塔克拉玛干沙漠公路两侧的防护林，摄于2023年8月。本文图片均由中国科学院声像中心提供

科考队员现场快速检测水样，读取数据并做记录。

　　科考队员利用探地雷达简捷快速地对沙丘内部构造和层理特征进行探测，研究沙丘发育机制，为防沙治沙措施提供理论依据。

　　科考队员正在施放固定翼无人机，通过拍摄高精度航空相片获取沙丘形态特征、地形起伏等沙漠综合数据。

　　塔克拉玛干沙漠公路沿线布设的草方格，远处可见公路两侧的防护林。

　　在很多人眼中，地图上的塔克拉玛干大沙漠，只是符号式的荒芜标记。而在许许多多科研工作者眼中，天地间那片33万平方公里的土地，是他们不断尝试踏足、竭力探索的未知领域。

　　只有深入到塔里木盆地，才会明白沙漠与人的博弈，有着怎样惨烈的拉锯。塔克拉玛干占中国沙漠总面积47.3%，是我国最大的沙漠。在世界各大流动性沙漠中，它仅次于撒哈拉沙漠，是世界第二大流动沙漠。这片“死亡之海”究竟是如何形成和演化的？风沙灾害的发生规律是怎样的？沙漠保护、沙荒地利用、沙害治理又该如何进行？

　　2019年，中国科学院新疆生态与地理研究所专家提出了“关于开展第三次新疆综合科学考察的建议”。2020年，科技部正式批准了第三次新疆综合科学考察实施方案，正式科考2021年开始，执行期5年，涉及塔里木河流域片区、伊犁河流域片区、额尔齐斯河流域片区、天山北坡经济带片区以及吐哈盆地片区等五大片区考察。2023年7月底8月初， 随第三次新疆综合科学考察队来到塔克拉玛干沙漠。

　　“新疆高质量发展面临众多机遇与挑战，必须有科学数据支撑，要填补行业调查空白区、少资料区数据，开展综合科学考察是战略需要。”在介绍第三次新疆综合科学考察实施方案和工作进展时，中国科学院新疆生态与地理研究所研究员周晓兵说。

　　走进中国最大沙漠的“正中间”

　　在中国最大的沙漠，也是世界第二大流动沙漠的正中间工作，是一种什么样的体验？高鑫可以回答这个问题。

　　这位科研项目负责人今年还不到40岁，老家在陕西。他毕业于法国巴黎地球物理学院环境与地球科学专业，如今是中国科学院新疆生态与地理研究所国家荒漠－绿洲生态建设工程技术研究中心副主任，主要研究方向为风沙物理和沙漠化防治。

　　塔克拉玛干是维吾尔语，意为“走得进，出不来”。站在沙漠中很难不对大自然产生恐惧，塔克拉玛干横跨1000多公里，纵跃400多公里。站在沙漠中极目远眺，入眼皆是沙，沙地松软，踏足其上会让人无从着力，沙漠上的紫外线则肆无忌惮，即使有长袖长裤的遮挡，也能让人感受到烈日炙烤的疼痛感。

　　就在这样的沙海之中，高鑫和他的同事只用了几年时间，就把皮肤晒得黢黑。

　　塔克拉玛干沙漠研究站简称塔中站，是由中国科学院新疆生态与地理研究所和中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司于2003年联合共建，顾名思义，正是塔克拉玛干沙漠的“正中间”。这里占地面积300亩，是我国深入流动沙漠腹地的重要野外台站。

　　2007年，研究站被纳入中国科学院特殊环境与灾害监测网络体系，如今建有气象观测场、地下水监测场、植物引种区、控制实验区、水土分析实验室、植物生理实验室等，各类风沙科学和植物逆境生态学等实验研究，都可以在这里开展。

　　高鑫负责的项目，是对塔里木河流域干旱与风沙灾害进行调查和风险评估。这一项目由中国科学院新疆生态与地理研究所牵头，联合兰州大学、中国科学院地理科学与资源研究所、中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所等单位共同进行，执行期3年。

　　在这个环境酷烈的“实验场”上，大型环境钻探机能够向黄沙覆盖的土地之下钻去，最终能打到1500米的深度，取出沉积岩芯来。一层一层的岩芯，能够给研究者展示塔克拉玛干沙漠在历史上的各个地质时期，究竟发生了哪些环境事件、干湿变化规律。这种前所未有的研究方式能够提供“最直接的演化记录”和“最扎实的演化证据”。

　　“塔克拉玛干沙漠对气候的影响很大，它本身的气候环境究竟是怎么演化的，大家还不太知道。我们通过钻机，把地层一管子、一管子地掏出来，重建塔克拉玛干几百万年以来形成的过程。”专门负责塔克拉玛干沙漠形成演化环境事件调查的王鑫对 说。

　　对高鑫和王鑫来说，这片沙漠有着太多的秘密。全球变暖时它是干的还是湿的？冰川时期又有什么样的变化？有没有规律？又是用什么样的机制影响气候环境？

　　“人类和自然都在影响它，我们只有弄明白自然是怎么影响它的，才能分离出人的影响。”王鑫说。

　　他们发现，这片位于正中间的土地，并非一直都是酷烈的，曾经有过河流，有过绿洲。钻机如今已经打到初步目标的位置，最终的目标是“打穿沙漠地层”，找到塔克拉玛干最初形成的“源头”。

　　“这里是塔克拉玛干沙漠的正中间，受河流影响最小，这里的岩芯最能代表塔克拉玛干沙漠。”王鑫感慨，“30万年以来，这里一直是这样，但在这之前，这里曾有过非常显著的变化。”

　　与黄沙争夺“路权”

　　漫天的黄沙，无时无刻不在试图赶走这些胆敢闯入其领域的不速之客。每一天，王鑫和他的同事们，都在与大自然争夺一点点立足之地。

　　甚至，一个格子、一个格子地争夺。

　　在研究设施和沙漠公路附近，研究者们用碾压芦苇栽植草方格，铺在沙面上，阻止沙丘移动。防护林生态工程则是更有效的方式，2000余万株抗逆性强的防风固沙植物有效减缓了沙漠的流动速度。

　　古时敢闯入塔克拉玛干的人，通常都是细心而大胆的。在茶叶和丝绸是商人们重要利薮的年代，浩浩荡荡的骆驼队在沙海中长途跋涉，蹚出一条路来。如今的人们，仍然需要在这里蹚出一条路。

　　中国新疆塔克拉玛干沙漠公路于1995年通车，是全世界最长的、贯穿流动沙漠的等级公路，也是我国最早的沙漠公路。这条路曾是古丝绸之路的中心，如今则是“西部大开发”和“丝绸之路经济带”的命脉。在塔里木河流域，人类经济活动日益增强，新的公路、铁路、机场、油田、光伏电站等重大基础设施和能源基地不断建成，“一带一路”建设快速推进。

　　有这样一条路的存在至关重要，而中国科学院新疆生态与地理研究所高级工程师常青的工作，就是想方设法阻止这条路被黄沙“淹没”。

　　“公路保护存在防沙阻沙问题。”常青说，“梭梭树抗沙埋、耐盐耐旱，但不耐涝，在沙漠公路上使用最多。沙拐枣水平根系发达，抗沙埋，是防风固沙的先锋植物，主要设置在防护林带的外围，当被风沙压埋后，压埋的枝干会生出新的根系，使沙拐枣很快从被压埋的地方长起来，是阻止风沙危害的第一道屏障。沙拐枣不如梭梭、柽柳耐盐，在地下水含盐量较高的地方就不能配置沙拐枣。我们种植的植物，各有特点。”

　　公路在沙漠中起伏延伸，两旁的防沙植物也起起伏伏。目光从这些略有些昏暗的绿色上方掠过，就能看到不断侵袭而来的绵绵沙海，有的甚至早已高出了路面，仿佛被堤坝阻拦的洪水，一副时刻要倾覆下来的姿态，威胁着人类的“路权”。惊心动魄的角力从未停止过。

　　为了让这些防护林坚持下去，中国科学院新疆生态与地理研究所的专家们在每隔4公里的位置建一口水井，进行滴灌浇注。截至目前，这条沙漠公路沿路共有109口水井。

　　“207个养护工人，分散在562公里道路旁，守护436公里的防护林。这些养护工人是从全国招募的，除了新疆本地，还有来自山西、甘肃、河南等地，一般是夫妻或者一个人一组。”常青说。

　　她住过地窝子，喝过苦咸水，每年有大半时间都耗在沙漠里。在她眼中，那些初生的嫩芽，都像是她要呵护的孩子。

　　在沙漠中守护水源

　　在荒漠中艰难求生的植物，把根深深扎到黄沙之下高度盐渍化的土壤中，扎到水草丰美之处的植物难以触及的深度。那些选择来到塔克拉玛干进行科研工作的研究者，也是如此。

　　20世纪50年代和80年代，我国在新疆分别开展了以资源本底调查、资源开发和生产布局为主题的综合科学考察。近30年来，随着社会经济的快速发展，新疆资源生态环境发生了显著变化，对资源的高效利用与生态环境保护的要求也愈加迫切。资源与生态环境承载力如何支撑国家的新疆重大战略实施，成为当前亟待解决的重大科技问题。

　　第三次新疆综合科学考察，就是在这一背景下开展的。

　　用中国科学院新疆生态与地理研究所所长张元明的话说，这一次科考，发现了可利用的潜在水源和新的物种或新记录种。科考过程中还使用了无人机、卫星遥感等新的技术手段，使得人类对这片沙漠的探索考察更加深入，触角甚至抵达了曾经缺少资料的地区和无人区。对于收集到的数据，处理分析的过程中也使用了人工智能、深度学习等技术。

　　中国科学院新疆生态与地理研究所研究员段伟利是荒漠与绿洲生态国家重点实验室副主任，主要从事干旱区水资源与可持续发展研究。他提到，在已有地下水位监测点等数据的基础上，目前，能够结合历史数据并采用卫星遥感和智能算法等方式，开展地下水位的综合评估。此外，还能采用瞬变电磁、核磁共振、探地雷达等技术手段，结合水文站和地下水井等监测数据和地质参数等，运用模型定量识别地表水与地下水转化的水力联系，以及关键控制要素。

　　团队有183人，以中青年骨干为主，其中40岁以下人员147人。段伟利和同事们还需要对这片沙漠中的湖泊湿地进行考察与监测，根据每一处的面积大小，各自布设3到20个监测点。

　　“塔里木河是南疆五地州市1200余万人口的母亲河，山地-绿洲-荒漠复合生态系统，降水少，蒸发强烈，是资源型缺水大区。如今，变化环境下的流域水系统正发生深刻改变，严重影响到了区域水安全。”段伟利说。

　　他们的工作，就是把握流域水资源利用的“基线”，摸清水资源高效利用的“上线”，找到能够构建可持续水资源利用战略的办法。

　　如今，这一团队聚焦全球变化下中亚干旱区水循环日趋复杂、水系统脆弱性日益加大等关键科学问题，在水资源可持续利用等方面取得了重要研究成果。

　　就像每一位选择走进塔克拉玛干大沙漠的研究者所说的那样，在这片土地上，“只有荒凉的沙漠，没有荒凉的人生”。