大漠風(fēng)沙路

高妍　毛艷玲

中國敦煌的雅丹地貌、美國拉森火山國家公園的彩色沙丘、加拿大亞伯拉罕湖的冰泡……大自然的鬼斧神工，遠(yuǎn)超出人類的想象力。

這些奇妙的地貌、景觀，經(jīng)歷了怎樣的孕育、轉(zhuǎn)化才得以形成，又曾經(jīng)、正在或即將對人類的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生怎樣的影響，吸引了世界各國無數(shù)科學(xué)家潛心探索。董治寶就是一位探究風(fēng)沙地貌的科學(xué)家。

董治寶，現(xiàn)為陜西師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院院長，多年從事風(fēng)沙物理及風(fēng)沙地貌研究，是我國沙漠化動力學(xué)機(jī)制研究的學(xué)科帶頭人。

需要指出的是，他所開展的研究，并非多見的風(fēng)沙地貌形態(tài)研究，而是我國比較薄弱的風(fēng)沙地貌過程研究——

風(fēng)力多大時，沙粒才會發(fā)生移動？

沙粒如何移動成為沙丘，又因何、如何發(fā)生變化？

為什么中國五大流動沙漠均呈現(xiàn)出特有風(fēng)沙地貌，是如何形成？

又為什么青藏高原柴達(dá)木盆地沙漠中會出現(xiàn)類火星風(fēng)沙地貌？

…………

圍繞典型風(fēng)沙地貌過程研究這一核心，董治寶走遍了中國五大流動沙漠——塔克拉瑪干沙漠、巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠、庫姆塔格沙漠和柴達(dá)木盆地沙漠，與風(fēng)沙為伴30余年，日夜堅守，只為了更懂那一簇簇沙粒塑造的神奇世界，為了從根源上解決防沙治沙難題。

篤志風(fēng)沙，過程至上

在尚不知霧霾為何物的上世紀(jì)90年代末，每年冬春季節(jié)，北方的人們最擔(dān)心的天氣問題是沙塵暴。一旦大風(fēng)起，便是塵土漫天，黃沙蔽日。

盡管經(jīng)過多年防沙治沙工程建設(shè)，近年惡劣沙塵天氣變少，但不可否認(rèn)，我國仍然存在比較嚴(yán)重的土地沙漠化問題。這些問題仍然影響著我國北方地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，以及相關(guān)地區(qū)居民的生產(chǎn)生活。

防沙治沙是一個長期而艱巨的過程。董治寶介紹，中國干旱區(qū)是全球風(fēng)沙地貌過程最活躍的地區(qū)之一，其環(huán)境獨(dú)特，與世界其他干旱區(qū)相比，具有典型的特殊性，受到科學(xué)界長期而廣泛的關(guān)注，自19世紀(jì)中葉起，便是國外地理探險家的勝地。

我國現(xiàn)有的風(fēng)沙科學(xué)研究體系主要是在沙漠地區(qū)資源的改造利用、國民經(jīng)濟(jì)重大工程建設(shè)中的沙害防治及沙漠化治理的實(shí)踐中建立起來的，所以服務(wù)于防沙治沙的特色非常明顯。實(shí)用性強(qiáng)，是我國沙漠科學(xué)的優(yōu)勢，相對來說，風(fēng)沙科學(xué)基礎(chǔ)理論研究則比較薄弱。

在我國，針對干旱區(qū)風(fēng)沙地貌的研究，自20世紀(jì)50年代開始，就屬于風(fēng)沙科學(xué)基礎(chǔ)研究的重要部分。多年來，“我國在風(fēng)沙地貌的主要類型與分布、主要沙漠的風(fēng)沙地貌總體特征、風(fēng)沙地貌發(fā)育的環(huán)境背景、沙丘移動等宏觀規(guī)律方面，取得了重要進(jìn)展?！边@些成果大多屬于風(fēng)沙地貌的形態(tài)研究范疇，而地貌學(xué)研究的核心問題，除了形態(tài)，還有過程。不得不承認(rèn)，長期以來，我國在風(fēng)沙地貌過程研究方面仍比較欠缺。

董治寶曾經(jīng)和正在做的，就是鉆研每一片沙漠的不同，探究中國沙漠與世界上其他沙漠的不同的、獨(dú)特的地貌形成過程，以彌補(bǔ)中國以往風(fēng)沙地貌過程研究的薄弱環(huán)節(jié)。

沙漠有何不同，不全都是沙子嗎？

在普通人看來確實(shí)如此，但在董治寶這個內(nèi)行看來，世界上每一片沙漠都是不同的，每一片沙漠都有其他沙漠所沒有的“典型性”和“獨(dú)特性”。

董治寶介紹，在干旱的氣候條件下，風(fēng)是沙漠地表形態(tài)塑造的主要動力，但并不是所有的風(fēng)都與沙漠地表形態(tài)的發(fā)育有關(guān)，只有能把沙子吹揚(yáng)搬運(yùn)的風(fēng)，才能對沙漠地表形態(tài)的塑造起顯著作用。這種含有沙子運(yùn)動的氣流，被稱為風(fēng)沙流?！帮L(fēng)沙地貌的形成在于風(fēng)沙相互作用，始于風(fēng)蝕；以懸移形式運(yùn)動的細(xì)顆粒形成風(fēng)塵（沙塵暴），以躍移形式運(yùn)動的較粗顆粒形成風(fēng)沙流；風(fēng)沙流侵蝕形成風(fēng)蝕地貌，堆積形成風(fēng)積地貌?！?/p>

這些都是沙漠的“大相似”，也是研究每一片沙漠所遵循的基本思路。立足“大相似”，尋源“小不同”。董治寶帶領(lǐng)團(tuán)隊深入中國五大流動沙漠——塔克拉瑪干沙漠、巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠、庫姆塔格沙漠和柴達(dá)木盆地沙漠，分別對其特有風(fēng)沙地貌形成過程、風(fēng)沙流動力學(xué)過程、地表風(fēng)蝕與沙塵釋放過程等進(jìn)行了綜合研究，并取得了讓業(yè)界與世人驚嘆的系統(tǒng)性研究成果。

扎根大漠，尋源“小不同”

要發(fā)現(xiàn)每個沙漠之間的“小不同”并不難，但要揭示這些“小不同”的獨(dú)特形成過程卻非易事。

在中國，董治寶和他的團(tuán)隊面對的，是干旱區(qū)約60萬km2的沙漠與約57萬km2的戈壁。茫茫大漠、漫漫黃沙，何所蹤，何處尋。而這也正董治寶團(tuán)隊的強(qiáng)悍之處，他們在那片廣袤無垠的天地里，用時間與汗水為中國五大流動沙漠寫下了不同的注腳。

● 塔克拉瑪干沙漠——復(fù)雜線行沙丘

塔克拉瑪干沙漠以復(fù)雜線行沙丘著稱。以往研究多偏重簡單沙丘，關(guān)于復(fù)雜沙丘如何形成研究并不多。

董治寶通過研究發(fā)現(xiàn)，塔克拉瑪干沙漠復(fù)雜線形沙丘的形成發(fā)育，與區(qū)域風(fēng)況變化和發(fā)育史密切相關(guān)，特別是沙漠腹地久遠(yuǎn)的地質(zhì)歷史，使沙丘發(fā)育經(jīng)歷了四個完整的過程——首先形成線狀排列的簡單新月形沙丘群；新月形沙丘不均衡前移，形成并列的簡單線形沙丘群；簡單線形沙丘群發(fā)生側(cè)移和合并形成復(fù)合線形沙丘；橫向沙丘疊置在復(fù)合線形沙丘上，形成復(fù)雜線形沙丘。而在這一演化過程中，時間是決定沙丘地貌復(fù)雜性的重要因素。

● 巴丹吉林沙漠——高大沙山

巴丹吉林沙漠有世界上最高大的沙山，極具代表性，關(guān)于其形成過程有多種假說。但多年來，由于支持其形成過程研究的直接證據(jù)難以獲得，很多假說便一直停留在假說階段。

董治寶團(tuán)隊創(chuàng)新性地將地貌格局分析法引入沙丘地貌學(xué)研究，提供了迄今為止關(guān)于高大沙山形成的最直接、最有說服力的證據(jù)。

在長期野外調(diào)查與海量遙感數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，他們建立了高大沙山系統(tǒng)的地貌序級，即不同尺度沙山與沙丘的迭置關(guān)系，并以高度—間距關(guān)系表征高大沙山系統(tǒng)的地貌格局，最終發(fā)現(xiàn)巴丹吉林沙漠高大沙山系統(tǒng)中各種尺度的沙山、沙丘乃至沙波紋顯示一致的地貌學(xué)格局特征，且與世界其他沙漠的沙丘地貌學(xué)格局特征具有很好的一致性。

這意味著，巴丹吉林沙漠高大沙山的形成過程并未受其他特別因素控制，完全呈現(xiàn)于風(fēng)力作用下，屬于沙丘地貌發(fā)育過程的典型自組織行為，即風(fēng)是塑造高大沙山系統(tǒng)的動力。該結(jié)論逐漸被其他研究證實(shí)。

● 騰格里沙漠——格狀沙丘

格狀沙丘如何形成發(fā)育，到底歸屬于哪一類沙丘地貌，是一個困擾學(xué)界多年的難題。

傳統(tǒng)沙丘地貌學(xué)理論認(rèn)為，橫向沙丘形成于單向風(fēng)況，線形沙丘形成于雙向風(fēng)況。但董治寶通過實(shí)地觀測與深入研究發(fā)現(xiàn)，事實(shí)并非如此。

2005年，董治寶帶領(lǐng)團(tuán)隊在格狀沙丘最為典型和集中的騰格里沙漠扎下了根。他們在那里建立了風(fēng)沙科學(xué)觀測場，率先在風(fēng)沙地貌學(xué)界開展風(fēng)沙地貌動力學(xué)的野外現(xiàn)場試驗(yàn)。

通過長期試驗(yàn)與觀測，基于沙丘形態(tài)形成與演變過程、以及風(fēng)況特征的長序列監(jiān)測與試驗(yàn)資料，他們發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成所謂的“格狀沙丘”的主梁和副梁，分別代表兩組近乎垂直的橫向沙丘和線形沙丘。

“主梁為西北風(fēng)和東南風(fēng)作用下形成的反向橫向沙丘，副梁為成銳角相交的西北偏北風(fēng)和西北偏西風(fēng)作用下形成的線形沙丘，二者構(gòu)成‘格狀地貌格局，形成于約1.3ka BP以來，且其成熟度（或典型性，即主梁長度/副梁長度之比）隨時間推移變好?！倍螌毥忉尅?/p>

這一研究不僅揭示了騰格里沙漠格狀沙丘的形成過程，同時證明，格狀沙丘代表一種沙丘地貌格局（空間組合），并非獨(dú)立的沙丘地貌類型。

● 庫姆塔格沙漠——“偽羽毛狀”沙丘

這是一項填補(bǔ)空白的研究。

庫姆塔格沙漠臨近羅布泊，自然條件嚴(yán)酷，此前鮮有研究報道。在此項研究之前，人們通過遙感影像進(jìn)行判斷，認(rèn)為庫姆塔格沙漠發(fā)育了典型的“羽毛狀”沙丘（feathery dunes）。

而董治寶團(tuán)隊深入沙漠之中，實(shí)地對庫姆塔格沙漠風(fēng)沙地貌進(jìn)行了全面研究，發(fā)現(xiàn)那些遙感影像上的“羽毛狀”沙丘，其實(shí)是由地表沉積物反照率差異造成的“羽毛狀”圖案，是“偽羽毛狀”沙丘（pseudo-feathery dunes）。

同時，他們還在庫姆塔格沙漠發(fā)現(xiàn)了兩種在風(fēng)沙地貌學(xué)中未曾報道的風(fēng)沙地貌類型——耙狀線形沙丘（raked linear dune）和沙礫磧（gravel body），并證明耙狀線形沙丘是在沙源供應(yīng)不充分條件下，在成銳角相交的雙向風(fēng)作用下，由新月形沙丘側(cè)翼轉(zhuǎn)向、聯(lián)結(jié)而成，形成于末次盛冰期以來；而沙礫磧，則是沙漠中的古河道洪積物周圍的流沙被風(fēng)蝕而成的蝕余地貌，經(jīng)歷了五個特征階段與類型才最終發(fā)育完成。

最具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義的，是他們還確定，位于庫姆塔格沙漠東北部的世界上最典型的雅丹地貌形成于10kaBP以來，與非洲撒哈拉沙漠的類似雅丹地貌同期，目前大多處于壯年期和消亡期。依此研究，董治寶提出了延長雅丹地貌旅游服務(wù)功能的建議，以保護(hù)雅丹谷地戈壁面免受干擾，進(jìn)而避免形成強(qiáng)風(fēng)沙流侵蝕。

● 柴達(dá)木盆地沙漠——類火星風(fēng)沙地貌

線形沙丘是地球和火星分布最廣泛的風(fēng)沙地貌類型之一，學(xué)術(shù)界對其形成過程的爭論也最多，有10種假說之多。

青藏高原沙漠氣溫和大氣壓低、空氣相對稀薄，是地球上與火星環(huán)境最為接近的地區(qū)。董治寶選擇柴達(dá)木盆地作為線形沙丘的研究之地。

在這里，他們發(fā)現(xiàn)了與火星風(fēng)沙地貌相似的風(fēng)沙地貌，并將其定義為類火星風(fēng)沙地貌（terrestrial analogues of Martial aeolian landforms）。

通過對柴達(dá)木盆地察爾汗鹽湖4個線形沙丘斷面開展詳細(xì)的沉積學(xué)和年代學(xué)研究、分析，他們發(fā)現(xiàn)冷干氣候是柴達(dá)木盆地線形沙丘地貌發(fā)育的重要條件。

同時，他們發(fā)現(xiàn)，類火星風(fēng)沙地貌產(chǎn)生于沙源豐富度的空間差異。沙源供應(yīng)不充分是影響火星沙丘地貌發(fā)育的重要因素，導(dǎo)致火星沙丘地貌類型簡單，以簡單線形沙丘為主。

這一系列研究成果的取得，對發(fā)展我國風(fēng)沙地貌學(xué)理論具有重要意義，使中國風(fēng)沙地貌理論研究達(dá)到國際先進(jìn)水平。

始于熱愛，忠于堅守

30多年來，董治寶的視線從未離開大西北。

除了圍繞中國五大流動沙漠進(jìn)行風(fēng)沙地貌過程研究，他還投入了大量精力在青藏高原的沙漠化研究。

董治寶帶領(lǐng)團(tuán)隊研究青藏高原沙漠化的格局與過程，探索其驅(qū)動機(jī)制，在理解沙漠化對氣候變化的響應(yīng)機(jī)理基礎(chǔ)上，模擬未來不同氣候變化情境下沙漠化的發(fā)展趨勢，為適應(yīng)氣候變化的戰(zhàn)略決策提供了科學(xué)依據(jù)。這一研究，同樣取得了不俗的成果。

那一項項調(diào)查觀測項目與模擬實(shí)驗(yàn)的開展，一個個指征體系和沙漠化物質(zhì)基礎(chǔ)圖的建立，一個個評價指標(biāo)與模型的建立，都讓我們更加清楚地了解青藏高原在過去30年經(jīng)歷了什么，發(fā)生了什么，也能夠更客觀、準(zhǔn)確地預(yù)估不同氣候變化情景下青藏高原的沙漠化趨勢。

30多年來，董治寶發(fā)表論文460余篇，其中SCI169篇、EI85篇；出版專著5部、參編專著7部，論著被他引6507次、SCI他引2770次；獲國家專利32件，其中發(fā)明專利6件；獲國家科技進(jìn)步二等獎和甘肅省自然科學(xué)一等獎各1項，其他科技獎勵5項，以及中國青年科技獎等榮譽(yù)稱號。

憑借扎實(shí)的研究成果，與在國際沙漠化動力學(xué)研究領(lǐng)域中學(xué)術(shù)論文高發(fā)表率、高引用率，董治寶逐漸成長為中國沙漠化動力學(xué)機(jī)制研究的學(xué)科帶頭人，并被國家自然科學(xué)基金委員會評價為國內(nèi)最具實(shí)力的風(fēng)沙物理與風(fēng)沙地貌學(xué)者。

在國際上，董治寶也同樣形成了較為廣泛的影響力。他是國際風(fēng)沙科學(xué)學(xué)會的發(fā)起人之一，并任首屆副主席。他還兼任聯(lián)合國《沙漠化防治公約》科學(xué)技術(shù)委員會獨(dú)立專家、非洲沙漠化防治行動計劃咨詢專家、國際減輕旱災(zāi)風(fēng)險中心技術(shù)委員會委員等國際學(xué)術(shù)組織職務(wù)。

而這一切，都始于董治寶對西北這片土地的熱愛。

董治寶是地道西北人，生于陜西省橫山縣，求學(xué)于陜西師范大學(xué)、中科院蘭州沙漠研究所，大漠風(fēng)沙便是他學(xué)習(xí)和研究的主題。

上世紀(jì)末，他曾作為訪問學(xué)者赴美國農(nóng)業(yè)部大斯普林土壤風(fēng)蝕研究站，專門從事風(fēng)沙物理學(xué)研究。兩年時間里，他不僅帶回先進(jìn)的研究方法與經(jīng)驗(yàn)，還建立了廣闊的研究視野與前瞻性的研究思路。

回國后，董治寶長期就職于位于蘭州的中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所，一干就是18年。直到2017年9月，他才調(diào)回母校，任陜西師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院院長。

生于斯，長于斯，奉獻(xiàn)于斯。青藏高原的寒風(fēng)銘記了他的汗水，大漠的沙丘留下了他的足跡。而在明天，在未來，董治寶仍將一往無前！