刘东生的黄土研究和青藏高原考察

2014-2-10 09:51 来源: 中国科学报
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刘东生

  刘东生,这位2003年国家最高科学技术奖获得者,是我国著名环境地质学家,毕生从事地球科学研究,被誉为“黄土之父”,在上世纪六七十年代参加并参与组织对青藏高原考察研究,“青藏高原的隆起对自然环境及人类活动的影响”研究获国家自然科学奖一等奖。为纪念他的学术成就,让我们对他的创新研究成果撷取一二,以怀念他对我国地质科学的巨大贡献。

  在中国科学院档案馆馆藏中收藏有刘东生先生主持编写的3部专著,一是1964年出版的《黄河中游黄土》,该书是中国科学院地质研究所第四纪地质研究室从1955年开始、特别是自1958年以来对黄河中游地区黄土进行野外和室内研究工作的总结;二是1965年出版的《中国的黄土堆积》,该书是1955年以来研究中国黄土的一部分总结性专著,是四百万分之一《中国黄土分布图》的说明书;三是 1966年出版的《黄土的物质成分和结构》,该书是以往工作的基础上对西北一些地区的黄土、次生黄土和黄土中埋藏土壤的地层结构、微结构、颗粒、化学成分等的变化特征进行了研究。另外,还有1:150万黄河中游黄土分布图。翻开这些档案材料,那一张一张黄土分布图、地质地貌照片,一份一份黄土数据表、计算公式,无不渗透着刘东生先生所代表的老一辈地质学家们研究的心血,让我们联想起他钟情一生的黄土研究、野外考察的艰辛历程。

  1954年,为解决黄河中游的水土保持问题,刘东生第一次参加了对黄土高原的研究考察项目,通过对河南会兴镇老乡窑洞的调查,对中国的黄土研究产生了很大兴趣。之后,他设计了对我国黄土高原网状考察方案,刘东生与调查小组完成了对黄土高原从南向北、从东到西10条大剖面的考察,掌握了大量的第一手资料,通过研究古红色土,提出古土壤的黄土沉积观点,他用数学方法对黄土的搬运与沉积进行模型研究,论证了黄土是一个具有独特古气候意义的地质建造,确定了我国的黄土的历史已有250万年。并对黄土高原进行大量野外考察和实验分析上的基础上,确立了 “新风成学说”,把风成沉积作用从黄土高原顶部黄土层拓展到整个黄土序列,并确定了物源——搬运——沉积——沉积后变化这一完整过程,突破了传统的第四纪四次冰期学说,为全球变化研究奠定了基础。

  为解读黄土这本“天书”,刘东生走遍了大江南北、踏遍千沟万壑,野外考察经常风餐露宿,艰苦程度可想而知。刘东生先生在回答“研究黄土是否枯燥的问题”时曾经说过“其中的乐趣难以形容”,“如果没有兴趣就不会做了”。是呀,如果没有对黄土研究的钟爱,何以坚持研究黄土六十余载,使得人们感慨:他把黄土看成自己的生命。

  从1964年起,刘东生参加和领导了希夏邦马峰、珠穆朗玛峰、托木尔峰、南迦巴瓦峰等地高山科学考察,致力于青藏高原隆起与东亚环境演化的研究,开辟了地球科学一个新的研究领域。

  这个项目对青藏高原的考察研究,分别经历了1966~1968年对珠穆朗玛峰地区考察和 1973~1980年的青藏高原(西藏自治区部分)综合科学考察。1966年1月中国科学院第一次院务常务会议通过,任命刘东生为综合考察委员会、西藏考察队队长,3月考察队又一次进藏,刘东生带队对珠穆朗玛峰地区进行了大规模的科学考察。70年代初,根据周总理关于加强基础理论研究的批示精神,中国科学院制定了《青藏高原1973~1980年综合科学考察规划》,规划明确了考察研究的中心问题是:阐明高原地质发展的历史及上升的原因,分析高原隆起后对自然环境和人类活动的影响,研究自然条件与资源的特点及其利用改造的方向和途径。因此,此次考察是以“青藏高原的隆起及其对自然环境与人类活动的影响”为明确主题,对高原的主体西藏自治区进行了多学科、全面系统的综合科学考察。1973年成立了中国科学院青藏高原综合科学考察队,参加单位众多,中科院内外单位70多个,参加人员400余人。在那个年代如此之大规模的合作项目,需要规划、组织、协调的工作量可想而知,刘东生先生主要参与和领导了对希夏邦玛峰和珠峰地区的科学考察,又是这两次大型科考报告的主编,在希夏邦玛考察发现高山栎化石,是喜马拉雅山升起的最直接、有力的证据。

  1980年,为宣传我国对青藏高原考察的成果,增进国际交流,中国科学院组织召开了“青藏高原科学讨论会”,刘东生参加讨论会并担任秘书长,在开幕式上作了题为“对我国青藏高原综合科学考察工作的回顾与展望”的报告,他认为考察工作取得三点主要成果:第一,初步论证了青藏高原的地质发展历史、地球物理场的特征以及高原隆起的机制;第二,基本查明了高原隆起后对自然环境的影响,对高原自然地理环境的特点、演变与分异规律有了比较全面的了解;第三,初步揭示了生物区系的组成、发生与演化规律以及生物对高原环境的适应。基于对青藏高原科学考察的认识,刘东生提出了“青藏高原的隆起和对人类生活的影响”这一重大课题,后来又组织对科学考察系列成果申报国家科技奖工作,最终获得国家自然科学奖一等奖。

  刘东生先生致力于青藏高原隆起与东亚环境演化研究,把青藏高原研究同黄土高原研究结合起来,并推动了青藏高原研究走向国际研究前沿,成为我国环境地质研究的先锋。

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