冰帽纵深309米“透底”冰芯的钻取及研究。由此复原几千几万年乃至几十万年的冷暖变化固然重要,但那只是一个方面,经冰层冷冻保存下来的环境信息如此丰富,看得见的有黑碳之类及微生物个体,看不见的只能以分子式呈现;更有其他介质无法与之相比的是冰层中的气泡,封存的是过往即时的空气,堪称“时间胶囊”,从中提取之物不仅可以说明当时的大气质量、污染物含量,还可以说明哪些属于自然界本底,哪些属于人类活动所致。配合季风研究,又可分辨出污染来自何方。 冰芯中包含的气候及环境变化指标。 自然过程:稳定同位素、冰川积累量、大气成分、火山活动、气溶胶与微粒、微生物、超新星活动、太阳活动、生物质燃烧,等等。 人为过程:重金属、有机污染物、人为放射性物质、黑碳、持久性污染物,等等。 所以越到后来,越发重视现代过程研究,一系列模拟增温试验也从此际开始。1998年我参访了位于西宁以北的中科院海北草原站,就见大片场地建起模拟升温设施,用以观察不同变暖程度对于生态变化的影响。这类研究及试验许多国家同时在做,体现了“国际地圈—生物圈计划”所要实现的科学目标:提高人类对重大全球变化的预测能力,为国家和国际政策的制定提供科学基础。 以上所举环境演化实例并不能代表每一轮国家科研大项青藏项目全貌,它只是项目之下多个专题之一。而且不限于中科院团队,国内多家研究机构如来自地矿部(现为国土资源部)、地震局、气象局、测绘局的团队,来自多所高校及从事应用研究单位的团队,各自携带在国家自然科学基金或所属各部委扶持的青藏研究课题纷至沓来,共同开创了青藏研究盛况空前的局面。 在幸目睹这个继往开来时代青藏研究蓬勃兴起的场景,幸之又幸的是,当时作为青藏研究灵魂人物的刘东生和施雅风两位院士都还健在,得以当面聆听教诲。这两位开辟了中国的黄土研究和冰川研究的大师级人物,早在1964年就联袂主持了希夏邦马峰登山科考,为高原地区的科考行动提供了野外工作样板,毕其终生作为指导者推动了青藏科考研究事业一路向前。1990年中国青藏高原研究会成立,刘东生先生担任理事长;2003年中科院青藏高原研究所成立,他又担任了该所学术委员会主任——这两大机构平台的创建成为青藏研究里程碑式的重大事件,对于事业发展的重要意义,在我看来无论怎样评价都不过分。 三、第二次青藏科考再出发 第二次青藏科考始于2017年8月,启动仪式在拉萨凉爽的夏日里隆重举行。时任国务院副总理刘延东亲临位于拉萨西郊的中科院青藏高原研究所大院会场,宣读了习近平总书记的贺信,科考队长姚檀栋郑重接过队旗。重装出发的科考队员清一色的鲜亮冲锋衣,清一色的高级越野车,清一色的高科技标配,沿着蜿蜒山道奔赴各自考察目标河湖源、江湖源…… 我是在央视新闻里目击这一高调出征场面的。与一般受众不同,那一刻心潮起伏,不由得联想起当年“人货混装”、静悄悄进入的场景,联想起老一辈青藏队员有关野外形象的自我调侃——“远看像逃难的,近看像要饭的,打听下来才知是中科院的”,感慨之余是欣慰。 而此时的我正值第二次面向青藏研究团队采写过程中——准确说来是跟访,自2012年起一跟就是6年。远超原定计划的原因有很多,首先是学科进展神速,从现象深入肌里乃至机理的研究对于跨界写作的文科人士来说既高难又艰深。深入的同时还有研究领域的扩容,这十多年来历次青藏项目都在注入新专题,令文科写作者备感亲切的有黄土研究者的加盟,有“大河演化”课题下的黄河、长江内容增补,加上有关季风—西风影响的研究,让我们得知青藏研究讲述的不仅是地球故事,它还让我们了解到国人家园如何历尽沧桑——随着青藏地区拼合为一,中国陆地从此完整;而随着高原隆升,三级阶梯形成,黄土高原出现了,长江、黄河贯通东流了,在季风雨年复一年的吹拂下,自然条件各要素叠加,中华民族的生存面貌乃至中国历史走向,为什么会是这样的而非别样的,都可以从中得到解释。 体现人文情怀的内容还多。“攀登”计划期间创建的中科院拉萨农业生态试验站最接“地气”,就像西藏的单位一样,已经融入到当地农牧业发展进程中;跟访期间我还采访了自治区环保厅,了解到近年在全区范围展开的“生态安全屏障建设”工程,不仅论证阶段邀请到孙鸿烈、郑度和多位“老青藏”建言献策,实施阶段也由中科院地理研究所、山地研究所、青藏研究所等科研团队参与,不仅仅做规划提供科学支撑,同时身体力行进行试点做示范……总之这类现实故事一言难尽,意在说明无论多少年过去,青藏科考队精神情怀得以延续,服务于西藏和青藏高原可持续发展的宗旨从未改变。 跟访还表现在跟随青藏所团队出野外。第一次是在2012年,正逢青藏研究所承担的中科院战略性先导专项“青藏高原多层圈相互作用及其资源环境效应”开局之年,首席科学家姚檀栋亲自带队,奔赴阿里地区江河源头考察冰川及环境变化,同时沿河源一带布设自动气象观测站点。这既是课题所需,也是为正在进行中的另一项国际计划所做基础工作——由姚檀栋院士首倡,并与美国和德国著名科学家汤姆森、莫斯布鲁森共同担任联合主席的“第三极环境”(TPE)国际计划已于2009年正式实施,获得高原周边具有地缘优势的10国和具有科研优势的欧美等10余国科学界响应加盟。作为联合国教科文组织“旗舰项目”,国际化阵容可观,体现的是中国科学家在国际地学界的引领地位。国际上正式启用“第三极”称呼青藏高原及其周边高地,就是从这里开始的。“第三极”即相对于地球南北两极的“高极”,鉴于第三极周边皆为人类活动密集区,在全球变化研究中具有不可替代的作用意义,如今已经形成了三极联动新局面,意味着青藏研究整体迈进国际地学前沿。 为保证这项国际计划的实施所建立的各项创新机制中,有一项“第三极”青年人才培养计划的长效机制令人印象深刻:面向周边国家招收留学生。自2009 年姚檀栋院士招收第一名尼泊尔籍博士生开始,逐年扩招,迄已有来自近20个国家的留学生百余名,多为参与“第三极环境”计划各国,尼泊尔、孟加拉、缅甸、印度、伊朗、巴基斯坦、塔吉克斯坦、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦等,另有来自南半球肯尼亚和埃塞俄比亚以及欧美等国的,所读专业主要为自然地理和生态学,另有主修大气物理、环境学和构造地质的。已毕业者有的留在青藏研究所做博士后,有的回国进入国家级研究机构,或在高校担任了教授、副教授。其中受益最大的是尼泊尔,留学生中数量最多。我采访过树轮学家梁尔源的学生比努特·达瓦迪,他为他的祖国创造了两个“第一”:尼泊尔第一位树轮学博士,第一次以第一作者身份在国际顶级刊物发表相关专业论文。还有一位巴桑塔·掊督,跟随导师张镱锂研读土地科学专业,沿着珠峰南北一线跨境做“柯西河流域”项目并独当一面,带领尼泊尔特里布文大学8位硕士生,完成了对尼泊尔中北部有关耕地变化及应对气候变化的首次调研。当他以地理学博士和“北京优秀毕业生”的身份载誉归去,还曾在尼泊尔一度引发媒体报道热点。 在拉萨,我还采访到三位藏族专家,冰川学家才东博士和生态学家斯确多吉博士,另有一名小女生德吉,冰川学专业硕士毕业留所工作之后,又继续跟着导师姚檀栋读博。能够作为“国家队”一员参与青藏研究事业,是他们心之所愿情之所系,而有了他们的参与,青藏高原研究所也多了一道特别的风景。 跟访期间亲见青藏研究事业长足进步,里程碑式的重大进展接二连三,皆由青藏高原研究所倡导并主导,主要表现在四大步:继“第三极环境”(TPE)国际计划正式实施之后,经国内200位院士参与遴选、确认未来10年内中国有望实现的重大科技突破有19项,“青藏高原未来地球系统研究”作为地球科学研究突破点正在其中,“中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心” 于2014年应运而生;正是以“卓越创新中心”机构和TPE计划为依托,2016年中科院立项上马“泛第三极环境与‘一带一路’协同发展”(PAN-TPE)国际计划;与此同时,根据西藏自治区政府提议,“第二次青藏科考研究”正在紧张筹划布局中,终于在2017年正式启动。这后两项重任面向地域有所不同,目标却相当一致,那就是应对当下和未来,以科技手段致力于保卫生态环境,造福当地人民,构建人类命运共同体。 回想20年前接受采写任务开始,我就被青藏高原的科学魅力所吸引,为探索者前赴后继的努力所折服。通过多年的追访和跟访,从《青藏苍茫》到《青藏光芒》一路看过写过,不意间忝为一项事业成长壮大的见证人记录者,何其有幸。格外幸运的是2015年那次西藏之行,跟随年过八旬的老队长孙鸿烈院士重返阔别了42年的雅鲁藏布大峡谷。我被安排与孙先生和姚院士这两位从前和当前的领军人物同车而行,一部伟大历程就仿佛被浓缩在狭小空间,现在回想起来,那可真是一个富有寓意的时刻。 (转载自《中国国家地理》2018年9月号) |