“这方土地究竟有何不同，

能让扎根于此的它们在这种贫瘠之地开枝散叶。”

青藏高原，地球第三极，循着生命扎根之地，一批又一批的学者到达这里。2019年9月，中国科学院地理科学与资源研究所和兰州大学生态学院叶建圣教授团队共12名成员组成了第二次青藏科考——“青藏高原荒漠生态系统功能与动态变化”科考分队，开始了历经5年的科学考察。

在荒漠中，生命不像草原那样连绵成片，而是像一个个“岛屿”一样成片成片，它们在这里叫做灌木丛。作为青藏高原荒漠上最醒目的生命之一，灌木将自己的根须深深扎入30cm以下的地面，与这片土地共生共长。

灌木下的土壤给予了地上灌木生命的同时，灌木从也为“脚下”的土地输送养分，“荒漠中灌木丛下的土壤养分指标显著高于灌丛间裸露区，这就是‘肥岛效应’。”叶建圣说到，在荒漠中，“肥岛效应”是最具代表性的生态特征之一，但青藏高原荒漠地区植被稀少，生态系统的物质循环与生态功能维持主要依赖土壤承载，而碳、氮、磷正是土壤中最关键的生命元素。因此，科考分队试图探究：在青藏高原荒漠生态系统中，土壤中碳、氮、磷的含量如何，它们与土壤粗细程度存在怎样的关联，相互作用的临界数值如何界定。

五年，一千八百多个日夜，科考分队的足迹从柴达木盆地的盐渍化荒漠，到羌塘高原的砾石滩，再到祁连山北坡的灌丛地带，行程数万公里，只为追寻“贫瘠之地何以孕育生机” 的生命谜题。

拉样方、找植物，奇妙的自然科考

探究土壤碳、氮、磷含量，首要步骤是取样。

队员们首先依据遥感影像指引，沿青藏高原边缘地带开展样点勘察，锁定具备荒漠生态系统特征的区域，再依次完成定位校准、布设10米×10米标准样方、无人机航拍记录、植株高度测量等系列流程。若样方内地上植物分布均匀，队员们会在已设置的大样方内随机划分3个1米×1米的小样方，专门用于植物样本采集。

砾质荒漠生态系统的植被调查及土壤和植被样品采集

科考分队白天外出采样，夜间返回住宿地后需立即开展样品预处理，“有些样品没办法长时间保存，所以当天采集的就需要当天处理好”。针对土壤样品，队员们会按检测指标分类处理：土壤样品中用于微生物检测的样品要低温冷藏保存，用于碳、氮、磷等养分含量测定的则进行风干处理；针对植物样品，为避免腐烂，需先摊开晾干，处理完毕后尽快寄送回实验室。

每次采样结束后，叶建圣都要求队员们必须做好回填作业，将取样坑填平复原。这样既助力样地生态系统快速恢复，也能防止牛羊等牲畜蹄部不慎陷入坑中导致崴伤，是对土壤生境、区域生态系统及牧区牲畜的多重保护。“我严格要求每一位学生都这么做，随着野外工作推进，学生们也就逐渐形成了生态保护的自觉意识。我们做生态研究的，这已经成为课题组乃至业内多数科研团队的通用作业规范。”叶建圣说。

无人机拍摄的调查样方图

在大自然里，普通人总以为植物是土地生机的象征，但在生态学研究中，有些植物的蔓延却预示着生态系统退化，“比如狼毒，很多去草原的游客看到狼毒花都觉得好看，看似美丽无害的狼毒，实则会通过发达的根茎争夺土壤水分和养分，还能分泌毒素抑制周边草本植物生长，一步步挤占优质草场，严重破坏草场生态平衡”。叶建圣介绍。

“野外科考的核心是尽可能获取全面监测数据，从而对荒漠生态系统形成涵盖动物、植物、微生物的系统性认知。”辨别植物就是其中重要的环节之一。外出时，团队会配备覆盖甘肃、青海、西藏等科考区域的分区域植物图鉴。借助图鉴，他们初步辨别出植物科属；若要精准确定物种，则需依托植物志根据初步判定的科属定位对应类目，再对照书中的物种形态描述与图谱，结合花型、叶片形态等特征进一步核实。

生态系统的变化并非一蹴而就，仅靠一年的数据难以反映真实演变趋势。因此生态学研究通常需要结合短期与长期数据对比分析，“常规研究周期至少需要三年起步”。基于此，团队的诸多实验项目都需要学生接力模式推进，在师兄师姐完成阶段性研究、积累好数据后，由师弟师妹接续开展，确保研究的长期性、连续性、稳定性。

团队在野外做采样调查

2020年7月，考察队先后途经拉萨市、那曲市、阿里地区、日喀则市等四地10余个县，行程累计3800多公里，沿途采样工作均在海拔4000米以上进行，最高采样点海拔达4700米。“迎着晨光出发，踏着月色返程，在许多往年未涉足的样点留下了我们的笑声与汗水。”年复一年奔赴高原科研一线，科考队员早已将在荒漠戈壁工作视作常态。在空旷寂寥的荒原上，他们怀揣对自然的敬畏之心与生态保护的责任担当，执着坚守、步履不停。

“我们用力戳开板结的土壤，一旁，干裂的盐碱土上白麻粉花顽强绽开”

2024年6月，科考队到达小柴旦采样点，放眼望去，皆是枯木横斜。科考工作日志中记录了团队的茫然：“抬头望去，周遭没有人群，没有建筑，在这样原始自然的荒漠下，我们仿佛是被风吹到这里的尘埃，能即刻融入，也会随即消亡。”当队员们放弃测定光合作用的念头，低头取土时，却在枯木的裂缝里，瞥见了点点绿光——是新芽，顶着干枯的枝干，倔强地舒展。

“在城市生活中，人们往往容易形成自我认知的局限性，而置身于青藏高原一望无垠的广袤天地间，会深切体会到个体的渺小，进而对大自然的辽阔磅礴生出由衷的敬畏之心。”带队科考的兰州大学生态学院教授叶建圣满是感慨。

这便是自然的本真，总在看似荒芜的角落，蕴含着生生不息的力量。在昆仑山口，冰雹突至，雪峰下却是盛开的雪灵芝，针状叶片上凝结着冰珠，透着顽强的绿意；在阿里地区的盐碱荒漠，板结的土壤裂着深深的纹路，白麻粉花却毅然绽放，花瓣上蒙着一层细沙，依旧清丽……这些景象，让队员们愈发谨慎——采样时绕开刚冒芽的嫩草，挖完土坑必用周边的沙回填，甚至连脚步都放轻，生怕惊扰了这片土地的呼吸。

“无论何时都要有一种像大自然一样蓬勃向上的力量。”科考分队的队员们在直面荒漠中，汲取了自然最纯真的力量。

您有一公斤土待签收！

通过分析 54 个样点的土壤样本，科考分队找到了三个关键阈值 ——47%、70%、80%。当土壤砂粒含量超过 47%，可溶性有机碳和氮会率先下降；超过 70%，总氮和轻组碳随之锐减；一旦突破 80%，重组碳、总碳和化学计量比便会骤然下滑，土壤的养分保持能力几乎丧失。这三个数字，是高原生态的三道警戒线，标注着土壤保育功能衰退的轨迹。

当土壤中的砂粒多了，就像留不住水的筛子，养分也就随之流失。如今62% 的荒漠区域已经突破了至少一个阈值，科考分队的工作，就是把这些警戒线画出来，让保护有章可循。“人与自然本就是协同共生的共同体，保护生态是我们长远发展的必须，只有尊重生态规律，才能实现人地和谐。”谈及生态保护，2021级生态学专业学生戴振祥深有感触。

无人机拍摄的调查样方图

“第二次青藏科考‘看变化、找规律、寻对策’，其目标不仅聚焦科学前沿，更紧密服务于青藏高原生态文明高地建设，强调多学科交叉与可持续发展路径探索。”青藏高原荒漠生态系统科考分队正是全国 3000 多个科考分队中践行这一使命的生动缩影。5 年间，从初入高原的本科生到深耕领域的博士后，这支梯队完整的团队里，野外采样的技巧、数据解读的经验、应对极端环境的智慧，都在师徒相授的手把手间默默传承。

戴振祥提到，这是他第一次跟着老师、师兄师姐参与科考，心里满是忐忑，总怕自己经验不足拖团队后腿，帮不上什么忙。但一到采样点，他便迅速收起顾虑，紧紧跟着老师、师兄师姐学习采样规范、操作技巧，很快就熟练参与到样本采集、土壤过筛等工作中。印象最深的是某次在海拔四千米的雪山下采样，大家拿着工具，挥舞着铲子，进行着采样工作。“受高原反应的影响，挥舞几下铲子我就要喘口气，不然会很难受。但完成采样的一刻，看着袋子里满满当当的收获，感觉付出是有意义的。”

五年里，科考分队采集了数千份土壤和植物样品，这些样品被小心翼翼地包装、邮寄，送往实验室。快递公司的工作人员总疑惑：“怎么还有人寄土，还寄这么多？！”

此次科考分队的所有数据，最终都汇交到国家青藏高原科学数据中心，与不同研究领域的科研者共享，几乎每半个月，叶建圣老师都会收到数份数据使用申请，“申请人多是研究生，他们用这些数据完成毕业论文，延续着对高原的探索。我们通常会快速予以回复并同意，方便他们及时下载使用相关数据。”

都兰县灌丛荒漠生态系统植物光合作用、气孔导度测量

如今，青藏科考项目虽已结项，但团队在柴达木盆地设置的两个长期观测样点并未撤走。青藏高原的生态状况关乎我国乃至全球生态安全，而柴达木盆地作为其 “干旱核心”，生态系统尤为脆弱敏感。人类活动导致大气氮素不断增多，这种变化长期累积会不会影响当地的生态？唯有持续追踪才能掌握背后的核心答案。

为了得到更多数据，团队在此建立了常态化监测机制，每年 5 月，队员们会前往样地添加氮素，模拟大气氮沉降；7、8 月，再去采样监测，记录生态系统的细微变化。叶建圣说，这项工作，他们计划一直做下去，就像高原上的灌丛，默默扎根，静静守护。

编辑｜蒲诗洁

责任编辑｜彭倩

来源：【兰州大学】