半岛全媒体记者 王丽平
山东东营,大河浩荡。发源于青藏高原,一路闯关夺隘、奔腾万里的黄河在此汇入渤海。
夏末的黄河三角洲上,万亩芦苇随风摇曳,水系滩涂鳞次栉比,白鹳在水中觅食,丹顶鹤在林间盘旋……这片共和国最年轻的土地上孕育出一幅充满生机的生态景象。
黄河三角洲水系众多,绿意盎然
就在芦苇荡最深处,来自中国地质调查局青岛海洋地质研究所(以下简称“青岛海地所”)的自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站(以下简称“北方盐沼湿地观测站”)的科考人员正在进行地质调查,这是一次多圈层、全方位地质调查,调查自2021年至2025年,至今年已完成大面积基础调查。此次“黄河口生境调查与典型植被光谱测量”是其中重要一次。
黄河三角洲湿地测量
“近年来黄河三角洲湿地保护取得了许多成绩,鸟类更多、环境更好了,但由于气候变化以及人类活动影响,湿地保护工作仍任重道远。”青岛海地所海岸带地质室副主任赵广明研究员介绍,他们根据“地球系统科学模型”对黄河三角洲开展多圈层相互作用规律分析,将生命科学纳入地质演化过程,提出基于自然的滨海湿地保护与修复建议,守护我们的母亲河生态。此外,对典型盐沼湿地的调查结果,也可以支撑青岛湿地公园建设和盐沼湿地恢复。
8月29日至9月10日,半岛记者跟随考科考队赴往黄河三角洲,体验他们的考察日常,感受守护母亲河的苦与乐。
科考队正在黄河三角洲进行调查取样
闷热芦苇荡里数苇叶,预测气候变暖对湿地固碳影响
黄河自1855年在河南兰阳铜瓦厢决口,夺大清河从东营利津入渤海,其携带的泥沙在渤海凹陷处沉积形成了现代黄河三角洲。自古“三年两决口、百年一改道”的黄河,其周围分布着众多古河道,河渠间芦苇丛生、柽柳遍布、飞鸟盘旋,这独特的河口三角洲生态系统也让这里成为众多地质、生态科研单位研究的重镇,其中青岛海洋地质研究所是进行多圈层、全生态要素研究为数不多的团体。
赵广明研究员在测量芦苇高度
9月3日早8点,科考队的车辆已经疾驰在通往山东黄河三角洲国家级自然保护区的路上,这是他们每年四季至少要各来一次进行常规考察的地方。车上带着铁锨、水桶、筛子、各种检测设备和干粮。“如果不说我们是做科学考察的,很多人以为我们是农民工呢。”队员们经常自我调侃。
车行一小时后,到达黄河三角洲自然保护区,然后又七拐八绕一路颠簸来到了一大片芦苇荡旁,这就是北方盐沼湿地观测站——黄河三角洲基地。
赵广明研究员在北方盐沼湿地观测站——黄河三角洲基地
观测基地位于芦苇丛深处,这是一片旱地芦苇,为防止多次进入对植被造成破坏,科考队在通往基地的路上搭建了简易木栈道。沿着木栈道,记者穿行在2米高的芦苇丛中,头顶苇叶遮天蔽日,眼前的芦苇杆纵横交错,置身其中完全分不清方向,只能依稀根据木栈道的方向艰难前行,苇叶如刀锋般刮在脸上、脖子上。
穿行100米左右,到了观测基地,这里有一套滨海湿地增温研究全球观测网络数据采集系统,能检测46个生态要素,这些数据会实时传到位于青岛海洋地质研究所的大数据中心,并与美国、丹麦、西班牙等国家监测系统信息共享,可开展全球不同纬度、不同生境湿地对比研究。科考队员介绍,这里不仅能检测地面以上的数据,如风速、雨量、温度、压力等,在地面以下也布设许多探针,检测不同土壤深度的含水量、盐碱度等数据。
于2019年在这里搭建的被动增温房是目前团队研究的重心。记者发现,增温房是一个高2.7米、边长1米的八角形玻璃房,顶部中空,用网子罩住,四周类似于我们家里的铝合金门窗,里面自然生长着芦苇,这样的增温房共有6个。据介绍,其通过玻璃的阻风作用,将房内温度控制在比房外高0.8摄氏度左右。“在未来全球变暖的大背景下,我们希望通过增温房的实验来检测,在增温条件下,湿地功能尤其是固碳功能是如何响应的。”赵广明研究员说。
作为滨海湿地最常见的植被,芦苇的固碳能力非常强,所以团队展开了对芦苇的深入研究,其中一个实验是光响应实验。
“我们会选择芦苇的第二个叶片,将叶片夹到光谱测量仪上,则会在屏幕上显示其实时进光和速率。”研究生陈洋洋介绍,通过设置仪器的光强,可以检测出不同光强、不同时段植物叶片的进光和速率,从而能检测出其光合作用强度。这样的实验要每隔一个小时做一次。记者发现,这里许多芦苇叶都被做了标记。
陈洋洋介绍,为了测试芦苇的光合作用,他们一般会选在每年的7-8月天气最热、光照最强的天气来,在这一蹲就是一天。夏天的芦苇荡风小闷热,极易中暑。
经过调查,团队发现滨海湿地具有巨大的储碳空间和固碳能力。“滨海湿地在全世界占海洋面积不到0.5%,但其沉积物中碳的储量占海洋总碳储量的50%。”赵广明介绍。
此外,在未来气温变暖的环境下,芦苇的固碳能力会略有下降,目前的被动增温房,房内温度比房外温度高0.8摄氏度,但联合国政府间气候变化专门委员会提出,到本世纪末全球气温上升幅度要实现1.5摄氏度温控目标。“下一阶段,我们会新上一款主动增温装置,严格控制房内温度比房外温度高1.5摄氏度,未来我们会更加精准地预测湿地如何应对气候变暖,更加真实反映湿地的功能变化。”赵广明介绍。
滩涂步行五公里,取回60袋淤泥样本
除了光谱测量,生境调查也是此次调查的重点。9月7日,完成上午的测试后,队员们就开始吃午饭,大家拿出各自备的干粮,馒头、凉菜、米饭等,有的蜷缩在车子座位上、有的席地而坐、有的迎风站着,开始干饭。
科考队正在滩涂取样
“野外作业都离市区很远,为节约时间,我们会带着干粮,作业一整天。”已经从事地质工作10年的何磊,人称磊哥,他说,“背着馒头上山,背着石头下山”这是地质人的常态,现在条件还比以前好很多了。出野外,吃饭是最不要紧的事,对付两口就行。
大约一刻钟,团队6人午饭结束。马不停蹄地整理装备,开始下午的考察工作。
趁着落潮间隙,他们要到2公里外的潮间带深处进行植物群落样方调查和底栖动物群落调查。
何磊正在清洗淤泥,取出生物样
中午12:40,队员们穿好水鞋皮裤,背着取样设备、扛着铁锨、拿着筛子、抬起抽水泵,往滩涂深处行进。这是一片望不到边的滩涂,种满了翅碱蓬,仔细看潮滩上密密麻麻的小洞里招潮蟹钻进钻出。
此时太阳炙烤着滩涂,密不透风的水衣让人有些窒息,一湾湾海水折射出刺眼的光,淤泥没过脚踝,滩涂像吸盘一样让每一步都艰难无比。
科考队在进行样本取样
“现在的泥滩还不算深,去年来采样,泥滩直接到了小腿,一个研究生陷了进去,把他吓坏了,最终在我们的帮助下,他把皮叉扔在泥潭里光脚才出来,之后遇到我们就说我们是他救命恩人。”磊哥总能逗得大家哈哈大笑。
考察队成员正在进行滩涂淤泥取样
走了20分钟,好不容易到达目的地,此时记者的后背早已湿透,队员们脸热得通红,汗水哗哗流。
科考队正在取分层柱状样
工作还没开始,记者的力气已用了大半。队员们却习以为常,稍微休整就开始工作。
队员们拿出一个宽25cm、长50cm的柱状铁盒,铁盒两端中空,他们要取这样的柱状淤泥样。找准点位后,将铁盒下端向下压,由于淤泥的生物质含量高,密度高,进去1/4后,徒手已经按不动了,队员们开始上脚踩,180斤的队员踩上去铁盒才进去了一半,剩下的只能一脚脚踩、一锤锤敲,一点点进。
取出来的样品
进去不易,取出更难。由于滩涂粘性极强,所以要取出柱状淤泥,需要将铁盒周边的淤泥铲除,将铁盒放倒才能将淤泥取出。队员们拿出铁锨开始挖,但极其艰难,一锨下去才能铲出一点。记者尝试了一把,让人不敢想象,感觉这淤泥像被灌了铅,死沉。费了九牛二虎之力才取出铁盒,之后要将这近30斤重的淤泥抬到离水近的地方,用抽水泵取水,通过筛子一点点将淤泥冲刷掉,保留里面的生物质。
通过筛子初步冲刷出来的生物样本
取一个淤泥柱状样就如此费劲,他们要在3个不同点位取样,最终团队共取回植物样本6盒,泥土样本60袋。
到下午3点左右,该区域的测试基本完成,队员们已经浑身是泥。往回走时,已经开始涨潮,来时的路被潮水淹没,但有的队员只穿了到膝盖的水鞋,蹚不过泥滩,他们就将塑料箱子放倒,在潮水中一点点往前挪。“逢山开道,遇水搭桥,这很常见。”
科考队滩涂调查结束,返程遇到涨潮
此时太阳已经西斜,肩挑抗抬的一行人影子倒映在滩涂上,像西天取经归来的师徒。“我们是向滩涂湿地取经,回到所里测试后,再为湿地把脉。”赵广明研究员说。
赵广明(右)和苏大鹏在滩涂进行地质考察
这一路往返有5公里左右,体力消耗却像走了10公里,微信步数近万步。返回到岸上,脱掉水衣,每个人的衣服都湿透了,穿着皮裤的何磊脱掉皮裤,一倒,哗的一股水流倒了出来,大家嘲笑他皮裤漏了,后来才知道,那是他出的汗。
科考队滩涂调查结束,返程遇到涨潮
这样的调查只是团队众多调查手段中的一小部分,他们要对湿地生态、水文、地质、环境、资源等方面进行全方面基础调查。目前团队在开展滨海湿地核心区与缓冲区生态地质调查,要摸清生态地质环境现状,同时,开展滨海湿地生态系统固碳效率影响因素调查与监测,建立滨海湿地生态系统固碳效率评价技术方法体系。
“这也是我们对国家提出的力争2030年实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标的努力。”赵广明说。
滩涂进行生境调查结束归来的考察队
滨海湿地研究17年,丰富全球碳循环评价数据
其实在2006年,青岛海洋地质研究所就开始进行滨海湿地研究,以及碳追溯研究,在此之前,我国几乎没有科研院所进行针对滨海湿地的综合地质调查。
早在2002年,时任青岛海地所所长刘守全研究员就关注到海岸带湿地的重要性,2005年刘守全在美国考察后认识到目前国内湿地研究缺少地质人的身影,提出海洋地质人从四维空间(三维+时间尺度)开展调查,推动湿地地质调查在国家专项中立项。
2006年当时青岛海地所海岸带地质室副主任叶思源研究员开始主持第一个国土大调查项目“黄河三角洲滨海湿地生态系统综合地质调查”,开启了地质部门进行湿地综合调查的先河,青岛海地所湿地调查研究一直持续到现在。
之后,作为中国海洋大学和青岛海地所联合培养的学生,赵广明读研期间跟随叶思源研究员学习,之后,读博、博后,留在青岛海地所工作,继续滨海湿地调查攻关。
经过多年调查,团队逐步推动滨海湿地生态地质三位一体调查评价,创新提出了温室气体测量、土壤固碳评估、海域静力触探原位观测技术,形成了水、土、气、生(生物)各圈层生态要素探测体系。
翅碱蓬
目前,滨海湿地项目组研究区包含了我国北方三大典型盐沼湿地区:辽宁盘锦、山东东营、江苏盐城滨海湿地,涉及典型湿地被的芦苇生境、翅碱蓬生境、互花米草生境,工作内容包括了水、沉积物、大气、生物多个圈层。基于“北方站”,联合欧美同类观测站组建了“全球滨海湿地增温研究观测网”。
值得一提的是,项目组首次评估了我国滨海湿地土壤碳埋藏通量,填补了我国在全球碳收支平衡研究中滨海湿地土壤固碳方面的空白。同时,利用分批培养与连续培养技术,解决了困扰科学界半个多世纪的碳-14示踪技术测定海洋初级生产力的争议问题。
“目前,我们建设了国内领先、国际先进的有关碳循环研究的野外观测基地。”叶思源研究员介绍,通过国际合作,团队在观测站建设了较为完善的碳循环研究的野外观察基地,包括温室气体监测、土壤环境因子监测、湿地地下水水位水质监测等,特别是利用RSET技术(注:一种非常精确的测量沉积物沉积速率的技术)对湿地有机质加积速率的监测,在我国还属首次。这些监测为丰富全球碳循环评价数据库提供了重要保障,也为我国政府在国际环境中的谈判提供了科学数据。
2020年,观测站获批自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站。
守护母亲河安澜,为青岛湿地治理献计
2021年10月20日,习近平总书记在推动黄河流域生态保护与高质量发展座谈会上明确提出,要推进生态保护修复、提高河口三角洲生物多样性,抓紧谋划创建黄河口国家公园。
2023年4月1日《中华人民共和国黄河保护法》施行,为推动黄河流域生态保护和高质量发展,提供了坚实的法治保障,将保护母亲河上升到法律高度。
2023年5月30日,山东省十四届人大常委会第三次会议表决通过《山东省黄河三角洲生态保护条例》,自2023年8月1日起施行。
在这样的背景下,作为已经深耕海岸带调查多年的排头兵,青岛海地所滨海湿地团队正在进行继2006年第一次黄河三角洲“把脉”之后的第二次黄河三角洲多圈层、全方位地质调查。
种满翅碱蓬的滩涂
自2006年就到黄河三角洲进行多次实地考察的赵广明有明显感受,最近几年黄河三角洲鸟类更多、环境更好了,退耕还湿的效果很明显。
由于长期以来黄河三角洲受地质环境演变和人类活动的影响,其生态稳定性仍任重道远。如目前黄河三角洲蒸发量是降水量的3倍,湿地面积会有萎缩的风险,针对这一现状,团队经过多年调查,基于古河道与现行河道易于连通、地质条件适宜蓄水的条件,进而提出疏通古河道增加蓄水空间以促进湿地修复的建议。赵广明介绍,据估算,古河道疏通后的蓄水空间约为3.2亿立方米,可在汛期发挥储水功能,改善湿地水文连通性,提高湿地自然恢复能力,有效解决黄河三角洲水资源时空分配不均问题。
近日,团队将多年研究成果制作成了《黄河三角洲滨海湿地生态系统保护修复图集》和《黄河三角洲滨海湿地生态系统保护修复对策建议》,将于近期移交给黄河三角洲自然保护区管理局。
丹顶鹤在黄河三角洲自由翱翔
“希望能为政府提供更全面、更精确的数据,为保护黄河三角洲贡献我们地质人的力量。”赵广明说。
9月10日,考察工作结束,团队返回青岛,此次调查共取得植物样品6件、水样6件、泥土样品120件左右。接下来团队要对样本进行测试、分析,如氮、有机碳测试,土壤指标测试等,再进行数据分析。“可以说一次调查工作,其野外工作、样本测试、数据分析的比重各占1/3 。”赵广明说,接下来他们还将继续每年的常规化数据监测,做好长时间数据积累,并加大对土壤盐渍化改良的考察。
那这样的湿地调查成果对青岛有无指导意义呢?赵广明介绍,相较于东营,青岛的盐沼湿地相对较少,主要分布在胶州湾,面积不大。2018年青岛市人大常委会颁布了《青岛市湿地保护条例》,正逐步通过人工补栽芦苇、蒲草等水生植物重塑湿地生物链,逐步恢复滨海湿地的生态系统和景观。
“我们在黄河三角洲揭示的典型盐沼植被适宜的水位、盐度生态阈值、地层结构储水以及固碳作用效应等基础调查成果,可支撑青岛积极推进少海国家湿地公园、唐岛湾国家湿地公园和胶州湾省级湿地公园的建设,促进青岛市盐沼湿地恢复和健康发展。”赵广明说。
□记者手记
美好湿地的守护者
10余天的调查下来,团队每个人都黑了好几度,记者最大的感受是地质调查工作真是个体力活。
动则肩挑背扛,太阳底下蹲一天,又或者忍受成群蚊子穷追不舍,听队员说甚至有人朝自己身上喷上杀虫剂。最怕的还是路不通,要抬着设备绕道几公里。
虽然地质工作貌似粗线条,其每前进一步,都如抽丝剥茧一般小心艰难。
其实,不能陪家人可能是每个队员心底最在意的事,这次出野外前,团队中苏大鹏的孩子因为肺炎正在住院他也不能陪伴,这样的情况团队中每个人都遇到过。
丛林山险、茅草荆棘、泥泞潮滩、风餐露宿、蚊虫叮咬……虽有诸多困难,“但我们地质人胸怀山川湖海,细节不必在意,况且我们也收获了很多。”
最大的收获是能领略祖国的大好河川。何磊说,每当秋风起,万亩芦苇荡内,满眼都是金黄的芦苇叶和白色的芦苇穗,人在其中心绪反而安定了下来。
团队成员说,野外考察中,他们能俯瞰大河浩荡入海、欣赏落日下的金黄海滩、瞭望成群翱翔的候鸟、追逐呆头的螃蟹,又累又苦的野外工作似乎有了非凡意义。这也许就是这群滨海湿地守护者的铁汉柔情。
“我们既是美好湿地的守护者,也是湿地风景中的景中人。”何磊说。