【新闻聚焦】西南科大牵头九寨沟震后核心遗产点应急监测评估及修复研究
近日，我校与九寨沟管理局签订九寨沟核心遗产点应急监测评估及修复研究技术项目，学校新生污染物安全与调控团队的师生正在九寨沟受损严重的火花海和诺日朗瀑布开展修复研究工作。这是我校积极发挥抗震救灾精神，运用自身的科技实力，不断服务社会的成果之一。
学校钙华研究科研成果获院士推荐
2017年8月8日，四川省九寨沟县发生7.0级地震，九寨沟风景区山体垮塌，道路破坏，水体流失，其中火花海和诺日朗瀑布受到严重损毁。与鲁甸地震、玉树地震和芦山地震相比，此次地震震中滑坡非常严重，数量和滑坡覆盖率堪比汶川地震的极震区。九寨沟诺日朗瀑布、火花海、熊猫海等核心世遗点受到严重损毁，地震造成诺日朗瀑布钙华体垮塌长约20米，火花海溃坝段长度约20 米。
震后，在学校地质环境专家董发勤教授的指导下，代群威撰写了《震后九寨沟钙华景观探测及修复保护工作建议》，提出九寨沟受损景区修复的必要性、可行性和风险的评估报告，并第一时间联系九寨沟科研处。董发勤带队前往成都山地所，向中国科学院崔鹏院士汇报近年来有关钙华景观的研究成果，和对“8.8”九寨沟强震带来受损钙华景观的应急监测和修复建议。作为中国自然地理与水土保持学家、973项目首席科学家、现任中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室主任，崔鹏院士对学校的研究成果和建议十分肯定。汇报结束后，崔鹏院士立即向四川省住建厅推荐该项技术。
随后，董发勤教授又带着团队到中科院成都生物所汇报学校的先期研究工作与成果和震后监测与修复建议，报告获得了生物所专家的一致认可。经院士和专家们的大力推荐，我校首批获准进入九寨沟景区开展先期采样工作。
为加快推进“8.8”九寨沟地震世界自然遗产保护修复工作，尽快搭建技术平台，及时开展抢救修复，积极做好与世界遗产中心等国际组织沟通协调工作，2017年9月28日，四川省住房和城乡建设厅组织召开工作研讨会，讨论当前保护修复工作和布置下一步工作安排。中科院成都山地所、成都生物所、西南科技大学、省地矿院、省城乡规划院、九寨沟管理局及黄龙管理局等单位参加会议。会议对每个单位在此次九寨沟世界自然遗产保护与修复应急先导性科研项目进行了任务分配和时间进度安排。其中西南科技大学作为牵头单位，负责应急项目“九寨沟核心遗产点水文地质条件应急监测评估及修复技术研究”的开展和运行。
基础研究稳固支撑
我校是国内唯一一所掌握了受损钙华景观生态友好修复技术的核心技术，并构建成套钙华修复技术的高校。这一技术，源于2010年，董发勤教授到美国参加一项国际环境会议时。他在调研美国黄石公园的钙华景观后，发现我国四川省黄龙-九寨沟的地貌与黄石公园十分相似，遂诞生了开展钙华研究的想法。回校后，这个想法立即得以实施。几年时间，我校科研团队多次深入黄龙景区进行现场采样勘测，对九寨沟-黄龙景区水化学特性、钙华矿物学特征和生物成因、微生物群落结构、钙华退化、钙华地质孔隙结构特征等方面做了大量研究工作，得出了对受损钙化景观的生态友好修复技术。针对钙华受损景观的坝体垮塌、缝隙等修复问题共申请相关专利6项。
不仅如此，2011年以来，我校围绕九寨沟-黄龙景区地质环境问题开展了相关国家自然科学基金4项、四川省科技支撑计划和阿坝州科技项目各1项，管理局委托横向项目5项。这都为九寨沟核心遗产点修复工作提供了稳固的科研成果支撑。
据悉，我校新生污染物安全与调控团队是最先进入九寨沟展开先导性研究的研究队伍。2017年10月16-21日，新生污染物安全与调控团队一行12人，进入九寨沟景区主要震损区域，开展火花海、诺日朗瀑布等核心遗产点的应急性监测、坝体孔隙探测与风险评估、重点区段钙华分析与修复配方准备等工作。团队通过探地雷达和高密度电法对马蹄海钙华滩流段进行了地质构造监测，发现该段地下出现明显渗流型竖井，将会加大该段地表水的地下渗漏量，加重该段钙华变黑退化。九寨沟在遭到地震破坏后由于其疏松的地质结构，仍然存在继续垮塌的风险，如果遇到山洪、暴雨或余震，更有可能会产生次生灾害，造成更大的损害。因此对九寨沟-黄龙景区震后地质环境监测和做出准确预判非常紧急。团队及时申请并获批了国家自然科学基金应急管理项目“九-黄世界自然遗产钙华景观震后地质环境剧变及中长期演化预测，No. 41741026”。
坚持“同质同相”保育性修复
2017年8月-2018年5月，新生污染物安全与调控团队先后5次前往九寨沟，3次前往黄龙沟，开展核心世遗点应急监测评估及修复技术前期工作。为了保护九寨沟景区的自然景观，在修复过程中，团队以“自然修复为主，人工干预介入”为修复工作的核心指导思想，坚持“同质同相”的原则，选择环境友好的材料进行保育性修复。
研究发现，九寨沟景区内的火花海坝体震损，内侧表面密实层剥落，裸露坝体钙华多孔疏松，多有贯穿性裂隙。特别是火花海断裂坝体为红豆杉聚集区，如不加快修复，断坝红豆杉聚集区将受到极大破坏，甚至彻底消失。黄龙马蹄海段震后出现新形成地表塌陷，且争艳彩池出现几处边石坝垮塌，修复工作迫在眉睫。
震后开展研究工作的时间已经是寒冬腊月，团队为了测量出水环境数据，要凿开冰冻住的湖面，不畏严寒，从零下几度的洞中取样。由于地震塌方，九寨沟景区内的受灾地区的路都被山上滚落的石头阻挡。“通往火花海的路都是我们一次次走出来的。”代群威教授感慨道，“进沟进行先导性研究的日子里，团队成员每日都呆在地震受损景区里。为了抓紧采样时间，午饭都是匆忙用泡面打发。受损地区内没有饮用水，我们都是翻越几公里路外取水。”
在前期的科研工作中，代群威教授通过对黄龙地区的钙华研究发现，钙化坝体会自修复。每年到了10月份左右的丰水期，黄龙的彩池水体会涵养到部分缺水退化变黑的边石坝钙华，新生的钙华会自然修复，使得石坝景观恢复原貌。因而得出，“水”是维系钙华存在的根本。
但是九寨沟钙华成因不同于黄龙地区，九寨沟钙华为土壤成因的表生钙华。九寨沟水体中重碳酸根离子比黄龙低2～4倍，沉积速率远不及后者，因此九寨沟钙华景观自修复速率远不及黄龙钙华景观，所以当九寨沟钙华体发生大面积破坏时，仅靠自然修复难以保证修复效果。
针对九寨沟钙华的特殊现象，代群威教授提出了新的修复理念：微生物矿化。边石坝微生物，尤其是藻类对钙华沉积存在双向调控作用。近日，团队在九寨沟火花海坝体现场勘查过程中，发现少量微生物正在修复边石坝表面钙华。丝状藻、硅藻等对表面钙华进行生物修复，形成致密防护层，这是微生物钙华共沉积的有利一面。于是通过仿生技术，发明微生物喷涂剂，以促进钙华地质成形。
九黄钙华保育修复研究也是遗产级教学案例
目前，这项研究在国内尚属鲜见，在全国乃至全世界具有先导性的研究意义。新生污染物安全与调控团队已针对九寨沟受损景区内不同的地质情况提出相应的修复技术，同时，地震对九寨沟-黄龙景区造成的短期影响和中长期演化趋势也是团队重点关注的课题。团队提出，在发现九寨沟-黄龙景区核心世遗点震后地质环境剧变特征的基础上，探究水体-钙华-微生物体系变化在区域、时间、震前震后的对比及三者协同演化关系，积极开展震后钙华遗产点保育修复技术研究及中长期演化分析是非常迫切和必要的工作。
团队会在短-中长期间连续监测及建立完善的数据库，提供基础资料，为核心世遗点的钙华震损演化特征提供准确判断，为震损核心世遗点的保育修复技术方案提供理论支撑，并可望为震后重建与灾后开发保护提供可靠数据，为九寨沟-黄龙景区独特景观的保存、保护、演变及后期修复保护方法提供世界范例和科学基础。
董发勤教授表示，九黄钙华保育修复研究也是遗产级教学案例。在上环境微生物学的课时，代群威教授会把在九寨沟进行采样收集的数据当作典例来给学生们讲解、分析，为的就是能够让学生们更好地理解课堂上所学知识。同时，该项研究涉及的专业面广，例如环境工程、安全工程、地质工程、生物工程、土木工程、电子信息工程等等。该项研究可以为该专业的教学素材提供生动的实践范例，有利于学生在学习过程中，通过对实际范例的学习进而加深对专业知识的理解。
（郭鸿雁 编辑）
