搜索
你想要找的

# 热门搜索 #

建党100周年70周年校庆卓越育人学术育人不言之教幸福之花

当前位置: 首页 / 媒体关注 / 正文

新民周刊丨​【校庆70周年封面报道】大江大河,逐浪弄潮

2021年10月14日

【新民周刊·校庆70周年封面报道】


  江河海洋孕育了人类文明,经济社会发达地区密布于河口海岸。70年来,华东师范大学研究团队辛勤耕耘,在河口海岸学领域屡创突破,直接贡献于许多重大的江海工程。在服务国家重大需要、解答全球关键问题的进程中,他们一直不畏风浪、勇立潮头。

华东师大研究团队在崇明科考。


从江河源到三角洲


  青藏高原是除南北极以外冰雪储量最大的地区,不仅是我国长江、黄河等大江河的源头,也孕育了恒河、印度河、萨尔温江、伊洛瓦底江、湄公河等众多亚洲国际河流,因而有“亚洲水塔”之称。这片区域本来就人口稠密,流域内国家经济社会的发展相当依赖水资源,缺水国家众多。

  近年来,全球气候持续变暖,而青藏高原是对此反应最为敏感的地区,过去一百年间平均升温超过0.4℃。冰川退缩和冻土退化,引起周边河流长期径流的下降和季节分配的紊乱;冰湖溃决、冰崩、冰川泥石流等灾害风险增加;冰冻圈热源作用减弱,对大气环流产生影响,加剧极端天气气候事件及灾害风险发生的频率与强度。

  “这些自然因素的‘异常’变化叠加在原先的人文变迁之上,造成水资源的供给与需求在总量及时间匹配上的失衡与错位,使得该区域的水冲突、水危机等水政治问题复杂化,对区域内的地缘政治环境产生深刻的影响。这引起了我们的注意。”华东师范大学全球创新与发展研究院院长杜德斌教授表示。

  杜德斌带领团队开展了中国科学院战略性先导科技专项课题“‘亚洲水塔’变化与流域内国家命运共同体建设研究”,这是一项自然地理与人文地理深度交叉的研究。团队分析了1948-2018这70年间的数据发现:“亚洲水塔”流域国家之间的水冲突事件在20世纪90年代之前尚不明显;但自此之后尤其是进入21世纪以来,随着中亚、南亚、中南半岛地区人口数量不断增长、经济快速发展,加上水资源的不合理开发利用,水冲突、水危机陡增。

  在“亚洲水塔”区域内,中国位于大量江河的上游,开发本国的水资源常常被某些区域外国家借此挑拨中国与周边国家的关系,影响后者之间的战略互信。

  水冲突存在的同时还有水合作。华东师范大学研究团队认为:中国之所以与周边国家的水冲突较少,在于以建设人类命运共同体的理念,与各国进行了较多的协商合作。例如,中国曾经应下游国家的要求,开闸放水缓解后者的旱情;积极与流域各国家共享河流水文数据。中国与印度、哈萨克斯坦,与澜沧江-湄公河流域各国都开展了水合作。

  在全球气候变化背景下,“亚洲水塔”周边以及全球范围内的各国如何为减少水冲突、增加水合作采取行之有效的措施,将是团队的研究重点。

  大江自高原而下,一路奔流,到入海处形成了三角洲。江海交汇之处平坦的地势、便利的灌溉与交通条件等优势让全球范围内的大河三角洲往往成为人口密集、经济社会发达的地区。然而,大河三角洲地区又共同面临盐水入侵、滩涂退缩、风暴潮等危机。

  如何应对这些挑战?华东师范大学河口海岸学国家重点实验室牵头发起的“大河三角洲计划”尝试给出解答。该计划入选联合国自2021年启动的“海洋科学促进可持续发展十年”项目,后者是近年来联合国框架下最重要的海洋科学倡议之一。

  “大河三角洲计划”全称“大河三角洲:为可持续问题寻求解决方案”,通过多学科、多部门的协作,更好地保护大河三角洲地区的人类生存环境,重构三角洲地区的发展蓝图。

  华东师范大学河口海岸学国家重点实验室研究员李秀珍介绍:实验室将带领11个国家的科学家在全球15个大河三角洲开展联合研究,这些三角洲涉及的河流包括长江、黄河、珠江、恒河-布拉马普特拉河、印度河、尼罗河、亚马孙河、密西西比河、莱茵河、多瑙河等,未来还将有更多三角洲被纳入研究范围。

  未来十年,华东师范大学河口海岸学国家重点实验室领衔的“大河三角洲计划”将推动国内外相关机构深入参与,讲好三角洲研究、治理中的“中国故事”,并将其转化应用于全球海岸带治理。


世界级生态岛与“新横沙”


  位于长江入海口“龙头”位置的“江海明珠”崇明,正在建设世界级生态岛,目标是在生态建设领域发挥全球引领示范作用。如此重要的地位,需要科研机构的强力支撑。

  2018年,崇明陈家镇迎来了崇明生态研究院的入驻,这是第一个登岛服务崇明生态建设的研究机构。

  崇明生态研究院是上海高校IV类高峰学科“岛屿大气与生态”建设依托的实体,由华东师范大学牵头,协同复旦大学、上海交通大学和崇明区人民政府共同建设。围绕崇明世界级生态岛建设的需求,研究院下设5个研究中心和1个高端智库,分别是:大气环境安全研究中心、生态保育与修复研究中心、灾害风险与防控研究中心、智慧监测与模拟研究中心、碳循环科学研究中心、生态文明高端智库,从各个领域开展科研。

  在崇明生态研究院院长由文辉教授看来,研究院产出的成果“不完全是论文,更主要的是能落地、见成效的技术”。入驻崇明以来,研究院已经有许多这样直接服务于崇明世界级生态岛建设的成果。

  一个案例是在碳中和领域的贡献。中国已经向世界公布“努力争取 2060 年前实现碳中和”的目标,而增强生态系统碳汇是实现碳中和的重要途径。崇明生态研究院基于生态学原理,原创提出全球陆地碳循环模型的溯源性评估体系,该体系被多个国际碳循环模型比较计划采用,并被国外著作引用、发表在国际权威期刊。

  “蓝碳”是利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳,并将其固定、储存在海洋中的过程、活动和机制。崇明生态研究院阐明了滨海湿地生态修复与蓝碳功能提升机理,研究成果不仅刊登于国际权威期刊,还应用在上海金山沿海的鹦鹉洲湿地生态修复。鹦鹉洲被建成“负碳湿地”,并成为碳中和科普基地。

  崇明不仅将建成世界级生态岛,还可能有另一重要的地位:华东师范大学的河口海岸研究团队提出,崇明有望成为“长江口亚三角洲”。

  中国工程院院士、华东师范大学河口海岸学国家重点实验室教授陈吉余早在1991年就提出过“在长江口外建设人工岛”的想法,因为当时条件不成熟而没有进一步推进。20年后的2011年初,时年90岁高龄的陈吉余又提出“长江口亚三角洲”的新概念。

  在他看来,这个理念的提出有两条理由。一是国家的需要,上海的发展、长江三角洲乃至沿海经济的发展,都需要一个战略性的新空间。二是自然条件的变化,随着长江口河势的变化,形成长江口亚三角洲的自然地理条件已经基本具备。他认为,如果辅之以一些人工手段,比如建设一个人工岛,促淤吹填,浅滩成陆,就能大大推动长江口亚三角洲的形成进程。“一旦成功,这可是一块百年难得的发展宝地。”

  陈吉余提出的“长江口亚三角洲”,是指利用疏浚长江深水航道挖出的泥沙在横沙岛以东吹填成陆,再在长江口外深水域建一个人工岛,这样与原有的横沙岛、长兴岛一起,有可能形成一个约500平方公里的河口串珠状岛群。这里可造新城、可建深水大港。

  同样是在2011年,华东师范大学国际航运物流研究院成立,曾任上港集团副总裁、上海市人民政府参事的包起帆受聘为研究院院长、教授。“新横沙”是该研究院成立以来的主要研究对象之一,而这个建设的构想,在大方向上与陈吉余“长江口亚三角洲”的理念一脉相承。

  “新横沙”的设想基于对上海发展土地空间的展望、对上海建设超深新港的期待,以及对长江口自然条件的判断。一方面近年来长江来沙量逐渐减少,2010-2019年长江年均输沙量仅为1.22亿吨,较20世纪60年代减少了76%;而长江口滩涂资源又面临侵蚀趋势。另一方面,疏浚长江深水航道挖出的泥沙若白白抛弃,十分可惜。

  2003年开始,上海已经把这些泥沙围垦在横沙东滩制造滩涂,至今已到第八期工程。如果将来这些滩涂与更东侧的横沙浅滩部分一起造陆,将形成总面积约480平方公里的“新横沙”,可以成为上海的超深新港、现代临港工业区、生态农业区、海洋新城区等。

  在上海市科委的支持下,华东师范大学国际航运物流研究院联合上海、南京、北京、武汉等地15家相关研究机构、企业等,组成产学研用结合的研究团队,论证该构想的合理性和可行性。团队对“新横沙”空间布局、滩涂保护、生态培育以及长江口深水航道疏浚土利用等关键技术完成了四期研究,每期研究成果都已成书出版。目前,第五期研究已启动。


服务上海,贡献全球


  “新横沙”构想中造陆泥沙的来源是长江深水航道清淤,这一工程同样有华东师范大学河口海岸学研究团队的贡献。

  1998年,长江口深水航道治理工程启动,华东师范大学河口海岸学国家重点实验室是最早参与该工程论证和研究的单位之一。团队首次提出了长江河口的自然适应和人工控制理论,强调“长江河口要重点抓住三个分汊口”的治理原则。这成为治理工程选槽和航道保畅的理论依据。

  华东师范大学河口海岸学国家重点实验室主任何青研究员代表团队介绍:“为了摸清长江口的‘脾气’,研究团队三代人扎扎实实下了60年的工夫。”他们一直在为长江口深水航道“保驾护航”。

生态与环境科学学院师生在横沙岛新生地进行长达三年的土壤改良迎来水稻丰收。华东师大河口海岸学国家重点实验室主任何青在长江流域调查科考。

  实验室团队在长江口的另一项重要贡献,是论证和保障青草沙水库。在江心建设水库,这是全球创举。当年,饮用水短缺是上海面临的重大挑战。陈吉余院士提出“干净水源何处寻,长江河口江中求”的主张。从1991年到2005年,华东师范大学团队对青草沙水库的建设进行了十余年的持续论证,提供的研究结论为水库工程最终获批提供了重要科学依据。

  2010年,青草沙工程完工;2011年6月,水库全面建成通水。水库面积70万平方米、蓄水量5.3亿立方米、每日供水量可达719万吨,在无江水补给的极端条件下也可持续不间断供水68天,源源不断惠及上海1000多万市民和大量单位。它改写了上海饮用水主要依靠黄浦江水源的历史。

  2014-2015年间,国际上关于海洋微塑料污染问题快速升温,海洋塑料污染被认为是人类面临的除全球气候变暖、海洋酸化外最为急迫需要解决的重大环境问题。同时,中国被其他国家认为是世界上产生海洋塑料垃圾最多的国家,面临巨大的国际压力。

  华东师范大学河口海岸学国家重点实验室教授、海洋塑料研究中心主任李道季自2013年起就开始关注该领域,他于2015年11月提出尽快开展我国海洋微塑料监测和研究的建议,获得国家采纳。

  近年来,李道季带领研究团队在海洋塑料与微塑料污染监测分析技术,海洋微塑料分布、来源、输运和归趋以及生态环境效应评估技术研究等方面取得重大进展,并跑世界,部分领跑。国际权威科研数据分析平台SciVal 2020年11月检索表明:单一研究机构在海洋塑料垃圾和微塑料研究领域成果的全球贡献,华东师范大学位居前列。

  研究团队给出的数据纠正了国外研究高估我国陆源塑料排放强度的错误估算,使得世界重新认识中国对消除塑料垃圾和微塑料污染问题的巨大贡献。同时,团队向社会公众开展科普,并向政府部门建言献策,对治理海洋塑料与微塑料污染政策的出台积极助力。

  上海地处海陆交互地带,对气候变化影响十分敏感,直接受到不断加剧的海平面上升、台风风暴潮、暴雨洪涝等多源水灾的威胁。与此同时,持续高强度的人类活动和海岸带城市化造成地面快速沉降、不透水面大幅增加等隐患,水灾的“连锁反应”和“放大效应”突出。

华东师大河口海岸学国家重点实验室主任何青在长江流域调查科考。

  70年来,华东师范大学研究团队辛勤耕耘,在河口海岸学领域屡创突破,直接贡献于许多重大的江海工程。

  “对于上海而言,科学认识和理解城市水灾的形成过程、致灾机理和演化趋势,定量评估水灾风险,据此制定有效的减灾降险措施,十分迫切。”华东师范大学城市公共安全研究中心王军教授表示。

  王军所在团队长期关注该领域问题,以上海等典型沿海城市为实证区开展研究。研究团队开创性提出了海平面上升情景下沿海灾害脆弱性的多准则评估方法,并揭示了我国沿海海平面上升脆弱性的空间分布格局。同时,团队创建了城市精细化雨洪建模方法、内涝在交通等基础设施中动态扩散模拟方法,阐明了城市水灾“级联影响”机制。上述研究成果被国际权威刊物论文大量引用,多份决策咨询报告被国家和地方政府采纳。

  随着全球气候变化和城市化加速的影响,“黑天鹅”极端天气事件频发,沿海城市水灾研究还有很多关键科学问题仍需深入探讨,华东师范大学的研究团队将持续关注和努力。


阅读原文


记者丨王煜

来源丨新民周刊

编辑丨梁欢

编审丨戴琪