小滿時節(jié),萬物漸豐,喀斯特峰叢環(huán)抱的環(huán)江毛南族自治縣大才鄉(xiāng)新坡村,上千畝桑田隨風(fēng)搖曳,翠浪翻涌。5月27日清晨,陣雨初歇,薄霧如紗縈繞山間,中國科學(xué)院環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站(簡稱“環(huán)江站”)肖孔操副研究員帶領(lǐng)學(xué)生,穿梭于這片桑田,不時蹲下身子采集桑樹根系與土壤樣本。該團隊目前正承擔(dān)國家重點研發(fā)計劃項目“喀斯特峰叢洼地石漠化地區(qū)生態(tài)服務(wù)提升技術(shù)與模式”等多項科研與示范任務(wù)。
“這邊是試驗組,施用我們自主研發(fā)的靶向生物有機肥,桑葉大而厚,長勢明顯比施用普通農(nóng)家肥的對照組要好。看,對照組桑樹的根系易出現(xiàn)病狀根結(jié),試驗組的根系細長勻稱健壯發(fā)達,不易受病蟲害侵擾——這是生物有機肥促生抗病的直觀標志之一?!毙た撞傧蛴浾呓榻B,在石漠化地區(qū)種植的桑樹施用高效生物有機肥,不僅可以改善生態(tài)環(huán)境、減少水土流失,還能提升桑葉產(chǎn)量和品質(zhì),增加農(nóng)民收入,實現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟效益雙贏。2024年,河池市桑園面積達96.32萬畝、蠶繭產(chǎn)量21.85萬噸,連續(xù)多年位居全國地級市首位,被譽為“中國絲綢新都”。此項研究選擇在河池環(huán)江進行,科技示范意義不言而喻。
石漠化即石質(zhì)荒漠化,被稱為“地球癌癥”,主要發(fā)生在生態(tài)脆弱的喀斯特地區(qū)。我國是世界上喀斯特面積最大、分布最廣的國家,集中分布于貴州、云南、廣西等西南?。ㄊ小^(qū)),基巖裸露總面積曾達54萬平方公里,與法國的國土面積相當(dāng)。西南喀斯特地區(qū),曾是全國石漠化治理與脫貧攻堅的主戰(zhàn)場。
圍繞西南喀斯特地區(qū)生態(tài)恢復(fù)與重建過程中面臨的重大科學(xué)問題,中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所于2000年開始籌建環(huán)江喀斯特生態(tài)觀測研究站。2005年,環(huán)江站成為國家野外站。2023年,入選首批全國生態(tài)質(zhì)量綜合監(jiān)測站。2024年6月,由環(huán)江站王克林研究員團隊牽頭,與國內(nèi)多所高校和科研院所合作完成“西南喀斯特區(qū)石漠化治理與生態(tài)服務(wù)功能提升關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”成果,榮獲國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎。
10時許,肖孔操等在采集完實驗樣本后,對樣本進行封裝、貼標簽、打包,并于當(dāng)天中午帶回長沙的實驗室進行檢測。
同樣是樣本采集工作,有的則需要在苛刻的環(huán)境條件下進行。當(dāng)天中午,一場大雨與我們不期而遇。環(huán)江站博士研究生馮娜冒雨攜帶試驗器皿,趕往位于山腳的喀斯特坡地植被—土壤—表層巖溶帶三維水土過程監(jiān)測平臺,實時進行雨水采樣。駐站高級工程師林海飛說,這樣的事在站里極為常見,為確保數(shù)據(jù)準確,就算大雨下在半夜,馮娜也要在戶外持續(xù)作業(yè)數(shù)個小時。一次降雨過程,馮娜通常要采集200至400份樣本,后續(xù)還需花費近一周時間,在實驗室對各式樣本的10余項指標進行檢測,通過科學(xué)數(shù)據(jù)準確分析不同植被—巖土組合界面養(yǎng)分流失差異及其影響因素。
記者前往離實驗樓不遠處的試驗場,碩士研究生譚揚正利用模擬降雨系統(tǒng),探究微生物技術(shù)對土壤保水性和肥力的效果。隨后,記者又與碩士研究生常煜瑋,穿過多片引種植物試驗地塊,來到草木茂密的半山腰取樣點。經(jīng)驗豐富的她在出發(fā)前便穿戴好嚴密的防蚊設(shè)備,找到取樣點后,專注完成氣體抽取、封裝和標記等流程,為分析水氮磷添加對喀斯特灌叢生態(tài)系統(tǒng)方面產(chǎn)生的影響作準備。
今年4月15日,正值春夏交替之際,駐站杜虎研究員率隊深入位于環(huán)江木論國家級自然保護區(qū)原始森林深處、全國首個最大的喀斯特森林大樣地——環(huán)江站25公頃喀斯特常綠落葉闊葉混交林動態(tài)監(jiān)測樣地進行實地調(diào)查。其間,杜虎團隊對樣地內(nèi)的幼苗、樹木生長環(huán)境進行調(diào)查測定,收集水汽通量、氣象、土壤呼吸、物候、紅外相機等監(jiān)測數(shù)據(jù),深入開展喀斯特頂極群落生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)功能維持機制的研究,為喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的保護與可持續(xù)管理提供科學(xué)依據(jù),助力西南巖溶國家公園的創(chuàng)建。
30多年來,中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所開展了一系列石漠化治理相關(guān)實驗,其中,王克林團隊等發(fā)表的關(guān)于喀斯特生態(tài)國際論文占到全球該領(lǐng)域的20%。目前,相關(guān)研究成果已在我國西南地區(qū)的87個縣800萬畝石漠化治理過程中得到廣泛應(yīng)用,近3年新增經(jīng)濟效益40億元。同時,實施的相關(guān)案例獲評全球生態(tài)減貧最佳案例,研究成果獲國際頂級期刊《自然(NATURE)》等高度評價,為中國石漠化治理與西南生態(tài)安全屏障建設(shè)、脫貧攻堅與鄉(xiāng)村振興提供了系統(tǒng)性的科技支撐。“‘一帶一路’國家的喀斯特地貌占全球的70%,我們期待將中國石漠化區(qū)域的綠色修復(fù)模式與成功技術(shù),推廣至更多發(fā)展中國家。”王克林在接受采訪時表示。
如今,石漠化的成因和機理已為世人所熟知,但要徹底治理仍面臨諸多亟待破解的科學(xué)難題。不過令人振奮的是,越來越多青年科研工作者主動扎根荒山巖隙,以創(chuàng)新技術(shù)為刃、以堅韌匠心為犁投身其中。我們堅信,在一代代科技工作者秉持科學(xué)信念、揮灑辛勤汗水的耕耘下,石山終將染翠,巖縫亦能生春,讓綠色成為美麗中國最動人的注解。