10月18日,由生态环境部矿山生态保护与修复首席专家、生态环境部南京环境科学研究所研究员沈渭寿牵头,联合生态环境部南京环境科学研究所、新疆大学和中国科学院新疆生态与地理研究所专家组成的团队,深入新疆维吾尔自治区哈密市“为人民服务”等巨型航标受损区域,开展了实地调查和采样分析。

在“为人民服务”航标区域现场,生态环境部南京环境科学研究所副研究员顾羊羊操控无人机拍摄了受损区域全貌。据介绍,后期将采用专用软件对现场拍摄的几千张照片进行3D建模,以准确掌握受破坏区域的范围、面积、损伤程度。

据悉,目前主要进行的工作是实地踏勘、遥感影像分析、样品采集及分析等。后续,专家团队将汇总各类数据,根据不同的破坏类型,分类施策,确定不同的修复方式。

“为人民服务”等5组航标位于哈密市伊州区沁城乡,10月12日以来,哈密市多部门商讨常态化保护措施,并开展实地踏勘和调查处置工作。

不久前,新疆维吾尔自治区哈密市“为人民服务”航标受损事件引发广泛关注,航标所在区域位于我国典型的戈壁砾幕层,这是抑制沙尘、维系干旱区生态稳定的天然屏障。

这一戈壁生态系统有何重要功能?面临哪些威胁?又该如何科学保护?本报记者专访了生态环境部矿山生态保护与修复首席专家、生态环境部南京环境科学研究所研究员沈渭寿,系统解读其生态功能、退化机制与科学修复策略。

最核心的功能是防风蚀保护

中国环境报

砾幕层是一种什么样的特殊土壤或地表结构?在戈壁生态中,扮演着哪些不可替代的生态角色?

沈渭寿:砾幕层是地表由砾石、粗沙颗粒组成的覆盖层,常见于戈壁地带。它通常连续分布,厚度从几厘米到几十厘米不等,就像铺展在地表的一层“帷幕”或“地毯”,能有效保护下方的粉沙、粉尘,使其不易被风侵蚀。

我国戈壁主要分布在新疆、甘肃、内蒙古、青海等地,其中,以新疆哈密和甘肃酒泉地区分布最为集中。戈壁砾幕层的形成是一个典型的“风蚀筛选”或“去细存粗”的过程:在持续的强风作用下,地表松散、细小的沙粒和粉沙颗粒被风吹走,较粗大、沉重的砾石无法被风吹动,被留在了原地。

在戈壁生态和地貌系统中,它发挥着至关重要的作用。砾幕层最核心的功能是防风蚀保护,它坚硬的砾石层像“铠甲”一样覆盖在地表,能有效防止下伏的细粒沙土被风吹起,对减少我国西北地区沙尘源,抑制沙尘暴的发生具有重要作用。

此外,砾幕层是判断戈壁地区风蚀作用强度和地貌演化阶段的重要标志。戈壁砾幕层一旦遭到破坏,风蚀作用会立即重新开始。强风会迅速掏蚀下方的细沙,形成局部的凹陷或坑洞,即“风蚀坑”,被吹走的沙粒随后在风力减弱的地方堆积,发育成新的沙丘。这一过程可能导致土地在极短时间内退化,并加剧沙尘暴。

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如何判断一片砾幕层是否健康?目前是否有可量化的科学指标来评估其生态功能状态?

沈渭寿:目前对砾幕层的健康评估,尚未形成统一的量化指标体系,我们主要可以从以下几个方面进行综合判断:

一是看宏观形态与结构。健康、稳定的砾幕层通常砾石覆盖度较高、分布均匀连续,无明显大面积裸露;砾石之间嵌合紧密,地表结构坚实;地表平坦或微有起伏,不存在明显风蚀缺口或灌丛沙堆。

灌丛沙堆的出现是砾幕层健康的警示信号。当风沙流遇到灌丛阻挡时,风速降低,其所携带的沙粒便在灌丛根部周围逐渐堆积,形成小沙丘,这意味着砾幕层可能已经出现破损或退化,当地发生了明显的风沙活动。

二是观察砾石本身的特征。我们常用“磨圆度”来描述戈壁砾石棱角被磨蚀圆化程度,磨圆度高的砾石,棱角光滑、形状趋于圆形或椭圆形,往往经过长期的风沙磨蚀。此外,砾幕层的砾石表面通常包裹着一层深褐色、黑褐色的光滑漆皮,也称为“荒漠漆”。这层漆皮是砾石长期暴露于地表,经过物理、化学风化作用形成的。

值得一提的是,砾幕层也有“老幼”之别。砾石表面颜色较深、磨圆度较好、表面有荒漠漆的砾幕层,形成年代比较久远;而砾石表面颜色浅、粗糙,厚度较薄、没有或仅有微弱荒漠漆的砾幕层则比较年轻。

威胁主要来自人为活动

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戈壁砾幕层是重要且脆弱的生态系统,导致其退化和破坏的主要原因有哪些?目前,我国在砾幕层保护方面的整体进展如何?在您看来,推动砾幕层保护面临的最大挑战是什么?

沈渭寿:我国戈壁砾幕层保护工作刚刚起步,尚未引起社会各界的高度重视。当前,戈壁砾幕层面临的威胁主要来自人为活动,集中在3个方面:一是在戈壁地区推进的工程建设,如公路、铁路等线性工程和矿产资源开发,施工过程中如未采取有效保护措施,容易造成砾幕层大范围受损;二是新能源基地建设,部分戈壁地区布局光伏电站等项目时,若选址或施工方式不够科学,也可能对砾幕层结构造成扰动;三是日益兴起的越野探险等活动,车辆反复碾压会直接破坏砾幕层的完整性,导致局部沙化。

推动砾幕层保护面临的挑战,一方面在于砾幕层的生态功能尚未被充分认知,不少地方仍将其视为“无价值的荒地”,生态保护意识有待提升;另一方面我国戈壁区域辽阔、人为活动点位分散,相关法律法规体系尚不健全,监管和执法难度大。事实上,目前仅有哈密市率先在全国打响戈壁生态环境保护攻坚战,率先启动戈壁生态调查评价修复项目,发布《哈密市戈壁生态环境保护条例》,这是我国首部戈壁保护条例。

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砾幕层一旦遭到破坏,恢复的难度和周期是怎样的?目前有哪些有效的自然恢复与人工促进修复技术?

沈渭寿:砾幕层破坏后的恢复难度和周期,主要取决于破坏的程度。

在破坏较轻、面积较大且地势较为平坦的戈壁地段,以自然恢复为主,经过一个风季就可能形成一层较薄的新生砾幕层;但如果砾幕层因挖掘、碾压等遭受严重破坏,出现风蚀破口,或发育出沙丘,地表将逐步沙化,这种情况下自然恢复极为困难。

目前,对于受到破坏的戈壁砾幕层,业内主张采取“自然恢复与人工促进相结合”的修复思路,并在实际修复过程中根据受损程度选择相应的技术。对于轻微、小范围的破损可以优先考虑人工促进自然恢复的方式;对于中度至重度的破损,则需要更多的人工措施介入。例如,在车辆碾压导致表层破坏但下层土壤尚存的情况下,人工促进结皮技术能较快地稳定表面;在砾幕层完全被剥离、沙质裸露的区域,就要使用多种砾幕层重构技术,并考虑使用新材料开展修复工作。

保护修复应注重与原生环境自然融合

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在砾幕层调查、监测中,遥感、无人机等现代技术如何发挥作用?能否高效、大范围地监测砾幕层的分布与变化?在实际应用中,这些技术的成本和精度如何?

沈渭寿:现代技术在砾幕层监测中具有显著优势。高分辨率遥感适合大范围、长周期的分布识别与变化追踪;无人机则可在重点区域进行精细化调查,获取厘米级的地形与地表纹理数据。通过构建“天一空一地”一体化监测体系,可实现砾幕层分布与变化的多尺度、高效率的协同监测。

与传统人工调查相比,这些技术在精度、时效性和数据可比性方面具有明显优势,为砾幕层的动态监测与生态修复提供了有力支撑。虽然投入成本较高,但我国生态环境、自然资源等部门已具备相应技术条件。

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用于修复砾幕层的材料通常从何而来?在用于生态修复前,需要做怎样的处理?

沈渭寿:根据戈壁砾幕层的破坏程度和受损类型,可考虑多途径的修复材料来源。生态环境部南京环境科学研究所在戈壁砾幕层修复新材料方面开展了一系列关键技术研发,为未来戈壁砾幕层修复材料提供了更多种可能。

需要强调的是,戈壁砾幕层的修复不建议使用生态毯等植被重建和恢复技术。戈壁的原生状态是基本无植被,或仅有稀疏耐旱植被的砾石地表,强行使用生态毯引入植物,会改变其原生地貌和水循环,反而可能破坏砾幕层赖以存在的自然条件。保持戈壁地表原有状态和原生生态系统,才有助于防止戈壁退化。

总之,无论修复材料来自何处,首要是确保环境安全,避免携带污染物,对戈壁造成二次破坏。处理方式应依据材料特性“因材施策”,确保其最终能与原生环境自然融合。

来源:中国环境报

编辑:张冰