踏遍高原探廊道
野外总行程122800公里,野外科考43次,取样3500余件,野外工作718天……这些数字,见证与丈量着青藏地区高等级公路多年冻土段和特定交通廊道地质灾害与生态风险评估科考队在第二次青藏高原科考中的汗水与脚步。
青藏高原被誉为“世界屋脊”“亚洲水塔”和“地球第三极”,是国家重要的生态安全屏障,蕴藏着地球生态环境的密码。自参与第二次青藏高原综合科学考察以来,在应急任务负责人孟兴民教授带领下,团队一次次深入高原全域,用脚步丈量雪域、用科考探寻真相,肩负起查清青藏地区高等级公路多年冻土段和中尼交通廊道沿线灾害及生态本底、揭示成灾机制及道路工程影响、预测风险变化等核心使命。
从积石山地震现场,到海拔5000米的唐古拉山;或从拉萨出发,沿雅鲁藏布江河谷西行,翻越喜马拉雅山脉到达吉隆口岸,兰大科考人克服了高寒、缺氧、大风、暴晒、极端天气、野生动物侵袭等恶劣情况,高质量完成了青藏地区高等级公路多年冻土段、中尼交通廊道的地质灾害与生态风险评估等核心任务,并提出了这些地区的道路工程沿线地质灾害和生态风险防控关键技术与对策。
一系列研究成果,为青藏高原可持续发展、重大工程建设安全及全球生态研究提供了关键科学支撑,在雪域高原书写下了属于兰大人的科研答卷。
雪域高原上的毫米级“透视眼”
打开地图,我国高速公路网已经延伸至祖国的每一处边界。上世纪70年代,我国成功建设了多年冻土地区的全天候通车二级公路——青藏公路,使其成为全球服役年限最长的多年冻土沥青公路。2017年,世界上首条多年冻土区高速公路——共(和)玉(树)高速公路建成通车,让我国的冻土高速公路建设技术走在了国际前列。
而如今,气候变化导致高原多年冻土不断退化,诱发了一系列的地质灾害和冻土工程病害,仅青藏公路工程病害率就超过30%,远超过了全球同类地区。对气候更为敏感的热融型地质灾害,成为研究区过去十年中发育最为显著的地质灾害,也将成为青藏公路多年冻土段未来的主要威胁。

热融滑塌地球物理勘查
“尤其是热融滑塌在过去十年间增长极为迅速,其数量与面积分别增加了约1.5倍与3倍。”团队中负责未来气候变化条件下地质灾害风险预测的陈冠教授介绍。
因此,查明青藏公路多年冻土段沿线地质灾害的时空演化并预测其未来的风险对该路段的安全运营与维护就变得至关重要。
在本次科考中,团队系统查清了青藏地区高等级公路多年冻土段及中尼交通廊道的地质灾害、孕灾因子、生态系统及生物多样性的历史与现状,揭示了地质灾害时空分布与成灾机理,明确其对已建、未建、在建工程的具体影响,为后续防控工作奠定了坚实基础。
通常在出野外之前,地质工作团队会先用InSAR技术和光学遥感当“千里眼”,解译识别影像中可监测的灾害体及灾情信息,完成初步的灾害分布与范围划定,为野外科考锚定关键点。然而在青藏高原这片古老又神秘的土地上,监测技术的适用性就给科考团队提出了第一个难题。

青藏地区高等级公路多年冻土段地质灾害考察队合影
“冻融作用让青藏高原的山体‘脾气’变得捉摸不透,时而冻胀隆起、时而融沉收缩,这种反复起伏的变形,让该区域的地质监测工作尤为困难。”团队中负责利用InSAR做前期灾害识别与潜在灾害预测的张毅副教授说。
擅长捕捉毫米级变形的InSAR技术,本是地质灾害监测的“得力干将”,但面对高原冻融型灾害却出现“水土不服”。
面对从未经历过的技术瓶颈,团队沉下心来深耕高原冻融灾害的变形规律。通过长期观测区域灾害体的运动特征,团队发现想要识破冻融型灾害的“伪装”,不能只看单一的变形速率,必须结合完整的持续时间序列运动规律,才能精准锁定隐患。
这一创新思路让InSAR技术在高原“重获新生”,成功实现了灾害隐患的高效早期识别。这项专为高原量身打造的识别技术,为高海拔复杂环境下的地质灾害监测提供了全新的“兰大方案”,也为野外工作打下了扎实的基础。
揭秘缓坡下的“隐形巨兽”
“青藏高原在长期的地质演变过程中形成了最复杂的地质地貌。在青藏高原上开展研究,是我们每一个地质人的骄傲。”孟兴民说,团队聚焦青藏高原重大地质灾害、冻融灾害成灾机制,厘清了灾害的变化规律、成灾条件,并揭示了其发育机理与潜在重大灾害活动特征及变化趋势。
科考过程中,团队在青藏高原东北缘贵德盆地及周边,即日月山倒淌河镇清水湖一带,锁定了现今全球范围规模最大的地震液化诱发侧向扩展滑坡。
“这个地方的坡度只有3-5度,肉眼几乎难以察觉,按常识判断根本不可能发生滑坡。”张毅回忆道。但就是在这样的缓坡区域,却出现了面积超5平方公里的巨型滑坡,如此规模的滑坡在缓坡地带极为罕见。
时间回溯到2019年,在一次国际合作交流中,孟兴民首次关注到这处特殊的滑坡区域,并提出核心科研假设:这绝非普通滑坡,其成因必然与地震液化相关。孟兴民解释,唯有地震液化才能让岩土体强度瞬间丧失,进而使物质在极缓坡度下发生大规模侧向运动。而地震液化导致的滑坡体积可达普通滑坡百倍以上,其伤害力也更惊人。

滑坡体的物质调查与取样
为验证这一假设,兰大团队开启了艰辛的实地考察。团队成员4次奔赴研究区域。2025年春节刚过,张毅与团队成员便放弃休假,启程前往现场开展调查。通过长期系统的野外勘测、样本采集与实验室分析,结合年代学测试技术,团队最终厘清了滑坡的完整演化脉络。
6000年前,青藏高原上的“稳定锁”——永久冻土,变成了季节性冻土。冻融循环改变了地下水分布,再加上深厚的砂砾石堆积层,一旦遭遇地震,饱水的砂砾石就会像稀泥一样液化,最终形成了体积超5亿立方米的巨型滑坡。
这一发现为当下气候变暖背景下的高原灾害风险敲响了警钟。如今气候变暖让冻土持续退化,再加上板块挤压带来的活跃地震,这样的液化风险将越来越高。
青藏地区建设有高速公路、铁路等关键交通设施,未来还将有更多民生与工程建设落地。这一结论为高原工程选址提供了刚性的科学依据,也为全球其他冻土分布区的地质灾害防控提供了重要参考。
做灾害一线的逆行者
日月山巨型侧向扩离滑坡还不是个例。2023年积石山地震中的金田-草滩滑坡,更让团队揭开了另一种隐蔽的灾害真相,用科学力量为灾后防控提供了关键支撑。
在自然灾害面前,除了逆行而上的救援人员,科研团队也是守护安全的“逆行者”之一。2023年12月18日积石山地震刚发生,孟兴民立刻召集团队能动身的老师和学生第一时间奔赴灾害现场。12月的西北天寒地冻,滑坡后的现场环境更是恶劣,寒风刺骨、积水遍布,脚下的道路泥泞难行。“我们在积水中深一脚浅一脚蹚水前行。为了获取最真实的第一手资料,大家顶着严寒,纯靠人力完成现场取样、物探测试等一系列基础工作。”张毅回忆道。
这一滑坡起初被广泛报道为由“砂涌”引发,经兰大团队现场勘察与深度研判,最终被纠正为地震触发的“双层液化型滑坡”。曾润强解释道,这一结论不仅及时厘清了认知偏差,更首次提出了河流阶地滑坡的全新成灾机制。


滑坡体的物质调查与取样
团队发现,地处青藏高原边缘与黄土高原过渡带的金田-草滩滑坡因独特的地貌单元、活跃的构造运动,加上长期人工灌溉带来的地下水条件改变,共同为滑坡发生埋下伏笔。
很难想到,看似稳固的河流阶地,竟藏着这样的隐患:地层里的砂土与黏土夹层,人工灌溉改变了地下水条件,在突发的地震震动下会先后液化,最终形成破坏力极强的泥流。
这一发现,不仅填补了山前河流阶地滑坡研究的空白,更像一声敲响在黄土高原地区的警钟。
“黄河上游的兰州、西宁等城市,人们世代生活在土壤肥沃的黄河阶地之上,长期的人工灌溉让松散的黄土早已打破了水盐平衡,再遇上活跃的地震,极容易触发大规模液化滑坡。”孟兴民介绍。
在推进黄河上游高质量发展的进程中,必须兼顾工程建设安全与地质环境承载能力。兰大团队的研究,正是为这片土地的安全,筑牢了关键的科学防线。
摸清中尼交通廊道的生态“家底”
中尼交通廊道是共建“一带一路”倡议下连接中国与尼泊尔的核心枢纽,以中尼公路、铁路为骨干,串联中国西藏拉萨、日喀则、吉隆口岸及尼泊尔加德满都等关键节点,堪称区域经济发展的命脉。中尼廊道中国段大多地区地势高亢,地形、土壤、水文、气候条件非常复杂,生态环境极为脆弱,同时又分布有丰富多样、独具特色的高寒生态系统类型和珍稀濒危动植物类群,是全球生物多样性保护的重点区域。
中尼公路自上世纪60年代末建成后,历经多次重建、翻修,拟建中尼铁路工程也即将实施,无论是已建、在建还是拟建工程,以及其周边发育的地质灾害,无疑都会对路域生态系统产生深刻影响,成为区内生态环境退化的主要驱动因素。

青藏地区特定交通廊道生态风险评估考察队合影
在此背景下,承担专题任务的岳东霞教授团队肩负起为中尼交通廊道(国内段)做一场全方位“生态地质体检”的重任。他们的核心任务,是系统调查廊道沿线的生物多样性、生态系统与地质灾害现状,搭建起植物物种多样性数据平台,摸清沿线野生动物的分布规律、食物网构成及栖息地情况,让这条跨境通道的生态地质“家底”首次清晰呈现。同时评估廊道道路工程建设及地质灾害对动植物多样性的影响。
团队黄德军教授专攻中尼交通廊道的动物生物多样性调查和狭域动物物种保护对策。曾润强副教授专注于中尼交通廊道地质灾害的分布规律与特征,以及气候变化对地质灾害的影响、地质灾害对生态环境的影响评价。李亚军老师专注于中尼交通廊道的受损生态系统风险防控对策及关键修复技术。

队员们在进行土壤取样
中尼交通廊道道路通过区海拔介于2794m-5185m之间,平均海拔高达4497m,恶劣的自然环境给科考工作带来了巨大挑战。3年内团队共组织实施了11次野外科考,共计开展野外工作286天,野外总行程超过55800公里,足迹遍布廊道沿线的山山水水。为了获取道路工程对路域生态系统影响的精准数据,团队在中尼公路、高速和铁路沿线设置了39个植物样地528个样方,53个动物样地,采集各类动植物及土壤样本1300余件。

样方调查
在1平方米见方的草本植物样方中,科考队员匍匐在地,仔细清点植物的数量与种类,用相机为它们拍下“证件照”。若是遇上植物茂密的河谷区域,这1平方米样方内的植物,有时需要一名队员清点一整天。植物虽然繁多但幸好可见,但动物们的踪迹却总是让科考队员们难以捉摸。守着高清摄像机的科考队员们,只能在寒风中等待动物们的身影。
狭域物种,特指分布范围狭窄、对生存环境要求苛刻的物种,这类物种往往面临更高的灭绝风险。通过现场观察与科学核算,科考团队发现中尼交通廊道沿线共分布着13种狭域植物物种,其中3种被列入《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》,密叶红豆杉被同时纳入《濒危野生动植物种国际贸易公约》与《全国极小种群野生植物拯救保护工程规划》。
动物调查中,同样有令人惊喜又揪心的发现:濒危物种猎隼,仅在聂拉木捕捉到一只身影;易危物种中华斑羚,也仅在吉普大峡谷附近发现一头踪迹。两种珍稀动物的罕见现身,不仅印证了区域生态的独特价值,也凸显了中尼交通廊道沿线生物多样性保护的迫切性。
在青藏高原的大地上,科考队员要面对的不仅是高寒、缺氧、暴晒,还有肆虐的狂风。“我们里面穿羽绒服,外面穿登山冲锋衣,都防不住刺骨的风吹进来。”岳东霞说。
虽然每次出野外之前,团队都会做充足且详细的准备,但恶劣的环境下总是会有意外发生。对科考任务的坚定信念,让岳东霞团队用勇气和智慧迎接环境的挑战,“我们想了一个方法,把雨衣围在最外面,防风效果居然会很好。”
但因为雨衣不透气,在开展科考工作过程中里面的衣服会被汗水浸湿,非常容易感冒。这些在常人看来难以忍受的艰辛,却是团队成员口中的“日常”。
沉甸甸的成果见证着他们的坚守。团队提出一种创新路域生态风险评估方法:通过建立已有道路与植被盖度的幂函数关系,精准预测拟建工程沿线植被覆盖变化,再结合“暴露度-脆弱性”原理,算出工程建设后的生态系统脆弱性与生态风险,为工程规划提供了科学依据。
团队打造了一套全新的路域生态系统脆弱性评估框架,从生境条件、生态系统结构与服务三个维度多方位呈现2000-2022年廊道生态脆弱性的时空变化,这套框架聚焦生态系统内部属性,易应用、可扩展。此外,团队李亚军老师还开展了青藏高原生态修复技术效应评价,发现了廊道区的高效固沙植物,为廊道生态保护与修复提供了新思路。
“那些能快速复绿的物种很可能是外来物种,贸然引进会造成对当地生态系统的入侵。而本土的砂生槐、毛刺锦鸡儿等拥有更好的环境适应性与长期生态价值。”岳东霞说。
从毫米级灾害识别技术的创新突破,到全球最大地震液化滑坡的真相揭晓;从积石山地震后的逆行求证,到中尼交通廊道的全面“生态体检”……兰州大学团队以硬核的技术实力、踏遍高原的执着坚守,不仅填补了学术空白、规避了工程风险,更深刻呼应着国家生态安全战略的时代需求。
未来,团队的研究将持续聚焦高原生态地质演化规律,进一步深化技术创新与成果转化,为青藏高原可持续发展、国家生态安全屏障建设提供更坚实的支撑。
来源:兰州大学 党委宣传部(融媒体中心)
