——蘭州大學助推黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展紀實

新甘肅·甘肅日報記者蘇家英通訊員王耀輝曹潔謝雅婷

【資料圖】

九曲黃河，奔騰不息。哺育中華民族，孕育中華文明。

黃河，這條形似巨龍的中國第二長河，如何形成“幾”字形河道？黃河水系又形成于什么時期？黃河形成演化的驅(qū)動機理是什么，蘊含其中的泥沙又從何而來？

蘭州大學地貌演化與新生代環(huán)境研究團隊很早就開始從事黃河的形成發(fā)育研究。近期，該團隊在《科學通報》又發(fā)表相關(guān)研究結(jié)果，提出現(xiàn)代黃河水系在125萬年前開始形成，基本摸清了現(xiàn)代黃河水系的形成時代。

共同抓好大保護，協(xié)同推進大治理。除了黃河的形成發(fā)育，近年來，一批蘭大學者還開展著黃河領(lǐng)域的多學科研究，他們圍繞黃河上游水源涵養(yǎng)區(qū)生態(tài)保護和發(fā)展、黃土高原水土保持、沿黃地區(qū)歷史與考古等書寫“黃河答卷”，為黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展提供科技支撐。

九曲黃河的“身世”

“確定黃河拐彎處形成的時間，是研究黃河形成歷史的一個重要任務?！碧m州大學地貌演化與新生代環(huán)境研究團隊聶軍勝教授說，“幾”字彎的形成和三門峽貫通東流入海是現(xiàn)代黃河水系形成的重要標志。

黃河流經(jīng)蘭州后受山地、高原地形的阻擋向東北方改道，因此蘭州盆地作為黃河自青藏高原流入黃土高原的轉(zhuǎn)折點，其對黃河水系的演化研究也有承上啟下的意義。

“要知道黃河出現(xiàn)的時間，首先要找到‘河流階地’?！眻F隊負責人潘保田教授介紹，河流階地是過去的古河漫灘，是河流形成演化最直接的證據(jù)。通過對蘭州盆地內(nèi)7級階地的研究，該團隊發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代黃河上游水系格局的形成，是黃河自蘭州盆地不斷溯源侵蝕，逐漸貫通上游內(nèi)流盆地的結(jié)果。

該團隊歷時10余年，對黃河中上游沿程多達9個盆地以及17個關(guān)鍵河段的河流階地、夷平面等地貌記錄進行系統(tǒng)研究，在2020年提出了較精準的河谷發(fā)育年代學框架?！皬脑瓉淼暮雍泊鏍顟B(tài)到互相串聯(lián)，黃河就形成了?！迸吮Ｌ镎f。

2022年8月，該團隊王鑫教授等與合作者利用系統(tǒng)的沉積學、古地磁定年、物源分析等多種技術(shù)方法，獲取了黃河貫通三門峽歷史完整的巖芯檔案，明確了巖芯108米處河道沉積物的首次出現(xiàn)是黃河在三門峽地區(qū)留下的最老印跡。“黃河的歷史寫在巖芯里面，鉆取巖芯可以看到黃河的歷史?！蓖貊握f，研究進一步印證了現(xiàn)代黃河水系在125萬年前開始形成的觀點，為研究世界大江大河的形成演化歷史和水系發(fā)育模式提供了新的關(guān)鍵證據(jù)。

“總的來說，我們目前的認識是370萬年前黃河可能不存在，370-180萬年前蘭州至河套段貫通形成‘幾’字彎的‘一邊’，125萬年前黃河貫通整個中游并東流入海?！甭欆妱俳榻B。

當大大小小的峽谷湖盆被串連貫通時，一條萬溪匯聚、奔騰浩蕩的泱泱巨川便演變而成……

在高寒草地上“種草”

從3月起，蘭州大學高寒草地生態(tài)學研究團隊的師生們在地處青藏高原東部甘南州瑪曲縣和合作市境內(nèi)的甘肅甘南草原生態(tài)系統(tǒng)野外科學觀測研究站，開展實驗工作。半年時間，他們完成了高寒草甸、沼澤濕地的種子雨收集、種子鑒定，種子采樣、種子庫幼苗萌發(fā)、物種鑒定等工作，觀測高寒植物從返青、顯蕾、開花到枯黃。

“甘南境內(nèi)的高寒草地對黃河的水源補給能力占區(qū)域內(nèi)黃河總徑流量的48%-50%，這里擁有亞洲最優(yōu)質(zhì)的天然草地，使得甘南草原成為整個青藏高原上擁有初級生產(chǎn)力、物種多樣性最高的高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)?！碧m州大學高寒草地生態(tài)學研究團隊杜國禎教授介紹道。

為了守護這里的生態(tài)，杜國禎團隊長期堅持在海拔近4000米的高寒草地從事理論生態(tài)學和恢復生態(tài)學的研究——

他們界定了高寒草地適宜載畜量，構(gòu)建了以植被蓋度為基礎的草畜平衡模型；首次提出了以植物物候特征為關(guān)鍵指標的、適用于高寒濕地的中長期預警技術(shù)；提出高寒沙化型次生裸地治理技術(shù)，研發(fā)了不同尺度的山生柳網(wǎng)格狀高寒沙地固沙技術(shù)。

他們得出垂穗披堿草在不同密度條件下繁殖能力與個體大小的關(guān)系、垂穗披堿草在不同供施磷肥條件下的繁殖對策等多項研究結(jié)論，并依據(jù)模型建立了甘南高寒草地資源相應的保護指標，提出了草地資源優(yōu)化利用的放牧管理對策。

據(jù)悉，系列成果示范推廣后，將有效提高草地綜合生產(chǎn)力。

評估黃土高原的“逐綠”效應

蘭州大學黃河流域綠色發(fā)展研究院青年研究員田磊介紹，黃土高原水土保持是黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的重要內(nèi)容。

2019年，蘭州大學揭牌成立了黃河流域綠色發(fā)展研究院，致力于黃河流域生態(tài)環(huán)境保護，深度參與黃河中游水土保持和污染治理。田磊帶領(lǐng)團隊重點針對黃土高原區(qū)域水文氣候開展了長時間的系列研究，為退耕還林（草）政策及生態(tài)計劃的擬定提供科學支撐。

田磊介紹，自20世紀90年代國家開始實施退耕還林（草）工程至今，黃土高原大量坡耕地被轉(zhuǎn)化為草地和林地，區(qū)域植被覆蓋水平明顯提高，入黃泥沙大幅降低。“我們通過遙感數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)林地面積增加了約16%，草地面積增加了約8%，裸地與荒漠面積減少了29%，入黃泥沙從最初的16億噸減少到目前不到3億噸?！碧锢谡f。

依托蘭州大學超級計算平臺提供的充足計算資源，田磊團隊還開展了黃土高原區(qū)域水文氣候數(shù)值模擬研究，定量評估大規(guī)模植被建設對區(qū)域氣溫、降水、水汽傳輸以及水汽-降水轉(zhuǎn)化的影響，將為保障黃土高原植被建設可持續(xù)發(fā)展進一步提供科學合理的建議。