大漠風沙路

高妍　毛艷玲

中國敦煌的雅丹地貌、美國拉森火山國家公園的彩色沙丘、加拿大亞伯拉罕湖的冰泡……大自然的鬼斧神工，遠超出人類的想象力。

這些奇妙的地貌、景觀，經歷了怎樣的孕育、轉化才得以形成，又曾經、正在或即將對人類的生產、生活產生怎樣的影響，吸引了世界各國無數科學家潛心探索。董治寶就是一位探究風沙地貌的科學家。

董治寶，現為陜西師范大學地理科學與旅游學院院長，多年從事風沙物理及風沙地貌研究，是我國沙漠化動力學機制研究的學科帶頭人。

需要指出的是，他所開展的研究，并非多見的風沙地貌形態研究，而是我國比較薄弱的風沙地貌過程研究——

風力多大時，沙粒才會發生移動？

沙粒如何移動成為沙丘，又因何、如何發生變化？

為什么中國五大流動沙漠均呈現出特有風沙地貌，是如何形成？

又為什么青藏高原柴達木盆地沙漠中會出現類火星風沙地貌？

…………

圍繞典型風沙地貌過程研究這一核心，董治寶走遍了中國五大流動沙漠——塔克拉瑪干沙漠、巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠、庫姆塔格沙漠和柴達木盆地沙漠，與風沙為伴30余年，日夜堅守，只為了更懂那一簇簇沙粒塑造的神奇世界，為了從根源上解決防沙治沙難題。

篤志風沙，過程至上

在尚不知霧霾為何物的上世紀90年代末，每年冬春季節，北方的人們最擔心的天氣問題是沙塵暴。一旦大風起，便是塵土漫天，黃沙蔽日。

盡管經過多年防沙治沙工程建設，近年惡劣沙塵天氣變少，但不可否認，我國仍然存在比較嚴重的土地沙漠化問題。這些問題仍然影響著我國北方地區的生態環境，以及相關地區居民的生產生活。

防沙治沙是一個長期而艱巨的過程。董治寶介紹，中國干旱區是全球風沙地貌過程最活躍的地區之一，其環境獨特，與世界其他干旱區相比，具有典型的特殊性，受到科學界長期而廣泛的關注，自19世紀中葉起，便是國外地理探險家的勝地。

我國現有的風沙科學研究體系主要是在沙漠地區資源的改造利用、國民經濟重大工程建設中的沙害防治及沙漠化治理的實踐中建立起來的，所以服務于防沙治沙的特色非常明顯。實用性強，是我國沙漠科學的優勢，相對來說，風沙科學基礎理論研究則比較薄弱。

在我國，針對干旱區風沙地貌的研究，自20世紀50年代開始，就屬于風沙科學基礎研究的重要部分。多年來，“我國在風沙地貌的主要類型與分布、主要沙漠的風沙地貌總體特征、風沙地貌發育的環境背景、沙丘移動等宏觀規律方面，取得了重要進展。”這些成果大多屬于風沙地貌的形態研究范疇，而地貌學研究的核心問題，除了形態，還有過程。不得不承認，長期以來，我國在風沙地貌過程研究方面仍比較欠缺。

董治寶曾經和正在做的，就是鉆研每一片沙漠的不同，探究中國沙漠與世界上其他沙漠的不同的、獨特的地貌形成過程，以彌補中國以往風沙地貌過程研究的薄弱環節。

沙漠有何不同，不全都是沙子嗎？

在普通人看來確實如此，但在董治寶這個內行看來，世界上每一片沙漠都是不同的，每一片沙漠都有其他沙漠所沒有的“典型性”和“獨特性”。

董治寶介紹，在干旱的氣候條件下，風是沙漠地表形態塑造的主要動力，但并不是所有的風都與沙漠地表形態的發育有關，只有能把沙子吹揚搬運的風，才能對沙漠地表形態的塑造起顯著作用。這種含有沙子運動的氣流，被稱為風沙流。“風沙地貌的形成在于風沙相互作用，始于風蝕；以懸移形式運動的細顆粒形成風塵（沙塵暴），以躍移形式運動的較粗顆粒形成風沙流；風沙流侵蝕形成風蝕地貌，堆積形成風積地貌。”

這些都是沙漠的“大相似”，也是研究每一片沙漠所遵循的基本思路。立足“大相似”，尋源“小不同”。董治寶帶領團隊深入中國五大流動沙漠——塔克拉瑪干沙漠、巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠、庫姆塔格沙漠和柴達木盆地沙漠，分別對其特有風沙地貌形成過程、風沙流動力學過程、地表風蝕與沙塵釋放過程等進行了綜合研究，并取得了讓業界與世人驚嘆的系統性研究成果。

扎根大漠，尋源“小不同”

要發現每個沙漠之間的“小不同”并不難，但要揭示這些“小不同”的獨特形成過程卻非易事。

在中國，董治寶和他的團隊面對的，是干旱區約60萬km2的沙漠與約57萬km2的戈壁。茫茫大漠、漫漫黃沙，何所蹤，何處尋。而這也正董治寶團隊的強悍之處，他們在那片廣袤無垠的天地里，用時間與汗水為中國五大流動沙漠寫下了不同的注腳。

● 塔克拉瑪干沙漠——復雜線行沙丘

塔克拉瑪干沙漠以復雜線行沙丘著稱。以往研究多偏重簡單沙丘，關于復雜沙丘如何形成研究并不多。

董治寶通過研究發現，塔克拉瑪干沙漠復雜線形沙丘的形成發育，與區域風況變化和發育史密切相關，特別是沙漠腹地久遠的地質歷史，使沙丘發育經歷了四個完整的過程——首先形成線狀排列的簡單新月形沙丘群；新月形沙丘不均衡前移，形成并列的簡單線形沙丘群；簡單線形沙丘群發生側移和合并形成復合線形沙丘；橫向沙丘疊置在復合線形沙丘上，形成復雜線形沙丘。而在這一演化過程中，時間是決定沙丘地貌復雜性的重要因素。

● 巴丹吉林沙漠——高大沙山

巴丹吉林沙漠有世界上最高大的沙山，極具代表性，關于其形成過程有多種假說。但多年來，由于支持其形成過程研究的直接證據難以獲得，很多假說便一直停留在假說階段。

董治寶團隊創新性地將地貌格局分析法引入沙丘地貌學研究，提供了迄今為止關于高大沙山形成的最直接、最有說服力的證據。

在長期野外調查與海量遙感數據的基礎上，他們建立了高大沙山系統的地貌序級，即不同尺度沙山與沙丘的迭置關系，并以高度—間距關系表征高大沙山系統的地貌格局，最終發現巴丹吉林沙漠高大沙山系統中各種尺度的沙山、沙丘乃至沙波紋顯示一致的地貌學格局特征，且與世界其他沙漠的沙丘地貌學格局特征具有很好的一致性。

這意味著，巴丹吉林沙漠高大沙山的形成過程并未受其他特別因素控制，完全呈現于風力作用下，屬于沙丘地貌發育過程的典型自組織行為，即風是塑造高大沙山系統的動力。該結論逐漸被其他研究證實。

● 騰格里沙漠——格狀沙丘

格狀沙丘如何形成發育，到底歸屬于哪一類沙丘地貌，是一個困擾學界多年的難題。

傳統沙丘地貌學理論認為，橫向沙丘形成于單向風況，線形沙丘形成于雙向風況。但董治寶通過實地觀測與深入研究發現，事實并非如此。

2005年，董治寶帶領團隊在格狀沙丘最為典型和集中的騰格里沙漠扎下了根。他們在那里建立了風沙科學觀測場，率先在風沙地貌學界開展風沙地貌動力學的野外現場試驗。

通過長期試驗與觀測，基于沙丘形態形成與演變過程、以及風況特征的長序列監測與試驗資料，他們發現，構成所謂的“格狀沙丘”的主梁和副梁，分別代表兩組近乎垂直的橫向沙丘和線形沙丘。

“主梁為西北風和東南風作用下形成的反向橫向沙丘，副梁為成銳角相交的西北偏北風和西北偏西風作用下形成的線形沙丘，二者構成‘格狀地貌格局，形成于約1.3ka BP以來，且其成熟度（或典型性，即主梁長度/副梁長度之比）隨時間推移變好。”董治寶解釋。

這一研究不僅揭示了騰格里沙漠格狀沙丘的形成過程，同時證明，格狀沙丘代表一種沙丘地貌格局（空間組合），并非獨立的沙丘地貌類型。

● 庫姆塔格沙漠——“偽羽毛狀”沙丘

這是一項填補空白的研究。

庫姆塔格沙漠臨近羅布泊，自然條件嚴酷，此前鮮有研究報道。在此項研究之前，人們通過遙感影像進行判斷，認為庫姆塔格沙漠發育了典型的“羽毛狀”沙丘（feathery dunes）。

而董治寶團隊深入沙漠之中，實地對庫姆塔格沙漠風沙地貌進行了全面研究，發現那些遙感影像上的“羽毛狀”沙丘，其實是由地表沉積物反照率差異造成的“羽毛狀”圖案，是“偽羽毛狀”沙丘（pseudo-feathery dunes）。

同時，他們還在庫姆塔格沙漠發現了兩種在風沙地貌學中未曾報道的風沙地貌類型——耙狀線形沙丘（raked linear dune）和沙礫磧（gravel body），并證明耙狀線形沙丘是在沙源供應不充分條件下，在成銳角相交的雙向風作用下，由新月形沙丘側翼轉向、聯結而成，形成于末次盛冰期以來；而沙礫磧，則是沙漠中的古河道洪積物周圍的流沙被風蝕而成的蝕余地貌，經歷了五個特征階段與類型才最終發育完成。

最具有現實指導意義的，是他們還確定，位于庫姆塔格沙漠東北部的世界上最典型的雅丹地貌形成于10kaBP以來，與非洲撒哈拉沙漠的類似雅丹地貌同期，目前大多處于壯年期和消亡期。依此研究，董治寶提出了延長雅丹地貌旅游服務功能的建議，以保護雅丹谷地戈壁面免受干擾，進而避免形成強風沙流侵蝕。

● 柴達木盆地沙漠——類火星風沙地貌

線形沙丘是地球和火星分布最廣泛的風沙地貌類型之一，學術界對其形成過程的爭論也最多，有10種假說之多。

青藏高原沙漠氣溫和大氣壓低、空氣相對稀薄，是地球上與火星環境最為接近的地區。董治寶選擇柴達木盆地作為線形沙丘的研究之地。

在這里，他們發現了與火星風沙地貌相似的風沙地貌，并將其定義為類火星風沙地貌（terrestrial analogues of Martial aeolian landforms）。

通過對柴達木盆地察爾汗鹽湖4個線形沙丘斷面開展詳細的沉積學和年代學研究、分析，他們發現冷干氣候是柴達木盆地線形沙丘地貌發育的重要條件。

同時，他們發現，類火星風沙地貌產生于沙源豐富度的空間差異。沙源供應不充分是影響火星沙丘地貌發育的重要因素，導致火星沙丘地貌類型簡單，以簡單線形沙丘為主。

這一系列研究成果的取得，對發展我國風沙地貌學理論具有重要意義，使中國風沙地貌理論研究達到國際先進水平。

始于熱愛，忠于堅守

30多年來，董治寶的視線從未離開大西北。

除了圍繞中國五大流動沙漠進行風沙地貌過程研究，他還投入了大量精力在青藏高原的沙漠化研究。

董治寶帶領團隊研究青藏高原沙漠化的格局與過程，探索其驅動機制，在理解沙漠化對氣候變化的響應機理基礎上，模擬未來不同氣候變化情境下沙漠化的發展趨勢，為適應氣候變化的戰略決策提供了科學依據。這一研究，同樣取得了不俗的成果。

那一項項調查觀測項目與模擬實驗的開展，一個個指征體系和沙漠化物質基礎圖的建立，一個個評價指標與模型的建立，都讓我們更加清楚地了解青藏高原在過去30年經歷了什么，發生了什么，也能夠更客觀、準確地預估不同氣候變化情景下青藏高原的沙漠化趨勢。

30多年來，董治寶發表論文460余篇，其中SCI169篇、EI85篇；出版專著5部、參編專著7部，論著被他引6507次、SCI他引2770次；獲國家專利32件，其中發明專利6件；獲國家科技進步二等獎和甘肅省自然科學一等獎各1項，其他科技獎勵5項，以及中國青年科技獎等榮譽稱號。

憑借扎實的研究成果，與在國際沙漠化動力學研究領域中學術論文高發表率、高引用率，董治寶逐漸成長為中國沙漠化動力學機制研究的學科帶頭人，并被國家自然科學基金委員會評價為國內最具實力的風沙物理與風沙地貌學者。

在國際上，董治寶也同樣形成了較為廣泛的影響力。他是國際風沙科學學會的發起人之一，并任首屆副主席。他還兼任聯合國《沙漠化防治公約》科學技術委員會獨立專家、非洲沙漠化防治行動計劃咨詢專家、國際減輕旱災風險中心技術委員會委員等國際學術組織職務。

而這一切，都始于董治寶對西北這片土地的熱愛。

董治寶是地道西北人，生于陜西省橫山縣，求學于陜西師范大學、中科院蘭州沙漠研究所，大漠風沙便是他學習和研究的主題。

上世紀末，他曾作為訪問學者赴美國農業部大斯普林土壤風蝕研究站，專門從事風沙物理學研究。兩年時間里，他不僅帶回先進的研究方法與經驗，還建立了廣闊的研究視野與前瞻性的研究思路。

回國后，董治寶長期就職于位于蘭州的中國科學院寒區旱區環境與工程研究所，一干就是18年。直到2017年9月，他才調回母校，任陜西師范大學地理科學與旅游學院院長。

生于斯，長于斯，奉獻于斯。青藏高原的寒風銘記了他的汗水，大漠的沙丘留下了他的足跡。而在明天，在未來，董治寶仍將一往無前！