【闳议】张元明多维度解读第三次新疆科考 系统摸清资源生态本底
《闳议》访谈节目由《中国科学院院刊》与中国互联网新闻中心联合出品,通过采访两院院士及专家学者,深度探讨推进中国式现代化进程中各领域的发展前路。以客观、精准的解读,科学、前瞻的思考,为站在“两个一百年”历史交汇点上的中国发展破题解惑,为迈向第二个百年奋斗目标贡献智慧力量。崇论闳议,寻策问道。
中国网/中国发展门户网讯 时隔三十余年,我国启动第三次新疆综合科学考察,接续第一次、第二次科考的历史使命,立足新时代国家战略需求,系统摸清新疆资源生态本底、科学评估承载能力、凝练干旱区治理范式、赋能区域高质量发展与“一带一路”国际合作。《闳议》节目组专访第三次新疆科考工作组副组长、中国科学院新疆生地所所长张元明,请他系统解读第三次新疆科考的战略价值、核心成果与长远布局。
历史•三次新疆科考的迭代演进
中国网:第一次、第二次新疆综合科考分别完成了怎样的历史任务?历经五年系统实施,第三次新疆科考在时代定位、考察范式、科学目标上,实现了怎样的迭代升级?面向未来,本次科考将如何持续支撑新疆未来中长期发展布局?
张元明:综合科学考察对于了解新疆的本底、擘画未来的发展蓝图是非常重要的。
1956年,由中国科学院牵头做了第一次新疆综合科学考察。新疆和平解放前,新疆的科考主要由俄罗斯、英国等外国探险队完成,当时大量的新物种的命名都是以外国人的名字命名。所以第一次新疆的科学考察,主要目的是摸清家底,为日后的发展奠定一定的科学基础。通过第一次科考,对新疆整体有了一个相对比较系统的认识。对后来的发展,包括科学研究,发挥了不可替代的作用。由于条件的限制、技术水平的限制,很多的区域还是空白区,没有调查到,但是它的历史贡献是毋庸置疑的。
1985年,为了开发新疆的资源,同时要生产布局,开始了第二次新疆科考,同样也是由中国科学院牵头。我们熟知的新疆“一黑一白”战略(石油和棉花)就是在那一次科考定下来的,对新疆未来的发展确实也发挥了很大的作用。
党的十八大以来,新疆经济社会走向了快速发展的快车道。同时受全球气候变化影响,新疆生态环境资源本底在这近30年也发生了前所未有的显著变化,比如说冰川的消融,比如说水资源的变化、温度的升高、降水的增加、干旱的加剧等等一系列问题也十分突显。所以进入新时期,再开展一次科学考察,也就是第三次新疆综合科学考察,就非常必要。这是为未来新疆的高质量发展,要提出资源生态环境的承载能力到底有多少、在哪里,还有哪些工作需要去进一步做。所以第三次科考应运而生,2021年底正式启动。
相对于前两次科考来讲,在科考的手段、技术和方法,人员队伍等方面都有长足的进步。第一次科考也就200多人科考队,第二次科考也就300多人,第三次科考有1042支科考队、6000人次进行野外科考。所以从技术层面、从队伍规模层面,包括科考的定位和目标,在新时代都有新的变化。第三次科考历时五年的时间,为了新疆未来的绿色发展,要提出它的发展潜力,和它的承载能力到底有多少,未来如何配合经济社会的发展,提供自然条件方面的保障。
所以总体来讲,这三次科考是在不同的历史时期,奔着不同的目标,采取不同的方法来开展的。
第三次科考我们获得了一些新的认识,比如说关于暖湿化的问题,西北暖湿化是一个大的趋势,但是新疆暖湿化的幅度又远高于西北整个暖湿化的背景。暖湿化之后,一般会认为水多了、湿了,会开发更多的土地,养活更多的人口。但其实事物往往是矛盾的两个方面。一方面降水增加了,冰川融雪增加了,季节性的积雪融化也增加了,导致河川径流也增加了。但是同时温度升高也导致了平原地区的蒸散发加大。蒸散发加大意味着干旱加剧,由干旱带来的风险也在加剧。所以在看清水资源量增加的情况下,有发展的窗口期,同时也要特别注意全球气候变化所带来的一些风险。这也是第三次科考,获得了一些新认识,掌握了其中的规律,我们也提出了未来如何利用这个窗口期规避干旱带来的风险。
再举个例子,关于抗逆的生物资源方面,我们发现了全球迄今为止抗逆性最强的高等植物。低等植物以及微生物,它们的抗逆性很强,这个毋庸置疑。但是高等植物有如此强大的抗逆性,比如说零下190多度冻它一个月,拿出来之后它仍然能生长。比如说放在强辐射、伽马射线辐射之后拿出来,它仍然在生长,没有被杀死,所以简直是植物界“杀不死的小强”。
能源资源方面,科考也发现了在吐哈盆地具有资源量极其大的富油煤。它是集油、气、煤为一体的资源性煤矿。这个煤田的发现,也就相当于是一个油气田的发现。对于新疆未来的发展相当重要。
这都是一些新认识,为未来的新疆高质量发展一定是注入新的活力。
生态•夯实新时代新疆生态文明建设科学根基
中国网:本次科考系统查清新疆水土资源、生态格局、生物种质资源与环境演变规律,全面评估资源环境承载能力。在您看来,科考成果如何系统性支撑新疆生态安全屏障建设、荒漠化综合治理、山水林田湖草沙一体化保护修复?
张元明:我们首先对荒漠和荒漠化的过程进行了全面的考察。对于新疆几大沙漠的形成时期、形成过程,以及在形成过程当中对于现在防治有什么样的启示,都做了大量的研究。对于我们发现荒漠化防治过程当中的一些缺口,怎么来识别、采取不同的措施来做,都是科考来提供的数据支撑。
在生态建设当中离不开植物,所以在科考当中我们又发现了很多抗逆性的植物资源,能够非常有效地应用于荒漠化的防治,适应风沙环境,适应干旱贫瘠的盐碱环境。这些生物种质资源的收集、保育和研究,也同时助力了生态环境建设、美丽新疆建设。
同时在水资源的利用,比如说多形态的水资源,有地下咸水,有隐匿降水,所谓的凝结水,还有地表水和降雨、积雪融化这些水资源多元协同协调,生产、生活、生态用水如何来进行合理分配。这样就能够为我们在荒漠化防治、生态环境建设方面有足够的水资源保障。再加上抗性的一些植物资源,再加上对沙漠的演变的格局认识。综合起来就形成了我们在新疆开展这方面实践工作的理论支撑。
最直接的一个表象,就是在塔克拉玛干沙漠,环塔的“绿围脖”。锁边工程,我们通俗叫它“绿围脖”。科考的科学认识,包括一些技术措施获得的经验,都在环塔的沙漠化防治锁边工程当中得到了充分的综合性的应用。所以这就是科考所谓的“水土气生”联动,最后服务当地的生态环境建设,对3046公里的锁边工程最后的合龙起到了至关重要的作用。
同时,科考方面取得的一些经验和认知,我们也在“一带一路”共建国家开展了相应的工作,也获得了良好的国际声誉和国际影响力。所以我想未来仍然能够进一步地发挥这方面的优势。
发展•依托科考本底培育干旱区新质生产力
中国网:新疆是国家能源资源战略保障基地。本次科考重新刻画了新疆水、土、光、热、能源、生物资源的全新本底优势。基于精准资源禀赋与生态约束边界,科考成果如何赋能新疆绿色能源、特色生物资源、生态产业等干旱区新质生产力培育?
张元明:干旱区其实在能源资源,包括水资源、生物资源、矿产资源这些方面,是有独特的禀赋。科考其实对它的资源量、它的格局以及未来可利用的潜力方面进行了科学评估。举个例子,我们在吐哈盆地科考发现储量巨大的富油煤,它的焦油平均含量达到12%。同时在吐哈地区又有非常丰富的风能和光能,结合富油煤巨大的能源潜力,我们也提出来“多能融合”的全链条的开发和利用模式。在开发过程当中,可以利用丰富的风能和光能来进行开采,同时开采出来的富油煤又有非常好的经济价值和开发利用潜力。所以“多能融合”的模式在新疆推动新质生产力的发展是极具潜力和未来的发展前景。
生物资源方面,其实有很多的抗逆性的生物资源,在医药、在工业、在生态建设等方面都能发挥非常重要的作用,包括农业。举个例子,我们从极端耐旱的荒漠植物当中,提取出了能够抗旱的基因,然后把这些基因导入到像棉花这样的作物当中,这种抗旱基因的棉花,能节水25%到40%,而产量不变、质量不变,这也是农业新质生产力的一个非常重要的起点。
同时在作物育种方面,我们利用能够决定很多农作物性状的一些基因,也能够培育出从产量到品质、到节水、到抗病等方面非常重要的种质资源,把饭碗端在自己手里。另外像在医药方面也有很多的这些资源,能够用于生物医药制造,在大健康方面也具有非常重要的作用。
所以整体来讲,如果干旱地区的各类资源和本底能够利用好,发展新质生产力,产生新的效益,推动经济社会的进一步的高质量发展,都具有重要的作用。
平台•国家级科考体系与区域科创支撑
中国网:新疆生地所作为本次科考牵头实施与成果总集成单位,构建了怎样的野外观测、样本保藏、数据集成、成果凝练的国家级科考平台体系?这些平台如何长效支撑干旱区基础研究、技术攻关与地方决策服务?
张元明:科学考察无疑会获得大量的第一手的数据、第一手的样本、第一手的资料。在五年的科考过程当中,有大量的数据进入到了我们所建设的科考数据中心当中。融合了水土气生、资源能源、生态环境等各个领域的数据。
另外就是各个科考队,汇交的重要的生物资源样本,干旱区种质资源库,都具有非常宝贵的遗传价值。能源和矿产类的样品,我们也建设了先进的、功能完备的样品库。这些对未来延伸科考的成果,进一步深入的研究,都提供了非常好的物质保障。
我们通过五年的科考,能够在数据库的建设,在生物种质资源库的建设,资源和矿产类样本库的建设,这些方面都有非常好的长足的进步。我们也特别希望在未来能够把这些库建成国家级的宝库,服务于新疆各项事业的发展。
开放•为中亚干旱区治理提供中国方案
中国网:新疆与中亚同属亚欧大陆典型干旱区,生态问题、跨境流域、生物区系高度同源。第三次新疆科考形成的干旱区生态治理、水资源调控、防沙治沙、生物多样性保护成套成果,能够为“一带一路”中亚区域提供哪些可复制、可推广的中国科学方案?
张元明:中亚各国和中国新疆在生态系统、在气候条件、地理格局等方面都具有极强的相似性。这也就决定了我们对于新疆的科考还不仅仅只局限在新疆境内。沿着完整的生态系统梯度,我们也会把相关的一些科考活动延伸到邻国地区。我们在新疆取得的这些方案或者成果,比较容易在相似的中亚地区进行应用,包括其他的“一带一路”上类似的区域。
比如在荒漠化防治方面,我们在新疆已经取得了系列的技术体系。从地表的固定,到灌木植物的种植,到最后的可持续管理。那么在中亚,我们在哈萨克斯坦的新首都阿斯塔纳,就建设了环首都圈的生态防护体系。这项成果工作也获得了哈萨克斯坦政府的高度认可。
在盐碱地治理方面,新疆的盐碱地跟中亚的盐碱地相似性也很高。我们在新疆用盐生植物改良盐碱土,是相对比较成功的。像这样的技术,我们也在乌兹别克斯坦咸海区域进行了应用,共同建设了盐生植物园,为盐碱地治理提供后续的种质资源。
在水资源管理方面、冰川的变化方面,在新疆的这些科考的研究成果,我们在塔吉克斯坦也进行了应用。我们给出了塔吉克斯坦的第一份最明确的冰川编目,每一条冰川都有一个“身份证”。这个成果通过塔吉克斯坦科学院已经递交给他们国家的领导人,我们也获得了塔吉克斯坦国家勋章。
我们在科考当中取得的成果,助力中国方案走出国门,发挥了非常大的作用,也取得了非常好的国际影响。我想这也助力国家开展科技外交,为与邻国共同治理环境问题,提供了非常重要的科学依据和基础。我们希望未来面向“一带一路”,能够有更多的成功的中国经验、中国方案走出国门,在“一带一路”共建国家落地。我们也特别希望,新疆科考的成果能够完成这一历史使命。
展望•以科考硬核成果支撑现代化新疆建设
中国网:综合本次五年科考的全部成果,站在科技支撑国家战略与区域治理的高度,您如何概括第三次新疆科考的核心价值?未来科研团队将如何持续深化成果转化,服务新疆人与自然和谐共生的现代化建设?
张元明:新疆科考是一个重大的历史事件,也是国家在新时期布局的一项重大的科技任务。总体来讲,我们最初瞄准的第三次科考的目标,就是要提供未来新疆发展的承载能力,提升发展韧性,至少是从生态资源环境的角度提供坚实的保障。
新疆的快速的发展、高质量的发展,不仅仅是对我们国家具有重要的意义,作为向西开放的桥头堡、丝绸之路经济带的核心区,同样肩负着面向“一带一路”合作的重要任务。所以新疆科考一个重要的特色,就是跟周边国家科学家一起开展延伸式的科考。不仅仅在国内产生影响,同时具有非常好的国际影响力。从这个意义上来讲,在新时代,新疆科考服务的不仅仅是新疆本身的高质量发展,同时还有“一带一路”的建设。这也是第三次新疆科考,不同于前两次,也不同于国内其他地方科考的非常重要的一个标志。所以我想未来新疆科考的成果要不断地落地生根,而且要开花结果。
新疆科考的成果要有实际的应用价值,要对政府的决策、对科学的管理,要真真切切地发挥它应有的作用,这是一个划时代的大事。而且这五年基本也能圆满交付了国家赋予我们的这个重任,是一份满意的答卷。
(本期策划:杨柳春、王振红;编审:杨柳春、王振红、王虔;编辑:王虔、武一男。出品:《中国科学院院刊》、中国互联网新闻中心)








