大河之北

　　大河之北

　　河北自然地理解读总述篇

　　宝地天成

　　古代以“河”为黄河专称，也称“大河”。

　　“河北”作为一个地域名称起源很早，本指黄河下游以北地区。《尔雅·释丘》记载：“天下有名丘五，其三在河南，其二在河北。”这里的“河”即指黄河，“河北”即指黄河以北的广大区域，包括今河北大部分地区。

　　早在几千年前，黄河就流经河北腹地，并在今沧州、天津一带入海。

　　西汉时期，黄河仍大范围流经河北，直到东汉，才改道山东入海。历史上黄河最后一次流经河北，是在北宋庆历年间（公元1048年之后），黄河第三次改道，夺海河入海，前后行水62年。

　　虽然今天的黄河已不再流经河北，但在历史上，黄河是对河北自然地理基础形成贡献最大、影响最深远的河流，漳河、滹沱河等河北著名河流，历史上都曾是黄河的支流。黄河，是河北当之无愧的母亲河。

　　“大河之北”，看我河北。

　　落差巨大的“阶梯”

　　接近平原的山村

　　2019年4月5日，清明假期。

　　西柏坡纪念馆二楼，电报长廊。

　　两侧的白色大理石墙面上，是用不同数量“A”标示保密级别的密密麻麻的电文。一阵阵嘀嘀嗒嗒的模拟发报声，仿佛瞬间把人拉回到那个紧张的战争年代。

　　1948年5月，毛泽东率领中共中央机关与中央工委在西柏坡会合，人民解放军总部亦同时进驻。从此，西柏坡成为中国共产党解放全中国的最后一个农村指挥所。

　　在此后短短10个月时间里，党中央在这里，指挥了震惊中外的辽沈、淮海、平津三大战役，召开了具有伟大历史意义的七届二中全会和全国土地会议。

　　408封从西柏坡发出的电报，成为对那段历史的最好见证。

　　这些发报机所用的电力，来自于离西柏坡不远的一座水电站——沕沕水发电站。

　　这座位于平山西部山区的发电站，是我党我军历史上第一座水力发电站。在那个特殊时期，沕沕水发电站为党中央在西柏坡的生活、办公用电提供了有力保障。

　　让许多人想不到的是，沕沕水海拔高度800多米，距它直线距离仅20公里的西柏坡，海拔高度却已经骤降到190多米。事实上，西柏坡这个通常被称为“太行山深处的小山村”的地方，单从海拔高度看，已经符合学术界对平原广义上的定义——200米以下。

　　这样的海拔高度意味着什么？这和党中央当初选择进驻西柏坡又有什么关系？

　　“我国西部海拔高，东部海拔低，陆地地势可划分为三级阶梯：第一级阶梯主要是青藏高原，平均海拔4000米以上；第二级阶梯主要是盆地、高原和中山，平均海拔在1000米到2000米；第三级阶梯主要是平原和低山丘陵，平均海拔在500米以下。”河北师范大学资源与环境科学学院原院长王卫教授摊开一张中国地形图介绍说。

　　“对河北乃至整个华北来说，最重要的地理分界线，也是重要的平原地形地貌塑造者，就是这条山脉。”王卫把手指在了河北西部一条南北走向山脉上。

　　这条山脉，就是太行山。

　　巍巍八百里太行，自北而南贯穿于中国大地的腹心，上接燕山，下衔秦岭，是黄土高原和华北平原的地理分界，也是中国第二阶梯向第三阶梯的天然一跃。河北西部太行山区，也因此成为中国地形二、三阶梯的分界之地。

　　这，也是河北重要的地理特征之一。

　　位于石家庄西部、太行山东麓的平山，正是这一特征的典型代表。

　　“提及平山，人们往往首先会想到山区县这个说法。平山西靠太行山，与山西接壤，境内大部为中山、低山山区，因此这个说法并没有错。但很多人不了解的是，由于处于从高原山地向平原过渡的地带，平山地貌类型十分多样，境内山地、丘陵、平原所占的面积都不小。”王卫介绍。

　　事实上，在平山2600多平方公里的土地上，从西到东的地势包括了亚高山、中山、低山、丘陵、平原五个地貌亚类，县域内的海拔更是从110米到2281米不等，高差悬殊。

　　如果说，作为全国唯一兼有高原、山地、丘陵、盆地、平原、湖泊和海滨的省份，河北可以被看作整个中国地形地貌的一种缩影的话，那么，除了不靠海之外，平山，几乎可以被看作整个河北地形地貌的一种缩影。

　　打开一张平山县地形图，全县自太行山向东地势从高到低的特点一目了然。

　　县域最西部的驼梁一带，海拔2000米-2281米。

　　往东至合河口、营里、下口、北冶等乡镇的一部分村庄，海拔降至1000米—2000米；再往东，是蛟潭庄、孟家庄、杨家桥、小觉等乡镇，海拔约为500米—1000米。

　　至平山县中部以东，海拔降到500米以下，这已是丘陵区和海拔更低的山前平原区，包括岗南、古月、西柏坡等乡镇以及滹沱河干流沿岸村庄和上三汲、温塘、平山镇等乡镇。

　　西柏坡，正是位于这一区域。

　　“西柏坡村三面环山，一面环水，严格来讲，它所处的位置应该算一片山坳，或者叫山间盆地。如果说整个平山县地处华北平原和太行山的交会处，那西柏坡这块山间盆地，恰好处于山地丘陵与平原间阶梯地带。”西柏坡纪念馆宣教部副主任姚军说。

　　西扼太行山，东临冀中平原，距石家庄90公里。交通方便，易守难攻，既适宜向西侧山里撤退，又便于向城市进军；南邻滹沱河，滩地肥美，地宽粮丰，稻麦两熟……这些得天独厚的地理条件，让西柏坡成为当年中共中央临时驻地的绝佳选择。

　　在河北广大的太行山山前区域，这样的例子又何止西柏坡一个。从拥有秦皇古驿道的井陉，到历史上被称为“旱码头”的鹿泉，从建立中国北方第一个红色政权的阜平，到曾经的八路军129师司令部涉县……这些位于从太行山区到山前平原阶梯位置的地方，无不以自己的方式，在历史上留下浓墨重彩的篇章。

　　举足轻重的通道

　　在经济、交通尚不发达的古代和近代，处于地形阶梯位置的河北，一直有着举足轻重的地位。如何跨越并利用好这一阶梯，一直都是摆在河北人面前的一个重要问题。

　　2019年4月6日8时21分，石家庄站。

　　在太原工作的石家庄人孙洪亮走下刚刚停靠的G604次列车。

　　频繁往返于石家庄和太原之间，已经是孙洪亮生活中的常态。年轻的孙洪亮已经习惯了石太客运专线“一个小时出头”的通达效率。这种从高原到平原的高效跨越，是随着2009年石太客专正式通车运行才得以实现的。

　　在石太铁路建成通车之初的1910年，从石家庄到太原共设34站，7时03分在石家庄发车，到达太原为16时33分，时长9个半小时。新中国成立后，石太铁路又历经多次改造，从石家庄到太原间200多公里的线路，运行时间缩至5个小时。

　　长期以来，石太铁路列车运行时长难以缩短的原因，在于太行山塑造的巨大而陡峻的“阶梯”：位于太行山东麓平原的石太铁路东起点石家庄站，海拔仅为70余米；铁路进入太行山区穿山越岭时，最高处海拔1000多米；到达终点站，位于汾河谷地中的太原站时，海拔高度回落至800米左右。

　　巨大的高度差和穿山越岭的曲折，给铁路建设带来极大困难。也正是为了克服太行山这个巨大的“阶梯”，2005年6月11日石太客运专线开工建设——这是中国开工最早的高速铁路。

　　“为了克服这种海拔差，保证动车组能在太行山崇山峻岭间跑出250公里的时速，这条客运专线在设计时就强调了逢山开路、遇沟搭桥，保证了路面的高平顺性能。”

　　国内著名隧道专家、石家庄铁道大学博士生导师朱永全，承担了当年石太客专中的太行山隧道这一重大科研项目。他告诉我们：“石太客专全线有桥梁隧道32座。其中，全长27.8公里的太行山隧道是当时亚洲建成通车最长的铁路山岭隧道——没有它打通太行山，一小时沟通石太无法实现。”

　　2009年4月1日，石太客专正式开通动车组列车。据不完全统计，十年来，石太客专仅北京铁路局管内车站发送旅客，就累计达5714.38万人次，为整个社会的经济、文化发展，带来了不小的活力。

　　然而，在此之前，在时间动辄以万年乃至百万年计的茫茫地史中，通过这条举足轻重的通道进入如今河北境内的，则是对这片土地更为基础、更为重要的一些东西。

　　平原内部的“台阶”

　　如今广阔平坦的河北大平原，最初形成，得益于太行山造山运动——从某种意义上讲，说太行山是华北平原的“母地”也并不为过。

　　“地理学上，许多山脉都是大江大河的分水岭。而太行山主脉虽然巍峨高耸，却并不构成分水岭——众多河流水系是自西向东横穿太行山主脉而过的。”王卫说。

　　正是借助高原和平原间的巨大地势落差，漳河、滹沱河、沙河、唐河、拒马河、永定河等河流，横切太行山主脉，裹挟着泥沙冲出山口，冲积而成了河北大平原中最早形成的部分——太行山山前平原。

　　此后的千万年里，河流带着泥沙东流入海，不断形成新的冲积平原，河北平原的东侧海岸也不断向东推移。太行山的巨大阶梯，塑造了河北平原今天的地貌。

　　其实，即使在广袤平坦的河北大平原上，也有两级相对平缓的“台阶”。

　　2019年4月20日，石家庄市区以北，滹沱河北岸，正定塔元庄村。

　　一大早，村子就已经在人声喧闹中“醒来”——周末的第一拨游客已经走进这里的现代农业科技生态园。

　　无土栽培的有机蔬菜、长在空中的地瓜、围成长廊的辣椒……一株株新奇的植物令人目不暇接。

　　这个远近闻名的“全国文明村”“中国最美休闲乡村”，海拔高度70米左右，从平原的地貌分类上来讲，正是典型的太行山山前平原。

　　从塔元庄一路往东，约80公里，就来到了辛集。这里，海拔高度已悄然下降到三四十米——也就是说，塔元庄人脚下的地平面，在海拔上，差不多和辛集市区里一栋12层的民用小高层建筑的楼顶平齐了。

　　而辛集再往东200多公里，黄骅东部沿海，海拔高度则已普遍下降到5米以下。

　　“从广义上说，平原地区的海拔是200米以下。虽然河北平原的海拔普遍低于150米，但根据现代地貌特征，从西至东、由高到低，我们仍可以将河北大平原分成三部分，它们也恰恰分属三种不同类型的平原。”王卫说。

　　在太行山东麓和燕山南麓十几公里至90公里不等的位置，是形成时间最早的山前平原，海拔多在100米到50米之间；山前平原以东，是主要由海河水系和古黄河冲积而成的冲积平原，海拔从西侧的50米，逐渐下降至东侧的5米左右；而到东部海滨地区，是由河流入海三角洲相连形成的滨海平原，这一区域的海拔已经下降到5米以下。

　　也正因如此，看似浑然一体的河北大平原，却呈现出多姿多彩的物产和风情。

　　宽厚坚实的“胸膛”

　　华北粮仓

　　2018年6月5日9时30分，芒种前一天。

　　邯郸磁县西陈村。

　　一片片望不到头的金色麦田，在烈日照耀下格外晃眼。走近麦田，整齐的小麦茎秆粗壮，穗形饱满。

　　随着一阵阵发动机的轰鸣声，十几台大型小麦联合收割机整齐地排成一列，开始了由南向北、齐头并进的收割。

　　由此，河北当年3400余万亩小麦自南向北开始收获。

　　深厚肥沃的平原，赐予了河北得天独厚的农业生产条件。

　　近年来，河北小麦总产量一直稳定在1350万吨以上。按照2018年全国小麦1.27亿吨的产量算，河北小麦总产量占全国小麦总产量的10%以上。

　　也就是说，我国每收获10斤小麦，就有超过1斤是来自燕赵大地。

　　短短30多分钟后，在大型小麦联合收割机的集体作业下，西陈村率先开镰的近百亩麦田已经收割完成。联合收割机把小麦收入机斗同时，收割机携带的秸秆粉碎机已经把秸秆粉碎还田。

　　“往年，一台小麦联合收割机需要3个人，1人开车，1人丈量收割面积，1人收费。今年收割机安装了智能终端设备，可以自动准确计量收割面积，一台机子仅需1人即可。”磁县天道益农农机专业合作社的机手孙怀章，已有十年的机收作业经验，2018年是他第一年使用安装了智能终端设备的小麦联合收割机。

　　“我种了150亩小麦，以前从收到耕再到种玉米至少也得一周时间。今年用上了全程机械化收耕种作业，一天就能完成。”看着从收割机中倾泻而出的麦粒，西陈村种粮大户温茂宏的脸上抑制不住喜悦。

　　数百亩的小麦收获结束，联合收割机还没退场，玉米深松播种机已经开始了深松播种。随着一粒粒玉米种子被精确地埋入土地，紧跟其后的自走式水肥一体机械也开始浇水施肥。只用半天时间，小麦开镰收割、玉米播种已经全部完成。

　　如今，河北小麦的机收率已经达到99.4%。此后的半个多月时间里，如此高效、快速的小麦机收场景，由南至北，在河北大平原上不断重复上演。

　　支撑小麦、玉米生产的高度机械化的，除了技术的快速进步，还有河北大平原独特的自然禀赋——平坦开阔。

　　打开一张中国地图，在如雄鸡一般挺拔的版图里，河北18.80万平方公里的面积总数显然谈不上突出。但河北的特殊性在于，它紧紧环抱着首都北京，如坚实的“胸膛”，护卫着祖国的心脏。

　　“胸膛”，是对河北在中国地位的最好诠释和肯定。而其中最充实饱满的“胸肌”，正是占河北总面积43.4%的平原。

　　广阔的河北大平原，既无山丘突起，又无陵岗盘踞，极目四望，长天与地平线相接，肥壤沃土，生机盎然，从古至今，为人们提供了丰饶的物产，也孕育出悠久灿烂的文明。

　　平原“增肌”

　　然而，在这片宽厚的“胸膛”上，也曾有过贫瘠和落后。

　　2019年4月中旬，距离今年冬小麦成熟还有一个多月的时间。

　　沧州南皮绿油油的麦田里，密密麻麻的小麦正在茁壮成长。

　　几十年前，这里还只是一片白花花盐碱的荒地。

　　如今，这片地的小麦产量却已突破每亩1000斤，再加上玉米的产量，成为名副其实的“吨粮田”。

　　如此鲜明的改变，源自2013年一项国家重大科技支撑计划的启动——“渤海粮仓”科技示范工程。

　　“我国既是产粮大国，同时也是粮食进口大国。”“渤海粮仓”科技示范工程首席科学家、中科院遗传与发育生物学研究所南皮试验站站长刘小京说，“在有限的耕地资源中挖掘增产潜力，已成为确保我国粮食安全的关键。”

　　在广袤的河北大平原上，哪些区域的耕地资源增产潜力大呢？刘小京给出了这样一组对比数据：2008年，坐拥山前平原大面积良田的石家庄和位于粮食中低产区的沧州，粮食播种面积都在1000万亩左右，但石家庄的粮食总产量占到全省总产量的15%，而沧州只占12%。不过，还有一组数据显示，石家庄当年的粮食增产量比例为7%，而沧州却高达22%，低产田的增产潜力不容小觑。

　　保定、石家庄、邢台、邯郸一线的山前平原，是河北平原里最富庶、最肥沃的区域。与之相比，河北东南部的沧州、衡水等地，由于靠近海岸、地下水位高等原因，历史上多为瘠薄盐碱的中低产田。“春天白茫茫，夏天雨汪汪，十年九不收，糠菜半年粮”，沧州当地的一首古老民谚，道尽这里昔日种粮的艰难。

　　在几番考察河北中低产田和盐碱荒地的治理改良成效后，2011年，中科院院士、国家最高科技奖获得者、小麦育种专家李振声与刘小京等人联袂发表了题为《建设“渤海粮仓”的科学依据》的论文，正式提出“渤海粮仓”的概念。

　　两年后的2013年，国家重大科技支撑计划项目——“渤海粮仓”科技示范工程启动，明确提出，第一阶段到2017年实现增粮能力30亿公斤，第二阶段到2020年实现增粮能力50亿公斤。

　　“当时我们提出‘渤海粮仓’的底气，来自我们30多年来积累的、很多成熟的盐碱地治理新技术。”刘小京回忆，其中很多经验和技术的发源地，正是南皮。

　　时间倒回至40多年前。20世纪70年代，国家实施盐碱地改造，南皮以其独特的土地“特色”——拥有大片的中低产田，吸引来了众多国家和省级科研院所。

　　40多年过去，作为“渤海粮仓”的技术发源地和实施核心区，南皮通过专业合作社、家庭农场和托管式管理等方式，建立起了规模化的示范区，已成为“渤海粮仓”工程增产增效和现代农业发展的县域示范样板。目前，“渤海粮仓”工程涉及河北的43个县（市、区）都已推广南皮经验，示范带动作用明显。

　　2018年6月20日，“渤海粮仓”科技示范工程河北项目区通过科技部验收。统计显示，“渤海粮仓”工程实施5年来，河北累计示范推广5197万亩，增粮47.6亿公斤，带动农民增收达109亿元。

　　为这片曾经的瘠薄之地“增肌”的，是科学，更是人力。

　　上至中科院这样的国家最高研究机构，下至最基层的农技研究推广部门，从李振声这样的国家顶级科学家，到省市县各级农业专家、农技推广人员，再到这片土地上的土生土长的普通农民，是他们用愚公一样坚持不懈、百折不挠的精神，为这片土地写下了新的传奇。

　　地道奇兵

　　土层深厚的河北大平原，还曾留下过另一段传奇。

　　2019年4月3日，石家庄。

　　81岁的中国抗战史学会专家组顾问、河北省社科院退休研究员谢忠厚，为我们回忆起他所亲历过的抗日战争。

　　“我家乡在冀县（今冀州）西沙乡西沙村，1945年抗战胜利时，我刚刚7岁。”谢忠厚说，他的家乡虽然地处冀南抗日根据地，但在很长一段时间里，都是日军统治区和根据地的拉锯之地。

　　“村东6华里的小刘庄，是日本鬼子的据点，南边仅1华里，就是日军修筑的公路。”虽然“处在日军眼皮子底下”，但村里的地下抗日活动，却从未停止过。谢忠厚说，那时候村里几乎家家有地道，他家也不例外。

　　地道战，是抗日战争时期，华北平原上抗日军民发明的一种独特作战方式。

　　提起地道战，多数人都会首先想到冀中平原上的清苑冉庄地道。事实上，在广阔的华北平原上，当年地道的普及程度远超人们想象：时至今日，北起北京南郊，西到保定中部偏南，东到沧州以西、廊坊偏南，南至衡水中北部地区以及邯郸地区，仍存在着一条抗日地道遗址带。

　　地道战最初的形成，是因为河北大平原的无险可守。

　　“广袤平坦的河北大平原，给燕赵大地带来了丰饶和富庶，但在抗日战争时期，对敌后广大抗日军民而言，却存在无险可守的困难。”中国人民革命军事博物馆原研究员王聚英说。

　　“相较于山区，冀中平原开展游击战争难度更大。”王聚英介绍，为了长期坚持平原游击战，避免大量伤亡，冀中地区部分干部群众开始在野外挖地洞躲藏，后来又开始在村里秘密挖洞藏身，“经过历次反扫荡斗争，才逐渐完善成为后来人们熟悉的地道和地道战战法。”

　　“地道战是平原游击战中广大军民智慧的结晶，但同时，地道战能在冀中平原推广，也要归功于河北大平原这片坚实的土地。”王聚英说。

　　河北大地历经300多万年沉积形成的、厚度达300米—600米的堆积层，为地道战的开展提供了客观条件。

　　事实上，早在1000多年前的北宋时期，这片土地上就曾出现过军事地道。

　　2019年4月5日，冉庄东北约80公里，雄县县城将台路东侧，宋辽古地道遗址。

　　走入地道仅几米，顿时凉意袭来。经专业勘测，这段地道西南至东北横跨雄县、霸州、文安、永清，长达65公里，宽25公里。虽然如今挖掘复原的部分只有200多米，但道内结构设施仍然十分齐全。地道整体用青砖砌成，高低不一，宽窄相继，藏兵洞、瞭敌洞、休息厅、议事厅一应俱全，顶部还设有透气孔。

　　雄县，古称雄州，隋代设瓦桥关，与霸州益津关和淤口关，合称“三关”。北宋时期，这里是宋辽边界地区。古地道便是当年宋辽对峙的历史见证。

　　在河北大平原上，如今已知的宋代地道，还不止雄县一处。

　　雄县往南400公里，河北南部、太行山前，邯郸峰峰矿区山底村。

　　在这个一面靠山、三面环沟的小山村，保存着我国目前规模最大、巷道最长的抗日战争时期地道——冀南山底抗日地道遗址。

　　1942年，抗日战争进入最残酷的阶段，为了有效消灭敌人、保存自己，这里修成了户户贯通、功能齐全的地道。如今，现存地道主巷1626米(9条大巷)，复巷304米，支巷13666米，大洞室2个，小藏身洞关口6个，陷阱4个，直通枯井的地道2条，通向西山的地道1条，还有辐射附近村落的地道。

　　令人惊叹的是，山底抗日地道，最早竟源于宋金时期的古地道。

　　上世纪五六十年代，八一电影制片厂拍摄电影《地道战》时，采编组和摄制组曾多次在山底村实地考察、采访。最终，山底村地道战中的很多真人真事和正定高平、清苑冉庄等著名地道战场景、战例一道，被搬上了大银幕。

　　得天独厚的“自然地理博物馆”

　　高速公路技术的“全地形试验场” 

　　2018年11月5日，深秋时节。

　　曲港高速定州西收费站。

　　站长董明渊站在出站口的路旁，手持对讲机，目不转睛地盯着站口过往的车辆。

　　“没想到刚一通车就这么大车流量！”这几天，董明渊很忙，但也很兴奋，“从10月29日到11月5日零时，仅我们定州西收费站一地的车流量就近1.35万辆，远超预期。”

　　一周前的10月29日，曲港高速（曲阳至肃宁段）正式通车。

　　曲港高速，一头连接太行山麓的曲阳，一头直通渤海之滨的黄骅港，是河北最新建成的“东出西联”高速通道之一。它的建成通车，不但大大提高河北省内物资出省、出海的效率，还结束了安国、博野两地长期没有高速公路的历史。

　　驾车行驶在曲港高速上，很多驾驶经验丰富的司机都能感觉到，在这段路面上行驶，比普通高速更安静、平稳。其中奥秘，就在于曲港高速路面施工过程中大量使用的一种新材料——胶粉/SBS改性沥青。

　　“在曲港高速施工过程中，我们在路面中面层全部采用胶粉/SBS改性沥青，并选取了其中的10公里高速公路，除中面层使用外，对上下面层也进行了试验应用，最高胶粉掺量提高到30%。”河北省高速公路曲港筹建处工程管理科副科长李卫华介绍。

　　掺入胶粉，是为了提高路面的各项性能指标，让路面更耐磨，同时也降低了汽车的颠簸和噪音，对轮胎磨损也更小。“我们用的胶粉是由废旧轮胎加工而成，工程中共使用了约11万条废旧大车轮胎，可以说是变废为宝。”李卫华笑着说。

　　“事实上，长期以来，国内高速建设中的很多新材料、新技术，都是在河北率先落地并通车试验。多年来，在高速公路建设领域，河北高速一直有‘全地形试验场’之称。”河北省交通规划设计院副院长朱冀军自豪地说。

　　朱冀军的话并不夸张。除了毗邻首都北京这一地缘优势外，河北能成为众多高速公路新技术试验场的主要原因，在于其地形地貌的多样性。

　　“咱们河北依山傍海，北边有高原山地、南部是平原，从高速公路建设角度来讲，无论是山区高速、平原高速的新技术，还是高原地区的高海拔高寒高速公路建设技术，抑或是沿海地区耐盐碱高速公路技术，都是我们在建设中需要去考虑的。”朱冀军说，“河北的全地形性，为不同需求的技术提供了绝佳的试验场。”

　　河北，在自然地理方面拥有一项“中国之最”，即全国地貌类型最全的省份。

　　“从西北向东南，河北可分为坝上高原、燕山和太行山山地、河北平原三大地貌单元。坝上高原属内蒙古高原南缘的一部分，平均海拔1200米—1500米，占全省总面积的8.5%；燕山和太行山山地，其中包括丘陵和盆地，海拔多在2000米以下，占全省总面积的48.1%；河北平原位于省域的南部，海拔多在150米以下，占全省总面积的43.4%。”王卫说。

　　独特的自然禀赋，让河北成为中国唯一兼有高原、山地、丘陵、盆地、平原、湖泊和海滨的省份。因此，有人形容河北地势为山脉如镰，河流如扇，平原如毯，海洋如盘，堪称中国地貌类型的“博物馆”。

　　山海之间的独特馈赠

　　如此齐全的地貌类型，赋予了河北堪称“中国缩影”的秀美风光。

　　2018年9月1日，秦皇岛市西港花园开埠地站。

　　9时10分，随着汽笛的一声长鸣，一列造型古朴的火车缓缓驶出站台。

　　几个小时之后，这列旅游专列，将满载400多位游客到达终点站——位于燕山南麓的小山村板厂峪。

　　这是国内首条实现山海联动、海铁联运的观光旅游铁路。始发站距大海仅55米，而终点站却已到达燕山南麓、长城脚下。

　　从山到海的距离，只有40公里。

　　“山海旅游铁路的前身是始建于1915年的秦皇岛地方铁路，也被秦皇岛人称为‘小铁路’，是秦皇岛重要的历史文化符号。”一直致力于秦皇岛乡土历史研究的文化学者刘剑表示，这条横亘于城区并在多个繁华路口穿过的地方铁路，曾深深影响着秦皇岛人的生活，见证了秦皇岛历史的变迁。

　　2016年，秦皇岛启动了山海旅游铁路项目，让这一百年铁路重获新生。如今，沿着这条线路，游客们可一路观览海、山、森林、地质遗迹、古堡村落等多种景观，最终到达长城脚下的板厂峪景区。

　　这条旅游线路，正是河北种类多样、风光秀美的自然景观的写照：从高原到平原，从山地到盆地，从丘陵到沙漠，从湖泊到海洋，河北大地一应俱全，更有火山地貌、喀斯特地貌、嶂石岩地貌、丹霞地貌、大理岩峰林地貌等较为特殊的地貌类型。

　　这些来自大自然的慷慨馈赠，让今天的河北拥有中国十大风景名胜2处，世界地质公园2处，国家级风景名胜区、森林公园、地质公园、自然保护区60处。

  气象万千的希望田野

　　齐全的地貌类型，给河北这片希望之地带来了复杂多样的气候。

　　2019年4月24日，“谷雨”过后的第四天。

　　上午9时，位于坝上高原的承德围场满族蒙古族自治县迎来了一场春雪。风裹挟着鹅毛大雪漫天而下，不一会儿，就将当地已经吐芽开花的新枝装点成了“千树万树梨花开”。

　　同一时间，围场以南500多公里处的冀中平原，则普降春雨。几乎下了整整一天的雨，虽然造成了出行上的诸多不便，却也给人们带来了缓解旱情和防火压力的喜悦。

　　再往南，200多公里以外的邯郸成安，下午3时的实时温度已经达到26.7℃，年轻人纷纷夏装出行。

　　与此同时，河北省气象局的数据显示，位于坝上高原地区的张家口沽源县实时温度为-0.9℃，而这，还是当地当天的最高气温。

　　而在当天，中国最南省份海南的省会海口市最高气温也不过28℃，最北省份黑龙江的省会哈尔滨最低气温则为4℃——河北南北两地的实时温差，竟然比中国南北两端省会的昼夜温差还要大。

　　究竟是什么，造就了河北的“气象万千”？

　　“影响气候的首要因素是地理位置，这既包括纬度位置，也包括海陆位置。河北省南起北纬36°03′，北至北纬42°40′，南北纬差6° 37′，东濒渤海，南连广阔平原，西邻山西高原，北接内蒙古高原。这种地理位置，造就了河北暖温带大陆性季风气候的基本特征。”王卫介绍。

　　但是，在基本气候特征的基础上，造成河北境内各地气候差异如此巨大的，还有另外一个重要原因——地形。

　　“河北地势西北部高，东南部低。由坝上到坝下，地势陡落。崇礼、围场等县区海拔1000米—1200米；桑洋盆地海拔700米—900米；燕山、军都山与太行山，首尾相连成‘弧形山脉’。自此向东南展入辽阔的华北大平原地势虽有起伏，海拔多在150米以下。”王卫说，复杂多样的地貌，对温度和降水的影响十分显著，这是加深河北各地气候差异巨大的最根本原因。

　　地理环境和气候条件的差异，还造就了燕赵大地上类型各异的土壤。

　　2018年7月1日，盛夏。

　　易县清西陵。

　　几个年轻人正手持铁锹，在一处土质松软的空地上挥汗如雨地挖土。

　　这群年轻人，是中国地质大学长城学院土地资源管理专业的大三学生，正在进行土壤学专业的野外实习。

　　“看，这就是低山丘陵地区和山前平原地带比较典型的潮褐土，再往山上走，土壤类型就会逐渐变成典型褐土。”指着眼前被挖开的土壤剖面，带队的中国地质大学长城学院教授霍习良说。

　　褐土是河北面积最大的土壤类型。霍习良指给学生们看的潮褐土是褐土的一种，主要分布在地形平坦、土体深厚的山前平原地区。“这种土壤无盐化威胁，宜于灌溉，是最肥沃的土壤，百姓们称之为‘蒙金土’。”霍习良说。

　　这只是他们专业实习中的一个普通场景。

　　从6月开始，这些“九零后”大学生，已经在霍习良的带领下，调查了从冀中平原的华北明珠白洋淀、到太行山东麓的清西陵的土壤情况。

　　“土壤是土地的核心，也是土地的主要组成部分，是农业生产的基本资料。土壤分布，既与生物、气候条件相适应，又与区域性的地貌、母岩、水文地质及成土年龄等条件相适应——白洋淀一带和清西陵地区的土壤类型，就大相径庭。”霍习良说。

　　褐土、潮土、棕壤、栗钙土、水稻土、风沙土、盐碱土和沼泽土……霍习良讲来如数家珍。

　　正是类型齐全、复杂多样的土壤，和多姿多彩的地形地貌一道，构成了我们脚下的河北大地。它们，是绿水青山的自然基础，是河北至珍至爱的自然财富，为河北孕育了多种宝藏和丰盛物产。

　　河北自然地理解读 

　　海洋篇⑥碧海清波

　　□记者　白　云

　　我们从海洋中获得各种资源，也借助海洋拓展我们的生存空间。

　　河北省地处环渤海核心地带，有3个沿海市和11个沿海县（市、区），拥有7200多平方千米管辖海域，布局有3港4港区。海洋，对我省的环境影响和经济建设的重要性不言而喻。

　　这就要求我们更加了解海洋，保护海洋，探寻一条可持续开发利用海洋之路。

　　近年来，我省在保护湿地、修复沙滩、赤潮治理等方面取得了一定进展，也在增殖放流、海洋牧场、海洋观测、海水淡化等领域持续探索，这一切，都是为了让海洋走向蔚蓝。

　　修复与治理

　　“治疗”沙滩

　　2019年8月4日，秦皇岛东山浴场。

　　天南海北的游客们在细腻的沙滩上玩得不亦乐乎，有人下海畅游，有人坐地玩沙，小孩子几乎人人一套小桶、小铲，要在沙滩上建一座沙的城堡。

　　数千米长的海滩上，类似的一幕十分常见。

　　游客们并不知道，就在几个月前，东山浴场的这片沙滩，刚接受完一场“治疗”。受潮水侵蚀，这里的海滩一度不足40米宽，连被海浪冲击的木栈道也残破不堪。

　　“不只是秦皇岛，人类活动造成的负面环境效应以及全球气候变暖的共同作用下，全球70%的砂质海岸都遭受到侵蚀，出现了岸线蚀退。”河北省海洋地质资源调查中心生态修复室副主任赵友鹏谈及此，忧心忡忡。

　　秦皇岛，一座以滨海旅游著称的城市。恰好，它的岸线主要是砂质岸线，而沙滩又是这座城市滨海旅游产品中不可或缺的组成部分。

　　“从上世纪80年代起，受全球气候变化，以及填海、上游河流修建水库等影响，沙源减少，使得秦皇岛沿岸沙滩侵蚀加剧。”赵友鹏说，严重的岸段，甚至出现一场风暴潮后，七八米宽的沙滩就能被海浪整片卷走。

　　以秦皇岛著名景区老虎石浴场为例，老虎石西侧的海滩，在修复前已残存无几，整治修复后，呈现了70—80米宽、长约3000米的沿岸沙滩。

　　沙滩修复是否只是简单的运沙倾倒？

　　河北省海洋地质资源调查中心海洋处技术负责人刘修锦摆摆手，“每一处海滩修复的准备工作就要半年左右。”

　　简单说，修复沙滩的过程，一方面要对沙滩补沙，一方面要在水下修筑沙坝。

　　所谓的沙坝就是一条距离岸线200米左右的潜于水下、用沙子堆起来的坝，“这条沙坝既能消减来自海洋的波能，又能对岸上沙向海洋的流动起到阻拦作用，正常天气下，甚至能促使沙坝的沙向岸搬运。”

　　补沙的过程相对简单，每一条沙坝的准确数据是如何得出的呢？

　　修复一块海滩，要从采集待修复区域的水文基础信息开始，通过计算机做数学模型、模拟实际场景做物理模型。“前者通过计算机计算出水下沙坝的适宜位置、长宽高等数据，后者将海滩按比例缩小后在水池或水槽中进行实物模拟。”刘修锦说。

　　物理模拟在长约60米，宽40米，深0.6米的水池或长40米、宽2米、深0.8米的水槽内进行，用采集的当地水文数据，模拟出海浪、潮流等因素对沙坝、海滩的影响。

　　当然，即使经过严格试验测算之后，修复的海滩依然会继续受到侵蚀，“一般修复后第一年侵蚀最为严重，能保留80%-90%的修复成果，此后，侵蚀逐年递减。”刘修锦介绍，2017年完成的北戴河新区戴河口——洋河口段岸线修复，如今还有80%的修复成果保留。

　　在准备修复前，解决沙源问题也在同时开展。

　　像刘修锦一样的海洋科研人员，除海滩修复维持旅游红利之外，他们更关注的是修复前后的生态效果。

　　“修复海滩的沙，大多在距离秦皇岛岸线10海里以外的区域采集，颗粒大小要大于或接近于待修复区的沙，取海底沙的表层。”刘修锦介绍。

　　“取沙前，要避开相应的规划区域和红线区，同时要考虑到海底会留有坑，这个坑是否会对近岸带来环境影响。”刘修锦说，经过连续几年的观察，他们发现海底沙的流动具有“自愈”能力，能慢慢将其淤平，基本不会带来生态影响。

　　秦皇岛160多千米的海岸线上，共有海滩60多千米，游客们不知道，这其中有24千米是刘修锦和同事们人工修复的区域。

　　防范赤潮

　　2018年8月28日，秦皇岛海域西浴场沿岸。

　　赤潮再次发生了。

　　此前的7月20日至7月23日，同样的位置已发生过一次赤潮。

　 赤潮是在特定的环境条件下，浮游动物或植物通过快速增殖，影响其他生物生长和正常食物链结构，危害生态环境和人类健康的异常增殖现象。

　　每当赤潮爆发，河北省地矿局第八地质大队、河北省海洋地质资源调查中心海洋处项目经理陈文超就会格外忙。

　　赤潮，却不一定是红色的。“赤潮发生的原因、种类以及数量不同，水体会呈现不同的颜色，有红色或砖红色、黄色、棕色等。”陈文超介绍，赤潮是习惯性叫法。

　　秦皇岛海域的赤潮，大多是一种微微型藻华，经过研究鉴定，其学名为抑食金球藻，“我们肉眼是看不到这种藻的，要借助显微镜。它边繁殖边死亡，消亡的过程也是变色的过程，聚集在一起覆盖在水面，形成赤潮。”

　　除了植物，还有红色中缢虫等浮游动物造成的赤潮。

　　2016年7月，秦皇岛还爆发过夜光藻、尖叶原甲藻、红色中缢虫、血红哈卡藻等10种赤潮生物演替叠加的赤潮。

　　那赤潮是如何形成的呢？

　　“污染物超标入海、温度变化等，都可能诱发赤潮。”陈文超介绍。

　　老话说“雷雨丰田”，这是形容打雷下雨的天气，雨水中的氮会增多，对庄稼有好处。但是过量的氮，会造成水体富营养化，引发水体中的浮游动植物大面积繁殖，从而爆发赤潮。

　　秦皇岛一带的赤潮大多表现为红色或褐色，偶尔也有蓝色等其他颜色，蓝色是赤潮异弯藻或夜光藻所致，夜间的海面上能看到一片蓝色的光。

　　对不了解赤潮的人来说，赤潮甚至是美丽的。

　　但颜色，掩盖不了赤潮的危害。

　　“赤潮一旦爆发，动辄以数平方千米的面积出现，近些年最大的一次赤潮甚至超过100平方千米的覆盖面积，对于渔业来说，这几乎是致命的灾害。”陈文超介绍，藻体在分解过程中大量消耗水中的溶解氧，导致鱼类及其他海洋生物因缺氧死亡，使海洋的正常生态系统遭到严重破坏。

　　2016年爆发的塔玛亚历山大藻，本身就含有毒素，食用它的紫贻贝体内麻痹性贝毒超标，人食用紫贻贝后还出现了多起中毒案例。

　　“目前，我们处置赤潮的应急手段，主要是喷撒改性黏土。改性黏土是通过物理的方法改变普通黏土的电位，利用其吸附作用，让赤潮中的浮游动植物沉入海底。”陈文超介绍。

　　4克改性黏土就能消除一平方米范围内的赤潮，数平方千米的赤潮灾害几小时就可以解除。

　　当然，这只是应急措施。陈文超介绍，上世纪90年代，北戴河附近海域10年间只发生了2起赤潮，2000年—2019年却发生了近50次赤潮。值得注意的是，2016年到2018年赤潮发生的次数分别为6次、5次、2次，正在呈逐年下降的趋势。

　　这和河北省对北戴河近岸海域实施的综合治理不无关系。

　　2013年，科技部、国家海洋局批准河北省组织了国内上百位专家学者，启动《北戴河近岸海域典型生态灾害污染监控与关键技术集成应用研究》（2013—2016），就海域环境状况、水质污染和污染源状况进行调查，对陆海污染物输入、时空分布和联动等进行诊断，查明赤潮灾害诱发因子等。

　　“其中，首次查明了造成北戴河海水大面积异常和扇贝养殖业巨大损失的微微藻及诱发灾种。”河北省自然资源厅原总工程师肖桂珍介绍，根据这批研究成果，政府确定了启动微微藻应急处置的预警指标，组建了应急消除队伍。这些研究为政府决策工程时序，治海先治陆，治陆先治污染源，实施海陆统筹，流域综合整治提供了科学依据。

　　比如，为减少陆源污染物入海量“刺激”赤潮爆发，河北对所有入海河流实施全流域系统治理，落实“一河一策”。对全省49条入海河流101个断面水质组织开展监测。

　　除此之外，秦皇岛作为全国第一批“湾长制”试点之一，把162.7千米大陆岸线、岛屿岸线和滩涂湿地等划片分包，施行基层湾长驻守、县域湾长巡视和市级湾长检查督导的三级湾长监管体制。

　　就赤潮明显减少的今年1到9月，河北入海河流国、省考13个入海口断面水质全部达到或优于Ⅴ类标准，近岸海域海水水质均达到一类海水质量标准。

　　湿地留存

　　2019年10月24日，北戴河湿地。

　　潮水退去的浅滩里，数不清的鸟在觅食或休息。阳光照射在水面，植被、水洼、鸟，构成一幅独特的海岸风景。突然，遮天蔽日的鸟，飞了起来，几千米外的观鸟游客们，纷纷用长焦和望远镜对准了这被称为“万鸟临海”的一幕，禁不住发出惊呼和赞叹。

　　每年四五月份以及九十月份，都是秦皇岛的观鸟季，这里被誉为世界四大观鸟地之一，来自世界各地的观鸟团会形成一个新的旅游小高潮。

　　不仅是北戴河湿地，七里海湿地、滦河口湿地、曹妃甸湿地、南堡湿地、南大港湿地、黄骅湿地等，都有一定规模的迁徙鸟停留，形成了河北滨海湿地一道风景线。

　　为什么迁徙的鸟类，会选择在滨海湿地沿线停留呢？

　　这和滨海湿地有关。

　　狭义湿地是指地表过湿或经常积水，生长湿地生物的地区。湿地生态系统是湿地植物、栖息于湿地的动物、微生物及其环境组成的统一整体。

　　滨海湿地地处海洋与陆地的交汇地带，咸淡水汇合，不仅资源丰富，还具有调节气候、调节水文、净化污染物、为生物提供栖息地等多种功能。

　　生活在滨海湿地水域中的蛤蜊、蝌蚪、沙蚕、虾、钉螺、水生昆虫、软体动物以及水生植物的茎、叶、块根、球茎和果实等等都是鸟类的食物。长途迁徙中，湿地，是它们重要的补给站。

　　鸟类，不过是湿地哺育的其中之一。

　　滨海湿地作为重要湿地类型，既蕴藏着丰富的自然资源，又有自己独特的生态环境效应，是地球上生产力最高、生物多样性最丰富、最具保护价值的生态系统之一。

　　“滨海湿地还有储存碳、调控水量（抗洪防涝）、防灾减灾等作用。”河北省地矿局第八地质大队、河北省海洋地质资源调查中心海洋处项目经理邢容容说，以防灾减灾为例，滨海湿地上的植被对防止或减轻海浪对海岸线的侵蚀起着很大的作用，还可使后方的建筑物、农作物、植被等免遭强风和海浪的破坏。

　　不可否认，随着经济建设以及环境污染等因素，全国滨海天然湿地都在大面积减少，滨海湿地生态系统受到干扰，出现了天然湿地萎缩、生态环境恶化等问题。

　　保护湿地也就变得迫在眉睫。

　　“我们正在做滨海湿地生态修复工作。”邢容容介绍。

　　那么，湿地的保护从哪里入手呢？

　　“北戴河湿地生态修复项目已纳入渤海综合治理攻坚战整治行动。”邢容容说，这一项目通过营造岸坡植被——明水面——浅滩植被——明水面——光滩的复合生态系统对湿地展开修复。

　　“湿地植被修复优选本土物种，如芦苇、碱蓬等。”邢容容说，植被修复后可为鸟类提供觅食、隐藏和繁殖的场所。

　　除此之外，湿地修复还包括潮沟系统修复。主要是疏通潮沟恢复潮滩湿地水文连通性，提高潮沟漫滩的水盐交互能力。

　　这是因为潮沟系统在维持生物多样性及生态系统过程中具有重要的作用。

　　被问及湿地最终修复成什么样，邢容容笑笑说：修复后的滩涂形成翅碱蓬—芦苇植物群落，滨海湿地生态系统得以重建。

　　海里的播种

　　增殖放流

　　2019年5月30日，黄骅近海海域。

　　一艘渔船借着涨潮的海水，满载出港。当地组织的一场放流活动正在进行，一桶桶的虾苗、鱼苗，顺着船舷滑入渤海，它们承担着资源修复的重任。

　　增殖放流是用人工方法向海洋等天然水域投放或移入渔业生物的卵子、幼体或成体，以恢复或增加种群的数量，改善和优化水域的群落结构。

　　这次放流，黄骅向渤海投放了1厘米以上中国对虾9500万尾，20厘米以上牙鲆5000尾，10厘米以上半滑舌鳎8.5万尾。

　　不是每一尾苗种，都有资格加入放流队伍。在投放之前，它们要经历一场“体检”。

　　5月9日，黄骅市季家堡河北鑫海水产生物技术有限公司院内时，河北省水产养殖病害防治监测总站原站长邵铁凡正对准备投放的苗种进行抽检。“要把关投放的苗种质量，比如是否用了违禁药品，是否属于本地品种，苗种质量是否合格等等。”

　　“就拿同一片渤海来说，咱们本地和辽宁海域投放的品种不完全一样。”沧州市农业农村局渔业管理科科长张军生介绍，用于增殖放流的亲体、苗种等水生生物应是原生境分布物种的原种或者子一代。不能向天然水域投放杂交种、外来种、转基因种以及其他不符合生态安全要求的水生生物物种。

　　质优价高的日本对虾，属于外来生物，由于担心外来生物破坏本地的生物链，所以增殖放流不允许投放。

　　不仅如此，不同品种的苗种，投放前的生长状态也有规定，中国对虾苗种要求1厘米以上，梭子蟹要求Ⅱ期幼蟹以上，半滑舌鳎等鱼苗多在5厘米以上，为保证成活率。

　　承载着重任的苗种，投入大海后，如何评估呢？

　　河北省海洋与水产科学研究院承担着增殖放流效果评估工作。

　　2019年5月7日，秦皇岛港。

　　300吨级的渤海001号，静静停靠在海港。

　　轮机员杜秋钻进船舱检查了一番，即使不出海，这艘42.8米的大家伙也要有最好的保养。

　　这艘2017年交付使用的近海资源调查船，是河北唯一一艘集捕捞、调查、科研于一体的大型科研船。它具备在近海进行大范围海洋渔业调查、水文、物理等综合要素的同步探测、分析和处理能力，还具备数据采集、样品的现场分析、数据集成、信息传输等能力。船上配有海洋环境、鱼类资源、水质监测分析实验室，拥有科研探鱼仪系统、无线拖网检测系统。

　　“这艘船主要承担渤海海域的渔业资源与环境的常规、专项和应急调查监测、海洋综合调查与评估。为海洋渔业生态环境保护、渔业增殖放流、海洋牧场建设、海洋生态环境修复和渔业资源可持续利用等提供科技支撑平台。”河北省海洋与水产科学研究院渔业资源室主任张海鹏介绍。

　　借助专业设备，张海鹏和同事对中国对虾、三疣梭子蟹、牙鲆、海蜇等主要放流品种进行了跟踪监测和社会生产调查。

　　“2014年-2018年，河北省海域共放流了11个品种，包括中国对虾、三疣梭子蟹、半滑舌鳎、褐牙鲆、红鳍东方鲀、梭鱼、许氏平鮋、毛蚶、杂色蛤、海蜇和刺参。”张海鹏说。

　　5年间，河北省海域累计放流872282.3534万单位的海洋生物，其中中国对虾累计放流776490.56万尾，占总放流数量的89.02%；三疣梭子蟹累计放流49618.4308万尾，占5.69%，两种放流品种合计占总放流数量的94.71%。

　　如此大的放流量，效果如何呢？

　　“2014年-2018年中国对虾放流产量共11207吨，产值21.76亿元，年均4.35亿元。回捕率范围为1.94%-3.9%，均值为2.89%。”张海鹏说。

　　增殖放流还明显增加了河北海域的经济品种，如中国对虾、三疣梭子蟹和牙鲆的资源量，使当地渔民直接增收。

　　“近几年很多渔民反映春季口虾蛄（皮皮虾）生产时见到了洄游的中国对虾，说明上年的捕捞剩余群体经过越冬和生殖洄游形成一定数量的繁殖群体。”张海鹏说，2017年，调查还显示牙鲆的幼鱼数量最多，说明放流对促进生态环境的改善和保护生物多样性发挥了显著的作用。

　　海洋牧场

　　能否想象，在海底搭建人为牧场，让鱼虾蟹像草原上放牧的牛羊一样聚集生长？

　　这就是被称之为海洋牧场的构想。

　　海洋牧场的概念上世纪被提出后，全国沿海各省都有行动，截至目前，我省已有11处国家级海洋牧场示范区。

　　2019年5月6日，昌黎。

　　30米长的冀昌渔06092号渔船上，船长杨海杰调试着设备，即将出发。

　　在禁渔期，出海的渔船是因为承担着一项科研任务：海洋牧场生态效果调查。河北省海洋与水产科学研究院要对新开口海域国家级海洋牧场示范区进行一次生态效果评估。

　　船开出去2小时左右停了，张海鹏穿着红色的救生衣，和同事开始了紧张的工作。

　　透明度盘等各种设备被抛下水，等数据稳定后，再逐一提出水面，张海鹏在晃动的船舱里报出一个个数据：水温12℃，盐度32‰、透明度2.5米……

　　三名水手多次协助工作，已经轻车熟路：放网、采底泥。百十米的渔网逆着船前行的方向，一节节沉入海底，滑轮吊起抓斗，带上来一团湿淋淋的海底淤泥。

　　“今天一共有三大类调查内容，水环境、生物环境、沉积环境调查。每一大类又有多项需要现场测定和实验室分析的指标。”张海鹏说，“一年要做几次这样的调查采样，通过每次数据对比，来分析这片海域的水质和海洋生物变化。”

　　张海鹏蹲在筛网旁，用镊子夹起一条长不过5厘米，通体透明的小鱼，兴奋地喊，“看，文昌鱼！”

　　张海鹏的兴奋是有原因的，别小看这个小家伙，文昌鱼是国家二级保护动物，对海洋底质要求比较严格，通常仅生存于有机质含量低的纯净粗砂和中砂里。

　　放入海底的网，要等次日再来取，采集到的生物样品和水样分析结果将用于评估海洋牧场示范区的效果。

　　2019年5月8日，唐山海洋牧场实业有限公司。

　　十年前，这里在全省较早开展海洋牧场建设。

　　总经理张云岭展示了一段潜水员从海洋牧场拍摄的视频，数米长的马尾藻在略有浑浊的海底来回飘荡，被海草缠满的人工礁石孔洞中，一只小螃蟹试探着爬出来，差点和一只经过的鱼撞到。

　　“陆地上没有草和森林，土地就会沙漠化。海底也一样。我们通过在海底投放礁石，作为海洋生物的栖息地，便于海藻等生长，从而为海洋动物提供食物和庇护所，增加海洋生物。”张云岭说。

　　回忆起筹建海洋牧场，张云岭直言，“摸索中前进。最初，具体到投什么样的礁体、投多少，都没有经验可以借鉴。”

　　张云岭说，第一批投到大海的礁体，都是水泥浇筑，有方的也有圆孔型，忐忑地投入大海后，张云岭就开始不断观察效果。

　　“慢慢发现，礁体上长出了马尾藻，长度有三四米，礁体中也有小鱼小虾来栖息。”张云岭回忆，他开始好奇并追踪，为什么会出现这种现象。

　　通过不断研究，他发现了礁体上附着的活体牡蛎的重要性。牡蛎是滤食性动物，滤食的过程中还吸收了海水中的氮和磷，净化了海洋水体，从而能减少赤潮发生的几率。牡蛎还有利于大型海藻附着其上生长，进一步改善水质、提高海洋生产力，鱼虾蟹自然被吸引前来。

　　当这样一个生物链条被发现后，张云岭开始研究礁体投放的细节，什么样的礁体更有利。他用花岗岩、水泥、钢铁作原料，制成各种礁体不断进行试验，“至今，我们公司已经累计投放了20多种礁型。”

　　生态环境变好的同时，张云岭尝试在海洋牧场投放海参和贝类进行养殖，并组织当地渔民改变传统的捕捞作业模式，开展海洋牧场旅游、养殖等增收方式，他们还准备利用海洋牧场的资源，拓展休闲渔业。

　　“全省累计投放花岗岩石块和水泥构件等人工礁体460多万空方。”张海鹏介绍，2008年省里制定出台了《河北省人工鱼礁管理办法》，对人工鱼礁进行细化管理，目前全省海洋牧场总面积已达6500万多平方米。

　　海洋牧场建设的效果怎样呢？

　　张海鹏介绍，通过省海洋与水产研究院提交的本底调查、效果评估和跟踪监测数据显示，海洋牧场的生物量和生物密度都有明显的增加。

　　人工鱼礁单体跟踪监测的数据显示，构件礁表面的附着生物量达到14种，其中软体动物6种，节肢动物4种，腔肠动物2种，苔藓动物1种，尾索动物1种。构件礁上的附着生物量达到每平方米1748克。潜水员的水下拍摄视频显示礁体表面还附着生长着大量藻类，形成了一片“水下森林”，既净化了水质，又为众多海洋生物提供了基础饵料。

　　“我们还对礁区附近的渔民进行了问卷调查，显示在人工鱼礁投放区及周边海域，渔获量是其他海域的2-4倍。但我们建设海洋牧场的目的并不是为了捕捞，而是为了以点带面地全面修复我们的海洋环境。”张海鹏扶着渔船的船舷目视远方说。

　　减灾与开发

　　海洋观测站

　　2019年10月28日，黄骅港三千吨码头。

　　退潮后的浅滩还留着湿漉漉的大海印迹，一栋孤零零的办公楼建在这片海域的海陆交界处，这里就是河北省地矿局第四水文工程地质大队海洋环境监测站的水文气象观测站。

　　两间狭窄的办公室，电脑屏幕不断更新着数据：水温、盐度、潮汐、气压……在国家海洋观测网内部，这里被称为黄骅站。

　　这里是沧州市唯一纳入全国海洋观测网的全天候水文气象观测站，也是河北省六个观测海洋的台站之一。

　　当天的值班员之一是水文气象观测站主任齐震。

　　呼啦啦的海风中，齐震来到建在黄骅港神华港区二期码头边的设备室，巡视设备是否正常作业。

　　设备室内，一块巴掌大的屏幕上显示着一组动态数据。码头上噪音很大，海风也很大。齐震指着屏幕上的数据，靠近记者的耳朵大喊，“低潮2.12米，水温15.55。”

　　“就现在吗？”记者问。

　　“就现在，实时。”

　　这是一处验潮井，由浮子式验潮仪实时获取潮汐数据。设备室外，一条直径近50厘米的铁管深入海面下七八米，温盐仪就在其中，用来读取水温、盐度等数据。

　　“我们站，全年365天，每天24小时都有人值班。24小时值班的意义在于，设备有时候会损坏，传输线路也可能会出现问题，我们要马上抢修，同时手动上传数据，不管什么情况，数据不能丢。”齐震说。

　　观测站的工作是枯燥的。每5天轮班一次，一组两个人，天天守着潮涨潮落的海岸，和屏幕上一堆红红绿绿的数字。为了在饮食和业余生活中有所调剂，值班人员开辟了一小块菜地。

　　“吃饭在一楼，自己做，睡觉在旁边，就这。”齐震指指电脑旁的单人床，略显局促的办公环境，丝毫不能掩饰这里的重要性。

　　今年8月11日，受“利奇马“台风影响，国家海洋环境预报中心、河北省海洋预报台发布风暴潮红色预警。风暴潮预警分4个等级，分别是蓝、黄、橙、红，红色预警为最高等级，本次红色预警风暴潮最高潮位达5.77米。

　　当天，预报中包含的受影响区域，就包括黄骅潮位站。

　　当晚，当沿海区域大多数人对这场风暴潮避而远之之际，齐震和同事却开着越野车，疾驰在风雨交加的黄骅港。“海水涌上港口淹了大半个轮胎，一个浪打过来，啪一下就拍到了前挡风玻璃上，啥也看不见。”齐震回忆。

　　观测站的小菜地见证着台风“利奇马”有多恐怖：比滩涂高出一米多的菜地，种植的蔬菜全部被上涌的海水“盐杀”，菜地的一角还被海浪啃出一个一米多深的洞。值班室一楼多处进水，海水冲刷的痕迹清晰可见。

　　由于海水漫灌，值班室电瓶损坏、变电站被烧，数据传不过来。齐震前往验潮井维修设备并手动上传数据。狂风巨浪中，验潮井设备室被海浪拍得乱响，齐震钻在其中，肉眼读取各项数据，通过通信设备每10分钟上报一次实时潮位变化。

　　渤海新区防汛抗旱指挥部在等、省预报台在等，如此恶劣的天气，设备记录的数据一方面会留下珍贵的资料，另一方面也能实时上传到省预报台和自然资源部北海预报中心，为预报员提供准确一手资料，预报的结果就能及时提醒相关部门，制定精准的防灾救灾方案。齐震在设备室坚守了4个多小时，直到数据恢复传输。

　　这场被誉为50年不遇的台风风暴潮持续了整整60个小时警报才解除。

　　这里的观测数据非常宝贵。

　　“这里的前身是成立于1982年的黄骅港务局水文气象站，海洋站观测预报员由原黄骅港务局水文气象站在2005年并入而来。建设之初，这里服务于建港初期的工程建设和防灾减灾，也由此积累了近20年的宝贵海洋水文资料。”海洋环境监测站站长刘新伟介绍，累积的数据对于研究海洋潮汐的变化是一笔无价的财富。

　　观测站的数据上传后，由国家海洋预报台根据各站上传数据资料，科学分析，做出预报，并逐级下发。

　　“我们这儿的观测数据，就是预报的基础之一。”齐震说。

　　正因此，海洋环境监测站全年从来没断过人。

　　观测站发出的预报，迅速传达到沿海各单位，为政府防灾减灾、企业生产、居民生活提供指导。

　　这，正是齐震和同事们日复一日收集海洋数据的意义。

　　海水淡化

　　2019年10月29日，黄骅港神华港区。

　　运煤船缓慢通过港池准备靠泊，承载着这些货船的海水，还有一部分悄然流向另一个渠道：海水淡化厂区。

　　海水淡化，这曾经是人类的梦想之一。

　　海洋占据了地球表面70%的面积，如果能把浩瀚的海水转化为我们的生产、生活用水，将大大缓解全球缺水的状况。

　　“2006年，我省的海水淡化项目开始起步。”由河北省自然资源厅主导的河北海水利用调查项目负责人齐震介绍，十余年间，全省海水淡化工程数量和产水规模呈逐步上升趋势。

　　国家能源集团河北国华沧东发电有限责任公司（以下简称国华沧电），就是最早“吃螃蟹”的企业之一。

　　国华沧电的厂区和渤海隔着一条长长的防波堤，堤那边是几艘渔船，这边是4台海水淡化装置，巨大的白色管道里，从黄骅港神华港区港池接过来的海水，正通过低温多效蒸馏方式转化成淡水。

　　低温多效蒸馏是目前比较常用的海水淡化的方法之一，是指海水的最高蒸发温度约70℃的海水淡化技术。通过将一系列的水平管降膜蒸发器串联起来并分成若干效组，用一定量的蒸汽输入，通过多次的蒸发和冷凝，从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水。

　　“我们的造水比是10，即1吨蒸汽可以制造出10吨淡水，1吨淡水还需要约3吨的原料海水。”国华沧电总经理助理张兰芳介绍。

　　目前，全国海水淡化日产能约119万吨，其中国华沧电的海水淡化产能约占6%，为5.75万吨。

　　国华沧电海水淡化日产能的75%，通过70千米长的管道供给其附近50多家工业企业，25%留作国华沧电自用，这超出了国华沧电上马海水淡化装置的预期。

　　把目光转回到2001年。全国煤炭销售形式不好，作为煤炭大港，黄骅港神华港区受到一定影响，他们谋划建一个电厂，就地消化一部分运抵港口的煤。

　　电厂运转需要大量的淡水，但黄骅港神华港区所在的沧州市，就全国而言是缺水严重的城市之一，也是因过度开采地下水而成为我国地面沉降最严重的城市之一。

　　国华沧电最初上马海水淡化项目，是想解决电厂自身生产用水。

　　2006年，国华沧电上马了1、2号海水淡化装置，每台可日产1万吨淡水，随后投产的拥有自主知识产权的3号设备，实现单台日产1.25万吨淡水，2013年投产的4号海水淡化装置，将单台日产淡水量更是提高到了2.5万吨。

　　张兰芳递过来一瓶名为神华海露的淡化水，记者犹豫着接过来试喝。海水，总要和咸、涩联系起来，但这瓶水入口，却和普通矿泉水没太大区别。

　　事实上，淡化的海水，水中所含的总硬度、氯化物、硝酸盐等指标，远低于《GB5747-2006国家生活饮用水卫生标准》的高限值。

　　以总硬度和氯化物为例，国标要求分别低于450mg/l、250mg/l，国华沧电淡化后的海水分别小于1mg/l、等于0.36mg/l。

　　“这是因为工业生产中，设备对水的要求更高。”张兰芳说。

　　国华沧电供应的50多家工业企业，涵盖了粮油、化工和生物医药等行业。相比企业购买水库等水，再自行加工以达到生产用水标准，国华沧电提供的淡化海水价格每吨比企业自行处理用水成本低1元钱。

　　这就有助于形成一个正向循环：用水企业越多，供水平均成本越低，越能形成产销平衡……

　　这种正循环，还在向着更多的领域扩展。

　　张兰芳的办公室挂着一张渤海新区海水淡化产业发展布局图，分别用醒目的绿色、粉色、红色、蓝色标注，不同颜色对应的分别是供水、供热、供汽、供浓海水四条线路。

　　“我们电厂的热能用于供给新区的居民用热，比如冬季采暖；汽能供给一部分用汽的企业；水就是淡化海水直供企业。”张兰芳说。

　　浓海水去哪儿呢？

　　她指着地图上标成了蓝色的沧海文化风景区，“到这儿。海水淡化的同时，提取了海水中的淡水，就一定会提高海水中的盐度，过去海水淡化产生的浓海水处理，一直是海水淡化的难点。今年起，我们的浓海水先排到沧海文化风景区，和这里直接引入的作为景观的海水汇合后，供游客观光，随后从这里进入沧州盐业集团长芦黄骅盐业有限公司的作业区，进入滩晒制盐环节，能提高制盐生产效率。”

　　齐震介绍，海水淡化后排放的浓海水如未经适当的处理而直接排放入海，将对海洋生态环境造成长期的、不可逆转的影响。

　　截至2018年12月，河北省已投产海水淡化工程8个，总产水规模位居全国第四位。

　　海水淡化的规模越大，海水淡化的浓海水合理处理也就越发迫切。

　　齐震的调查显示，2018年我省海水淡化后浓海水处理方式主要有三种：一是直接或间接排入邻近海域，浓海水产生总量的49%这么处理；二是浓海水排入附近盐场进行制盐，浓海水利用量占浓海水产生总量的41%；三是将浓海水作为原料用于制碱，利用量约800万吨，占浓海水产生总量的10%。

　　“当下我省海水淡化工程浓海水综合利用方式呈现多样化，浓海水直排的总量呈下降趋势，相关政策的推进也将大幅减少我省海水淡化企业浓海水直排量，这为推动我省海水淡化工程下游产业发展奠定工作基础，同时降低了海水淡化浓海水直排的环境副作用。”齐震对此很乐观。

　　河北自然地理解读  山地高原篇③

　　岩石诉说

　　□采访/记者  董立龙  朱艳冰  庞  超  宋柏松　通讯员  安云峰  贾瑞婷  仝  辉  徐  宁

　　执笔/记者  董立龙  朱艳冰

　　【阅读提示】

　　岩石，自然界最普通的一种存在，却是打开我们脚下大地认知之门的那把钥匙。

　　曹庄岩组、迁西岩群、阜平岩群……以河北境内地名命名的种种岩层，像一本本史书，记载着燕赵大地山海变迁的往事。

　　狼鳍鱼、丰宁原羽鸟、华美金凤鸟……以热河生物群为代表，封印在岩石中的那些生命，定格了亿万年来河北大地上曾经的生机勃勃。

　　“四次为海，四次为山；弹丸之地，五代同堂”……从95年前开始吸引北大师生前来实习并走出3位院士的秦皇岛柳江盆地，而今已成“哺育地学人才的摇篮”。

　　在科学面前，每块岩石都有自己的故事。读懂它们，对我们今天的生活相当重要——

　　记载山海变迁最古老的往事

　　一块石头的多个“年龄”

　　2018年6月11日，迁安市黄柏峪。

　　省地矿局地质二队总工办主任张东坡从座位底下一把抄起地质锤，跳下刚停稳的汽车。

　　家住此地的村民都知道这里出产铁矿石。而张东坡前来寻找的，却是中国最古老的岩石之一。

　　这些岩石，被命名为曹庄岩组。因为其最早发现在迁安市曹庄子、黄柏峪、杏山一带，目前只分布在不超过1平方公里的范围内。

　　然而作为冀东这片古老岩石中的一部分，曹庄岩组曾被划入由原河北地质局第二区域地质测量大队于1974年命名的迁西群，而被淹没在一个更年轻的岩群之中。

　　确认曹庄岩组更为古老这一点，自上世纪70年代以来经历了一个复杂的过程。

　　冀东这片古老变质岩引发关注之后，研究者纷至沓来。国内外学者的实地考察和深入研究，为确认曹庄岩组的年龄积累了众多的同位素测年资料。

　　上世纪80年代，研究者们首先得出了这一岩组中火山成因的斜长角闪岩的年龄，三组独立进行的研究，结果均指向距今35亿年左右。

　　1994年，我国地质同位素年代学家刘敦一等对黄柏峪一带的铬云母石英岩中的碎屑锆石进行测年，获得的测年数据反映本区存在38亿年的花岗质到中酸性长英质岩石。

　　2000年以后，研究者们又取得了多个测年数据，这些数据均处于距今38.90亿年—29.36亿年之间。

　　地球形成于距今46亿年前，即使35亿年这个年龄，也已经足以使曹庄岩组成为中国最古老的岩石之一。但为什么同是这一岩组，却能获得如此不同的测年数据呢？

　　一小时之前，黄柏峪以北，50公里之外的迁西太平寨。

　　集镇中央一座小山上，伫立着一块写有“岩石鼻祖”字样的石碑。

　　小山名为南太平山，海拔只有175米，与其说它是一座山峰，不如说它更像是一块巨石。

　　就是这块巨石，一度被认为是最古老的岩石之一。石碑上同时记载，这块岩石形成距今已有36.7亿年之久。

　　明明曹庄岩组更古老，为什么这里却出现了“岩石鼻祖”？

　　疑问接二连三，张东坡却指引我们仔细观察眼前这块巨石。

　　这块巨石，就像一个果子面包，颜色较浅的岩石中，夹杂着“水果块”一样的暗色岩块。张东坡指着这些被包裹进来的岩石“夹心”介绍：“从暗色包体迈向浅色侵入体——一步可能跨越上亿年或几亿年！”

　　原来，早期地球岩浆活动剧烈，本就不很发育的早期地壳，经剥蚀后会成为后形成岩石的物源区，被从地球深处涌来的岩浆(侵入体)裹挟着，像熬皮冻一样，经过慢慢冷却以及无数次的地壳运动之后，最后抬升至地表，成为我们眼前的这块岩石。

　　至今，这块巨石上，研究者采集标本留下的孔洞，仍清晰可见。钻孔主要集中于暗色包体上，36.7亿年这一数据，似乎就来自这里。但显然，在这块岩石上，包体结晶的年龄和整块岩石形成的年龄并不一样。资料显示，太平寨这处巨石应该属于新太古代（距今28亿年—25亿年间）形成的片麻岩。

　　在黄柏峪，张东坡介绍，和太平寨那块巨石的形成过程类似，曹庄岩组岩石的形成，也经历了物源区岩石剥蚀搬运、沉积成岩、变形褶皱，以及被岩浆裹挟的漫长过程。它和零星分布在新太古代的片麻岩中的包体一样，只是体积大小不同。

　 经历如此复杂的变迁之后，曹庄岩组岩石的测年数据中包含多个年龄信息就不难理解了。不过，这些年龄信息，只是其物源区岩石的年龄，曹庄岩组最终形成的时代要晚一些。

　　“根据最新的高精度同位素测年结果分析，38.90亿年—29.36亿年应为曹庄岩组物源区被剥蚀岩石的年龄信息。”2017年出版的《中国区域地质志·河北志》中给出了结论，结合区域地质情况推断，曹庄岩组的形成时代应在29.36亿年—28亿年之间，主体属于中太古代（距今32亿年—28亿年间）晚期。

　　张东坡发现了要采集的标本，他抡起地质锤，从那片颜色墨绿的岩体上敲下了一块。

　　“曹庄岩组形成于中太古代晚期，表明了冀东是地球最初形成的微陆块之一。”张东坡告诉我们，地球表面最初陆块可能很少，那时岩浆活动剧烈，原始地壳形成于距今46亿年左右。经过数亿年的变迁之后，微陆块开始增多。这样的微陆块，在河北，还出现在阜平、怀安等地。它们形成于距今约38亿年到25亿年间。

　　石头的年龄“会说话”

　　鉴定树木的年龄看年轮，鉴定骡、马的年龄看牙齿。鉴定岩石的年龄，该用什么呢？

　　2018年7月2日，廊坊。

　　河北区域地质调查院实验室。

　　实验测试工程师姜艳双正在进行一项极为精细的工作：她小心翼翼地把一粒粒锆石，用镊子转移到载玻片上。载玻片上涂有用树脂制成的合成胶。

　　她需要让锆石在胶带上整齐、均匀地排列好，还要让最好的晶体面朝上，以便于下一步操作。

　　而镊子中的这些锆石晶体，直径最大的也只有25微米——一毫米的四十分之一。

　　正因如此，姜艳双所做的一切，都要借助电子显微镜完成：她在操作时手不能有一丝抖动，连呼吸也必须均匀。稍有不慎，手下的样品就会被自己的鼻息吹走。

　　这仅仅是利用锆石铀—铅法为岩石测定年龄过程中的一个环节。在此之前还要进行选矿：对岩石进行破碎，然后挑选出这些锆石颗粒——数公斤的岩石标本，往往只能选出几克。因为选矿的步骤做得精细，行业内都说“选矿非廊坊这家实验室莫属”。

　　姜艳双操作的步骤叫作制靶。其后，锆石经过抛光，进入照相环节。250倍的电子显微镜下，锆石自身的条带纹理能够清晰显示，通过对表面以及深层结构照相之后，优选出可以进一步打点测年的锆石。

　　随后，靶样会被放到特定的设备内，用激光打到锆石环带上，高温激发出气体，仪器能对其中的铀、铅比例进行测定。

　　“岩浆凝固为岩石时，其中的锆石在结晶时铅元素会被析出，而铀元素会被保留，并且铀的半衰期不受其他因素影响。”实验室主任班长勇介绍起了利用锆石铀—铅法为岩石测年龄的背后原理。

　　他说，只要锆石晶体没有被二次熔化，其中的元素没有和外界发生交换，那么晶体中的铅元素可以认为全部是铀衰变而来的。因此通过测量铅、铀的比例，借助以时间为变量的函数来计算，就能知道铀元素发生衰变经历的时间，进而也就知道了岩石形成的年龄。

　　这，就是目前精准测定岩石年龄的方法之一。

　　而在这个实验室，测年只是职能之一。送到这里的岩石，还可以进行硬度、矿物成分、化学成分、含水率、孔隙等多项分析。

　　“岩石由矿物组成，通过对矿物特征的分析，可以尝试还原岩石形成的环境。”班长勇介绍。

　　以曹庄岩组为例，虽然原始的岩层在地质运动中已经分崩离析，但通过对矿物进行化学分析，可以发现，其原岩以海相碎屑岩夹火山岩、硅铁质岩、碳酸盐岩为特征。

　　《中国区域地质志·河北志》中介绍，曹庄岩组尽管出露面积小，但岩石类型多样，其常见岩石类型有十几种之多。但如此之多的岩石，却展现出了指向一致的特征：作为一种古老的变质表壳岩，曹庄岩组形成于相对稳定的浅水环境。

　　电子显微镜下，可以发现某些岩石中含有大量浑圆状、次浑圆状碎屑锆石，这表明它们经历了较长时间的搬运和相互撞击。结合多种因素，研究者最终判定，目前分布于山体之上的曹庄岩组，原本形成于近陆的浅水海盆中。

　　燕赵大地山海变迁的轨迹，原来就藏在一块块岩石之中。

　　如果把地球46亿年的历史浓缩为一天，那么整个人类诞生以来的历史，只是这24小时中的最后一秒。

　　人类要想认识古老的地球，脚下的岩石就是那个最重要的窗口。

　　区域地质调查院实验室的走廊里，堆满了一箱箱、一垛垛的矿石标本。实验室有来自全国的2000多个客户，其中既有高校、科研院所，也有建材企业和大型工程项目的建设方。

　　过去，像岩石测年这样复杂的测试，需要送到国外去做；而今，这项技术我们自己已经完全掌握。

　　2018年6月，唐曹铁路通车。这条铁路规划设计期间，沿线的一些岩石标本，就曾被送到了这里。实验室要做的，是通过破解石头背后的信息，为这条铁路以及更多的重大工程寻找一个稳定、安全的地基。

　　同样在做基础工作的，还有很多地质人。

　　在今天的河北省地质博物馆三楼地质矿产厅，挂着一张最新的全省地质图。

　　五彩斑斓的图块、密密麻麻的字母组合、标注山峰高度的数字、标示断层的线条、表示火山口的符号……挤满了图上的山地高原区域。

　　“这张图，猛一看，复杂得不能再复杂。但要知道，它上面的每一个色块，都是地质人用脚踏勘出来的。”讲解员王敏介绍，京津冀地区是我国开展地质调查较早的地区之一，已有140多年的历史。

　　19世纪后半叶的外国专家庞培利、李希霍芬，20世纪初的章鸿钊、丁文江等国内学者，分别成为其中的先行者。但那时多为孤立的路线地质调查，或者是对矿产及外围的调查。甚至，很多显著的地质名词都是由外国学者命名的。

　　直到新中国成立之后，中国地质人才像过筛子一样，用无数次系统的地质调查，踏遍了我们脚下这片土地，弄清了其中的诸多奥秘。

　　这是一个与脚下岩石对话的过程。山川大地上的每一条断裂、每一个褶皱、每一项构造……都是他们需要解读的语言。正是由于一代又一代地质人的解读，我们的地质图上，比例尺越来越大，信息越来越精细。

　　这些地质图，也是后续在这片土地上展开很多工作的开端：普查找矿、国土规划、工程建设、科学研究等每一个领域，都要以其为原点。

　　也正是在这样的一次次调查中，河北不仅成为了中国地质学发源地之一，曹庄、迁西等一个个普通河北地名也成为了地质学上的专用术语。

　　探索生命与自然关系的钥匙

　　热河生物群：世界级古生物化石宝库

　　2019年3月，国际知名专业杂志《科学》上发表了一项“令人震惊的科学发现”：一个距今5.18亿年的“寒武纪特异埋藏软躯体化石库”，出现于湖北宜昌，并被命名为清江生物群。

　　消息传出，不仅引发业界的关注，也在普通人的朋友圈里刷了屏。

　　实际上，在我们的身边，也有一座一直吸引着古生物学界关注、蕴藏和地位不输清江生物群的“世界级古生物化石宝库”，这就是冀北的热河生物群。

　　中国古生物学研究，在国际上引发关注的主要集中于两个地质时代，一是对早寒武纪脊索动物起源的探索，一是对白垩纪鸟类起源和恐龙时代哺乳类动物的研究——清江生物群，关注的是前者；而热河生物群，正是聚焦于后者。

　　据不完全统计，在冀北发现的热河生物群动物化石已达110属405种，另有植物化石51属93种、微体化石103属298种，还有部分遗迹化石（如恐龙足迹）。

　　但热河生物群引人关注的，决不仅仅是化石种类的丰富。

　　2018年9月30日，丰宁古生物化石博物馆。

　　展馆正中，一块灰黑色的泥岩上，一只扬着长尾巴的远古生物，吸引了参观者的注意。

　　“这就是我们的镇馆之宝，华美金凤鸟！”馆长王朝林语气自豪地介绍，这块化石就产自丰宁西土窑，中国地质科学院研究员季强研究认为，这是世界上最原始的鸟类化石。研究成果发表后，2006年的世界古生物大会，还把丰宁选作了分会场。

　　化石上，这只鸟从头到尾长约50厘米，其中尾巴长27厘米。它的羽毛痕迹清晰，头颅侧面轮廓呈三角形，吻较短，上下颌各发育18颗光滑的牙齿。最神奇的是，它的体内还有12枚卵形物。

　　尽管其后的研究进一步证实，华美金凤鸟实际上是恐龙中的一种——伤齿龙类，但这块化石还是拥有巨大价值，它为伤齿龙类恐龙长有羽毛提供了首个证据。

　　热河生物群实际上已经“百鸟争鸣”。在丰宁四岔口—外沟门一带，已经先后发现并正式定名的，就有河北细弱鸟、丰宁原羽鸟、始孔子鸟、冀北滦河鸟等多个种属。这些鸟类化石保存完整度很高，其中很多连绒毛状的细微羽支都非常清晰。

　　鸟类化石只是冀北热河生物群的新成员之一。因为毕竟，冀北是我国中生代（距今2.52亿年至6600万年间）陆相火山—沉积地层最为发育和典型的地区之一。

　　2018年10月14日，丰宁满族自治县四岔口乡芥菜沟。

　　一块青色的石板被剖开的瞬间，一条小鱼赫然出现。领队的临沂大学教授、古生物学研究专家张福成指着小鱼说：“这就是狼鳍鱼，热河生物群的代表性动物之一！”

　　而这，远不是他的目标。他的目标，还埋藏在几十米之下的山体里。

　　2017年10月，丰宁古生物化石博物馆工作人员在那里巡查时，发现了部分裸露的恐龙化石。2018年8月，自然资源部同意对其进行抢救性发掘，张福成受邀领衔挖掘工作。

　　张福成对这片山地并不陌生，他在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所工作时，曾在这里挖掘出很多鸟类化石。不过，这一次要挖掘的，却是一具此前极少见的大型恐龙化石。

　　国内一些权威的古生物专家实地考察后初步判定：这具恐龙骨骼化石，疑似新属种，将填补距今1.3亿年的地层中此前尚未发现恐龙化石的空白。同时根据已出露部分推断，这一新发现可能会改写世界古脊椎动物进化史。

　　早白垩纪出现的热河生物群，前后存续了4500万年，其间，平均每一百万年冀北大地就会沉积72.5米。而其中距今1.3亿年的大北沟组地层，与其上的义县组、九佛堂组正是这些沉积的结果。

　　沉积在其中的生命，亿万年后重新进入人们视野的，首先是些一度被作为观赏石的鱼类、昆虫类、贝类化石。直到1928年，在北京大学任教的美国古生物学家葛利普，才首次将其命名为热河动物群。1962年，我国古生物学家顾知微进一步将这一化石群命名为热河生物群。

　　其后的研究显示，这座宝库的大门仅仅打开了一角，新的发现就不断涌现。

　　丰宁古生物化石博物馆内，王朝林收藏了上万块各类化石。他希望建设一个更大的博物馆，能让这些远古生命，在更大的空间里展现出精美一面。

　　2017年11月，丰宁启动了古生物化石保护区建设。在化石产地四岔口乡，一个大型化石储藏室和一个化石出土地层剖面保护棚先后动工；在县城，一个精品化石展馆的建设也提上了日程。按照规划，该县还将投入4.2亿元，建设一座古生物化石地质公园。目前，这个省内独一无二的地质类公园正在筹备之中。

　　河北区域地质调查院古生物专家康子林，人虽然退休了，但视线却从没有离开过这片神奇的山地。他参与了我省组织开展的化石资源调查和全省化石资源保护规划的制定。

　　调查发现，分布在冀北山地间的20多个大小不等的盆地，几乎每一个都有化石发现，迄今发现的化石点已达100多处。康子林介绍，2015年制定的全省化石资源保护规划，从中划定了28个重点保护区。

　　“通过保护和研究这些化石，可以还原出古生物的形态特征、生活习性、时空分布规律，进而推断出生物进化的方向。”康子林说，研究者已经在《自然》《科学》等国际顶级期刊发表了三四十篇有关热河生物群的论文，这些研究成果正在共同解答着人们对于自身以及脚下大地产生的无尽疑问。

　　介形虫：小化石与大发现

　　头高7.5米、背高4.2米、体长20余米……就在张福成和王朝林抢救挖掘热河生物群恐龙化石的同时，丰宁西南500公里之外，石家庄，河北地质大学地球科学博物馆四楼展厅内，已经矗立着一具“不寻常华北龙”的巨大恐龙化石骨架，默默地向世人展示恐龙这种史前巨兽庞大的体型。

　　这具不寻常华北龙，发掘于我省阳原与山西天镇交界处。

　　它的发现，填补了我国白垩纪晚期（距今9900万年至6500万年间）完整蜥脚类恐龙骨架的空白，是目前我国乃至亚洲发现的最大、保存最完整的晚白垩世蜥脚类恐龙化石。

　　奇妙的是，全程参与了对这具庞然大物的发现、挖掘、修复和研究的河北地质大学退休教授、古生物学家庞其清，他的专业研究领域，却是需要借助显微镜才能完成的介形虫等微体化石。

　　2018年6月21日，河北地质大学家属院。

　　庞其清教授的家，有一间屋被辟成了小型实验室。这位80岁的老人仍然整天把头深埋进显微镜，在一堆岩石碎屑中寻找一种微小的“精灵”。

　　庞其清要找的就是介形虫的化石。

　　介形虫，直径仅为0.5—1毫米大小，是一种广泛生活在各种水域中的甲壳纲生物，从4.85亿年前一直生存到现在。

　　在冀北热河生物群中，介形虫化石非常丰富，庞其清将其分为5个生物带。

　　介形虫这种小生命，一个显著特点就是“宅”。种类不同，栖息地也不同，它们固定地生存在一个区域，从不到处漂泊：深海种类绝不到浅海处栖居，在浅海生活的也不会到深海去遨游。

　　介形虫的这一习性，让它们成为海洋和湖泊的测深仪。而介形虫化石，也成为地质工作者寻找石油的重要依据。

　　“统计化石中不同介形虫的比例，可以判断出古水动力的性质，寻找到河口三角洲和近岸浅水区，也就能找出石油生成和聚集的有利地带。”庞其清这样介绍自己穷尽一生钻研的“冷门学问”。

　　2019年2月25日，中国海油对外宣布，发现一处地质储量上千亿立方米的油气田，这是渤海湾盆地50年以来最大的油气发现。

　　也许我们永远无法说清，渤海湾大油气田发现的背后，小小的介形虫化石研究到底能作出多少贡献，又有多少像庞其清一样的科技工作者，踏遍青山，皓首实验，在不同领域不同层面，为此付出了多少辛劳与智慧。

　　但，小小的介形虫化石和庞大的恐龙化石告诉我们，科学离我们从不遥远，正是从这些默默无闻的基础研究开始，科学的力量最终改变了我们的生活。

　　泥河湾：寻找古生物发展与地质环境变化的关联

　　“老实说，我们需要直接的证据来证明，当最后的三趾马经常来喝泥河湾湖水的时候，中国就有了人类。”

　　1924年，一个法国人走进泥河湾，而后写下了这样的文字。

　　他就是有“北京猿人之父”之称的古生物学家德日进。虽然当年他和桑志华、巴尔博在泥河湾进行的这次短暂地质考察，并未发现任何人类活动遗迹，却由此把泥河湾这个张家口阳原蕞尔小村的名字带进了地质科学殿堂，使它成为了中国北方第四纪早更新世地质学、哺乳动物学和旧石器考古学的代名词。

　　“32亿年前，细菌出现；5亿多年前，以三叶虫为代表的脊索动物爆发；1亿多年前，恐龙时代，鸟类和哺乳动物出现……自生命诞生以来，地球已经发生了五次物种大灭绝、大更替。”

　　已经在泥河湾常住几十年的中科院古脊椎动物与古人类研究所退休研究员卫奇告诉我们，就像德日进试图在泥河湾搞清古人类出现与三趾马消失的关系一样，研究者视野的一次次回溯，终极目标不仅仅是要回答人类“我是谁，从哪里来”的原初之问，更是希望找到古生物发展与地质环境变化的关联，进而搞清楚第六次物种灭绝及其更替是否已经开始——这，可以说关乎我们每一个人的生存。

　　从德日进等人进入泥河湾开始科考至今的95年间，先后有20多个国家和地区的专家、学者来此进行考古发掘和研究。迄今，他们在东西长82公里、南北宽27公里的区域内，已经发现了含有旧石器时代早期人类文化遗存的遗址80多处。

　　同热河生物群不同，距今200万年之内出现的泥河湾动物群中，“统治者”已经是数量达上百种之多的哺乳动物。其中，既有上一个地质年代残存下来的三趾马、乳齿象、蹄兔和古麟等，又有第四纪（约260万年前至今）开始出现的草原猛犸象、三门马、纳玛象等，化石地点遍布泥河湾盆地。

　　但研究者最关注的却是人类的化石。

　　78岁的卫奇告诉我们，他有一个梦想：发现“泥河湾猿人”化石和200万年前的石器，为探索东方早期人类找到最直接的证据。

　　“我国发现的60多处距今100万年以上的早期人类文化遗存中，泥河湾遗址群就占大约50处。”卫奇说，泥河湾出土的数万件动物化石和各种石器，构建了华北地区完整的古文化剖面，记录了从旧石器时代至新石器时代发展演变的全过程。但寻踪东方远古人类化石的探索仍然在路上。

　　地质人探秘地球的“图谱”

　　“朝圣”柳江盆地——“哺育地学人才的摇篮”

　　2018年 10月30日，柳江地学博物馆。

　　当年最后一批前来野外实习的大学生离开，博物馆发出闭馆公告。

　　这一年，全国共有80所高等院校的1.5万名地学相关专业学生前来博物馆所在的柳江盆地进行野外实习。

　　这样的实习，90多年前就已经开始了。

　　1923年，北京大学地质系青年教师孙云铸带领5名学生，在此开创了柳江盆地地质实习的先河。

　　那一年，孙云铸28岁，他的学生24岁至26岁。后来，师生6人中，有一位为保护化石资源在云南被土匪杀害，有3位在新中国成立后先后成为中科院学部委员和院士。

　　近一个世纪过去了，无数的地学相关专业学子走进这里，又从这里走向国家科研和建设的各条战线。在他们心中，柳江盆地早已成为一个“圣地”，成为“地质教育第二课堂”“哺育地学人才的摇篮”。

　　柳江盆地中那些岩石，也成了地学相关专业学子学习解读脚下大地的无字天书。

　　柳江为什么有这么巨大而持久的魅力？

　　2018年6月13日，柳江盆地亮甲山。

　　“如同研究大熊猫要去四川一样，研究北方地层，一定要来柳江。”柳江地学博物馆负责人路大宽介绍，柳江盆地的最大特点，就是地质、地貌类型小而全。

　　路大宽带我们仰望面前几十米高的断崖——这种灰白色的岩壁，本可以成为制造水泥的最好原料。

　　15年前，当这里的采石场被叫停之后，被现代机械劈开的断崖，就成了地学人野外实习绝佳的活教材。

　　因为这里连续沉积了三组岩石地层。

　　中间一层的亮甲山组，就得名于此地。在中国近代地质学的创建时期，我国首批地质工作者中的两位——叶良辅、刘季辰为其创立了名称，迄今已整整100年。1959年，全国第一届地层会议将其确定为华北及东北南部地区奥陶系基本地层单位之一。

　　这组堪称柳江盆地名片的岩层，主要是“中厚层豹皮灰岩与虫孔灰岩互相交错的岩层”，并夹有“砾屑灰岩”，其中还含有“古杯类、头足类、腹足类及藻类化石”。

　　最下层为灰色的砾屑灰岩，夹杂着黄绿色页岩。这是1922年美国地质学家葛利普根据唐山开平冶里村命名的地层——冶里组。

　　最上面为马家沟组，为白云质灰岩和白云岩。

　　这些普通人听上去艰深拗口的专业术语，却是每一个地学相关专业的学子必须掌握的基础知识。

　　在柳江盆地的野外实习，就是要让这些抽象的术语、复杂的概念，变成鲜活的存在、形象的记忆。

　　柳江盆地地质、地貌特征极其丰富。在这里的实习，地质专业通常安排一个月，而地理专业至少会安排一星期。

　　路大宽介绍，柳江盆地总面积240平方公里，三大岩类出露齐全，中国北方各时代地层发育完好，地层单位划分标志清楚，化石丰富多彩。2002年以来，这里已先后被批准为国家地质公园和国家级自然保护区。

　　为了让普通人也能对自己生存的地球有所了解，博物馆还通过声光电等各种方式，努力把这些难懂的知识，直观地展示出来。

　　同一天，盆地东部，张崖子西山陡坎处。

　　东北大学秦皇岛分校退休教授吉羊驻足一处山崖前，正在为20多位小学教师进行讲解。

　　为推动更多中小学生参与亲近大自然的研学活动，当天他邀请了秦皇岛市海港区的20多名小学教师，走进柳江盆地实地体验。

　　“四次为海，四次为山；弹丸之地，五代同堂……”吉羊一直致力于柳江盆地的研究和保护，他用通俗的语言概括出了柳江盆地的特点。

　　“上面是盆地内最古老的沉积岩，形成于距今9.3亿年前；下面是变质花岗岩，形成于距今25亿年前，也是盆地内最古老的岩石。”吉羊正前方的崖壁和下层的岩石显示出了截然不同的颜色。他说，这种构造，显示出这里曾经历了一次古老的海陆升降。“山卧海之下，海跃山之巅，山海隔一线，十六亿年弹指间。”

　　原来，25亿年前的新太古代末期，此处造山成陆，此后经历了约16亿年的风化剥蚀，导致漫长时间内的地质变化没有留下任何记录。直到9.3亿年前的新元古代，这里地壳开始下降，成为海洋，才形成了上面的沉积岩。

　　听了吉羊的解读，一位小学老师感慨：“眼前的崖壁恍然成为一道屏幕，正在上演着沧海桑田的变迁。”

　　类似张崖子这样的陡坎、崖壁，正是专业人士所关心的。

　　地层经过亿万年的地质运动，早已不再是沉积时的水平状态，倾斜的地层总会在某个地方出露，这就是露头；有些时候还会以山崖等形式表现为一幅幅剖面。

　　“追露头、跑剖面”正是地学专业人士在野外最主要的工作。因为只要找到这些，他们要想对脚下大地进行解读时，就不用再千辛万苦地把岩芯从地底下取上来了。

　　而柳江盆地，就以集中而丰富的露头和剖面，为解读华北陆块25亿年以来的地质演化提供了一个窗口。难怪吉羊说，读懂了柳江盆地，就读懂了地质科学的精华，读懂了我们身边山山水水的来龙去脉。

　　寻找雾迷山组——为未来清洁能源提供巨大想象空间

　　2018年“五一”小长假。

　　保定涞水，野三坡百里峡景区。

　　省地矿局水文三队正高级工程师李郡利用休息日，专程来到了这里。

　　一进入峡谷，这位年届不惑的女地热专家就盯着两侧的岩石开始观察、寻找。

　　显然，这不是一位只为游山玩水而来的普通游客。

　　她此行的目的是在被称为雾迷山组的地层中，寻找一种火成岩与围岩的侵入接触关系——140多公里之外，雄安新区那眼编号D16的钻井，在地下2600米处，也遇到了同样的地质结构。

　　距今大约12亿年前，野三坡一带是一片平缓的海岸，没有汹涌的波浪，潮水带来的大量碳酸盐矿物不断沉积。这种沉积一直持续了大约1.5亿年，让更大范围内的大地披上了一层岩石“被子”。

　　学生时代，李郡就把这些熟记于心了。但作为一名地质工作者，光知道这些还远远不够，她希望对岩石和地层有更直观的认知。

　　D16井的钻探原本按计划进展着，但提取出来的岩芯，却突然出现了岩性明显不同的侵入体。李郡要弄个明白。

　　作为河北省在雄安新区地热资源勘查项目的技术负责人，李郡的工作就是要了解清楚那片土地之下究竟蕴藏着什么。

　　地下埋藏的地层，在地上也会有。井下提取的岩芯有限，但野三坡却给地质人提供了另外一个观察窗口。

　　无暇对沿途的一线天、金线悬针等景观顾及太多，李郡把大部分注意力都集中到了寻找那种岩石侵入体上。

　　“找到了！”

　　终于，崖壁上一条具有斑状结构的岩石，吸引了李郡的目光。那是一层比周围白云岩岩体年轻很多的闪长玢岩——大约6500万年前，灼热的岩浆顺着12亿年前形成的雾迷山组白云岩的岩层涌入，在距离地表较浅的地方冷却凝固成形。

　　李郡兴奋起来：“D16井打出了同样的闪长玢岩岩体，意味着那里曾经也有发生过同样的岩浆侵入现象！”

　　2019年3月7日，安新县端村镇马村西。

　　D35井的钻探现场，传来一片欢呼。

　　从地下3850米岩层中抽上来的地热水喷涌而出，流量达到了每小时170立方米，井口水汽混合物的温度达到了108.9摄氏度。

　　新区的地热资源，分属牛驼镇、容城、高阳等三块地热田，但地下究竟有多少地热资源，埋藏深度是多少，该如何利用等问题，尚需进一步查明。而D35井的发现，恰恰为秉承生态优先、绿色发展理念的新区建设提供了清洁能源的巨大想象空间。

　　李郡悬了几个月的那颗心终于掉回了肚子。

　　按她最初预判，这口井会在地下3100米钻遇储藏地热资源的岩层——雾迷山组。

　　“雄安新区地下的地热资源，主要储藏在两个岩层内，一是新近系馆陶组，另一个就是蓟县系雾迷山组。”李郡表示，整个项目，布设了30多眼钻井，已经开工的有十几眼，实际上每一眼都是在寻找这两个岩层。其中，雾迷山组所蕴藏的地热，开发利用中对环境更为友好。

　　作为房山世界地质公园的一部分，野三坡一带出露有上千米厚的雾迷山组岩层。但在D35井所处的位置，直到地下3200米仍然没有踪影。

　　地下的情况，远比预判的要复杂。几十公里外的另一眼井，在地下2600米处，就打到了时代更为久远的太古界片麻岩上，成为一座空井。李郡在焦急中翻资料、查地层、找业内权威人士探讨……

　　钻井一直向地层深处延伸。

　　终于，在3600米处提取上来的岩屑，在泥岩中出现了少许的风化的白云岩屑。3634.5米处，地下的“迷雾”最终散去，雾迷山组出现了！

　　3个月后，雄安新区首份地热资源的勘查评价报告出炉。

　　勘查评价结果显示，容东片区深部水热型地热资源赋存条件较好，年可采量折合标准煤3.71万吨，供暖总能力约300万平方米。同时，容东片区普遍适宜浅层地热能的开发利用，公共建筑、大型商业建筑和小型单体建筑均可积极推广应用地源热泵供暖或制冷。

　　心里的石头落地了，李郡忽然想起，该回位于衡水的家里去看看孩子了，因为自己爱人也是地质人，也常年在野外。

　　在这片土地上，与岩地、地层忘我对话的，远远不止李郡一个。

　　规划、建设雄安新区，地质要先行。2017年4月，河北省地矿局迅速派出十一支地质队开进雄安新区，从陆地到水面，在这片土地上竖起了100多台首尾相望的钻机，1000多名地质人纷纷从全省各地不同岗位转赴这个新战场。

　　“这场史无前例的大会战，是在为新区的规划、建设打基础。”省地矿局雄安办事处总工王永波介绍，雄安新区的规划、建设，需要通过详尽的工程地质勘查搞清地质条件，消除各种地质隐患。

　　他的办公室里，挂着几幅地图。地图上布满了密密麻麻的圆点。每个圆点就是一个钻孔，每两个钻孔间相距1公里……

　　上千名地质人利用两个月时间，就这样把新区的土地勘查了一遍。5个月后，他们的辛勤最终凝结为报告上的六个字：“地层基本稳定”。

　　如今，雄安新区已经从顶层设计阶段转向实质性建设阶段，众多建设项目即将启动。王永波和他的同事又开始了地质先行的“三期会战”，在那些即将率先开工的区域，他们打下的钻孔正在加密，从间距1公里变为500米。