我国第一个沙漠化研究的博士 30多年来解决了哪些问题？

作者： 兰州分院 西北院

文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）

“平沙落日大荒西,陇上明星高复低。”千百年来，茫茫浩瀚的大漠沙海少有人烟，令人望而生畏。但对于王涛而言，却是倾注全部研究精力的人生舞台。至今，他从事沙漠环境、沙漠化与风沙灾害过程及其防治研究已30多年。

王涛是中国科学院兰州分院院长、西北生态环境资源研究院院长、研究员，也是我国培养的第一个沙漠与沙漠化学科领域的博士和第一个从事沙漠化研究的博士后研究人员。

王涛（图片来源：中科院兰州分院提供）

他的主要研究对象是中国北方的沙漠与沙漠化地区。作为首席科学家，他主持完成了两个国家重点基础研究发展计划（973）项目，为我国沙漠化防治提供了重要理论基础，并建立了适于不同区域沙漠化防治的技术体系和模式。

目前，王涛和他的团队正在实施国家重点研发计划项目“中国北方半干旱荒漠区沙漠化防治关键技术与示范”。

谈及自己的工作时，王涛说：“我们目标之一，是在毛乌素沙地、库布齐沙漠、科尔沁沙地中西部和呼伦贝尔沙地，建立适应区域特点的防沙治沙产业化应用示范基地，实现沙漠化土地稳定恢复，解决以往沙漠化防治主要由政府公益投入、群众参与积极性不高、传统防沙治沙措施不可持续的问题。” 总之，王涛及其团队的奋斗方向就是努力将沙漠化土地治理与沙区新能源、生物质材料和生态医药的产业化紧密结合，形成具有环境友好和可持续特征的沙漠化土地综合治理措施及产业化技术体系，为国家防沙治沙工程建设提供理论指导和技术支持。

最初 他与沙漠结缘只因为怕冷

上世纪五十年代初，王涛的父母响应国家号召，从上海远赴新疆从事金融援建工作。1959年王涛出生于新疆，不久就被送回了苏州的外婆家，他在江南水乡度过了自己的少年时光。11岁时他再次回到新疆，此后便在西北扎下了根。

1977年，王涛高中毕业后，开始在新疆哈密柳树泉农场下乡插队，那一年全国恢复高考。“我父亲接受过大学教育，而两个兄长没有机会读大学，我有了这个机会，父亲便鼓励我考大学。”王涛说当时插队的农村经常停电，他就用鞋带当灯芯自制煤油灯，没有复习资料，就熟读中学课本。

1979年，二十岁的王涛考入了新疆大学地理系自然地理学专业。进入大学，英文是必修课程，他在高中时学的俄语只好放弃，开始了疯狂的英语学习，到研究生一年级时，他居然已经把1.4万字的英汉小词典大部分都能背下来，考试结果中的词汇量为1.2万个。这种专注而刻苦的品质成为他青春时期的底色，也影响并成就了他数年后的工作与研究。

大学期间，王涛有机会接触到了大漠戈壁、山川河湖，寄情山水间培养了他对地理学的浓厚兴趣。1982年，根据研究生招生计划，有老师建议他报考中科院冰川研究所或沙漠研究所。“大学时我们去天山冰川站实习过，几天就把我冻坏了，我决定去热一点的地方，就报考了中科院兰州沙漠研究所。”就这样，他选择了沙漠。

1983年9月，他进入中科院兰州沙漠研究所开始了研究生阶段的学习，研究方向是自然地理学沙漠与沙漠化，师从我国沙漠科学奠基人朱震达先生。

在沙漠中穿梭的科考队伍（图片来源：中科院兰州分院提供）

作为学生，为了探究巴丹吉林沙漠高大沙山成因、物质来源、形成年代等，王涛随朱震达先生率领的中德联合科考队伍，用了14天时间由南向北穿越沙漠，沿途进行综合性的考察。在横穿沙漠时，团队不小心丢了一个资料包，里面是此次出行记录的相关数据，一位同行的德国学者主张放弃寻找，但当时已是博士研究生的王涛让大家原地等候，自己硬是徒步几个小时将资料包找了回来。2007年，这位德国学者来中科院访问时讲述了这个故事。

正是由于这次横穿巴丹吉林沙漠给王涛带来了科学疑问和丰富的课题资源，也让王涛从内心深处扎根西北、缘结沙海。

巴丹吉林沙漠有非常特殊的地貌景观，二三百米的高大沙山分布在沙漠内，沙山中间还有湖泊，沙山如何发育？湖泊为什么能长期存在？这些问题深深刻在王涛的记忆和学习研究里……

巴丹吉林沙漠特殊的地貌景观（图片来源：中科院兰州分院提供）

有观点认为这是河流的侧渗水。基于上述科学疑问，他带着问题学习，王涛发现，沙丘底部有出露的淡泉水补充湖泊，相邻湖泊的水差能达到2～3米，这与侧渗水补给的湖泊形态不同。经对比研究，王涛认为，湖泊不干涸是因为不断有大气降水的补充，只要半数的降水有效存储在沙漠中，就能够保证湖泊的水供给。经过一年半的研究，1990年王涛关于“巴丹吉林沙漠演变的若干问题”的论文发表在《中国沙漠》期刊上，成为研究巴丹吉林沙漠的重要文章。

为实地观测，他推平了一平方公里的沙丘

1991年，王涛从中科院地理研究所博士后流动站出站后，朱震达建议他回中科院兰州沙漠研究所工作，并安排他到中科院沙坡头沙漠研究试验站进行风沙观测和风沙地貌研究。

在沙坡头研究站的两年间，每当风沙来时，王涛团队不是往房间里躲，而是迎着风沙向前冲，只为了实地观测，获取第一手数据。“那时没有什么防护措施，连口罩也没有，大家眼睛、嘴巴里面全是沙子。”经年累月的风沙影响，让王涛患上了眼疾，一只眼睛已做了两次手术，每每长时间看电脑，眼睛就红了。

在沙坡头研究站，王涛做了国内最早的实验风沙地貌研究，他用推土机推平了一平方公里的沙丘然后进行实地观测，王涛说：“推平沙丘后再看这些沙丘如何在自然过程中形成，我们观测发现，推平的沙丘十年后又恢复到原来的形态。”这个试验场经系统的观测试验，主要研究成果由沙漠团队的其他骨干人员发表在《Nature: Geoscience》上。

王涛（图片来源：中科院兰州分院提供）

2000年，王涛成功申请到了国家973项目“中国北方沙漠化过程及其防治研究”。获得项目资助后，他首先想到的是去医院看望朱震达先生并向导师汇报。该项目是新中国成立以来获得经费最多、最系统的沙漠化基础研究项目，调查覆盖了整个沙漠化可能发生的地区，基本囊括了沙漠化研究的主要内容。“当时沙尘暴非常频繁，有专家认为这是自然过程，我认为人类活动对沙尘暴形成有影响，沙漠化土地扩大，给沙尘暴提供了更多的物质来源。现在沙尘暴少了，反过来证明是退耕还林、还草控制住了供给沙尘物质的源区。”王涛说。

经过5年的艰辛努力，王涛及其团队揭示了中国沙漠化的成因、过程、时空分布，澄清了科学界的对若干基础问题的长期分歧。他们建立了比较完善的沙漠化科学理论和实践体系。王涛也因此获得了科技部“优秀973项目首席科学家”荣誉，2007年以第一获奖者和他的团队以“中国北方沙漠化过程及其防治研究”成果，获得国家科学技术进步二等奖。

说起研究取得的成绩，王涛表现的很谦虚，始终不忘提起自己的导师。“我们从朱先生身上学习到了一种执着的精神，他终其一生所做的沙漠与沙漠化研究是利国利民的事情，这也引导我们将沙漠化研究视作自己生命的一部分。”他说自己是朱震达的第一个博士生，朱先生的言传身教深深影响了他。

（图片来源：中科院兰州分院提供）

王涛也将这种执着精神传递给了自己的学生。

刘树林是王涛的研究生，跟随王涛全程参与了“中国北方沙漠化过程及其防治研究”的973项目。他说实地考察分兰州往东、往西两条路线，进行沿途采样、植被土壤调查，需要采集土壤水分、梯度风速等多项数据，无法自动回传的数据就需要徒步进入沙漠拿回。每趟线路一次要走将近20多天，每个人每年累加起来的调查天数达到60余天。因为路程远、吃住困难，他们就住在牧民、老乡家里。“冬天进沙漠最好，夏天高温烤、呼吸困难，春天风大吹得满嘴都是沙子。”野外调查的艰辛是常人难以想象的。

30多年来，王涛带领他的团队致力于中国北方沙漠环境与荒漠化过程研究，不断攻克中国北方日益严重的土地荒漠化难题，足迹遍布全国各大沙漠、沙地和沙漠化区域，为了解沙漠积累了大量“中国经验”。

沙暴预防 关乎民生

自上世纪九十年代以来，中国北方频遭大风和沙尘暴袭击，几乎每年开春之际我国北方各地都会出现不同程度的沙尘暴天气，这其中，最让人印象深刻的莫过于2000年初，那场肆虐首都北京的“黑风暴”。

这场世纪之交的沙尘暴发生后，甚至有人开始谈论“沙漠离北京多远？北京若干年会被沙漠吞掉？”这样的话题，沙漠化研究也成了学术界关注的一个焦点。

沙尘暴是土地沙漠化的后果之一，土地沙漠化后植被稀疏，不能有效地保护土地，风力直接作用于地面，裸露疏松的沙尘物质被吹扬到空中，就是沙尘暴。同时，沙尘暴过程又是土地沙漠化的突发过程。王涛曾在回答记者采访时说：“随着我国北方存在大范围的干旱化趋势，沙漠化是在严重发展过程中。但是必须指出，北方的干旱并不主要是气候变化的结果。北方的干旱主要是经济发展，工、农业用水增加，江河、湖泊干了改抽地下水，长期超采使地下水位愈来愈深，整个环境干旱化。”

（图片来源：中科院兰州分院提供）

王涛认为，沙漠化问题不要仅仅盯着北京，而应当将目光转向内蒙古草原沙漠化的发展，那里沙漠化土地吹出的漂移尘土物质是春天经常会影响北京，乃至中国北方大部分地区大气质量的浮尘的主要来源。

历史上，位于内蒙古额济纳旗境内的东、西居延海，曾经水草丰美，绿树红花，商旅弦歌不绝，诗人唱和留连。但由于为之提供水源的黑河流域过度开垦，生态恶化，而使东、西居延海入水量大减，自上世纪60年代以来相继干涸，并成为我国北方有名的“沙尘走廊”。此外还有甘肃省著名的沙漠绿洲民勤县，也因祁连山生态恶化，造成每年进入全县的地表水由上个世纪50年代的5.9亿立方米，降至现在的1亿立方米，全县94%的土地已经荒漠化，过去的“沙漠明珠”如今成为我国四大沙尘暴发源地之一。

（图片来源：中科院兰州分院提供）

面对环境上的巨大压力，国家希望由中科院寒旱所来承担全国沙漠化土地的监测与评估工作，用统一的标准判定我国沙漠化的发展状况。

根据“中国北方沙漠化过程及其治理研究”973项目的动态监测结果，沙漠化的态势，一是农牧交错带由于施行“退耕还林（草）”，注重调整人地关系，沙漠化发展趋势得到抑制，出现区域性逆转；二是北方草原牧业地区，草畜矛盾加重，草地严重退化，沙漠化呈现加重发展趋势；三是西北绿洲农牧业地区，水资源短缺的矛盾也在继续发展，沙漠化从内陆河下游向中上游发展。

2001年8月31日，第九届全国人民代表大会常务委员会第二十三次会议通过了《中华人民共和国防沙治沙法》，从2002年1月1日起执行。到2004年，仅内蒙古自治区就退耕土地3504万亩，对缓解土地压力，恢复人与自然和谐起到重要作用。

随后，沙漠化地区生态修复事关国家区域生态安全的重大问题。2005年9月8日，《国务院关于进一步加强防沙治沙工作的决定》就明确要求“加强防沙治沙基础科学研究和应用技术研究”，“科学开展土地沙化监测工作”。

2006年，在北京举行的“第八届国际干旱区开发大会上”，因其在土地沙漠化、沙漠化问题、沙漠化等议题上的突出贡献和全球眼光，王涛当选为国际沙漠研究协会（IDRA）主席。

“沙进人退”到“绿进沙退”的历史性转变

现实中，能够孕育新生命的绿洲具有生态系统的脆弱和易变等特性。历史上各种原因造成的水源枯竭、河水断流、土地沙漠化及土壤盐渍化、植被毁灭，往往导致绿洲迁移。我国西北地区5%左右的绿洲供养着95%的干旱区人口，绿洲的稳定可持续发展非常重要。

2009年起，王涛作为首席科学家实施了他的第二个国家973项目——“干旱区绿洲化、荒漠化过程及其对人类活动、气候变化的响应与调控”。

据王涛团队的监测评估，2010年我国西北干旱区绿洲的总面积约为21万平方公里，约占干旱区总面积的7%。其中，人工绿洲约11万平方公里，是干旱区2700万人生活和从事生产活动的区域，也是西北开发的根基之地。

经过又一个5年的持续研究，王涛团队在干旱区绿洲化、荒漠化特征及其时空分布，绿洲化、荒漠化的驱动机制等方面获得了开拓性进展，并在绿洲化、荒漠化变化趋势及环境效应综合评估的基础上，完成了绿洲化、荒漠化调控对策与管理方案。

“风蚀、水蚀和生物多样性退化背景下的人为活动，是造成干旱、半干旱地区荒漠化的主要原因。”王涛说，“现在我国北方一些地区千年前的古老长城已被黄沙淹没，植被破坏非常严重，居住在这里的人们常年遭受风沙侵袭，受影响人口大约有3亿人，每年造成的经济损失高达540亿元。”

沙漠化治理是世界难题。传统的沙漠化土地治理生物措施重视植被覆盖度增加，忽视生态系统其他要素，如土壤水分、养分等与植被的相互关系，导致一些治理措施相对简单，生态系统不能协调发展。而沙漠化土地治理的物理和化学措施由于忽视了沙漠化地区社会和经济效益，其可持续性也受到质疑。

“要想让沙漠变绿必须先稳住沙丘。”王涛介绍起了生物防沙治沙的办法——“草方格”固沙治沙原理。

固沙防沙的“草方格”（图片来源：中科院兰州分院提供）

“这是沙漠科技人员的创举，首次出现在沙坡头沙漠研究站。他们用草方格固定沙丘，再种植红柳、梭梭、柠条等沙生植物。这些年随着三北防护林工程的实施和三江源一期、二期工程有序推进，沙漠地区的人们不断用麦草、稻草在流动沙丘上扎设成草方格沙障，这不仅可以防风固沙，还能够截留降水，草方格也被外界赞誉为‘中国魔方’。”

实际上，草方格最早应用于我国第一条沙漠铁路包兰铁路的建设中。在宁夏沙坡头地区火车穿越了腾格里沙漠，在科技工作者和当地群众的共同努力下，麦草方格编成的巨网最终成功缚住了“沙龙”。沙坡头因此被称为“草方格的故乡”。如今，一把铁锹，一捆麦草，一片草方格，沙坡头实现了黄沙变绿洲的嬗变，腾格里沙漠中神奇地出现了一条连绵延伸的“绿带”。

在腾格里沙漠中连绵延伸的“绿带”（图片来源：中科院兰州分院提供）

在谈及对西北地区沙漠化及防沙治沙经验时，王涛说：“西北干旱地区水资源短缺，关键问题在于对水资源的调控、人类活动的管理，我们对西北山区、绿洲区、荒漠区进行了划分，给出了不同尺度上管理模式与人类活动调控的方案。比如，一地应该设立哪些功能区，采取保护还是开发利用的方案等。”据此，王涛和他的团队给国家和地方政府提供了多份咨询报告。

从曾经的“风沙逼近”，到现如今绿色屏障不断加固，在中国西北版图上，黄色中的绿色由一点点、一丝丝，逐渐变成一块块、一片片，防沙治沙工程取得了令世界惊叹的历史性伟大成就。沙漠和人类的关系，实现了由“沙进人退”到“绿进沙退”的历史性转变。

实现“绿水青山” 需要科技力量

我国沙漠与沙漠化土地分布广泛、风沙灾害非常严重。为解决防沙治沙关键科学和技术问题，王涛带领他的团队又实施了多项科技支撑、自然基金和省部级项目，在风沙灾害的理论创新、技术研发、治理模式等方面取得了一批突破性的成果，建立了防沙治沙恢复生态学、发展了风沙防治工程学，研发了多项风沙灾害防治的关键技术，成功解决了青藏铁路和兰新铁路沿线、敦煌莫高窟顶等的风沙灾害、月牙泉风景名胜区保护和北方风沙区植被稳定建植等难题，取得了显著的生态和社会经济效益。其成果为国家防沙治沙工程建设提供了重要科技支撑。王涛以第一获奖者和他的团队以“风沙灾害防治理论与关键技术应用”的成果获得2018年国家科学技术进步二等奖。

（图片来源：中科院兰州分院提供）

2013和2014年，王涛被聘为联合国防治荒漠化公约（UNCCD）第三届科学大会科学顾问委员会（SAC）和科技与政策协调委员会（SPI）委员，为我国沙漠与沙漠化科学在国际上争得了话语权。作为联合国环境署(UNEP)和中科院“国际沙漠化防治研究与培训中心(ICRTDC)”的主任，他主持了十多次联合国环境署（UNEP）、发展署（UNDP）和中科院等委托的“国际沙漠化研究与治理培训班”，为30多个受沙漠化和风沙灾害严重影响的发展中国家培养专业人才230人，将中国技术与经验推向国际。作为大会主席成功承办了第8届（2006）和第11届（2013）国际干旱区开发大会（ICDD）及多次双边和多边国际学术研讨会，获得了包括国际干旱区开发委员会（IDDC）“突出贡献奖”、蒙古国科学院“荣誉博士”和中国科协“全国优秀科技工作者”在内的多项荣誉和表彰。

（图片来源：中科院兰州分院提供）

种种奖项和荣誉，是王涛几十年如一日坚持科研，使中国沙漠与沙漠化研究成果在国际上获得认可的体现，也是对王涛践行国家号召，将科研目光聚焦祖国需要，将论文写在祖国的大地上的最佳褒奖。

2012年11月召开的中共十八大，首次把“美丽中国”作为生态文明建设的宏伟目标，把生态文明建设摆在了中国特色社会主义五位一体总体布局的战略位置。“绿水青山就是金山银山”理论为中国当下树立正确的发展思路，确立科学合理的发展方式提供了清晰的方法论。

在王涛主持带领下的中国科学院西北生态环境资源研究院，积极响应地方政府需求，进一步加强了对祁连山生态环境的研究和修复。由王涛组建带领的科研团队多次深入祁连山腹地进行科研调查，主持完成的《祁连山生态保护与修复的现状问题与建议》、《对确保祁连山和全省生态保护红线“能落地、守得住”提出生态保护红线划定与管控的建议》等报告得到了甘肃省政府的重视。2017年6月26日科研团队参与的《祁连山国家公园体制试点方案》在习近平总书记主持召开中央全面深化改革领导小组第三十六次会议上审议通过。

2019年3月7日下午，习近平总书记参加十三届全国人大二次会议甘肃代表团审议时，作为8个代表之一，王涛向总书记汇报了“祁连山生态环境保护与治理”，并提出祁连山人工增雨和在甘肃率先组建绿色金融机构的建议。总书记要求“对代表们的意见和建议，有关部门要认真研究吸收”。

“善待沙漠，善待环境，就是善待人类自己。我们希望通过研究沙漠改善自然环境，服务国家，造福人民。”对王涛而言，研究沙漠已融入了他的生命。他已经把35年的时光和心血聚焦在了沙漠与沙漠化研究领域，在他眼中沙漠不再是令人望而生畏、肆虐的“沙魔”形象，而是可亲、可感、可控、可用的生态资源。

对于他自己来说，将半生所学倾注在他所热爱的沙漠上，既是对前辈教诲“利国利民”的传承，又是他报效祖国，不忘初心，体现自身价值的所在。

参考资料:

1.谢晓玲，《探寻荒漠化治理的“中国经验”》，甘肃日报2018年9月25日；

2.扈永顺 张文静，《王涛的沙海情缘》，瞭望新闻周刊2018年9月14日；

3.郭姜宁，《沙漠专家王涛研究员呼吁：防治沙漠化应从三大领域攻关》，科技日报2000年10月28日；

4.李伯阳，《寒旱所所长王涛当选国际“沙协”主席》，兰州晚报2006年4月28日；

5.王进东，《加快我国绿洲研究与管理刻不容缓》，科学时报2010年10月26日；

6.郭姜宁 马松尧，《沙漠化生态修复任重道远》，科技日报2006年5月17日；

7.李丽 王晶，《情注沙漠终不悔》，中国科学院兰州分院官网http://www.lzb.cas.cn/zt/40kxdct/fyrw/201806/t20180615_5027367.html；

8.张志山 陈治理，《与沙漠为战靠种树就够了吗？当然不是！》，科学大院 2018年4月17日 https://mp.weixin.qq.com/s/k03JEedCCoyQFYDL2c214A?；

9.王立朝，《科学认识我国北方沙漠化和沙尘暴》，科学时报2001年9月6日。

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