原標題：中國科學院大氣物理研究所：塔克拉瑪幹沙漠「變綠」的真相
來源：「中科院之聲」微信公眾號
[編者按]
看寒來暑往雲捲雲舒，思古往今來氣候變遷，中科院之聲與中國科學院大氣物理研究所聯合開設「大氣悟理」，為大家介紹大氣裡發生的有趣故事，介紹一些與天氣、氣候和環境相關的知識。
「塔克拉瑪幹」是維吾爾語，關於這個地名的意思，真可以用眾說紛紜來形容：「山下面的大荒漠」、 「淹沒在沙漠底下的住所」、 「進得出不得」、「死亡之地」、「永遠不存在生命之地」。但不論是哪一種含義，都透露出濃濃的蕭瑟之意，然而近日有新聞報導說這片不毛之地竟被衛星監測到在悄無聲息地變綠？
「塔克拉瑪幹沙漠在變綠」新聞 圖片來自網絡
2020年2月23日（上）和4月29日（下）塔克拉瑪幹沙漠局部衛星反演圖對比 圖片來源：NASA
太長不看版：
1。 塔克拉瑪幹沙漠曾是古地中海一部分，後由於地質時間尺度板塊運動，逐漸變成沙漠。
2。 美國國家航天局（NASA）衛星監測的區域本來就是綠洲，新聞有「標題黨」誤導的嫌疑。
3。 近幾十年來塔克拉瑪幹沙漠乃至整個中國都有在變綠，這主要得益於中國政府的大規模植樹造林、退耕還林工程。
4。 我國西北地區在快速變綠的同時，荒漠化也在快速發展，兩者過渡區域被不斷侵佔。
詳細細節版：
黃沙漠漠中的一點綠
地質時間尺度上的氣候演變會導致滄海桑田的變化，歷史上著名的城鎮如樓蘭，現在已成為廢墟，被掩埋在深深的流沙之中。據《漢書西域傳》記載，早在漢朝，塔克拉瑪幹沙漠南部一些地區農收業的發展已初具規模，有不少人口居住在且末（今在塔克拉瑪幹沙漠東南）、精絕（今在塔克拉瑪幹沙漠南部尼雅河的下遊）、皮山（今在塔克拉瑪幹沙漠西南）……像這樣的一些城鎮，當時不可能建立在流沙之中。那麼現在「疾風千裡兮揚塵沙」的景象又是如何形成的呢？
塔克拉瑪幹沙漠 圖片來自網絡 塔克拉瑪幹沙漠位於我國新疆塔裡木盆地，地質研究表明，塔裡木地區過去曾是古地中海的一部分。第三紀中期，強烈的地殼運動發生，古地中海消失，歐亞大陸連成一片。塔裡木盆地冬季在冷高壓控制下，氣候異常乾燥寒冷；夏季有高大的山脈作為屏障， 也難受到溼潤夏季風的影響；此外，塔裡木盆地位於青藏高原北側，從經向垂直環流上看，正處在高原上空上升氣流的補償下沉區，進一步導致其高溫少雨。因此，塔裡木盆地終年處於乾燥缺水的狀態中。
中國年平均降水量分布 圖片來源：地之圖 如今的塔克拉瑪幹沙漠年平均降水量不足100mm，最低不到5mm，而平均蒸發量則高達2500-3400mm，蒸發量至少比降水量大一個數量級，這樣極端的水汽條件不足以維持植被生長。但是極度惡劣的環境中總是隱藏著生的希望，塔克拉瑪幹沙漠南部為崑崙山脈，冰川融水可以為植被提供生長用水。春夏季高山積雪融化為河流向北流動，在沙漠西南角延伸出兩條內流河（衛星圖片中向北延伸出的那兩條），即喀拉喀什河（墨玉河）與玉龍喀什河（白玉河），它們向北進一步匯流成和田河，在上述河流沿岸也形成塔克拉瑪幹沙漠最主要的河谷綠洲之一（劃重點，後面要考）。
塔克拉瑪幹沙漠及其綠洲分布示意圖 引自張琴琴等，2019 塔克拉瑪幹變綠的「真相」
沙漠中的綠洲可遇不可求，十分珍貴。因此衛星監測到的「沙漠變綠洲」的新聞才會使大家如此激動，這讓人不由得想起了前段時間同樣很火的西北「暖溼化」問題（詳見：我國西北變「暖溼」了沒？）。中科院大氣所學者魏科在文章中給出結論：儘管西北部分地區出現了短期降水過程和植被改善，但其大部分區域降水量遠低於潛在蒸發量，目前的降水增加並不能從質上改變這一區域乾旱的狀況，西北「暖溼化」基本上是一個偽命題。
我們再說回上面的新聞，為什麼塔克拉瑪幹沙漠2月到4月會發生「沙漠變綠洲」的「奇蹟」呢？因為衛星監測的區域本來就是塔克拉瑪幹沙漠最主要的河谷綠洲之一。「奇蹟」發生最主要的原因還是由於季節變化。春夏時節，高山融雪，河水豐盈，河谷綠洲的大片農田繁茂生長；而到了秋冬時節，河流幾近乾涸，衛星監測到的自然也就是一片荒蕪的景象。因此該新聞很大程度上依然是一個「標題黨」，不過這也不完全是國內媒體的鍋，標題是從NASA新聞原標題 Greening in the Taklamakan Desert 直譯過來的，NASA的本意是想表達即使在中國最幹最熱的沙漠，植物也會在春天煥發生機，但到我們中國這兒大家理解的又是另一個意思了。
早在10多年前，就有學者注意到了塔克拉瑪幹地區降水增加的現象。張山清等人利用塔克拉瑪幹沙漠周邊12個氣象臺站1961-2007年的歷史氣候資料，對近47年的年平均氣溫、降水量、潛在蒸散量和地表乾燥度等氣候要素的基本變化特徵進行了分析，發現該地區年平均氣溫呈升高趨勢，降水量呈增多趨勢，年潛在蒸散量和地表乾燥度總體呈減小趨勢。
但是前文也有提到，西北地區是蒸發「黑洞」，現階段任何降水量的增加基本無法改變該地區蒸發量較降水量強一個數量級以上的事實。塔克拉瑪幹地區近期水資源增多更多可能來源於全球變暖引起的冰川消融與冰雪圈的衰退，由於這種冰雪圈的變化具有不可持續性，待冰川完全消融後，西北地區可能面臨更嚴峻的乾旱風險。
變綠的不僅是塔克拉瑪幹
雖然新聞報導有「標題黨」誤導的嫌疑，但衛星監測資料顯示，近幾十年來塔克拉瑪幹沙漠確實有在變綠。
塔克拉瑪幹沙漠32年變遷 圖片來源：人民日報2019年植樹節專題視頻 其實不只是塔克拉瑪幹沙漠，在過去幾十年裡，整個中國都在變得更綠。2019年2月， Nature Sustainability 發表了來自波士頓大學的一項研究，研究者們利用NASA的空間遙感數據，指出自2000年以來，全球葉面積（leaf area）新增了5%，增長面積相當於亞馬遜雨林的大小，而其中四分之一的貢獻都來源於中國。
中國變綠的一大原因靠的是大規模植樹造林（佔比42%）。種菜和植樹可能是刻在中國人骨子裡的基因。陶淵明在房子周邊種柳樹五棵，自稱「五柳先生」。柳宗元在柳州做刺史時寫詩：「柳州柳刺史，種柳柳江邊。」不過古人種樹更多的可能是出於「文藝青年」的心態，類似於園林藝術。
如今的植樹造林主要是為了改善生態環境。相信有不少朋友都在玩「螞蟻森林」，看著播種下的一顆顆樹苗，感嘆也不枉自己每天早晨調好鬧鐘冒著被好友拉黑的風險收取綠色能量了。其實「螞蟻森林」最大的貢獻並不在於種了多少樹，而是把環保的理念深深植入了每個人的心中。
胡楊圖鑑 圖片來源：螞蟻森林 在荒漠化嚴重的地區搞綠化，一時半會兒是做不到的，需要幾代人甚至十幾代人共同努力。中國政府於1978年啟動了 「三北防護林工程」，之後又於1999年發起了「退耕還林」工程，它們是中國真正的時代工程。以三北工程為例，啟動40多年來，完成造林保存面積3014.3萬公頃，在中國東北、西北和華北的廣袤土地上鋪出了一大片綠意。直接說這個數字大家感受也許不是很直接，東南亞島國新加坡以乾淨整潔聞名於世，其國土面積約719.1平方公裡，也就差不多把它綠化400多次的水平吧。
三北工程 圖片來源：新華社
有細心的朋友可能會發現上圖「2000-2017年全球變綠趨勢」中印度好像全境都在變綠，印度也在大規模種樹嗎？答案是否定的。印度變綠主要是靠農作物面積的增加（佔比82%）。印度人口眾多，近年來一直在大規模開墾土地耕種糧食，農耕地的過快增長可能會引起為澆灌農作物而過量抽取地下水，進一步導致其枯竭，所以印度的這種發展在某種程度上來說是不可持續的。
地下水抽吸過程示意圖 圖片來源：美國地質調查局 變綠or變荒？這是個問題
中國北方大地快速變綠的同時，荒漠化也在快速發展。以新疆為例，蘭州大學學者李豔麗等2011年的研究發現，柴達木盆地南邊同時存在綠洲化和荒漠化兩種演變化趨勢。近10 年來綠洲化的總面積為1040平方千米，變綠區域主要集中在荒漠化區域與穩定區域之間；荒漠化的總面積為399平方千米，其中80%集中在綠洲邊緣，即綠洲的邊緣地區相對於其他區域更易於發生荒漠化現象。人類不合理地利用土地與水資源仍是土地荒漠化最主要的成因之一。
此外，如果措施不當，則投入大量人力物力的植樹造林工程可能並不能完全達到預期效果。北京林業大學學者曹世雄於2011年在 Earth-Science Reviews 上發表文章，題目翻譯成中文為《中國乾旱、半乾旱地區過度依賴造林：生態恢復中的經驗教訓》。曹教授在文中指出，1952到2005年間，中國植樹造林工程中只有24%的樹木存活了下來；過去30年間中國水土流失程度有所擴大，乾旱-半乾旱區的沙漠化速率加快。
中國西北地區乾旱-半乾旱問題是由地形、氣候、地理位置多重因素決定的。因此搞綠化不只是一個簡單多種樹就可以解決的，種上不合適的植物可能會把地下水給抽乾，從而使乾旱的地方更加乾旱，造成相反的效果。同時這也是一個經濟問題，西北某些地區好幾年才能種活一棵樹，承包土地的村民因為沒有收益又得大量砍樹還債，治沙成果也就隨之付之東流，土地荒漠化也可能再次出現。
我國西北地區的綠洲化和荒漠化是兩個反向發展又相互博弈的過程。中科院寒旱所學者張克存等2017年的研究發現，我國西北乾旱區綠洲化、荒漠化的過快發展會侵佔原本的兩者過渡區域，進一步加劇生態系統不穩定性。為了研究綠洲-荒漠生態系統的生態維護、社會經濟可持續發展等問題，中國科學院也建設起了中國生態系統研究網絡（CNEN），旨在對綠洲-荒漠生態系統的大氣、水文、植被、土地等要素進行長期連續觀測。
西北地區綠洲化、荒漠化同時發展，兩者過渡地區被不斷侵佔 引自Xue et al。， 2019
面對西北地區複雜的生態環境狀況，我們又該做點什麼呢？對於政府部門而言，需要認識自然、利用知識因地制宜地保護環境，如減少樹木的密度，改種灌木或者草本植物，或者是在原生植物環境的基礎上進行改良，同時還要兼顧當地農民的長期和短期利益，如有必要還需提供配套的產業鏈支撐。對於新聞媒體而言，引導大家關注我國生態環境建設是非常有必要的，但也不能時不時地就想搞個大新聞，還需更加理性客觀地報導。對我們普通人而言，建立環保意識，低碳生活從我做起，就是為改善環境做出的最大貢獻。
來源：「中科院之聲」微信公眾號
責任編輯：屠正陽