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【中国科学报】给风沙以赤诚

文章来源:中国科学报 任芳言 陈欢欢   发布时间:2019-03-29  【字号:     】  

在毛乌素采样时的李新荣。李新荣供图

  人们对风沙往往唯恐避之不及,但李新荣偏偏是爱往沙漠跑的那一个。皮肤黝黑,脸颊宽宽,冲锋衣里穿衬衫,鼻上一副无框镜,见到他的人不难猜出这是位常年在野外工作的学者。

  腾格里、毛乌素、科尔沁、古尔班古特……只要是国内的沙漠,他都用脚丈量过。

  沙漠里下一场雨可不容易,雨水渗入地面就像一场历险。中国科学院西北生态环境资源研究院(以下简称西北研究院)研究员李新荣的研究内容之一,就是追踪这些水分的去向。它们有些停留在地表,给草本和隐花植物一场“狂欢”,有的流入地下,和扎进土中的灌木根部来一次“密约”。

  中国陆地总面积中,有13%是沙漠。为了探寻沙漠生态的奥妙,李新荣已经花了几十年时间。

  给沙漠织地毯

  1997年刚到中科院沙坡头沙漠研究试验站工作时,李新荣还是个天不怕地不怕的年轻人。从苏联留学回国、做完中科院植物所的博士后,他没选择留在北京,而是重返腾格里,立志与沙漠打一辈子交道。

  那时在站内,早有老一辈科学家为防沙固沙作出过贡献。1958年包兰铁路穿沙而过,当时的站长李鸣冈等人用小麦草在流沙表面扎起方格,在方格内种上沙蒿、花棒。这些麦草方格组成的“地毯”与林木带、卵石带一起,成了沙漠铁路的守护神。

  “这些植物就像柔顺的头发一样,只挡沙不挡风,还不会形成人为沙丘。”李新荣告诉《中国科学报》,这正是前辈发明的草方格治沙的奥妙之处。

  但沙区生态恢复是系统工程,不能“一招鲜吃遍天”。站在前人的肩膀上,李新荣继续寻找效率更高、效果更持久的生态恢复方法。

  1999年,在澳大利亚进修的李新荣头一回听说生物土壤结皮的概念——苔藓、地衣等隐花植物连同细菌、真菌与地表土壤中的细微颗粒胶结在一起,不但能在极端环境下生存,还能提升土壤中氮、磷、钾等有机质的含量,影响降水渗入过程和土壤水分的再分配。

  不过,若仅靠自然速度生长,土壤结皮形成有效的覆盖规模至少要10年。

  有什么办法让土壤结皮成为恢复荒漠生态的利器?带着这个念头,李新荣回国后立刻着手研究。

  大量考察、反复实验后,李新荣和站内其他科研人员找到了生物土壤结皮的升级版:选择适合土壤结皮的微生物进行培养,再将其喷洒到草方格内的沙子上,大大缩短了结皮时间。

  “从固沙角度看,生物土壤结皮就像在沙面铺一层生物地毯,能有效固定住沙面,植被区的沙尘也不会刮到天上去了。”李新荣告诉《中国科学报》。

  从头痛医头变“全科大夫”

  从完成防沙治沙需求,到系统了解中国干旱区生态,沙坡头站的使命正在不断升级,李新荣也随之变成了沙漠中的“全科大夫”。他深深体会到,防沙治沙并非一项简单粗暴的任务,背后涉及的学科知识多种多样。

  沙区生态恢复的关键因素之一,是土壤水分的植被承载能力。人为地重建植被,也要以此为依据。

  在沙漠里,弄清一个问题的时间也被拉长。

  为了搞清固沙植被对沙区土壤生态的影响,李新荣把沙坡头1955年建站以来的观测数据都用上了。他和同事发现,固沙植被建立十几年后,更多的水分聚集到浅层土壤中,深层土壤的水分含量有所下降。

  “这样一来,根部较短的草本植物和隐花植物就更多地活下来了,沙区植被的盖度就提高了。那原本深根系的灌木就没有‘活路’了吗?也不是。”如今已是沙坡头站站长的李新荣,讲起这些多年积累的研究成果,依然绘声绘色。

  为了解开疑问,李新荣特意去研究荒漠中的昆虫。“土壤里有蚂蚁、沙蜥,小动物钻来钻去产生缝隙,能让雨水渗到更深的地方,深根系的灌木就有了生长机会。”

  最后,李新荣等人发现,当固沙植被建立50年后,深层与浅层的植被达成了一种“和谐稳定”:灌木的盖度稳定在10%,草本植物的种类也趋于饱和,而土壤结皮中不起眼的隐花植物,占据了整个生态系统中的50%~70%。

  这种马拉松式的观测研究是李新荣的强项。

  西北研究院研究员、沙坡头站副站长张志山告诉《中国科学报》,为了研究气候变暖对沙区生态的影响,沙坡头站在2010年建立了增温设施,玻璃房子里培养了各种生物。

  “增温实验需要长期坚持,李老师就一直默默地做实验,好多年也不见出文章。”张志山笑说,自己当时和同事心里还犯嘀咕。

  2018年,这项研究成果发表在生态学顶级期刊《全球变化生物学》上。李新荣在文章中写道:“随着温度逐渐升高、降水减少,生物土壤结皮中的苔藓相比地衣和蓝藻受到了更多影响,从而导致露水减少,水分的下渗和蒸发增强。进一步影响了沙漠土壤的水平衡。”

  短短几行字,背后是近10年的观测数据。

  戴眼镜的人要做的事

  全国防沙治沙先进科技工作者、王宽城西部学者突出贡献奖、国家科技进步奖二等奖、全国优秀科技工作者……李新荣名字前的头衔一串又一串,代表着国家和社会对他的认可。

  他还有更多接地气的身份:对课题组的学生来说,是慈祥敬业的老师;对相伴多年的妻子,他是爱逗闷子的丈夫;对行走多年的荒野,他是始终如一的赤子。

  “研究沙漠肯定要经常出野外,沙坡头站的研究工作很辛苦,但也留得住人。个人兴趣是一方面,团队氛围也很重要。”西北研究院副研究员回嵘读博时便拜李新荣为师,如今已经和老师成了同事。在她看来,老师对沙漠研究浓烈而单纯的兴趣不仅多年未减,还在持续感染身边的后辈。

  “每次去野外考察,遇到沙丘要爬,李老师一定冲在前面。”回嵘告诉《中国科学报》,哪怕是沿途遇上一株芦苇,李新荣也能就地蹲下,提出不少值得研究的点,还不忘引导大家发现更多问题。

  即便是头一回听他作报告的外行,也会发自内心地对沙漠产生好奇。每年沙坡头站的科普活动,李新荣的讲座总能获得不错的反响。

  在莫斯科留学期间,李新荣看过许多场芭蕾舞剧和歌剧,受到艺术和美的熏陶,他的PPT也透着一丝不苟的美感。

  这种严谨和浪漫也体现在他对沙漠的态度上。李新荣不止一次地表示,人类不应简单无序地开发沙漠,而要爱护沙漠、保护沙漠。“沙漠就像草地、森林一样,是地球生态系统中重要的成员,它在整个陆地生态系统中发挥的功能,我们还知之甚少,不能因为生产力低就忽视。”

  谈到生态恢复,他认真地说:“生态恢复不应该耗费过多人力财力,而应该注重效率。我们的工作就是为国家的干旱区生态研究提供科学依据,让后续工作事半功倍。这也算我们这些戴眼镜的人该做的事情。”

  (原载于《中国科学报》 2019-03-29 第1版 要闻)




(责任编辑:侯茜)

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