杨小平教授【中国沙漠与环境演变】出版

2024-07-12文化

本书是对中国沙漠/沙地自然环境现状和晚更新世以来环境演变研究的阶段性系统梳理。以中国北方八大沙漠、四大沙地为核心研究区，本书通过分析近数十年来的各类观测数据，详细阐述沙区的自然环境特征，编绘12幅新的风沙地貌类型图，并据此分析风沙地貌的空间分布格局。以沙区地层剖面为主要依据，论述沙漠/沙地的形成演化过程和可能的驱动机制，剖析非地带性沙丘的特征及其成因。本书不仅提供了反映中国沙区晚更新世以来环境演变过程的百余个新增剖面的详细信息，还整编了已发表的典型地层资料以供对比。书中全面展示了我国北方沙漠、沙地所保留的晚更新世以来的较湿润时期的地层证据，立体呈现了我国沙区环境之巨变。

我国地理位置独特，自然环境多样，但从气候格局来讲，可以划分为东亚夏季风环流主导的东部湿润季风区和以西风环流主导及处于西风-季风过渡区的我国干旱半干旱区，后者约占陆地国土面积的1/3，其中干旱半干旱区最引人关注的是沙漠景观。在中文语境中，沙漠包括了以流动沙丘为主的沙漠景观和半固定的沙地景观，面积约60万km2，是生物生存最严酷的自然环境，也是我们人类面对的最严酷生存环境。正确认识国情、建设生态文明，都离不开对沙漠的科学认识。尤其是要以发展的眼光，把中国的沙漠放在历史的长河中，理解生态环境对人类活动的约束和促进、人类对自然环境的改造和影响。人类文明从何而来？中华文明因何而兴？沙漠区域在中华文明多源一体形成过程中有何作用？史前的跨大陆文化、技术和人群交流，历史时期的丝绸之路，以及新形势下「一带一路」倡议打通欧亚大陆实现一体化发展等都需要经过我国和中亚的干旱半干旱的沙漠地区，其对中华文明发展起到了什么作用？在新的国际竞争形势下，如何建设不同自然环境区域的生态文明？这些关键的科学问题，都是沙漠科学可以发力之处。

世界上的多数大沙漠和干旱区都是地带性的，与副热带高压的影响密切相关，比如撒哈拉沙漠，就是纬度地带性规律的体现。亚洲中部形成了世界上最大的中纬度内陆干旱和沙漠地带，横亘在欧亚之间，形成了世界上既是经向地带性也可以讲是最大的非地带性干旱区和沙漠景观，而且长期以来是绿洲农业和游牧经济的活动战场，存在历史悠久的强烈人类活动。它们的存在，是地球历史环境演化的结果，需要干旱的气候条件、强烈的风力作用、丰富的沙源供应和能够保持沙子积累的特殊地形，这四者缺一不可，否则就会形成荒漠的其他景观，如戈壁、岩漠、盐漠、泥漠等。沙漠是适应特殊气候条件下的一种自然景观，是生态环境多样性的体现，本身也是优美的，非人力可以强行改变，也不需要人类强行改变，「不为尧存，不为桀亡」。但有的沙漠的发生发展和人类活动密切相关，尤其是汉语语境中的沙地景观。沙漠并不全是黄沙漫天的单调景象，仅从色彩来说，就有红色的、金色的、白色的；沙漠的面貌是多样的，在风和日丽的时候，连绵的沙丘仿佛凝固的浪涛；而在暴风肆虐的时候，狂风卷携着黄沙，把一切都吞噬在直冲天际的滚滚沙尘之中。沙漠环境虽然艰苦，却不是不毛之地，我国的大沙漠如巴丹吉林沙漠内有上百个湖泊，湖泊被高大沙山环绕，湖边有草地、湖滨有胡杨，湖内有水草、有的有卤盐虫、有的有多种鱼类，湖上有候鸟及本地鸟，湖边有黄羊、有骆驼，跨越大沙漠边缘的高大沙山，沙漠内部绝对是另一番景象，已经成为人们欣赏自然风景的探险旅游之地。当然，在这严酷环境，生命一旦孕育，便都会奋力生长，因为艰苦的环境，往往可以磨砺伟大而顽强的生命。

沙漠里的河流和绿洲为人类的生产生活提供了基本的环境保障。但和农耕区、草原区相比，这里的环境更加脆弱，也更加易变。西域古代三十六国不少位于塔里木大沙海区域，且许多早已废弃。很多人听说过尼雅遗址的传说，它确实是深入塔克拉玛干沙漠之中的一个古城，尼雅遗址出土的汉代织锦护臂上「五星出东方利中国」八个汉字清晰可见。但因为尼雅河的变迁，当然更多的是向上游不断扩大的农业绿洲发展，导致径流减少，这里早已没有了富饶祥和的绿洲景象。这只是诸多沙漠演变以及人类活动遗址现状的一个缩影。

中国的沙漠地区自古以来也是多民族交错分布的区域，其绿洲、城镇和交通路线的变化往往与民族的迁徙、繁衍密切相关，长期以来也是影响社会稳定的重要因素。此外，沙漠地区自然环境恶劣、风沙活动频繁、环境变化剧烈，加之长期以来大量开发建设工程的实施，许多自然遗迹和人类遗迹面临着被损毁、侵蚀、埋压甚至永久消失的风险，在全球气候变化背景下生态环境恶化的问题愈加突出。

从科学研究的角度来看，对沙漠自然景观的形成与演变、历史环境变迁、干旱区人地关系的深入研究，都需要深入沙漠看沙漠并准确掌握沙漠的基本特征和人类活动的详细数据。对这一关键区域的研究必将对诸多国际学术界关注的重要科学问题，如全球气候变化的区域响应、农业和驯化家畜的跨大陆扩散、中西方文明和技术交流、人群迁徙等的深入研究起到重要的推动作用。从社会需求的角度来看，充分认识沙漠地区自然状况和人类活动的空间分布和存留现状，一方面可以为总结过去水土资源利用、绿洲开发、聚落城镇发展及其演变规律以及当下国家「山水林田湖草沙冰」一体化治理提供基础数据，另一方面可以对区域可持续发展、生态保护和国防建设起到警示和借鉴作用，同时也对揭示文物古迹的背景和内涵、提升旅游资源品位以及发展旅游经济起到促进作用。

本书前言

虽然沙漠占我国陆地面积比例甚高，但是专门论述中国沙漠环境演变的书籍并不多见。我国以现代科学思维、科学方法武装的沙漠研究肇始于20世纪五六十年代的中国科学院治沙队的综合考察。中国沙漠研究的先驱—朱震达先生、吴正先生等将考察成果进行系统总结，于1974年出版了【中国沙漠概论】，又于1980年出版了【中国沙漠概论（修订版）】，该著作是当之无愧的认识中国沙漠总体面貌和风沙活动规律的奠基之作，至今仍发挥着举足轻重的作用。

自【中国沙漠概论（修订版）】问世以来，我国沙漠领域的相关研究经过四十余年的发展和几代人的努力，尤其是将中国沙漠环境变化研究放眼于自20世纪80年代以来兴起的全球变化研究的大背景下，取得了可喜的进展。这些进展多以英文论文的形式发表于国际学术期刊，为中国沙漠研究走向世界舞台、向国际同行讲好中国沙漠故事做出了应有的贡献。1978年，德国著名古气候学家Michael Sarnthein 对全球范围内反映沙丘活动的地质证据及其年龄进行了梳理，勾勒了末次盛冰期和中全新世适宜期全球沙漠的总体格局，相关成果在Nature杂志发表。然而，在这篇影响深远的工作中，关于北半球中纬度最重要的沙漠带—中国北方沙漠/沙地的工作几乎是缺失的。而2014年剑桥大学出版社出版的澳大利亚著名第四纪环境学家Martin Williams的专著Climate Change in Deserts：Past，Present，and Future中，就有大量篇幅论述中国沙漠地区的环境演变，其立论的依据正是近几十年中国沙漠学界开展的以野外考察和实验分析为基础的研究工作。这种变化从侧面展示了中国沙漠古环境研究取得的突出进展。在拜读他人论著的过程中，我时常感到意犹未尽。站在朱先生等老一辈科学家筑起的沙漠研究地基上，我们这一代人及更年轻的后辈青年也正在为沙漠研究大厦添砖加瓦，主动向国际沙漠学界发出中国声音，致力于打造「向世界展示中国」的重要基础科学窗口。「一代人有一代人的使命，一代人有一代人的担当」，尽管我们所做的还远远不够，尽管我国的沙漠研究方兴未艾，但是，我们有必要对近四十年来全球变化研究背景下的中国沙漠环境演变研究做出阶段性总结。

特别是近二十年来，沙漠地区沉积地层的断代因释光测年方法的不断发展而发生了革命性变化，使得学术界能够对此前难以定年的沙漠沉积序列建立可靠的年代学标尺。近年来，我有幸负责国家科技基础资源调查专项「中国沙漠变迁的地质记录和人类活动遗址调查」项目并担任课题「中国沙漠变迁地质记录调查（2017FY101001）」的负责人。在项目的实施过程中，我与团队成员得到了进一步较系统地考察我国沙漠、沙地的良好机遇，研究了诸多新的佐证沙漠环境演变的地层序列。相比2016年国际第四纪研究联合会全球沙丘年代数据库（The INQUA Dunes Atlas chronologic database）首次发布时，关于中国沙区沙丘的测年结果已有了成倍增加。作为一名沙漠地区的科研工作者，本人深感撰写新书的重要性，这本书不仅是「中国沙漠变迁地质记录调查」课题成果的系统总结，更要尽可能全面反映当代学界对中国沙漠地质时期环境演变的认知水平。值得欣慰的是，在【中国沙漠变迁的地质记录和人类活动遗址调查成果丛书】出版任务中，有三部书籍都与沙漠地区的环境演变有着密切的关系，其中【万里古道瀚海沙—环境考古视角下的中国沙漠及其毗邻地区的人类活动】和【历史时期中国沙漠地区环境演变与人地关系研究】两部著作分别侧重对人类活动遗迹和历史地理文献的调查研究。本书取名为【中国沙漠与环境演变】，旨在依据新的野外实地考察、数十年来的遥感与气象观测数据，较系统地梳理我国沙漠地区的自然环境特征，识别和总结风沙地貌的类型及其空间分布规律和动态变化趋势，并依据沉积地层记录详细解读我国沙漠地区的环境演变历史及其可能的驱动机制。但愿能和其他两部著作相呼应，为提升我国沙漠的认知水平贡献力量。

虽然【中国沙漠概论（修订版）】里已有中国各个沙漠、沙地的地貌类型图，那些精美的地貌图也常被之后的论著重印，但在本书的撰写过程中，我们参考本项目第四课题骨干吴世新完成的中国北方沙漠地貌分布现状数据集（该数据集依据2015年Landsat-8卫星影像解译），经过类型合并绘制了八大沙漠、四大沙地风沙地貌类型图，并依此底图数据重新计算了各个沙漠、沙地的面积。对于各个沙漠、沙地的气候特征的总结主要依靠近四五十年来的气象观测数据及部分再分析数据，并统一用Walter-Lieth气候图、风玫瑰图和Fryberger输沙势玫瑰图来表达。

本书的地质记录部分来自项目执行五年来，课题参加人员多次深入沙漠腹地新获取的有关沙漠环境变迁的沉积序列以及地貌证据。同时，我们梳理了文献中的地层剖面信息，力争向读者呈现我国沙漠环境变化的实地证据，并据此构建中国沙漠演变的全局图景。虽然在三十多年的研究生涯中，我曾实地考察了我国北方所有沙漠、沙地，但在本书的成书过程中，本人只负责了部分区域的野外工作，主要涉及塔克拉玛干沙漠、库姆塔格沙漠、巴丹吉林沙漠、库布齐沙漠、分布于柴达木盆地的沙漠及科尔沁沙地等。古尔班通古特沙漠的野外工作由付晓、李再军、穆桂金负责，沙漠深钻由李再军负责实施。腾格里沙漠和乌兰布和沙漠的野外工作由张德国负责。浑善达克沙地、毛乌素沙地的野外工作由李鸿威负责。呼伦贝尔沙地的野外考察由梁鹏负责。本书中新的光释光测年工作主要由王旭龙、杜金花和付晓完成。