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年青一代新起点

2019-10-22 马丽华 《青藏光芒》

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  累计越冬考察及此前此后两期野外,南峰科考小分队五专家在大峡谷内外连续考察了一年又三个月。尽管东奔西走、北上南下,把考察路线走成蛛网状,尽管收获不菲,甚至堪称空前,仍嫌足力和目力有限,以至于1990年吴征镒先生亲自挂帅,主持国家自然科学基金重大项目“中国种子植物区系的研究”,仍将墨脱列入关键和薄弱地区——说它关键,是指就植物区系而言,大峡谷正好处在生物传播演化十字路口:横断山区系向东喜马拉雅区系、热带印度马来区系成分向温带的泛北极成分的过渡带上,而大峡谷和水汽通道的存在,造就了世界上罕见的完整的山地植被垂直带,以及山体植被由东向西,由潮湿森林向干旱荒漠的经向替代同时并存,自然形成植物区系东西南北交会的“区系结”;说它薄弱,是指正因太关键而亟待强化认知。与之前普查性质有所不同,本次任务要求更明确也更深入:作为该重大项目子课题“西藏雅鲁藏布江河谷植物区系研究”,拟通过对东喜马拉雅植物区系的发生演变规律、物种的分化发展的研究,揭示青藏高原植物区系的性质及来源,乃至中国种子植物区系来源——寄望于借助这个“区系结”纲举目张,大峡谷越冬考察再次提上日程。

  然而谁能胜任这项苦差事却颇费思量:业务棒、身体好、肯吃苦是必备条件,同时符合这三样的人选并不多。几经易人,吴老最终决定起用自己的学生们:昆明植物所在读博士孙航,毕业不久的博士周浙昆,实验员俞宏渊。

  三位30岁上下的年轻人踏上征程,1992年9月至1993年6月,将近9个月的时间里置身于墨脱境内的深山老林,徒步行程2500多公里。考察范围:从米什米山地北缘到东喜马拉雅腹地及岗日嘎布山脉密林,从南端实际控制线到雅鲁藏布大峡谷纵深处,足迹遍及全县8乡大部地区。考察内容:详细观察记录各种植被类型,不同植被类型的物种组成、群落特点,总共采集标本7100余号,足有3万份,活材料及细胞学材料近700号。其中有多个新属、新种发现。

  相比先行者——20年前的吴征镒、李文华、张新时、武素功,10年前的李渤生等前辈们,孙航等人身处的环境几乎没变:公路依然不通,全靠徒步翻山越岭,几经高处的严寒和低处的湿热;密林深处依然需要挥刀辟路,危机四伏的不仅有毒蛇猛兽,喜欢叮蜇咬人的小生物一样都没少。所经历的艰难困苦,无论怎样的描写都显得太过轻松,所以若论相比前辈,野外装备和物质条件虽有改善,也可以忽略不计了。若论新起点新在哪里,是站在前人肩头的再出发:前辈学者历次考察所积累的资料是必要的阶梯,加之武素功、李渤生和倪志诚等老专家从计划制订、路线选择诸方面都提供了现实而具体的指导,尚未动身,已经胜券在握;若论新装备,主要在头脑。几百年来,经典分类学的基础全在视力,相关植物学知识全凭眼观手绘;待到孙航他们求学期间,适逢生物学革命风靡世界——遗传学、基因学崛起,为植物分类学和植物区系地理学开辟了新通道,再出发有了新视角。

  一系列改变还体现在国际视野的拓展。野外归来,名录编制工作不限于本所实验室,不限于国内多家机构馆藏的墨脱地区植物标本的鉴定和集成,利用出国访学机会,他们还在英、法、美等多个国家查阅标本资料,以充实完善名录,涉及英国皇家植物园、爱丁堡植物园、大英博物馆,法国自然历史博物馆和美国哈佛大学、密苏里植物园、加州科学院植物标本馆……室内研究近6年,1999年,“西藏雅鲁藏布江河谷植物区系研究”课题成果荣获中科院自然科学二等奖;2002年,《雅鲁藏布江大峡弯河谷地区种子植物》正式出版,收载这一地区种子植物180科726属1679种(含变种),配图136幅。

  经由大峡谷越冬考察历练,孙航和周浙昆后来分别在青藏高原植物分类、植物地理和古植物学方面做出突出成绩。从大峡谷成长起来的年青一代学者不限于植物学家,1992年起,由孙鸿烈院士担任首席科学家主持的国家“攀登”计划青藏项目中,虽然诸课题仍由青藏队老将们负责,但一线前锋均已换成年轻面孔,大气物理学家刘晓东博士、地质学家丁林博士,都在这里走进走出,从那时起,大峡谷已成博士天下。

  固体地球研究正在此时进入大峡谷腹地。作为攀登计划第一课题,“八五”期间为“岩石圈结构、演化和地球动力学”,“九五”期间为“青藏高原深部状态、形成与隆升过程的动力学机制”。这一地区正是几大山系——喜马拉雅、念青唐古拉、横断山脉交集处,东西向构造带在此作南北向大拐弯,地质学术语为“构造结”。对这一地区的研究意义,其一,它是青藏高原和全球抬升最快的地区之一,因为抬升快速,诱发形成大峡谷,可从地质学角度解释大峡谷成因;其二,它是印度板块和欧亚板块的结合部位,是研究大陆碰撞机制的理想地区;其三,地球貌似在此开一“天窗”,河谷深切,岩石圈裸露,从地表到地下70多公里的壳幔边缘处,往往直观可见,以此成为国内外地质学界热点地区,成为攀登计划第一课题重点地区之一。

  1993年夏季,中科院地质所一个课题小组进入墨脱,领队是28岁的丁林博士,标志着意气风发的年轻人登上舞台,开始扮演主角。他们拥有诸多优势:国际化视野,高学历背景,最新的研究手段,包括计算机操作能力,等等。说到电子计算机,并非仅仅起到数据汇总、计算统计作用,计算机模拟正蓬勃兴起,但见国内国外实验室里,有多少台电脑正忙于青藏高原隆升时间、阶段、机制以及相关效应的模拟,这也是青藏研究进入新阶段的必然。丁林认同这一点,只不过更倾向认为,置身现场仍是前提和必需,青藏研究突破的希望仍在高原面上的踏破铁鞋,野外填图,构造观察,多多益善地搜集资料和证据,以使模拟精确到位,给出答案,并为环境变化和可持续发展提供研究基础。

  所以雄心壮志的实现,首先需靠双脚上的功夫。年轻是一大优势,年轻也往往意味着经验不足,以至于多年后,当丁林向我这个采访者话说当年,不提战果业绩,反倒专讲受挫经历,可见了印象之深刻。按说从读研开始,就瞄准了滇西北、藏东南,进入大峡谷也并非头一遭,但每有前辈学者引领和安排,不用操心后勤事务;但这一次当了领队,直奔不通公路又缺乏后援的大峡谷地区,面临大考:只不过3名科研人员、7名民工的小型队伍,后半程却发生了粮荒!原计划够吃一个月的口粮,一周告罄。从边防连队讨来一些压缩干粮,再请求墨脱县一县之长批了条子,也只买到米、面各15斤。返程一星期的口粮,仅有15斤面粉烙的饼子和煮熟的花生米,平均分发每一人。干粮太轻,而岩石标本太重,民工坐在地上哭了起来。悲凉气氛是很感染人的,丁林说他真想跟着一哭,但没顾上,三位科研人员分担了大包石头,背起来上了路。

  明天就要到达目的地波密,向导说,需赶早在4点钟起程,以保证中午以前翻过嘎隆拉雪山垭口,否则午后雨雪更大。一位博士生小同事正饱受腹泻折磨,生怕跟不上队伍,主动提议先走一步,丁林没同意。结果走到山半腰,发现人没了。赶紧回头寻找,这一边不见踪影,那一边民工已走出很远,脚印被新雪掩埋,连丁林自己也险些走失了。天黑时摸下山来,此去县城尚有20公里,民工说明天再走吧。但走丢了人,责任重大,忧心如焚,丁林和翻译以小跑速度连夜赶往波密县公安局,报了案,再通过微波通报墨脱县公安局。第二天一大早,租来一辆东风车,买上几双鞋,做返回寻找的准备。那位藏族翻译趁机跑到寺庙算了一卦,喇嘛说,无须着急,此人还活着。果如其言,半道上就碰见了。丁林的第一个念头就是揍他一顿出出气,但抬起的手却落在对方的肩头,年轻人相拥着大哭一场。这个因拉肚子全身无力的小伙子掉了队,看不到雪地上的脚印,照直上了山,不意面前是无法攀缘而下的绝壁,只好原路折返,守在宿营地等待救援,当晚幸有行人到达。第二天,丁林返回寻找的同时,他已随新伙伴翻过了嘎隆拉山。

  这些肩扛背驮运回来的大峡谷腹地岩石标本多么宝贵,地球深部的秘密隐藏其中有待破解。实验室分析,计算机模拟,丁林和他的导师钟大赉教授从中发现了15万年以来,大峡谷地区抬升速度达到每年3厘米,是迄今所知全球抬升最快的地区,也是形成全球最深峡谷的原因所在。下地壳物质高压麻粒岩出露于地表,地幔物质在此上升,从中识别出这一东喜马拉雅构造结形态,首次描述了其在印度板块内部由3个向外逐渐变新的次级构造结组成,由此模拟出两阶段的俯冲模型。丁林团队后来的研究重点集中在高原南部,包括中部的拉萨地块,巴基斯坦北部的西喜马拉雅构造结,沿冈底斯全线直至缅甸境内。而南迦巴瓦—大峡谷无疑是事业起步的地方,是最初的课堂。

  大峡谷是最初的课堂,首先教会了野外生存和作业技能,同时历练了专业的成长——距此10多年后,丁林担任总领队,亲率一支庞大的科考探险队奔赴可可西里,已是经验老到、指挥若定,此举曾在全国范围引发轰动;距此20年后,当他提出印度与欧亚两大板块初始碰撞的时间和地点,以及对高原隆升古高度的重建等等一系列颠覆前人观点的新认知,引发的则是国际地学界的关注和讨论。

  大峡谷继续被发现。依据地质学证据和1950年发生的我国有记录以来最大地震的震中位置,参照《中国地球物理图集》中所示此地为一卫星负重力异常区的证据(说明巨大重力低,可能是一深裂谷或“地热柱”或巨型岩浆室)、中国地温分布图所示此地为一高地温区的证据,综合气候与生态环境的种种迹象,例如这一地区降水量之多、生物量之高、生物资源之丰富等等,大气物理学家汤懋苍、地质学家钟大赉、生态学家李文华甚至一度认为:大峡谷地区是地球“热点”(热涡)之一。或者说,虽然未必会是类似冰岛、夏威夷那类“热点”,但在大峡谷地下深处,必定不同寻常。

  地矿部及中国地质科学院连番组织的考察活动,将大峡谷地区固体地球科学研究推向了一个高潮。1991—1993年,由甘肃省地矿局承担1:20万波密幅和通麦幅区域地质填图,此为国家地矿部门在大峡谷地区首次进行的地质填图工作。1992—1993年,中国地质科学院成都地矿所专家与美国地质学家费歇尔先生合作地质考察,三进大峡谷……

  此后几乎每一年份,都有来自各方的、中外合作的地质学家涉足其间,同时成为国家地震局的重点观测地区。20世纪七八十年代,在察隅和林芝相继建立地震台,地震专家在雅鲁藏布江两侧采集了大量古地磁标本,对古地磁极移、旋转和大陆漂移进行深入研究;1985—1986年,西藏自治区科委和国家地震局联合组队,对1950年察隅—墨脱发生的8.6级大地震和1951年当雄—崩错8.0级大地震进行实地考察,出版有《西藏察隅当雄大地震》专著。

  距离南迦巴瓦登山科考30年后,对大峡谷成因进行深度探索的团队来了,真正的深度:在谷底打下深钻,从数百米巨厚河床覆盖层的底部,钻取到古河道最早的沉积物,经宇宙成因核素测年,得出埋藏年龄,证实南迦巴瓦和加拉白垒块体从250万年以来加速构造隆升,致使河道变形,从而形成分隔上游堆积和下游变陡的巨型裂点。结论是:大峡谷内的高侵蚀速率,是快速构造抬升的直接响应;在构造—气候相互作用中,构造是主控因素和第一驱动;喜马拉雅东构造结最近地质时期加速隆升,阻止了雅江裂点向上游的扩展,从而参与了现今有关雅江大峡谷起源的讨论。

  这一成果可视为青藏研究从定性描述到定量研究转变的范例。在杨逸畴时代,地理学家们凭借对多级成层、分阶段切割的地貌观察,判断大拐弯峡谷以及雅鲁藏布流向为地质构造产物而非袭夺所致,实为典型的定性描述;现在则以沉积学证据予以精准量化。同时,构造而非气候作为主控因素,也与黄河研究结论遥相呼应——与西方科学界对于河流及地形重塑的传统认知不同,中国的河流主要受构造力驱动,气候因素次之。而在西方主要是西欧,由于古老陆地的稳定性,构造因素不显著,凸显了冰期与间冰期的反复作用在改变大地面貌时,成为主因。

  所以当论文《沉积埋藏的古河道揭示构造对雅鲁藏布江大峡谷的控制作用》发表在2014年11月21日出版的《科学》杂志时,足以引发广泛关注:美国、德国多家报刊新闻和科学网站予以报道,同期《科学》杂志载有著名地质与地貌学家科林·惠普尔(KelinX.Whipple)评论,认为该论文是对此前西方地学界强调“气候驱动的侵蚀控制喜马拉雅构造结加速隆升”的著名“构造动脉瘤”模型的挑战。

  引发关注的背景原因,是由于触及当下地球科学前沿命题——地质构造演化、气候变化和地表侵蚀过程的相互关系。作为印度板块向欧亚板块俯冲、揳入的前缘,喜马拉雅东端—南迦巴瓦构造结是当今地球上构造隆升最强烈、地貌演化最迅速、降雨从量级到强度最大的地区之一,成为研究构造—气候—侵蚀相互作用的热点地区。

  新时代,新气象。领衔这项研究的,是中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室的两位女专家,王萍和刘静。2012年,她俩的目光一致瞄向藏东南,各自承担的国家自然科学基金项目“巨型裂点形成与河谷演化的沉积学证据”“青藏高原东缘三江地区河流侵蚀递进发育的低温热年代约束”,两项研究在雅江大峡谷交集。由女将们挂帅的还是一个国际团队,参与研究和论文署名的,尚有成都勘察设计研究院的张运达和石定国,以及美国加州大学理工学院和德国波茨坦大学的合作者。

  新时代,新气象。大峡谷地区固定的观测研究基地建立起来。“中国科学院藏东南高山环境综合观测站”是中科院青藏高原研究所成立后首批建成的三个野外站之一,站址就在大峡谷外围的林芝县旅游胜地,拥有“东方瑞士”美称的鲁朗镇附近,连到访的科学报记者也不禁惊叹该站与高原上所有野外站相比,自然条件和设施装备之“优越至极”。同样优越的是研究资源的丰富,所面向的生态环境具有典型意义:高山,森林,冰川,湖泊,土壤,水热,大气,等等,一方面以现代过程监测为科研提供基础数据,另一方面,也吸引中科院内外各科研团队来此做课题,同时也是青藏所每年组织的全国大学生夏令营活动的必到之地——看过西南部的珠峰站、藏北的纳木错站,再看藏东南站,才算领略到西藏全貌。今非昔比,藏东南站仿佛一个象征,目送前辈科学家远去的背影,迎接年青一代的到来。

  大峡谷的新时代包含了更多内容,日益敞开胸怀,迎来送往的也不再限于科研人。2004年,当西藏将大峡谷入口处派镇一带的旅游开发经营权交由一家上市公司“西藏旅游”(曾用名“西藏圣地”)的时候,旅游业所需的硬件设施近乎空白,所以足有3年时间,这家公司开辟航道,以船载客,自林芝县娘欧村启程,沿江而下60公里,进入米林县派镇转运站码头,抵达大峡谷入口处。一边是开船,一边垫资修通了米林机场至派镇的70公里等级公路。随着2008年7月24日正式通车,雅鲁藏布大峡谷旅游开发元年也被认定为同一年。由文化人挂帅的企业就是不一样,对雅鲁藏布大峡谷的资源禀赋自有深刻认知,坚持的是政府、公司和原住民社区共同参与共同发展的理念,听说他们拟定了“观光大峡谷”、“人文大峡谷”、“知性大峡谷”三步走战略,在现今4A级景区的基础上,正在努力再上一台阶:争创5个A。

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