守护大河春色
——兰州大学助推黄河流域生态保护和高质量发展纪实
新甘肃·甘肃日报记者 苏家英 通讯员 王耀辉 曹洁 谢雅婷
九曲黄河，奔腾不息。哺育中华民族，孕育中华文明。
黄河，这条形似巨龙的中国第二长河，如何形成“几”字形河道？黄河水系又形成于什么时期？黄河形成演化的驱动机理是什么，蕴含其中的泥沙又从何而来？
兰州大学地貌演化与新生代环境研究团队很早就开始从事黄河的形成发育研究。近期，该团队在《科学通报》又发表相关研究结果，提出现代黄河水系在125万年前开始形成，基本摸清了现代黄河水系的形成时代。
共同抓好大保护，协同推进大治理。除了黄河的形成发育，近年来，一批兰大学者还开展着黄河领域的多学科研究，他们围绕黄河上游水源涵养区生态保护和发展、黄土高原水土保持、沿黄地区历史与考古等书写“黄河答卷”，为黄河流域生态保护和高质量发展提供科技支撑。
九曲黄河的“身世”
“确定黄河拐弯处形成的时间，是研究黄河形成历史的一个重要任务。”兰州大学地貌演化与新生代环境研究团队聂军胜教授说，“几”字弯的形成和三门峡贯通东流入海是现代黄河水系形成的重要标志。
黄河流经兰州后受山地、高原地形的阻挡向东北方改道，因此兰州盆地作为黄河自青藏高原流入黄土高原的转折点，其对黄河水系的演化研究也有承上启下的意义。
“要知道黄河出现的时间，首先要找到‘河流阶地’。”团队负责人潘保田教授介绍，河流阶地是过去的古河漫滩，是河流形成演化最直接的证据。通过对兰州盆地内7级阶地的研究，该团队发现现代黄河上游水系格局的形成，是黄河自兰州盆地不断溯源侵蚀，逐渐贯通上游内流盆地的结果。
该团队历时10余年，对黄河中上游沿程多达9个盆地以及17个关键河段的河流阶地、夷平面等地貌记录进行系统研究，在2020年提出了较精准的河谷发育年代学框架。“从原来的河湖共存状态到互相串联，黄河就形成了。”潘保田说。
2022年8月，该团队王鑫教授等与合作者利用系统的沉积学、古地磁定年、物源分析等多种技术方法，获取了黄河贯通三门峡历史完整的岩芯档案，明确了岩芯108米处河道沉积物的首次出现是黄河在三门峡地区留下的最老印迹。“黄河的历史写在岩芯里面，钻取岩芯可以看到黄河的历史。”王鑫说，研究进一步印证了现代黄河水系在125万年前开始形成的观点，为研究世界大江大河的形成演化历史和水系发育模式提供了新的关键证据。
“总的来说，我们目前的认识是370万年前黄河可能不存在，370-180万年前兰州至河套段贯通形成‘几’字弯的‘一边’，125万年前黄河贯通整个中游并东流入海。”聂军胜介绍。
当大大小小的峡谷湖盆被串连贯通时，一条万溪汇聚、奔腾浩荡的泱泱巨川便演变而成……
在高寒草地上“种草”
从3月起，兰州大学高寒草地生态学研究团队的师生们在地处青藏高原东部甘南州玛曲县和合作市境内的甘肃甘南草原生态系统野外科学观测研究站，开展实验工作。半年时间，他们完成了高寒草甸、沼泽湿地的种子雨收集、种子鉴定，种子采样、种子库幼苗萌发、物种鉴定等工作，观测高寒植物从返青、显蕾、开花到枯黄。
“甘南境内的高寒草地对黄河的水源补给能力占区域内黄河总径流量的48%-50%，这里拥有亚洲最优质的天然草地，使得甘南草原成为整个青藏高原上拥有初级生产力、物种多样性最高的高寒草甸生态系统。”兰州大学高寒草地生态学研究团队杜国祯教授介绍道。
为了守护这里的生态，杜国祯团队长期坚持在海拔近4000米的高寒草地从事理论生态学和恢复生态学的研究——
他们界定了高寒草地适宜载畜量，构建了以植被盖度为基础的草畜平衡模型；首次提出了以植物物候特征为关键指标的、适用于高寒湿地的中长期预警技术；提出高寒沙化型次生裸地治理技术，研发了不同尺度的山生柳网格状高寒沙地固沙技术。
他们得出垂穗披碱草在不同密度条件下繁殖能力与个体大小的关系、垂穗披碱草在不同供施磷肥条件下的繁殖对策等多项研究结论，并依据模型建立了甘南高寒草地资源相应的保护指标，提出了草地资源优化利用的放牧管理对策。
据悉，系列成果示范推广后，将有效提高草地综合生产力。
评估黄土高原的“逐绿”效应
兰州大学黄河流域绿色发展研究院青年研究员田磊介绍，黄土高原水土保持是黄河流域生态保护和高质量发展的重要内容。
2019年，兰州大学揭牌成立了黄河流域绿色发展研究院，致力于黄河流域生态环境保护，深度参与黄河中游水土保持和污染治理。田磊带领团队重点针对黄土高原区域水文气候开展了长时间的系列研究，为退耕还林（草）政策及生态计划的拟定提供科学支撑。
田磊介绍，自20世纪90年代国家开始实施退耕还林（草）工程至今，黄土高原大量坡耕地被转化为草地和林地，区域植被覆盖水平明显提高，入黄泥沙大幅降低。“我们通过遥感数据发现区域内林地面积增加了约16%，草地面积增加了约8%，裸地与荒漠面积减少了29%，入黄泥沙从最初的16亿吨减少到目前不到3亿吨。”田磊说。
依托兰州大学超级计算平台提供的充足计算资源，田磊团队还开展了黄土高原区域水文气候数值模拟研究，定量评估大规模植被建设对区域气温、降水、水汽传输以及水汽-降水转化的影响，将为保障黄土高原植被建设可持续发展进一步提供科学合理的建议。
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