冻土退融，“天路”安否？

2006年7月1日，青藏铁路开往拉萨的第一列火车经过海拔4905米的世界最高冻土隧道———风火山隧道时，路边一位肤色黝黑的老人兴奋地朝列车挥手，列车减速鸣笛致意。乘客奇怪地问列车员：
　　“这位藏民是不是从来没见过火车，这么激动?”这个“藏民”就是刘永智，中国研究冻土的首席科学家之一。“我在冷风里等了3个多小时才等来了首航列车，非常激动，哭了，真的哭了。”回忆起4年前的这段往事，30多年的艰辛凝聚成一瞬而逝的疾驰而过，刘永智无法不动容。
　　难得一次中秋、国庆节接踵而至的悠长假期，让今年青藏铁路客流峰值从原本的旺季7、8月份延迟到了9月底10月初。K 917，西宁———拉萨，因为在近25个小时的行车过程中，正好白天时段能欣赏到沿途几个关键的高原美景，成为青藏铁路4对旅客列车中最抢手的一班，卧铺下座全价497元的票，就在几天前最高被炒到了1500元。即便如此，趋之若鹜的游客仍是塞满了每一节车厢，天似穹庐的高原奇景让快门声和惊叹声此起彼伏。欢快之中，没有一个人知道他们正在以100公里的时速穿越世界上低纬度海拔最高、面积最大的多年冻土区。而这段长达550公里的冻土层因全球变暖的因素影响已比几十年前变浅了10到40厘米。如今冻土层仍在持续退融，首当其冲受到威胁的就是铺架其上的青藏铁路。冻土层融沉导致的地表变形将使铁轨失去平顺性，影响列车行驶。这条天路还能带我们疾驰多久?没有人知道答案，目前我国的技术范围所及是追加投资应对冻土层升高1摄氏度的气温变化对铁路造成的破坏。1摄氏度，这是神奇的天路留给我们最后的宽恕……
　　在可可西里的最后一个中秋
　　2010年9月22日，传统佳节中秋。没有月饼，没有家人，没有电视播放喜庆的中秋晚会，可可西里一望无际的戈壁荒漠寂寞得连月亮都懒得出来。即便如此，59岁的刘永智依然高兴得像个老顽童，进进出出厨房好几趟，嘱咐从兰州带来的厨子别把菜做砸了。
　　今年的中秋节，因为有记者的到访和100公里外可可西里索南达杰自然保护站的两位藏族巡护干警詹江龙、闹布东周的串门有了生气。
　　从1975年大学毕业后第一次进可可西里无人区开始，几乎每一年的中秋节刘永智都在这片戈壁荒漠度过。呼啸的北风，凄厉的狼嚎，呵气成冰的寒冷，同事间两三个老爷们一小杯青稞酒的自娱自乐，刘永智30多年来“家好月圆”的回忆仅限于此。
　　今年是刘永智在海拔4700米的中科院冻土工程国家重点实验室青藏高原研究基地(以下简称“野外监测站”，这里也是中国海拔最高的一个科研单元)度过的最后一个中秋节，明年他就要退休了。刘永智哼着小曲儿，快乐地告诉南都记者：“今年，你们为我送行，明年，我要回家过节了!”
　　中科院的冻土野外监测站盖在了可可西里无人区的北麓河段，这里距离世界海拔最高的冻土隧道———4905米的风火山隧道近在咫尺，青藏铁路通过这个隧道翻越海拔5068米的唐古拉山。这里的冻土条件最复杂、地下含冰量最高、温度场变化最大，段涵盖了除旱桥以外青藏铁路冻土施工的15项试验，有各种不同工程措施下多年冻土温度、变形监测断面40来个，是青藏铁路所覆盖的冻土层最完备的数据库。这栋蓝顶的简易塑料板房是刘永智在2000年(青藏铁路格拉段准备建设)一手选址指挥建造的，前前后后花了两年才造好。屋后一眼深层泉是刘永智运用自己多年在野外勘察累积的地质知识选的泉眼，即使可可西里的严寒，零下四十摄氏度也不会上冻，不但解决了监测站的水源问题，也成了位于五道梁的可可西里索南达杰自然保护站的冬季水源补给地。保护站最年轻的干警，18岁的闹布东周(藏族)常来打水，和刘永智混得烂熟。可可西里保护站的经费源自可可西里自然保护区管理局和当地公安分局的联合拨款，和中科院所辖的监测站自是无法相提并论。刘永智常留他下来蹭饭，为正长个儿的藏族小伙改善伙食。
　　刘永智在可可西里的最后一顿中秋晚饭，“御厨”为他准备了牦牛肉炖土豆、自制肘子、番茄炒蛋、韭菜花炒肉、野木耳炒鸡、炒菠菜和紫菜蛋花汤6菜1汤。除了记者有高原反应外，所有人都陪刘永智小酌红酒，窗外凛冽的寒风依旧，三十多年的孤独坚守，尽在不言中。
　　3个多小时等来首航列车
　　在此之前，刘永智和他的同事一直住的是马脊梁式帐篷和行军床，最苦的时候，饿了两个冷馒头一杯水就是一天。2001年开通青藏铁路格拉(格尔木至拉萨)段之前，刘永智带着学生马巍单枪匹马驾车进入可可西里无人区，寻找冻土层上相对安全的铁路路线。
　　“可可西里的路啊，那根本就没有路，像沼泽一样，分辨不清哪里可以走，哪里不可以走。随时车都有陷进去的可能，真陷进去了，四周除了藏羚羊、野马、野牦牛、野黄羊就没其他活的东西，叫天天不灵，叫地地不应。”向南都记者提起这段往事，刘永智仍是心有余悸。
　　“我两只手颜色不一样，有一只手经常在外面工作，更黑。手和脚后跟都冻伤过。”高原冷冽的北风和强烈的紫外线将这位满腹经纶的高级知识分子吹晒得皮肤黝黑，满脸沟壑，两只手粗糙皲裂。
　　2006年7月1日，青藏铁路通车后的第一列火车经过风火山口隧道的时候，路边站着一位肤色黝黑的老人，兴奋地朝列车挥手。列车减速鸣笛致意。车上的乘客奇怪地问列车员：“这位藏民是不是从来没见过火车，这么激动?”这个“藏民”就是刘永智，中国研究冻土的首席科学家之一。
　　青藏铁路穿越多年连续冻土550公里成为世界上穿越冻土里程最长的高原铁路、海拔4905米的世界最高冻土隧道风火山隧道、全长1686米的世界最长高原冻土隧道昆仑山隧道，目前火车在世界高原冻土铁路上的最高时速———青藏铁路冻土地段100公里……每一项天路之最背后的精密数据都有刘永智的参与。
　　“我在冷风里等了3个多小时才等来了首航列车，非常激动，哭了，真的哭了。”回忆起4年前的这段往事，30多年的艰辛凝聚成一瞬而逝的疾驰而过，刘永智无法不动容。
　　“我就是个活的GPS”
　　上世纪70年代初毕业于兰州大学数学力学专业的刘永智本是要定向分配到北京航天工业部的，但在大四被中科院寒区旱区环境与工程研究所“截留”了，派到青藏高原研究冻土，这一研究就是一辈子。
　　冻土，通俗一点讲，就是土里面有冰，如果温度升高，冰层融化，土质疏松，架在上面的路，尤其是铁路就会被破坏，在俄罗斯的西伯利亚，在北美的加拿大，也有类似的地质情况，解决不好，铁路就会损毁甚至坍塌，而青藏高原的地质条件比一般的冻土带更加复杂。与高纬度冻土相比，青藏高原多年冻土具有温度高、厚度薄和敏感性强的特点。而青藏铁路穿越的正是多年冻土最发育的地区。
　　在多年冻土区修建铁路，是世界性工程难题，一直没有得到很好解决。全世界在多年冻土区修建铁路已有百年以上历史，但已建成的多年冻土区铁路病害率很高，列车时速只有六七十公里。有百年历史的俄罗斯第一条西伯利亚铁路，由于对冻土的认识不清，缺乏工程经验，采取的措施单一，已经出现了大范围的融化下沉和冻胀隆起等病害，1996年调查的线路病害率达45%。上世纪70年代建成的第二条西伯利亚铁路，1994年调查的线路病害率也达27.5%。俄罗斯西伯利亚的冻土铁路虽然比我们的青藏铁路长，有三四千公里，但其海拔只有两三千米。冻土虽然在加拿大、美国等国家也存在，但它们属高纬度冻土，比较稳定且列车时速并不高。这些先例对青藏铁路并没有太多的借鉴性。
　　青藏铁路格拉段(格尔木至拉萨)从2001年着手建设开始，海内外各种各样质疑的声音就没有间断过，其中以“无法解决多年冻土的问题”为最。即使是2006年青藏铁路全线铺通之后，国内仍有专家公开指出，青藏高原冻土正在退融，青藏铁路必经之地冻土层几十年来持续退化，刚刚建成铺通的青藏铁路在一段时间之后将会有安全之虞。刘永智和他的同事们就是在这样紧张而高压的氛围中首创了“片石气冷路基、热棒路基、通风管路基等冻土保护措施”和“主动降温，冷却路基”为核心的积极保护冻土思路。
　　“通过主动降温，减少传入地基土层的热量，保证多年冻土层的热稳定。冻土退融得越少，地表变形越不明显，上面的铁轨就越安全。”刘永智尽可能由难化易地向南都记者解释其中的原理。
　　青藏高原极为脆弱的冻土特性让刘永智时刻处在焦虑之中。在监测站的时候还好，感觉冻土就在自己脚下，还能控制。难得下山一次，刘永智在兰州家里常常会整夜整夜地失眠或是做梦冻土层突然全融化了，呆不了几天又要往山上跑。儿子小时候，常常管他叫“叔叔”，因为对这个父亲实在是没什么印象。刘永智随手指着地下，告诉南都记者：“青藏铁路和公路沿线哪里有坑、石头，桥，我都清楚，我就是个活的G PS。包括我们现在走的地方，我都能告诉你这里多年冻土的厚度、地温、含冰量。”
　　青藏铁路的18200根热棒
　　从西大滩到安多的铁路段沿线，路基两旁插有一排排碗口粗细、高约2米的铁棒，很多旅客误以为是雷达测速，其实它的学名叫热棒。美国阿拉斯加输油管线工程曾经使用112000多根热棒，帮助这条管线到目前为止安全运行了20多年。在美国、加拿大和俄罗斯的多年冻土地区，热棒技术也被应用到输电线塔、公路、铁路等工程之中。青藏铁路正是利用18200根热棒，跨越了546公里的多年冻土区。
　　面对不可避免的全球变暖趋势，刘永智和他的同事们也给青藏铁路“留了后路”，应对冻土层升高1摄氏度的气温变化对铁路造成的破坏。一旦冻土层持续退融变得极不稳定的话，“以桥代路”将是一个最好解决的方法。目前青藏铁路上全长11.7公里的清水河特大桥作为世界上高原冻土最长的代路桥，已是最好的示范。“但这个方案我们不到最后一步是不会轻易使用的。”刘永智告诉南都记者，“造价太贵，每一公里以桥代路的工程费用要五千万元!”
　　刘永智对目前正在使用的片石气冷路基和通风管路基等实惠方案做了详细解释，“一是同样能对冻土起到降温作用，二是可以防止铁路路肩的流失和防止雨水对路基的冲刷。”
　　其实，相对于青藏铁路，刘永智更担心的是与之几乎平行而进的青藏公路的病害率。只有7米宽的青藏公路对于一个省级公路来说，本就不达标。加上沥青铺就的路面让地底下的冻土层透不了气，热量散发不出来，夹在中间的冻土退融得比开放式的铁轨严重得多。“常跑青藏铁路运输的大货车司机告诉我，有的时候上午走的这段路还是好的，晚上回来就变得坑坑洼洼了。”刘永智坦率地对南都记者说，“青藏公路的经费没有铁路多，自然防护也就比青藏铁路做得差。只是公路路面即使有点凹凸不平，汽车照样开，所以才没有像铁路一样受到重视。”
　　为此，所里申请到了几百万经费在监测站外100米处做了一段高原公路实验段，3车道12米宽，用来研究采取哪种措施可以控制沥青路面对冻土的影响。也许不久的将来，呈现在我们眼前的就是拓宽了近一倍的崭新的青藏公路。
　　一个很多人都忽视了的信息
　　“如果冻土层的温度升高超过一摄氏度怎么办?”面对记者“未雨绸缪”的疑问，刘永智淡然一笑：“全球变暖它不是一蹴而就的，冻土也不是一下就能融化的，而是有一个漫长而缓慢的过程。
　　而且冻土退融不仅仅就因为全球变暖一个原因，它和高原生态平衡也有很重要的关系。青藏高原作为世界的第三极，如果这里都升温了1-2℃的话，南北极的冰川融化将达到骇人的速度，那我们要忧虑的就不是青藏铁路的问题了，而是《2012》是不是噩梦成真的问题了。”刘永智坚信即使真到了那个地步，这之间也有一个漫长的过程，足以让他或者他的后继者想到应对的办法。
　　刘永智告诉南都记者一个很多人都忽视的信息，草原退化和冻土退融是同步正比的。30年前，他刚上高原的时候，风火山这一带根本就没有牧民，现在方圆3公里内，每天都会有牧民的牛羊群在这里吃草。草原植被好，自然冻土层的隔热效果就好。植被被破坏得越多，冻土退融速率就会加快。除此之外，草原鼠害也是一大隐患。草原上的老鼠越来越多，每隔三两步就有一个硕大的鼠洞，裸露的鼠洞有碗口这么大。下雨下雪的时候，大量水分就顺着鼠洞流到地下，一到冬天就上冻，形成了季节性冻土层。春夏一至，这浅表的冰层遇热融化，地表立马变成高低不平的“搓板路”。为此，刘永智搞了一块迷你“增温实验田”，给地表水分、植被增温，实验目的就是监测变暖后冻土层会怎么改变，草原生态又会怎么改变。这块面积才5平方米的迷你“试验田”，连挡风罩都是进口的，光一年的电费都要30万元，是连进口烟都舍不得抽一根的刘永智迄今为止最奢侈的行径之一。
　　早上七点，刘永智雷打不动地起床，一杯加了数倍剂量咖啡伴侣的近似乎奶白色的咖啡，一支兰州烟，刘永智每天的工作在他的“高原二宝”中开始。和监测站养的4只牧羊犬逗弄了番，刘永智便钻进所里奖励他的丰田4500越野车绝尘而去。所里负责青藏铁路和青藏公路总长度600公里的监测任务，而作为野外站的负责人，刘永智要挑起这个担当并每年向青藏铁路公司汇报有没有哪一段路基变形比较大以及青藏铁路的稳定性预测。养牧羊犬主要是为了排挤寂寞，虽然时不时有学生上来实习，但大多呆不满一两个月，“现在的年轻人，长时间呆在高原受不了。我是铁打的营盘，他们是流水的兵。”所里曾提出让上了年纪的刘永智退到330公里以外的青海格尔木市“遥控指挥”监测站，刘永智拒绝了这个好意，“不放心”，刘永智只说了这三个字。
　　尽管中间也有机会可以去大城市工作，刘永智都拒绝了：“主要是我对冻土有兴趣。上世纪70年代刚来的时候，我才拿8毛钱。后来搞公路拿到了一块多，现在加上野外补助，年薪能拿十万，我都觉得很高了，满足了。”
　　羌塘牧民房屋冒水的困惑
　　刘永智亲手带出来的学生马巍，已经青出于蓝成长为研究所的所长。每隔两三个月就要“上来”一次，和老师研讨路基冻土的实验进程。尽管冻土层的退融没这么快影响到“天路”的安危，但千里之外的藏北羌塘草原，牧民却已先为冻土退融导致的生态失衡“买单”。
　　那曲，藏北重镇，平均海拔4500米以上，气候严寒干旱，含氧量仅为海平面的一半，这里也是世界上海拔最高的城镇。据中科院青藏高原研究所研究员刘景时介绍，那曲地区有多年冻土和季节性冻土，冻土厚度4.4米到5.6米。如今，季节性冻层融化加深了5到30厘米。冻土几十年来持续退化，令青藏高原上这片最坚不可摧的“堡垒”正在变“软”。
　　香茂乡第十村，那曲地区海拔最高气温最低的村落，位于羌塘草原腹地，理论上这里的冻土层应该是最坚硬的。村里总共6户人家，有4户因为地底冒水房屋损坏而搬过家。
　　67岁的退休老村支书旺堆多杰，当了36年的村干部，前年因为身体不行了才“告老还乡”。他告诉南都记者：“03、04年家里冒水严重的时候，只能把能搬的东西搬到屋子外面去。往外人手排水一个小时，屋子里就能呆上一个小时。要是家里正好没人，那一整天下来，房子就泡完了。当时人和牲口都跑到山坡上。咕噜咕噜冒出来的水把羊圈的墙都泡塌了，个别没跑出来的羊就被压死了几只。”
　　旺堆多杰比划着告诉南都记者，水位最高的时候直淹膝盖。2005年旺堆多杰将此事汇报给了乡上，乡上立刻安置了一些帐篷，让牧民们先搬到帐篷里过渡。其后，受灾的4户牧民家因此事被纳入了农牧民安居工程，获得了400元/户的情况汇报路费补贴和15000元/户的房屋重建补贴。但除了受灾最严重、旧屋完全倒塌的欧珠多吉家当场拿到了15000元的重建补贴款外，包括老支书旺堆多杰在内的其他三户牧民家尽管也在2006年自行重建了房屋，这笔款项却至今还没落实。
　　而牧民房屋冒水的原因，当地政府至今给不出一个系统而科学的解释，因为香茂乡第十村所在的羌塘草原腹地并没有湖泊，不存在湖水倒灌的情况。那曲区气象局办公室主任郭青林接受南都记者采访时猜测：“当地草甸沼泽比较多，像是沼泽倒灌和冻土退融引发的地下水反渗。”
　　首席冻土科学家的的解释
　　毕业于广东湛江海洋大学的郭青林自1996年援藏工作以来，亲历了全球变暖对高原生态的平衡破坏。
　　“现在山上的积雪少太多了，基本只有念青唐古拉山的山尖还有终年不化的积雪。以前从拉萨到那曲一路都是雪山，雪线到半山腰那块儿，现在顶多是雪峰。”郭青林向南都记者透露，牧民家大面积冒水除以上两个原因外，他个人觉得和念青唐古拉山的冰川融化估计也多多少少有点关系，毕竟羌塘草原和念青唐古拉山一脉相承，也就隔着数十公里。但他也坦承，因为高原条件有限，那曲区气象局主要还是做日常的气象预报工作，并没有系统研究过冻土退融的课题。
　　“气象局院子里以前挖的地窖，夏天陷下去，一到冬天就鼓起来。说明那曲地区冻土退融现象的确存在，只是我们没去深究罢了。”郭青林私下透露给南都记者。那曲区气象局的司机，康巴汉子达瓦泽仁也凑上来“报料”，以前陪领导走访草原牧民家的时候也听说过牧民家里冒水的事情，这个情况不光是香茂乡第十村才有。
　　2006年，香茂乡第十村受灾的4户牧民在离旧家落差20米左右的高地建了新家，距离旧址最近的只差了100米，最远的一家也没超过0.5公里的直线距离。藏民的房子都是土坯结构，不存在木材钢筋的重复利用，完全就是拔地重砌一间屋子，所以对每个家庭来说，都是一笔很大的开销。即使捉襟见肘，受灾最重的欧珠多吉仍是铁了心要造一间坚固的新房，免得再受冒水之苦。除了15000元的安居款外，他问农村信用社贷款了2万多(要求3年内还清)，还问亲戚朋友借了1万多加厚了新房的墙体和地基，并覆盖上了水泥，而不再是藏屋传统的黄泥墙。
　　在新家建成的初期，欧珠多吉的确是高兴了一阵子，每逢下雨屋子里顶多就是潮气大些，但的确没有再冒水。谁也没想到，才住了四年，欧珠多吉的新房已经多处开裂，四处漏风，部分墙体倾斜，估计熬不过今年冬天了。连小学都没有读完的欧珠多吉自然想不通问题出在哪里。个中窍门，需要刘永智这样的专家才能解释。
　　刘永智告诉南都记者，越是水泥面越是阻碍冻土层的散热，加剧退融。地面上的墙体因为起伏的地表而开裂倾斜也就不难解释了。位于可可西里的冻土野外监测站的蓝顶屋是在地面上架空了半米后再搭建的，就是为了让冻土层有散热的空间，同时不让房屋里的暖气传导到地下去。欧珠多吉加盖水泥的做法反而弄巧成拙。但欧珠家再也没能力重建新屋了，即使乡里再拨给他15000元的重建款，还不够他拿来还旧债的。
　　“回不去的地方那才叫家乡”
　　老村支书的侄子曲培在那曲区公安处上班，算是村子里有点文化的人。他悄悄拉过南都记者说：
　　“修青藏公路时沿线要挖沙取土，我们这一段的取土场就在旧屋屋后，村里人都猜测是这个原因导致地底下冒水的。”村里人的猜测并没有科学佐证也没有得到乡里的证实，所以大家也就是这么说说。纯朴的藏民们宁愿以朝圣的方式来祈求一方平安，而不是责怪任何人。村里常有人赶上几头牦牛去朝圣，羌塘草原的牦牛因为地处海拔高，极耐寒，生长期慢而口碑好，一头能卖6000-10000元。“你看到成群的牦牛沿着青藏公路在走的，那就是一张移动的银行支票，卖了牛我们给佛像刷金，佛爷会保佑我们的。”曲培告诉南都记者，“最远的走上三五个月一直到拉萨的大昭寺，最近的也要走到那曲班戈县和拉萨当雄县的交界处，那里有我们藏民心中的神湖——— 纳木错。”
　　住在欧珠多吉隔壁的邻居，65岁的群培多杰以为气象局的人带着记者来访是为解决房屋问题的，非要拉上南都记者也去他家看看。同样是2006年重建的房子，也出现了塞得进一只手掌的裂缝。“听人家说造房子要放一层砖搁一层木条，再放一层砖再搁一层木条，这样就能够防裂。只是现在我已经没有钱造新房子来实践了，只能让它这么裂下去。”群培多杰无奈地告诉南都记者。
　　那曲气象局信息网络中心主任边巴顿珠接受南都记者采访时提到，以前还允许游牧的时候藏民住帐篷，帐篷也冒水，但帐篷说搬就搬，方便，也没什么损失。现在草原划分区域定居承包了，就没法说走就走了。
　　欧珠多吉从没想过离开羌塘草原，无论冻土退融的情况如何恶劣下去。家里再冒水，就再往高处搬，如果能借到钱的话。离开了羌塘草原上的格桑花和距家数十公里外的巍巍念青唐古拉山，欧珠多吉不知道他和他的牛羊群们还能去哪里。刘永智已经决定明年下山，投奔在广州打工的儿子，尽管自结婚以来，每年起码有一半时间不着家的刘永智和独生子的感情并不亲密，也不知道现在儿子在广州干什么。他告诉南都记者：“高原这种地方，你一旦上来了就不想下去，一旦下去了就不想上来。”退休后，刘永智要带上老伴先坐上火车去拉萨，这条他为之付出一生的天路，自己却一次都还没光顾过。南京，他出生的江南名城已是那样的遥不可及，在可可西里监测站，刘永智在中秋晚饭上说的最后一句话是：“回不去的地方那才叫家乡。”