塔克拉玛干沙漠公路两侧的防护林，摄于2023年8月。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？⻛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、额尔⻬斯河流域⽚区、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，中⻘报·中⻘⽹记者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，⽼家在陕⻄。
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，主要研究⽅向为⻛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，即使有⻓袖⻓裤的遮挡，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，各类⻛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⻛沙灾害进⾏调查和⻛险评估。
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、中国⽓象局乌鲁⽊⻬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⻩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。”专⻔负责塔克拉玛⼲沙漠形成演化环境事件调查的王鑫对中⻘报·中⻘⽹记者说。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。”与⻩沙争夺“路权”漫天的⻩沙，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⻛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⻓途跋涉，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年通⻋，是全世界最⻓的、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“⻄部⼤开发”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⻘的⼯作，就是想⽅设法阻⽌这条路被⻩沙“淹没”。“公路保护存在防沙阻沙问题。”常⻘说，“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，是防⻛固沙的先锋植物，主要设置在防护林带的外围，当被⻛沙压埋后，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⻓起来，是阻⽌⻛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”。惊⼼动魄的⻆⼒从未停⽌过。
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，还有来⾃⼭⻄、⽢肃、河南等地，⼀般是夫妻或者⼀个⼈⼀组。”常⻘说。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，把根深深扎到⻩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⻓张元明的话说，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，触⻆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，以中⻘年⻣⼲为主，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”。