李保國(右)帶領課題組在羅布泊實地考察
羅布泊在20世紀30年代末或40年代初就已干涸。這一震撼學界的研究成果被發表在《科學通報》2008年第3期上。
羅布泊誕生於第三紀末至第四紀初，距今已有百萬年的歷史，作為整個塔裡木盆地的彙水中心，歷史時期湖泊面積曾達2萬平方公裡，史前就有人類活動的痕跡。近2000年來，羅布泊所在地區氣候、環境變化劇烈，成為干旱區環境演變的一個典型案例，也是新疆乃至中亞地區歷史、地理、環境演變的縮影。
羅布泊什麼樣？它是如何消失的？自19世紀下半葉以來，一大批國內外探險家、科學家分別從地理、地質、氣候、歷史、考古等不同專業角度在羅布泊及其臨近地區開展考察、測繪和發掘，提出了種種見解和假設，引發了長達一個多世紀的學術爭論。
在國家自然科學基金的資助下，中國農業大學資源與環境學院教授李保國和新疆農業大學資源與環境學院教授蔣平安帶領的課題組，在羅布泊地區進行了5年的科學考察和實地測量。日前，在綜合野外考察的基礎上，結合歷史資料、航測資料、遙感影像和地形圖，對近代羅布泊不同時期湖泊演化過程進行了討論，指出1963年地形圖在羅布泊“大耳朵”湖區標注地物特征不正確，並繪制出了羅布泊“大耳朵”湖盆典型斷面相對高程變化圖。課題組推斷，羅布泊“大耳朵”湖心區域干涸時間大約在20世紀30年代末或40年代初，這比目前國內其他研究人員最近得出的干涸時間還向前推移了20年。
高程測量揭示“大耳朵”湖盆地形特征
目前憑借遙感及空間定位技術，羅布泊位置與周邊窪地的相鄰關系都已十分明了，但羅布泊的地形特征仍然模糊。由於羅布泊地處偏遠，自然條件十分惡劣，對於湖泊系統基本參數之一的湖盆地形特征現在仍缺少系統的研究。
為獲取羅布泊“大耳朵”地區湖盆地形特征，2004年～2006年的每年9月，課題組在羅布泊地區開展了一系列實地高程測量工作。2004年9月和2005年9月，課題組分別采用水准儀、全站儀對研究區典型地段進行了高程測量，但測量結果重復性較差，在3～4公裡範圍內，重復誤差能達幾倍。李保國認為，這種情況的出現可能是由於研究區地處極端干旱區，天氣晴朗時氣溫上升較快，近地面2～3米內空氣密度變化劇烈，影響光線的直線傳播，從而影響到測量結果的精度。
2006年，在總結前兩年野外工作的基礎上，課題組第3次來到羅布泊，帶來了高精度的差分全球定位系統（DGPS），其測量精度可達釐米。此次考察的結果印證了那句老話——事不過三。課題組在羅布泊“大耳朵”干鹽湖區選取了3條典型斷面，並應用DGPS進行了實地高精度高程測量，神秘的羅布泊終於向他們撩開了面紗，真實地呈現在他們面前。
測量結果表明，羅布泊“大耳朵”湖盆深約5.2米，形態不對稱，西南陡，東北緩，為一偏心的淺水湖盆，湖盆的最低處位於湖心（90.455 N，40.186 E），從湖盆外緣到湖心，高程依次降低，並沒有發現湖心高島的存在。
也就是說，羅布泊是一個面積十分廣闊但高差極其微小的淺碟形湖泊。經與羅布泊干涸湖盆衛星遙感圖像對照，課題組的測繪結果表明，“大耳朵”的“耳孔”部位所示白色區域原本被大多數學者認為是伸入湖中的半島，但實際上應是湖心所處的位置，也就是湖泊的最低點。
這個結果也同樣說明1963年地形圖在羅布泊“大耳朵”湖區標注地物特征不正確。1963年地形圖是在沒有開展實地高程測量的基礎上，僅依據1958年航片進行解譯的，估繪地物地貌，將“耳孔”的白色區域標注為出露水面的鹽堿地，而其他區域均標注為水體，因此，長期以來，羅布泊湖心區域存在高島的說法都源於這張地形圖，且影響至今。
李保國告訴記者，由於這個結果整個顛覆了以往的研究成果，相關領域的專家起初都對此持懷疑態度。但在課題組不斷補充有力數據和資料後，他們的稿件最終通過了《科學通報》的審查。
揭密“耳紋”成因
1972年，我國科學家看到了美國地球資源衛星發回的影像，顯示干涸後的羅布泊中心區域在空間形態上酷似一只“大耳朵”，這些環狀分布的“耳輪線”所反映的地表特征是什麼？又是如何形成的？目前尚無定論，有湖岸堤說、鹽殼環說等多種觀點。不過，現在主流的觀點認為是湖水在干涸、退縮過程中形成的消退韻律線。
李保國指出，在從湖泊演變為干鹽湖的過程中，羅布泊水體的消退序列和演化方向是受湖盆地形影響的，因此，在了解了羅布泊“大耳朵”湖盆地形特征後，確定羅布泊不同時期湖水消退過程及水域範圍，解釋“耳紋”成因就有了基本依據。而且，課題組另一項研究還表明，這些“耳輪線”與干鹽湖表層的大地電導率有較好的相關性，說明“耳輪線”的形成與鹽殼物質的組成特征有一定關系。
在羅布泊地形特征的考察過程中，課題組發現“大耳朵”湖盆“耳輪線”從湖盆外緣至湖心高程依次降低，且同一“耳輪線”高程值相等。“耳輪線”的疏密和坡度變化存在統一的對應關系，“耳輪線”越密，坡降越陡；“耳輪線”越疏，坡降越緩。這就為“耳輪線”是湖水干涸消退韻律線的推論提供了一定科學依據。
而且，不論是大尺度還是小尺度範圍，“耳輪線”疏密與地面高程變化存在驚人的一致關系。這讓他們認為，“耳輪線”的成因和湖泊的消退有著必然的聯系。李保國說：“在我看來，‘耳輪線’就是湖水退縮、干涸過程中所遺留下的特征線，在一定程度上可視為此地區的等高線。”
關於湖泊干涸時間的全新結論
羅布泊干涸時間是近年來頗有爭議的一個焦點，目前大多文獻記述為1972年。中國科學院新疆生態與地理研究所研究員夏訓誠等認為羅布泊干涸於20世紀60年代初。
李保國告訴記者，他們關於羅布泊干涸時間的推斷是基於我國早期地理學家陳宗器先生實地考察羅布泊的結果及DGPS實測湖盆高程數據得出的。
1930年末至1931年初，我國學者陳宗器、德國地質學家霍涅爾對1921年塔裡木河改道以來在羅布泊新形成的水域範圍進行了實地考察，並於1931年完成了整個湖區的測量工作，繪制了孔河與羅布泊地圖，由斯文·赫定整理，用瑞典文和英文公開發表。這張地圖對羅布泊地區湖泊、水系以及古河道都有很好標注，進行了大量的野外實測工作，其中包括很多實測點（露營地）高程及經緯度信息，有很高的科學參考價值。李保國課題組將陳宗器繪制的湖區地圖與現在地形圖及遙感影像進行了疊加分析，發現兩者吻合度較好。而且，陳宗器實測羅布泊水域面積、湖泊形態、空間分布特征與課題組在2006年使用DGPS實測湖盆地形也吻合。
李保國認為，陳宗器1931年實地考察羅布泊時見到的水域，已經是羅布泊“大耳朵”湖心區域最後有水的記錄。當時羅布泊覆水面積2000多平方公裡，最大水深1米左右，如果按鹽湖鹵水蒸發速率，並兼顧可能有少量入湖來水計算，羅布泊“大耳朵”湖心區域干涸時間應在20世紀30年代末或40年代初。
“這個結果表明，羅布泊的干涸和建國後塔裡木河流域的各種開發活動並沒有必然聯系。”李保國笑道：“因為，在20世紀50年代開始開發農業以前，羅布泊早就干涸了。”
采訪即將結束的時候，李保國告訴記者，目前整個研究工作還在繼續，相關資料和數據收集仍有待完善，課題組希望能夠拿出更多的科學依據來證實自己的研究成果。（來源：科學時報 陳晨）
（《科學通報》，2008 53 (3): 327-334，李保國, 蔣平安, 武紅旗）