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新学科应运而生

马丽华 发布时间:2019-05-06 13:49:00来源: 《青藏光芒》

  当瑞士科学家阿伽西在阿尔卑斯山麓的下鹰冰川着手测量冰川运动,19世纪中叶的世就多了一门新学科,后来的冰川学家把阿尔卑斯的古冰川、现代冰川研究得足够透彻,从古冰川堆积物中研判归纳出地质第四纪的四次大冰期循环,事关地球环境演化过程的冷暖交替。中国科学界跟进较晚,直至上世纪二三十年代,地学前辈李四光先生最早关注中国的古冰川,写下《冰期之庐山》等论文,为半个世纪后围绕庐山及多地冰期的大讨论埋下了伏笔。然而长久的战乱和动荡的社会,何谈学科发展,其结果仅止于纸上谈“冰”,所以中国现代冰川学正式发端注定要等到1957年:一边是崔之久在高原东部贡嘎山单兵作战,一边是在高原北侧祁连山,施雅风率领大兵团出征。随后十年间,一举登临珠穆朗玛、希夏邦马、念青唐古拉等巨峰,冰川考察成为每一次登山科考必不可少的重头戏。

  这一年,地理学家施雅风初识祁连。其时身份,是中科院地学部副学术秘书,兼任全国第一次科学技术长远规划编制工作的地学组秘书;此行目的,是为撰写自然地理区划草案充实资料,其中对于冰川作用及其分布范围的调研,又是必做的功课——祁连山脉横亘数千公里,20世纪中期气候寒冷,冰川总量较今为多,体量亦大,置身于冰与雪的世界,施先生赞叹之余,不由得心生一念:坐拥固体水库宝藏,受益的却只有“金张掖、银武威”小片绿洲,河西走廊大部地区干旱缺水,冰雪资源有没有可能被善加利用,哪怕只是解决农田灌溉用水呢!野外归来兰州汇报中谈到这一点,省领导深有同感,认为值得一试,当即发出邀请。中科院非常重视这一院、地合作大项目,委派施雅风挑选地理所、大气所、地球物理所专家,从北京赶赴兰州;那一边,甘肃地方也迅速调集人马:所在地县领导和科研、生产部门骨干,兰州大学、西北师范大学等高校师生,联合组建中科院高山冰雪利用研究队(简称冰雪队),一下子召集起两百多人。兵分七路,3个月时间里,共攀登冰川60条,建成多个冰川观测站、气象站和黑化冰雪试验站——试验用煤灰和草木灰人工“黑化”冰雪。时值1958年,“三面红旗”正如火如荼红遍大地,从组织到实施,一切行动都带有时代印记:“大会战”规模,“大跃进”速度。


1976年拍摄的祁连山老虎沟冰川气势磅礴 引自施雅风主编《中国冰川概论》,1988

 
1958年春夏之际,道尔古辛(左)、施雅风(右)行进在祁连山托来山南麓 蒲健辰/供图

  急用先学,速成式培训,苏联冰川学家道尔古辛现场教学,第一堂课就设在祁连山七一冰川跟前,洋教授介绍冰川学基础知识,指导插花杆测量方法。教材有一本,俄文的《现代冰川考察指南》已被译成中文。开设的课程另有地形地貌考察,由施雅风主讲;气象观测则由大气物理学家高由禧主讲。

  就这样,从七一冰川到双支冰川、乌兰达吾冰川、瓦奥寺冰川,从路线考察到定点观测,一年下来,《祁连山现代冰川考察报告》成稿,满足了省领导“当年考察、当年出书”要求。而祁连山冰川群,就此成为中国冰川学策源地。

  遗憾的是第二年各地主导融冰化雪的努力并未奏效。此前当地人曾在冰雪上撒土石屑以促使融化,用来浇灌田地、缓解春旱;相传旧时军阀马步芳淘金,为解决用水难题,也曾用草木灰“黑化”过冰雪,看来这一经验或在局地小范围管用,想要大面积推行,无异于杯水车薪无用功。

  以上情况主要来自冰川学家郑本兴的访谈追忆,当年他毕业于南京大学地理系,工作在中科院自然区划委员会,跟随施雅风先生参加冰雪队。亲历“黑化”祁连冰雪过程的王树基,当时还是兰州大学大三学生,与三名同学一起被选拔为冰雪队队员。头一年学习考察,次年春季行动开始,先是在酒泉地区一条大冰川前建立半定位站,进行以河道沙石融化冰川与河冰试验,收效甚微;夏季里重型轰炸机出动,做轰炸冰舌试验,但是投掷了两枚炸弹,冰舌也没能像预想的那样垮塌,只不过炸出两个大洞,第二天又重新冰封。多年后追忆往事,他不由感慨道:为当地造福的愿望出发点是好的,敢想敢干,大搞群众运动也是当时的作风,但是真正解决大西北干旱困境,还是需要讲科学,另辟蹊径。文见王树基《鬓霜雪白忆当年》,收录于《求实创新 伟业卓著——恭贺施雅风院士九十华诞文集》,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所主编,甘肃科学技术出版社,2009 年5 月版。

  说是无用功也不尽然,失败的仅限于“黑化”冰雪的尝试,当盲目热情退尽,只剩下科学本身,甘肃地方收获了长远利益:为本省也为所在大西北干旱区、为毗邻的青藏高原,吸引来以施雅风为首的一大批高端科学人才,纷纷举家迁至兰州,相应科研机构设立,基础研究与应用研究并行,直接或间接推进了当地经济社会和科研教育事业的发展成长。有这样一支国家队存在,也为后来西部大开发国家战略提供了智力和科技支撑。以兰州大学为首的一众高校作为“近水楼台”,率先获益,一方面密切合作参与诸项科研课题,一方面源源不断为科研机构输送人才。

  中国冰川学就在这样的背景下诞生,冻土学犹如孪生兄弟,同时呱呱坠地。1960年,施雅风奉命筹建冰川积雪冻土研究所,人员组成中有北京来的专家,有从冰雪队里选留的学生,均非科班出身,而是“半路出家”。北京来的专家有郑本兴、唐邦兴、杜榕桓,经受过冰雪队历练的有苏珍、李树德,这二人毕业于西北师大自然地理专业,当李树德听从安排改学冻土,一开始连冻土是什么都没听说过。那时全中国留学苏联攻读冰川和冻土的不过三几位,真正的专业人才谢自楚,刚毕业就分配到兰州大学任教,另一位周幼吾,则被施先生从北京调至本所任冻土组组长。

  冻土研究之被提上日程,与国家建设息息相关。已建青藏公路需要改造,拟议中的青藏铁路需要评估——中低纬度、高海拔地区的冻土与苏联的极地高纬地区冻原差别很大,后者冻土层厚达600米,温度常年低至-8 ℃以下,路基稳定,足可承载铁路运行,而青藏高原冻土层厚薄不均,不少路段常在0 ℃上下徘徊,直接影响到铁路选线:走青藏抑或走川藏,讨论了许多年,多方权衡后首选青藏一线,冻土问题能否解决是拍板关键。还有同属国家大项目的南水北调西线工程,同样存在冻土问题有待查明。

  冻土组创业当年,周幼吾即率队参加青藏铁路科研大会战,负责西大滩—昆仑山垭口段冻土工程地质调查。定点研究的冻土观测站,是与西藏交通科学研究所合作建立的,地点选在唐古拉山南麓、青藏公路以西的土门格拉煤矿,海拔5000米,冬季最低温可达-40 ℃,永久冻土层可达百米之厚。1962年起3年里,冰川冻土所科研人员出动,首次在高原冻土区进行辐射观测、冻土力学试验和冻土物探工作,同时承担的工作还有一样:开采过程中井下安全措施的研究设计,避免冻土煤层掘进中易发的塌方冒顶事故。外业结束后,留守4~5人,转入常规工作:负责5个冻土场地、1个气象观测场所的气象要素、冻土地温和物候变化的观测记录,春夏秋冬不间断。那时矿上条件极其艰苦,四季不见青菜,唯有方便运输、方便保存的黄豆和海带。高寒缺氧中年复一年地坚守,说是半年一轮换,其实做不到,许多人一待就是一年以上,李树德时间最久,23个月。1965年秋季上岗半年多,左等右等不见来人接班,原来是“文革”开始,科研工作无人问津。1967年9月终于“下山”,所里安排他去青岛疗养院休养。三个月里,李树德胃口大开,“醉氧”状态也让他每天昏昏欲睡。青岛医学院得知此事,前来邀请做活教材——作为低地人类在高原长期极限生存的标本,此君里里外外都被直接观察或被心电图、X光等一切检测手段所显示——脸色为何黑红,嘴唇为何青紫,心室因何扩大,还有脉搏、大脑、肺部、肠胃的种种异常,综合症状说明了什么?典型的“高山适应不全症”!


攀登在祁连山冷龙岭冰川


两个年轻人:苏珍和许世远


祁连山地貌考察


探测柴尔龙海子


祁连山考察期间的苏珍


冰雪队部分队员合影

  这组珍贵图片,是由苏珍先生保存提供的,为后人留下了中国冰川学初创阶段的情景和一个群体的青春记忆。

  1963年的青藏公路还是简易土路,施雅风率队前来土门格拉检查工作,五道梁,唐古拉,几百公里冻土带上,亲见历经夏季热融、冬季冻胀的路面凹凸不平,俗称“翻浆”,都是冻土作的“怪”。土门格拉之后到拉萨,西藏交通部门的总工找上门来,说川藏公路波密段,常有冰川暴发,冲毁公路,你们搞冰川的,能否去看一下,想一个整治的办法。

  新学科泥石流及其治理,就这样不期然“撞”过来,施先生笑称为“遭遇战”,后来成为他一向倡导的“以学科带任务,以任务促学科”范例。

  此前西藏人并无“泥石流”概念,连工程技术人员也只称其为“冰川暴发”。在交通厅总工程师杨宗辉陪同下,施雅风一行去了藏东波密境内的古乡。318 国道川藏公路通过的地方,每年多发泥石流,屡屡阻断交通。1963年尤甚,就在现场踏勘过程中,泥石流频发,就好像专为考察者演示。施先生和杨总工达成合作考察方案,回到兰州,立即着手组织队伍,当年分配进所的五六位本科生,不论专业出身,全部进入该领域;施先生还请图书资料部门帮忙查资料,英文的、俄文的,居然找到苏联专家《泥石流及其防治》专著做教材。经过数月强化学习即上阵,野外也是大课堂。

  第二年,当施先生挟着攀登希夏邦马峰的“余威”而来——当年小同事章书成在回忆中这样形容恩师前辈之风采——他们已在波密县古乡扎营俩月,大本营竖起“中国科学院冰川泥石流考察队”大标牌,一杆测量红白旗迎风招展;沿2800~4300米海拔高程建起三处营地、三个气象站、两个冰川水文站、一个冰川站,测绘组则布设了三角控制网。施先生冒雨攀爬,把所有站点全部走过。我国第一篇泥石流论文《西藏古乡地区的冰川泥石流》在《科学通报》1964年第6期发表,作者施雅风、杨宗辉、谢自楚、杜榕桓。

  再一年,继续协同作战,施先生组织冰川所和植物所、西北大学、河海大学,以及西藏交通和水文总站等单位,10多个专业40余位专家,另有医务后勤人员、解放军一个警卫班,再赴古乡,加上当地协助工作的藏族百姓,总计达百人之众。有研究,有治理,两年野外工作,论证了古乡泥石流成因、潜在的泥石流物质储量,通过观测资料和简易的现场水槽实验,提出阻力特征及防治对策。

  施先生别出心裁,通过国家科委邀请上海科教电影制片厂拍摄纪录片,片名就叫《泥石流》,全国热映。我还记得年少时观看此片的情景,银幕上的泥石流滔滔而来,奔涌而下,排山倒海,摧枯拉朽,既壮观又恐怖。听说此片后来在某电影节上,拿到了一个国际金奖。从此,不仅西藏人,全国和全世界都知道了,世界上除了洪水、地震、火山爆发等自然灾害,在青藏高原某些地段,还有泥石流为害甚烈。


卡贡弄巴(古乡)冰川泥石流(1:110000)杜榕桓绘制并文,引自《青藏高原地图集》,1990

  古乡沟(又称卡贡弄巴)位于西藏波密县以西37公里处,主沟长6公里,系古代冰川塑造而成。冰川退缩后,在围谷内留下厚达300 米的冰碛物,总储量达4亿立方米。古乡沟上游区最高处海拔6336米,下游最低处海拔2600米;其中4500米以上山地常年积雪,并发育有6条现代冰川,冰川总面积4.38平方公里。当冰雪融水和降雨同围谷中的冰碛物汇聚,凭借陡峻地形,极易转化为泥石流,从而形成国内外罕见的一条大型冰川泥石流沟。

  自1964—1965年由中科院冰川冻土所与西藏交通部门联合进行古乡泥石流综合考察和定位观测以来,相关监测研究工作持续至今。

  冰川、冻土、泥石流,三学科创建一气呵成,集中在短短几年里。到后来各自如何成长壮大,在基础理论研究尤其生产建设中如何发挥作用,可谓一言难尽。各自所达到的制高点,有一现象似可佐证:三学科各有院士当选。半个多世纪里机构调整,兰州分院内部分分合合,研究所名称不时更换,冰川冻土所与沙漠所、高原大气物理所合并,更名为寒区旱区环境与工程研究所,泥石流专业则整体转岗至成都地理所,后来更名为中科院/水利部成都山地灾害与环境研究所。不变的是施雅风先生谆谆教导的“学科为生产服务”的宗旨,是“无私奉献、不断创新、勤恳实践的施雅风精神”(刘东生语)。

  1963年即在施雅风先生门下就读研究生的季子修,搜集了各媒体报刊书籍中对先生的种种荣称,计有“中国冰川学开拓者、奠基人”“中国现代冰川之父”“中国冰川学泰斗”等等,然而刘东生院士则认为这些称道均不足以概括其科学贡献。2005年3月,施雅风院士获得“甘肃省科技功臣”荣誉后,刘先生接受《科学新闻》采访时有一番评价:“他是中国地理科学,特别是自然地理学等领域的开拓者和领导者之一。他有一种值得大家尤其是年轻人学习的无私奉献的精神、不断创新的精神、勤恳实践的精神,归纳起来应该称之为施雅风精神。”文见季子修《与地理界一位伟人的接触》,收录于《求实创新 伟业卓著——恭贺施雅风院士九十华诞文集》,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所主编,甘肃科学技术出版社,2009年。

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(责编: 胡瑛)

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