袁道先院士：研究“石迹水痕”的地质战士

科普小知识2022-05-03 17:49:38

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■总富兰克林

袁道先院士：研究“石迹水痕”的地质战士

袁道贤(1933年8月-)

袁道贤1933年8月出生于浙江诸暨。他是著名的水文地质学家、工程地质学家和岩溶科学家。袁道贤1952年毕业于南京地勘学院，1991年11月当选为中国科学院院士。现任自然资源部岩溶地质研究所研究员、国土资源部岩溶动力学重点实验室主任、联合国国际岩溶研究中心学术委员会(IKRC)主任、中国岩溶专业委员会地质学会名誉主任。袁道贤有多年的野外勘探经验，提出了岩溶地下水含水介质不均匀性的概念和岩溶动力学理论。袁道贤总结了中国区域岩溶的基本特征，进行了全球岩溶对比，牵头实施了联合国教科文组织和IGCP五个项目，取得了重要成果。

1933年8月24日，袁道贤出生在浙江诸暨的一个教师家庭。袁哲神父是民国时期著名的教育家和心理学家。他在日本早稻田大学攻读教育学硕士学位。他先后是中山大学和复旦大学的教授。他是国立湖南师范大学(现湖南师范大学)的创始人之一，为中国早期高等教育体系的建立和完善做出了突出贡献。我的祖父傅伟安是一位深受喜爱的小学校长。傅志柔妈妈也是一位优秀的老师。他的父亲曾经教过他爱因斯坦的名言:“永远不要忘记治球洞！”(“永远保持强烈的好奇心！”).他早年成长的环境使他对学术研究形成了严谨的态度和对持续研究的热情。

然而，当时是多么艰难，抗战爆发后，袁道贤的求学之路被中断了。他的母亲在逃亡途中因病去世。他带着他的姐姐和表弟逃到湖南，在敌人的炮火下加入了他的父亲。这一经历对袁道贤影响很大。后来，他回忆道:“在我的童年时代，当日本侵略者入侵中国时，我跟随父母游历了浙江、湖南、贵州和四川，经历了巨浪。这不仅使我痛恨帝国主义，热爱中国，而且培养了一个吃苦耐劳、不怕挫折的性格。”

1943年，袁道贤从湖南来到重庆，进入*大学附属中学。抗日战争胜利后，他随学校迁回南京。袁道贤说他没有上过正规的大学，中学的基础对他后来的成长至关重要。*大学附属中学的教师队伍非常强大。高中使用英语课本作为辅助阅读材料，如范恩的代数，达夫的物理和化学。高中化学老师韩金健先生对袁道贤的影响最大。他不仅教授化学原理，指导学生自己做实验，还介绍了许多著名化学家的生活，如拉瓦锡和卡文迪什，以及相关学术思想的演变，如发现氧气的过程。同时，他教授专业术语的英语，并解释其组成规则，这大大有利于学生和培养对化学的浓厚兴趣。在高中，袁道贤还打下了优秀的英语基础。当时，学校的英语课非常紧张，但他也阅读了许多课外书籍，如《莎士比亚选集》和《富兰克林自传》。今天，他能背诵一些句子。

地质战士转向华北和华南

袁道贤高中三年级毕业后，于1950年春离开高中，考入南京地勘学院地质矿产系。这是为什么？因为当时*刚刚成立，一切都成了废墟，他迫不及待地要为国家的建设做出贡献！当时，中国的地质学家很少，远远不能满足新中国建设的需要。在党和*以及当时南京地质学家的支持下，谢先生创办了南京地质勘查院，招生100人，以满足急需。事实上，两年制教育体系只有一年的时间来学习理论，这是相当有压力的。幸运的是，老师们是一群著名的地质学家，像谢、和郭。他们中的一些人是有经验的“老地质学”，一些人刚刚从他们的研究中回来，这使得学生能够系统地学习地质学的最新理论知识。在大学的第二年，所有的学生被分配到全国各地。袁道贤来到甘肃陇东煤田地质队和白银厂铜矿地质队实习。

1952年毕业后，袁道贤首先在南京地质学校任教，一年后调到地质部水文地质局。先后担任黄河中游清水河组组长(1953年)、三门峡组副组长(1954年)、国务院*工程勘察队技术员(1951957年)、长江流域规划办公室吴江组地质工程师(1957年)。在一位副总理亲自任命他之后，他去了*工作。由于他的杰出工作，1955年被共青团*授予“全国青年*建设积极分子”称号，并经地质部门特别批准晋升为工程师。尽管条件极其困难，但袁道贤仍以极大的热情从事地质勘探工作。他还在1956年向该组织提交了一份申请在*长期工作的决议。1957年，由于*局势紧张，他被撤回大陆，先是担任乌江团队的地质工程师，然后被派往山东为山东水文队做准备。1959年至1964年，他在云南水文地质大队担任技术负责人。他回忆说，虽然旅部在云南昆明，但他大部分时间都在外地工作。

从中国地质大学(武汉)毕业后，宋蔼龄被分配到三峡地质队。这两个人是在袁道贤的学生介绍下认识的。他们于1960年在云南昆明结婚。袁道贤当时是南江旅副总工程师，宋蔼龄当时是南江旅第五旅技术员。由于国家三线建设的需要，夫妇俩把孩子送回了自己的家乡宋蔼龄，然后全身心地投入到了成昆铁路的建设中。

“*”期间，袁道贤在第六水文地质大队(广西柳州)工作。作为副总工程师和英语说得好的人，他被贴上了外国内部人士、特殊嫌疑人和反动技术权威的标签。他被贴上游斗的标签，是一个房产所有者，并被开除出党。然而，他们的丈夫和妻子互相信任和支持。宋蔼龄坚决拒绝颠倒是非，揭露袁道贤，因为“一无是处”。袁道贤也保持着乐观的态度，“你打我就参加，你不打我就做我的工作”。

厚积薄发岩溶研究

1978年，中国地质调查局和中国地质科学院在广西桂林成立了岩溶地质研究所，袁道贤任所长。20多年的一线水文地质勘探经验刚刚给他时间冷静下来，进行思考和总结，进行理论探索。在此期间，袁道贤推出了大量高水平的成果，将中国的岩溶研究推向了一个新的水平。

20世纪80年代中后期，袁道贤在桂林典型岩溶峰丛洼地建立了岩溶水文地质试验场。先后对水动力场、温度场和化学场进行了系统研究，建立了岩溶地下水运动机理和包气带调节储存功能的数学模型。为我国南方岩溶地下水资源评价提出了一种新的研究方法，获得了地质矿产部科技成果奖二等奖。此外，系统总结了中国开放系统、半开放系统和半封闭系统岩溶发育的地球化学机制，并利用岩溶地球化学场和示踪技术验证了济南趵突泉的补给路径。结合环境科学、地质学和岩溶作用三大学科，提出了岩溶作用环境理论，阐述了岩溶作用环境的特征和类型以及岩溶作用区各种特殊环境地质问题的发生、发展、分布规律和防治对策。在工作方面，袁道贤发表了《岩溶地区供水水文地质方法》(1988)，介绍了岩溶地区供水水文地质领域的主要工作方法，对现场工作具有较强的指导意义。他起草的《岩溶地区水文地质调查规程》由原国家地质总局颁布试行。对因地制宜把握关键问题，保证岩溶地区复杂水文地质条件下的水文地质调查工作质量起到了作用。受中国岩溶专业委员会地质学会委托，领导统一岩溶学术术语的工作，系统总结了20年来国内外岩溶领域的新知识和新发现，编辑了《岩溶科学词典》(1988)，并在此基础上编制了国家标准《岩溶地质学术语》。本标准由国家标准局颁布实施。他还编辑了《全球岩溶对比》(1998年英文版)和《中国岩溶作用》(1991年英文版)，从全球角度解释了中国岩溶的特征及其发展的地球化学机制。后者获原地质矿产部科技成果奖一等奖。

这一系列成果的引进，使袁道贤成为中国岩溶研究的杰出领导者。1991年，他当选为中国科学院院士，成为第一位专门从事岩溶研究的院士。

走向世界，促进国际合作

袁道贤十分重视岩溶研究的国际合作，利用英语和地质学的优势，先后出国访问和交流45个国家。它已经传播到世界各地，把中国的岩溶研究推向世界，同时把最新的国外成果引进中国。

1980年，袁道贤首次访问南斯拉夫，这成为中国喀斯特研究走向世界的起点。20世纪80年代初，他两次访问法国，参观了法国的岩溶试验场和观测站。此后，他借鉴法国观测站的工作模式，在广西桂林建立了第一个试验场——吉雅试验场。1987年2月，袁道贤出席了在美国举行的第二届岩溶塌陷与环境问题多学科会议，他的论文被列为会议记录中的第一篇。他关于中国岩溶环境地质研究成果的报告多次被热烈的掌声打断。“袁道贤的报告包含了许多我们从未听说过的新观点，”会议主席伯克博士说。

领导“国际地质对比项目(IGCP)”是袁道贤在岩溶研究国际合作方面最显著的成就。IGCP、联合国教科文组织和国际地质科学联合会(IUGS)于1972年共同创建了国际地质科学学术计划，这是联合国教科文组织五大科学计划之一。袁道贤深感传统岩溶理论不足以揭示岩溶的形成机制。有必要从地球系统科学的角度来研究岩溶作用。基于这一学术思想，袁道贤于1990年向联合国教科文组织提出了“地质、气候、水文和岩溶形成”的国际地质对比计划。经过各国专家的严格审查，该项目获得批准，袁道贤当选为国际工作组主席。IGCP299解决了同相异相和同相异相的难题，提出了地球系统科学的岩溶观，促进了现代岩溶科学的发展。

此后，袁道贤主持了四次IGCP研究，取得了一系列显著而重要的成果。IGCP379“岩溶作用和碳循环”(1991999)的实施将岩溶作用引入全球变化研究。一方面，岩溶作用与全球碳循环密切相关。通过对COH2O-碳酸钙系统(岩溶动力系统)的定位观测，发现世界上最大的碳库——碳酸盐岩体在全球碳循环中仍然非常活跃。首次估算了中国和世界碳酸盐岩溶解回收的大气CO2量。另一方面，岩溶动力系统对环境变化非常敏感，岩溶沉积物可以为全球环境变化研究提供高分辨率的环境变化信息，洞穴石笋被用来建立华南20万年来第一个古气候变化模型。IGCP448《岩溶地质及相关生态系统全球比较》(2000-2004)的实施将岩溶地质过程与生态学联系起来，并将现代岩溶理论研究应用于生产实践。该项目的成功实施将传统的岩溶地质学研究延伸到有机领域，并向地质学与生命科学相结合的方向发展，为IGCP未来的发展开辟了新的思路。IGCP513《全球岩溶含水层与水资源研究》(2002009)实施体系，研究极端气候条件下频繁发生水旱灾害后岩溶水资源的变化趋势，揭示岩溶水资源在变化环境下的响应和调控机制，增加国家水资源战略储备和应对极端气候的能力，促进岩溶动力学理论的发展。IGCP598《环境变化与岩溶系统的可持续性》(2012015)的实施，关注环境变化与岩溶系统在不同时空尺度上的相互作用，通过跨学科研究，研究地质生物过程和人类活动对碳酸盐岩溶解的影响。研究岩溶含水层和水资源过程对不同气象和气候事件的水文地质响应；利用岩溶扰动指数法研究人类扰动对岩溶环境的影响，提取并量化不同时间尺度上岩溶水、沉积物、石笋和文化记录中的环境变化信息。

一系列IGCP的开发成功地将地球系统科学的理念引入到现代岩溶作用中，提出了岩溶作用动力学理论和一套岩溶作用地球化学监测的技术方法，为岩溶作用学者提供了共同解决岩溶作用资源和环境这一最紧迫问题的机会，并形成了一个强大的国际合作小组(每个IGCP项目都吸引了来自40多个国家的200多名科学家和管理人员积极参与)从全球角度研究岩溶作用，从而极大地促进了现代岩溶作用的完善和发展。

进入21世纪，随着喀斯特研究的深入，世界各地的喀斯特科学家普遍认为，建立一个国际喀斯特研究中心，从全球角度研究喀斯特科学，为当前喀斯特地区最紧迫的资源和环境问题提供解决方案，是十分必要的。2003年11月，时任国际岩溶学会448主席的袁道贤提议在中国桂林建立一个由联合国教科文组织赞助的国际岩溶研究中心。该方案得到了30多个IGCP448成员国和各国岩溶研究机构的大力支持与合作。经过不懈努力，中国国土资源部和联合国教科文组织于2008年2月在巴黎签署协议，将国际喀斯特研究中心设在中国桂林。12月，该中心在中国地质科学院岩溶地质研究所正式成立。有两个原因使得该中心在中国定居是可取的。首先，区域原因，中国是一个岩溶大国，岩溶类型齐全，发育典型。第二，在学术上，中国科学家先后实施了四个国际地质对比项目，成效显著。该中心是中国第一个经联合国授权的地球科学研究中心，也是联合国建立的第一个世界地质研究中心。这是中国地质科学的一件大事，也是中国岩溶研究者的荣誉。自成立以来，该中心运作良好，并产生了良好的国际影响。中国和桂林已经成为国际岩溶研究的中心。

教书育人的弟子陶力·袁满

袁道贤在岩溶研究方面取得了显著的成就，但他并不满足于此。他迫切地感到，需要培养越来越多的高层次的岩溶研究人员，以便其他人也能追随岩溶研究的事业。他不遗余力地培养人才，并在中国地质大学、桂林理工大学等大学担任研究生导师。2000年，他来到位于中国西南喀斯特地区的西南师范大学(现西南大学)，担任地理学院的兼职教授和博士生导师。在那里，他组建了一个团队，建立了一个实验室，并根据野外和室内教学相结合的思想建立了六个野外基地。自从他来到西南大学后，学校先后获得了自然地理方面的博士和博士后学位。在他十八九岁的时候，他站在教育的第一线，编写了教材《现代岩溶》，坚持教学生和指导论文。直到现在，他亲自带领学生参加野外地质实习！

在秋天和春天，他欢迎一群群有希望的学生，并派出成功的年轻喀斯特研究者。每当他谈到他教过的学生时，他都如释重负地微笑着。他自豪地说:“我现在的主要精力是培养人才。在过去和未来，我有超过200个硕士和博士学位。他们当中有许多优秀的喀斯特研究者。西南大学地理学院岩溶研究团队和中国地质科学院岩溶地质研究所研究团队各有30人左右，岩溶事业有后继者！”袁道贤非常重视团队建设。他对团队的科研人员要求非常严格。他定期主持学术报告和讨论。每个成员必须每年发表一篇高水平的论文。在年底，他将总结和选择团队的十大研究成果。他还拿出自己的绩效奖金作为奖励基金。对于有兴趣出国留学的学生，他总是不遗余力地支持他们，帮助他们联系导师，写推荐信，甚至提供经济援助。目前，他的大部分团队成员已经申请了国家项目，其中一半以上的人已经出国留学。谈到这些，袁先生自信地说:“我对我的团队非常满意，我相信他们今后一定能把岩溶研究做好！”

对于学生来说，袁先生和他的妻子就像严厉的父亲的慈爱的母亲。袁先生在指导学生学习上一丝不苟。宋先生像慈母一样关心他的学生。一些学生本来可以有一个好地方去，但是他们不愿意放弃这个温暖的家庭，选择和袁先生的团队呆在一起。他们从袁先生那里学到的不仅仅是知识，还有他们对喀斯特地质的热爱。

我的心是为人民谋福利的民生

在袁道贤看来，喀斯特研究的成果不仅要停留在纸面上，而且要很好地利用它们来改善民生、造福人民。他以丰富的知识和对人民福祉的热情，在石漠化治理、地下水包容与利用、世界自然遗产申报等方面做了大量工作，取得了重要成果，影响深远。

石漠化是在我国西南脆弱的喀斯特地貌基础上形成的一种独特的荒漠化生态现象，导致植被退化、水土流失、大面积裸露岩石或地表堆积，严重石漠化地区无植被。目前，我国西南地区石漠化总体呈上升趋势，近70%的石漠化发生在云南、贵州和广西三省(区)。袁道贤将石漠化视为仅次于西北荒漠化和黄土地区水土流失的中国第三大生态问题。从20世纪90年代初开始，他开始关注西南喀斯特地区的石漠化问题以及由此引发的贫困问题。“只要石山地区的贫困问题得不到解决，我们的岩溶工作者就无法履行他们的责任。”他说的话，击中了地板，甚至给了自己一个履行军令的书面保证！鉴于喀斯特山区石漠化“病”日益严重，他带领团队因地制宜开展石漠化治理，坚持以水土流失综合治理为核心，并与多家植物研究所合作，帮助喀斯特地区农民在缝隙中种植经济作物，避免水土流失加剧，同时也保证了农民的经济效益。重庆南川金银花种植基地和广西平果火龙果种植基地都已成为石漠化治理的成功典范。他还带领一批专家深入6000公里考察了中国西南贫困山区，并向国务院提交了一封信，提出了缓解中国西南喀斯特山区贫困的科技措施。由于袁道贤等学者的不懈努力，“西南岩溶地区石漠化综合治理”已被纳入国家发展规划纲要。中国石漠化综合治理取得显著成效。

总长度约13000公里的地下河在中国西南的地下流动，是中国西南岩溶地区的“救命水”。然而，今天许多地下河流被污染，面临着成为“下水道”的危险。“最典型的例子是重庆南山老龙洞的地下河已经变成了一条真正的下水道，”袁道贤苦涩地说。2007年，以袁道贤为首的科学家在中科院院士提案中提交了《防止西南岩溶地区地下河成为“下水道”的对策与建议》。该提案受到国家*的高度重视，并做出了重要指示。

岩溶地区的地下水资源不仅要得到很好的保护，而且要得到很好的利用。降水在时间和空间上的不均匀分布、强岩溶发育引起的地表水快速渗漏和人类过度开垦是西南岩溶地区干旱缺水的主要原因。另一方面，岩溶地区地下水资源丰富，开发利用潜力巨大。合理利用它可以大大缓解水资源短缺的压力。2006年夏天，全国范围内发生了严重的干旱，而重庆和川东地区则经历了历史上罕见的严重干旱。这个教师节，时任重庆市委书记的汪洋拜访了西南大学的袁道贤教授。袁道贤制作了重庆市的水文地质图，并就如何找水缓解重庆市的旱情给了汪洋建议，以尽快解决老白的缺水问题。汪洋听后非常重视，立即开始部署找水工作，把它作为一个长期的热门项目。在袁道贤等专家的大力推动和指导下，近年来，四川、重庆、云南、贵州、广西等地根据不同类型地区的水文地质特征和地下水开发利用条件，开展了岩溶地下水开发利用和生态环境综合治理示范，取得了良好的效果。

在自然保护体系中，世界自然遗产地处于最高水平。中国南方喀斯特地区是世界上热带-亚热带、湿润-半湿润平原、丘陵、山地和高原喀斯特系列中最发达的地区。它反映了中国南方地质地貌的发展历史及其特殊的自然地理条件、独特的地貌类型、生态系统、生物多样性、自然美和发展演变，具有重大的科学研究价值和意义。经过比较，袁道贤揭示了“四个特征”的理论:一是大陆地区的碳酸盐岩古老而坚硬；第二，新生代经历了一次伟大的崛起。第三，亚洲季风气候“水热匹配”导致了中国岩溶丰富多彩的地表和地下岩溶形态。第四，它没有被最后的冰川冰盖侵蚀，所以它能更好地保存以前岩溶发育留下的形式。这为中国南方喀斯特地区申请世界自然遗产提供了理论支持。此外，袁道贤还对整个申请从总体规划到申请表的修改给予了详细的指导。经过各方不懈努力，由云南石林、贵州荔波、重庆武隆共同组成的“中国南方喀斯特”于2007年被列入联合国教科文组织世界遗产名录，2014年又新增广西桂林、贵州石屏、重庆金佛山、广西环江。世界遗产名录的成功应用给这些地方带来了巨大的社会、经济和环境效益。

"人生不够，奔驰出人意料地一夜成名."这两首诗非常适合袁道贤。尽管袁道贤已经80多岁，满头银发，但他始终站在世界岩溶研究的前沿，努力工作，探索思考...

(作者:桂林理工大学)

袁道先院士：研究“石迹水痕”的地质战士