任芳言 陳歡歡
人們對風沙往往唯恐避之不及,但李新榮偏偏是愛往沙漠跑的那壹個。皮膚黝黑,臉頰寬寬,沖鋒衣裏穿襯衫,鼻上壹副無框鏡,見到他的人不難猜出這是位常年在野外工作的學者。
騰格裏、毛烏素、科爾沁、古爾班古特 ……只要 是國內的沙漠,他都用腳丈量過。
沙漠裏下壹場雨可不容易,雨水滲入地面就像壹場歷險。中國科學院西北生態環境資源研究院(以下簡稱西北研究院)研究員李新榮的研究內容之壹,就是追蹤這些水分的去向。它們有些停留在地表,給草本和隱花植物壹場“狂歡”,有的流入地下,和紮進土中的灌木根部來壹次“密約”。
中國陸地總面積中,有13%是沙漠。為了探尋沙漠生態的奧妙,李新榮已經花了幾十年時間。
給沙漠織地毯
1997年剛到中科院沙坡頭沙漠研究試驗站工作時,李新榮還是個天不怕地不怕的年輕人。從蘇聯留學回國、做完中科院植物所的博士後,他沒選擇留在北京,而是重返騰格裏,立誌與沙漠打壹輩子交道。
那時在站內,早有老壹輩科學家為防沙固沙作出過貢獻。1958年包蘭鐵路穿沙而過,當時的站長李鳴岡等人用小麥草在流沙表面紮起方格,在方格內種上沙蒿、花棒。這些麥草方格組成的“地毯”與林木帶、卵石帶壹起,成了沙漠鐵路的守護神。
“這些植物就像柔順的頭發壹樣,只擋沙不擋風,還不會形成人為沙丘。”李新榮告訴《中國科學報》,這正是前輩發明的草方格治沙的奧妙之處。
但沙區生態恢復是系統工程,不能“壹招鮮吃遍天”。站在前人的肩膀上,李新榮繼續尋找效率更高、效果更持久的生態恢復方法。
1999年,在澳大利亞進修的李新榮頭壹回聽說生物土壤結皮的概念——苔蘚、地衣等隱花植物連同細菌、真菌與地表土壤中的細微顆粒膠結在壹起,不但能在極端環境下生存,還能提升土壤中氮、磷、鉀等有機質的含量,影響降水滲入過程和土壤水分的再分配。
不過,若僅靠自然速度生長,土壤結皮形成有效的覆蓋規模至少要10年。
有什麽辦法讓土壤結皮成為恢復荒漠生態的利器?帶著這個念頭,李新榮回國後立刻著手研究。
大量考察、反復實驗後,李新榮和站內其他科研人員找到了生物土壤結皮的升級版:選擇適合土壤結皮的微生物進行培養,再將其噴灑到草方格內的沙子上,大大縮短了結皮時間。
“從固沙角度看,生物土壤結皮就像在沙面鋪壹層生物地毯,能有效固定住沙面,植被區的沙塵也不會刮到天上去了。”李新榮告訴《中國科學報》。
從頭痛醫頭變“全科大夫”
從完成防沙治沙需求,到系統了解中國幹旱區生態,沙坡頭站的使命正在不斷升級,李新榮也隨之變成了沙漠中的“全科大夫”。他深深體會到,防沙治沙並非壹項簡單粗暴的任務,背後涉及的學科知識多種多樣。
沙區生態恢復的關鍵因素之壹,是土壤水分的植被承載能力。人為地重建植被,也要以此為依據。
在沙漠裏,弄清壹個問題的時間也被拉長。
為了搞清固沙植被對沙區土壤生態的影響,李新榮把沙坡頭1955年建站以來的觀測數據都用上了。他和同事發現,固沙植被建立十幾年後,更多的水分聚集到淺層土壤中,深層土壤的水分含量有所下降。
“這樣壹來,根部較短的草本植物和隱花植物就更多地活下來了,沙區植被的蓋度就提高了。那原本深根系的灌木就沒有‘活路’了嗎?也不是。”如今已是沙坡頭站站長的李新榮,講起這些多年積累的研究成果,依然繪聲繪色。
為了解開疑問,李新榮特意去研究荒漠中的昆蟲。“土壤裏有螞蟻、沙蜥,小動物鉆來鉆去產生縫隙,能讓雨水滲到更深的地方,深根系的灌木就有了生長機會。”
最後,李新榮等人發現,當固沙植被建立50年後,深層與淺層的植被達成了壹種“和諧穩定”:灌木的蓋度穩定在10%,草本植物的種類也趨於飽和,而土壤結皮中不起眼的隱花植物,占據了整個生態系統中的50%~70%。
這種馬拉松式的觀測研究是李新榮的強項。
西北研究院研究員、沙坡頭站副站長張誌山告訴《中國科學報》,為了研究氣候變暖對沙區生態的影響,沙坡頭站在2010年建立了增溫設施,玻璃房子裏培養了各種生物。
“增溫實驗需要長期堅持,李老師就壹直默默地做實驗,好多年也不見出文章。”張誌山笑說,自己當時和同事心裏還犯嘀咕。
2018年,這項研究成果發表在生態學頂級期刊《全球變化生物學》上。李新榮在文章中寫道:“隨著溫度逐漸升高、降水減少,生物土壤結皮中的苔蘚相比地衣和藍藻受到了更多影響,從而導致露水減少,水分的下滲和蒸發增強。進壹步影響了沙漠土壤的水平衡。”
短短幾行字,背後是近10年的觀測數據。
戴眼鏡的人要做的事
全國防沙治沙先進 科技 工作者、王寬城西部學者突出貢獻獎、國家 科技 進步獎二等獎、全國優秀 科技 工作者……李新榮名字前的頭銜壹串又壹串,代表著國家和 社會 對他的認可。
他還有更多接地氣的身份:對課題組的學生來說,是慈祥敬業的老師;對相伴多年的妻子,他是愛逗悶子的丈夫;對行走多年的荒野,他是始終如壹的赤子。
“研究沙漠肯定要經常出野外,沙坡頭站的研究工作很辛苦,但也留得住人。個人興趣是壹方面,團隊氛圍也很重要。”西北研究院副研究員回嶸讀博時便拜李新榮為師,如今已經和老師成了同事。在她看來,老師對沙漠研究濃烈而單純的興趣不僅多年未減,還在持續感染身邊的後輩。
“每次去野外考察,遇到沙丘要爬,李老師壹定沖在前面。”回嶸告訴《中國科學報》,哪怕是沿途遇上壹株蘆葦,李新榮也能就地蹲下,提出不少值得研究的點,還不忘引導大家發現更多問題。
即便是頭壹回聽他作報告的外行,也會發自內心地對沙漠產生好奇。每年沙坡頭站的科普活動,李新榮的講座總能獲得不錯的反響。
在莫斯科留學期間,李新榮看過許多場芭蕾舞劇和歌劇,受到藝術和美的熏陶,他的PPT也透著壹絲不茍的美感。
這種嚴謹和浪漫也體現在他對沙漠的態度上。李新榮不止壹次地表示,人類不應簡單無序地開發沙漠,而要愛護沙漠、保護沙漠。“沙漠就像草地、森林壹樣,是地球生態系統中重要的成員,它在整個陸地生態系統中發揮的功能,我們還知之甚少,不能因為生產力低就忽視。”
談到生態恢復,他認真地說:“生態恢復不應該耗費過多人力財力,而應該註重效率。我們的工作就是為國家的幹旱區生態研究提供科學依據,讓後續工作事半功倍。這也算我們這些戴眼鏡的人該做的事情。”