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李新荣:给风沙以赤诚

科普小知识2022-07-31 18:10:29
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李新荣:给风沙以赤诚

李新荣在毛乌素采样的时候。李新荣提供图纸

■该报见习记者任芳燕和记者陈欢欢

人们经常躲避沙尘暴,但李新荣是最喜欢跑到沙漠的人。他的皮肤很黑,脸颊很宽,他穿着一件衬衫,他的鼻子上戴着一面无框镜子。看到他的人不难猜到他是一个常年在这个领域工作的学者。

腾格里、毛乌素、科尔沁、古尔班古...只要这是中国的沙漠,他就用脚来测量。

沙漠中的下一场雨并不容易,雨水渗入地面就像是一次冒险。中国科学院西北生态环境资源研究所(以下简称西北研究所)研究员李新荣的研究内容之一是追踪水的去向。其中一些留在地表,给草本和隐花植物一个“嘉年华会”,另一些流到地下,与土壤中的灌木根达成“秘密协议”。

中国陆地总面积的13%是沙漠。为了探索沙漠生态的秘密,李新荣花了几十年的时间。

为沙漠编织地毯

1997年,李新荣第一次来到中国科学院沙坡头沙漠研究试验站工作时,他还是一个无所畏惧的年轻人。在苏联留学归来并在中国科学院植物研究所完成博士后研究后,他没有选择留在北京,而是回到了腾格里,决心用一生的时间来应对沙漠。

那时,在空间站里,老一辈的科学家已经为防止和固定沙子做出了贡献。1958年,当包兰铁路穿过沙地时,当时的站长李明刚等人用麦草在流沙的表面扎上方格,并在方格里种上油蒿和花枝。这些麦秸广场的“地毯”,连同林带和卵石带,已经成为沙漠铁路的守护神。

“这些植物就像柔滑的头发。它们只阻挡沙子,却阻挡不了风。它们不会形成人造沙丘。”李新荣告诉《中国科学报》,这正是前人发明的草方格治沙的秘密。

然而,沙地生态恢复是一项系统工程,不能“一蹴而就”。站在前人的肩膀上,李新荣继续寻找更有效、更持久的生态修复方法。

1999年,在澳大利亚学习的李新荣第一次听到了生物结皮的概念——苔藓、地衣等隐花植物与细菌、真菌一起与表层土壤中的细颗粒胶结在一起,不仅能在极端环境中生存,还能增加土壤中氮、磷、钾等有机质的含量,影响降水的入渗过程和土壤水分的再分配。

然而,如果土壤结皮仅以自然速度生长,至少需要10年才能形成有效的覆盖范围。

有没有办法让土壤结皮成为恢复沙漠生态的利器?带着这个想法,李新荣回国后立即着手研究它。

经过大量调查和反复实验,李新荣等科研人员在该站发现了一种升级版的生物土壤结皮:选择适合土壤结皮培养的微生物,喷洒在草地广场的沙地上,大大缩短了结皮时间。

“从固沙的角度来看,生物结皮就像在沙面上铺一层生物毯,可以有效地固定沙面,植被区的灰尘不会吹向天空。”李新荣告诉《中国科学日报》。

从头痛医生到“全科医生”

沙坡头站的使命是不断提升,从完成防沙治沙的需要到系统了解中国干旱地区的生态。李新荣也成了沙漠中的“全科医生”。他深刻认识到,防治荒漠化不是一项简单而粗糙的任务,而是涉及多种学科。

沙地生态恢复的关键因素之一是植被对土壤水分的承载能力。植被的人工重建也应该以此为基础。

在沙漠中,发现问题的时间也延长了。

为了了解固沙植被对沙区土壤生态的影响,李新荣利用了沙坡头站自1955年建立以来的观测资料。他和他的同事发现,固沙植被建立十多年后,浅层土壤中积累了更多的水分,深层土壤中的水分含量减少了。

“因此,草本植物和短根的隐花植物将存活更多,沙区的植被覆盖将增加。根深的灌木没有出路吗?也不是。”现在担任沙坡头站站长的李新荣,仍然雄辩地讲述着多年来积累的研究成果。

为了解决这个问题,李新荣特意去沙漠里研究昆虫。“土壤中有蚂蚁和沙蜥。小动物钻来钻去制造裂缝,让雨水渗透得更深。根深的灌木会有生长的机会。”

最后,李新荣等人发现,固沙植被建立50年后,深层和浅层植被达到了“和谐稳定”:灌木覆盖率稳定在10%,草本植物种类也趋于饱和,而土壤结皮中无足轻重的隐花植物占整个生态系统的50%~70%。

这种马拉松式的观察研究是李新荣的强项。

西北研究院研究员、沙坡头站副站长张在接受《中国科学日报》采访时表示,为了研究气候变暖对沙地生态的影响,沙坡头站在2010年建立了一个变暖设施,并在玻璃房中培育各种生物。

“升温实验需要长时间坚持,而李先生多年来一直默默无闻,没有发表任何文章。”张微笑着说,他和他的同事们还在嘀嘀咕咕。

2018年,研究结果发表在*生态学杂志《全球变化生物学》上。李新荣在文章中写道:“随着温度的逐渐升高和降水的减少,生物土壤结皮中的苔藓比地衣和蓝藻受到的影响更大,导致露水减少,水的渗透和蒸发增加。这进一步影响了沙漠土壤的水分平衡。”

只有几行字,后面是过去十年的观察数据。

戴眼镜的人应该做什么

全国防治荒漠化先进科技工作者、王宽城西部学者突出贡献奖、全国科技进步奖二等奖、全国优秀科技工作者...李新荣的头衔在他的名字前一串接一串,代表着国家和社会对他的认可。

他有更现实的地位:对研究组的学生来说,他是一个善良和敬业的老师;对于和他在一起多年的妻子来说,他是一个喜欢逗闷孩子开心的丈夫。他是行走多年的荒野之子。

“对沙漠的研究必须永远在野外进行。沙坡头站的研究工作非常艰苦,但也需要人们留下来。个人利益是一方面,团队气氛也很重要。”当西北研究院副研究员回到荣在博城求学时,他以李新荣为师,现在他和他的老师成了同事。在她看来,老师对沙漠研究的强烈和纯粹的兴趣不仅保持了多年不变,而且继续感染着她周围的年轻一代。

“每次我去野外,我都要爬沙丘。李小姐一定在我前面。”容晖告诉《中国科学报》说,即使他在路上遇到了一根芦苇,李新荣也可以蹲在地上,提出许多值得研究的观点,不要忘记引导大家去发现更多的问题。

即使是第一次听他报告的外行人也会从心里对沙漠感到好奇。李新荣的讲座每年都会在沙坡头站的科普活动中得到好评。

在莫斯科学习期间,李新荣看了许多芭蕾舞和歌剧。受艺术和美的影响,他的PPT也表现出一丝不苟的美。

这种严谨和浪漫也反映在他对沙漠的态度上。李新荣不止一次地说过,人类不应该简单无序地开发沙漠,而应该爱护沙漠,保护沙漠。“沙漠就像草原和森林一样,是地球生态系统的重要组成部分。我们对它在整个陆地生态系统中的功能仍然知之甚少。我们不能因为生产率低而忽视它。”

谈到生态恢复,他恳切地说:“生态恢复不应消耗过多的人力和财力,而应注重效率。我们的工作是为国家干旱地区的生态研究提供科学依据,以便后续工作能事半功倍。这也是我们戴眼镜的人应该做的。”

中国科学新闻(2019-03-29,第一版集锦)