全球变暖或有利于减少地区沙漠化 距今6000年前中国流沙面积最少

对于沙丘来说，它似乎一直在寻觅自己的“舒适区”。当降雨来临、风力减少、人类活动恰逢时宜，它们可以从活跃的、流动的沙坡，变成被草木覆盖的固定土壤。不过，长期以来，学术界对于中国北方沙地的形成是否源于人类活动，一直有争议。

经过多年研究，南京大学地理与海洋科学学院鹿化煜教授的研究团队，在国际重要学术期刊《科学进展》杂志上发表研究成果称，1.2万年前，我国北方沙地，就存在流沙与固定沙丘共存的现象，并且在距今六千年前后流动沙丘面积最少，这意味着当时的荒漠化程度最轻，而彼时正处于全新世期间的全球气候增暖期。“我们如今也处于全球气候变暖的时期，如果这时在降水增多的适宜条件下适度植草、植树，避免进行开垦、过度放牧，改善荒漠化，可能效果更明显。”论文的第一作者、南京大学地理学院副教授徐志伟表示。

徐志伟(左一)等2011年在毛乌素沙地记录地层剖面并采集样品，受访者供图

年代分辨率精细到500-1000年，看清了6000年前的沙漠如何复绿

如今，全球超过三分之一的人口居住在干旱与半干旱区，这些地区占全球陆地面积的40%，沙丘就广泛分布在这一区域。而在半干旱地区，沙丘又有流动和固定之分。虽然流动沙丘与固定沙丘的植被覆盖度和流动性差异极大，但却可以在相同的地表环境中长期共存，为何会出现这种现象，一直是悬而未决的科学难题。

干旱区及半干旱地区的环境变化到底是什么样的，南京大学地理学院鹿化煜教授的研究团队，在我国北方沙漠沙地开展了二十年的研究工作。近年来，在科技部重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持下，他们对多个沙漠沙地开展了“拉网式”考察和大量样品采集、测试分析，构建了近百个有精确年代控制的风沙沉积记录。

流动沙丘与固定沙丘共存的2019年的毛乌素沙地，受访者供图

2016年起，该团队协同美国、荷兰、以色列以及国内多个高校的学者组成的多学科联合团队，针对我国北方半干旱地区、东西横跨1500多公里的毛乌素沙地、浑善达克沙地和科尔沁沙地等144处风沙沉积点，进行了基于过程分析的点位特异性重建与集成，利用500多个地层-独立年代数据和古气候重建-模拟资料，获得了这些沙地过去一万两千年的环境变化历史，分辨率可以精细到五百到一千年。

团队研究人员、南京大学地理学院副教授徐志伟表示，“在三大沙地采集样本的时候，我们往往会在沙丘的内部发现，在风沙沉积层之间，夹着很多层薄薄的土壤。将这些土壤和不同层位的砂土带回实验室后，用光释光技术，测定这些砂土层的年代，就能获得沙丘活跃的时间，并将结果与当时的温度和降雨量的记录进行比较，恢复过去的沙丘环境历史。”

结果发现，在过去的1.2万年前，被植物固定下来的沙丘和流沙是镶嵌分布的，你中有我，我中有你。在距今1.2万年前，三大沙丘几乎都是流动的沙地，但在大约5000年的时间里，该地区的年降水量增加了近一半。大约距今6000年前，几乎所有的沙丘地带都被植物覆盖，那时流动沙丘的面积最小，这使得这片土地免于被风蚀。

但是在距今6000年的时间内，降雨量又回到了1.2万年前，又有约70%的固定沙丘变成流沙了。“特别是从汉朝以后，人类活动加大，流沙越来越多。”

徐志伟2011年在毛乌素沙地腹地采集高大沙丘内部的古土壤层样品，受访者供图

荒漠化减少也要提防农垦复荒

流沙和固定沙丘此消彼长的背后，有诸多看不见的手在操控。“受大风、降水、地下水位、沙粒粗细和人类活动的影响，沙地局部环境相差很大，而且有可能在短时间内形成突变。”徐志伟说，例如，在毛乌素沙地，有的地方突然来一场大暴雨，而那里的地下水位又高，那么渗透进沙丘的雨水，就能很快促进植物的生长，并且将土壤固定住。

研究团队发现，如果降水、风力、植树造林或者地形起伏的改变，在局部范围内足够强大，都足以使一组流沙固定下来，“有时，沙漠中的尘暴、空中悬浮颗粒的沉降落地，会携带着一些更细粒的黏土类物质降入沙丘，从而改良沙丘土壤状况，这会让沙丘的水分不容易流失，使得植物更容易定植、扩张。”徐志伟说，植被增多又加大了地面粗糙度，减弱了近地面风速，使得沙粒粉尘更容易沉降，进而保持水土。这样便形成了一个正反馈，有利于让沙丘固定。反之亦然。

徐志伟等2015年在浑善达克沙地钻孔采样，受访者供图

在南京大学地理与海洋科学学院教授鹿化煜看来，沙丘变化的波动，与当时的全球气候环境密不可分，“在距今2.6-1.6万年的末次盛冰期，中国北方的塔克拉玛干、毛乌素等沙漠或沙地面积要比现在大10%~39%不等，但是在9000年至5000年前的全新世大暖期，中国北方的沙漠相比现在又缩小了5%~20%，更湿润的沙地流沙基本固定，成为干草原。”他说，末次盛冰期和全新世大暖期是近代地球气候中两个具有代表性的时间段，冰期气候以干冷为特征，而暖期则以暖湿为特征。目前我们的地球正处在两个冰期之间，加上大气二氧化碳浓度不断升高，气温逐渐上升，这意味着有向暖期演变的趋势。

“在这种情况下，减少人为活动，避免进行开垦、过度放牧、甚至不合理的植树造林等一系列活动，沙漠可能会得以改观。不过也要当心，在某些沙漠地区，虽然植被恢复得不错，但局部的农垦又变多了，虽然眼下看对沙漠环境没有太多影响，但沙漠对环境很敏感，如果对农垦活动不加以限制，假设未来气候变化趋向暖干，那么沙漠环境又有沙化的风险。”徐志伟说。

来源：科技日报