红土地上的守望
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当年选择留下并坚守的科研人员,他们放弃了不知多少个可与家人团聚的日子,只为等待那些试验的结果。比起繁华的大都市,红壤站犹如一个世外桃源,让科研人员拥有一颗坚守的心。
红壤水稻试验研究场
科研人员进行分析测试
红壤站生活和工作区
红壤旱地研究观测场
“没水、没电、没路的日子已成为过去。”中科院鹰潭红壤生态站(以下简称红壤站)早期建站的艰苦时光至今仍让筹建人员难以忘怀。
随着红壤站进入中国科学院生态系统研究网络,并成为中科院亚热带第一个开放实验站,如今的红壤站已经成为鹰潭农田生态系统国家野外观测研究站,有两代科研人员在这片红色的土地上挥洒着汗水。
红壤研究的意义
红壤是在热带、亚热带湿润气候条件下形成的土壤,由于赤铁矿形态氧化铁含量很高,颜色多为红色,呈酸性反应,所以称其为红壤。
我国的红壤主要分布在长江以南的丘陵山地,约占国土面积的五分之一。因此,在我国南方随处可见赤色大地,与繁茂的绿色植被相映成趣,成为南方各省市重要的农业土壤资源。
“红壤也成为中国科学院南京土壤所(以下简称土壤所)承担国家任务的主要地区之一。”红壤站老站长王明珠告诉《中国科学报》记者。
江西是全国红壤面积最大的省份之一,约占全省总土地面积的70%。这里何以形成如此广阔的红壤呢?
据介绍,6000万年前,这里气候炎热,化学风化强烈,由于长年处于高温高湿气候条件下,地壳表面岩石被分解、淋溶,铁、铅等氧化物相对积聚,各种植物的生长加速了这种变化过程,就形成了红壤。
红壤是我国水热条件好而又面积大的重要的土壤资源,不仅能种粮食作物和经济作物,而且是亚热带经济林木、油料、茶叶、果树的重要产地。在江西全省3000多万亩耕地中,就有2000多万亩是红壤开垦而成的。江西省种植水稻的水田,有一半以上是由盆地的红壤改造而成的。
“红壤研究的目的在于促进红壤地区农业生态系统资源高效利用、生产力稳定提高和生态环境质量提高。”现任红壤站站长孙波指出,“红壤站在新时期将面向国家的多目标需求,为农业持续发展提供科学决策依据、理论指导与技术支持。”
播下希望的种子
近年来,在一些红壤地区,由于利用不当,水土流失严重,造成红壤养分含量低,出现酸、瘦、板、粘、旱、蚀、人工生态系统逆向演替等突出问题,成为制约农业生产的重要障碍因素。
此外,红壤地区出现的季节性干旱不仅带来温度、阳光和土资源浪费,还导致该地区种植作物单一、产量不稳,影响当地的可持续发展。
“红壤站以可变电荷土壤为核心,以亚热带复合农业生态系统为主体,主要参与研究红壤资源高效利用、生产力稳定提高、生态与环境相协调、农村可持续发展的理论和技术。”孙波介绍说。
据王明珠介绍,红壤站从1991年开始,申请了“红壤的退化机制和防治”“红壤生态的结构、功能和提高生产途径的研究”“土壤管道腐蚀观测研究”等国家攻关项目与基金立项;承接了德国自然科学基金提供的“生态小流域生态水文监测”,国际原子能机构“农林复合水、肥、光竞争”的同位素测定、分析等项目。
与此同时,红壤站还提出了红壤开发立体优化布局,编制地方的双季稻、花生、梨树生产技术规程等;探索了侵蚀劣地快速治理、低丘茶园改造等一些生产上的关键问题。
孙波课题组在3个“973”项目的连续资助下,近3年来基于红壤站建立的长期施肥试验平台,针对南方丘陵区典型的瘠薄红壤,揭示了长期施用有机肥对线虫季节性变化特征的影响,并在土壤团聚体尺度下提出有机肥对促进团聚体形成、促进红壤CN养分循环和提升生物功能的理论假设。
耐得住那份寂寞
建站近三十载,如今的红壤站占地1700亩,这里形成了双季稻田、旱粮和花生、果园(柑橘、桃、李、杨梅)、林地的综合生态系统,分别在地下、旱地、水田、坡岗地和小流域开展试验。
在红壤站开展工作的科研人员最多的时候能达40多人。红壤站实验室主任宗海宏告诉《中国科学报》记者:“一年中有近300天,我都是在站上度过的。”
作为红壤站的筹建人员,宗海宏还记得那段没水、没电、没路的日子。“最开始工作区和生活区相隔6里路,我们一天要走至少两个来回,有时候中间还得来回好几趟,因为需要搬运建筑材料。”
直到4年前,红壤站才正式通自来水。而宗红海虽然本身对水质比较敏感,但仍然坚持喝了25年的酸水。
“虽然当时的条件很艰苦,但真正难熬的还是寂寞。”红壤站副站长梁音说,“红壤站比较偏僻,几乎与世隔绝,有时候一张报纸都能反复看上一天。”
尽管如此,科研人员在当年选择了留下并坚守,他们中很多人放弃了不知多少个可以与家人团聚的日子,只为了观测并等待那些试验的结果。
虽然红壤站早就通了网络,与外界的沟通交流不再是问题,但比起繁华的大都市,红壤站犹如一个世外桃源,让科研人员拥有一颗坚守的心。
[补充报道]
忆鹰潭红壤站筹建岁月
(作者:原鹰潭红壤站站长)
早在上世纪30年代,老一辈土壤地理学家马溶之等先后在江西等地进行红壤类型、分布和理化性质的野外调查。
1953年,中国科学院南京土壤所(以下简称土壤所)建所后,先后承担了华南橡胶宜林地考察、南方土壤普查、山地资源利用等一系列国家和省部级的科技攻关和重大任务,并相继在江西甘家山、浙江金华、湖南长沙、海南那大等地建立了红壤利用改良基点或治理样板。
由于各种原因,上述科研基点或治理样板无一能持续十年以上,这对红壤深入研究和数据积累极为不利。为此,土壤所在总结以往经验教训的基础上,组队调查选址,最后经中科院批准,于1985年9月决定在江西鹰潭建立一个长期综合的红壤生态实验站。
经过一年考察,红壤站最终选址鹰潭市刘家站垦殖场一分场,在这100多公顷的红壤疏林草地上。
我们先后请江西省向塘、鹰潭等多个地质队,前后进行了10多次物探与钻探,最深打到243米,一天出水量还是不足60吨,与需求日出水100吨以上相距甚远。迫使当时只能利用浅层地表水,在岗下坡汇水地段打了一个不到10米深的井,解决住站人员饮用。
后经实地踏勘发现,我们可以利用从站区西端通过的白塔渠灌水总渠道,但该渠与红壤站区中心区相距800余米,其间丘岗起伏,有一近百米的宽谷洼地。为把白塔渠的水引进来,必须高位架设一个210米长、高差20余米的混凝土渡槽,投资11万元,才可引进白塔干渠水灌溉试区水田旱地。
第二个问题是电。当时地处铁路南侧的刘垦一分场与筹建站区尚不通电,当务之急是解决架设高压线的电缆,并把电从总场接过去。
而电缆当时是国家计划物资,为了得到质量可靠价格合理的电缆,我们求助于中科院基建部门。当辗转得知水电部有电缆时,我们欣喜若狂,随即派人乘火车赴京。由于走得急这位同事没有购到卧铺票,只好30多个小时躺在火车座位上。到京后,他马不停蹄地奔波,用一天时间搞定了电缆问题。
接下来要解决铺设问题,在电缆高架越过铁轨上空时,必须要中断几分钟铁路的通信线路。由于这段铁路归属于南昌铁路局,我们又数次跑南昌,直至通过省政府交涉,南昌铁路局才特允安排暂停3分钟,让电缆高架穿越铁路线。
第三个问题就是修路。红壤站地处丘岗红壤间,由于物理特性是“晴天一块铜,雨天一包脓”,从一分场到站区有一段约300多米长、近5米宽的岗间低洼红泥路,起伏坑洼,大小坑数十个,连链轨式拖拉机都难于行进。此路不修,基建就无法启动。
这条坑洼路先后铺垫了500多立方米砂石,才夯实了70公分厚的胶泥土路基,车辆得以晴雨无阻通行。一年多站区建房完工以后,我们又在这段路基上向两端延伸,将站区通向国道的近1公里路面浇灌成了4米宽、20公分厚的水泥路。
1987年7月“水电路”三通后,接踵而来的是建房。我们要求余江县设计室设计了一座集办公、化验、食宿为一体的“四合院”,总面积为3040平方米。
为了建房快、好、省,我们跟承建的余江一建公司签订了“三材”(木材、钢材、水泥)由我们提供的协议,这无疑是“自讨苦吃”。因为当时计划经济,要搞到官价的“三材”很难。为此,木材我们找了鹰潭市时任市委书记孙永久,批了20立方米;水泥通过江西省政府、省科委批了300多吨;钢材通过中科院基建下达的钢材指标以及无锡与中科院合作的钢窗基地,解决了线材和建房钢窗。
就这样,建这座“四合院”共花了13个月时间。建起来后,这里成了当时鹰潭最漂亮的建筑之一:红色的土地,绿色的树草,白色马赛克贴的墙面,大家把它说成是红土、绿树、白墙的“白宫”。
“白宫”在竣工验收时被评为市优、省优工程,并得到了中科院基建局的好评。其造价也相对低下,平均每平方米才200多元钱,这与附近建房造价比,便宜了约八分之一。
随着设施基本配套后,我们的工作重心逐步转移到了规划、实验。为了摸清红壤站区的底细,我们先测绘编制了站区带有等高线的1/2500地形图,再组织了土壤所、中科院水生所、南京植物园近10名有关科技人员,冒着高温烈日奋战一个多月,完成了野外采样。
接着,我们对采集的植物样本进行鉴定;开展土壤、水样的理化分析,不到半年就先后绘制了试区现状图、土壤图、植被图及土壤有机质、有效磷、钾、硫、pH值等8辐图件,为实地规划提供了依据。
我们还结合站区地形、利用现状及其研究方向,对长2.4km、宽0.3~0.6km的条形站区,自西向东规划布局了5个生态试验区。其中四区是土壤资源保护示范试验区,土壤为全站水土流失最严重的侵蚀劣地网纹红土,有“红色沙漠”之称,针对性地选择相邻两个小沟谷,一谷规划钢钎打洞、穴施磷肥,种乔、灌、草,一谷空白对照,底部各建一个集水池,长期计量监测流失水土的动态变化。顺其谷间分水岭,用红砖砌有一道界墙,外宾参观时戏称Great Wall(小长城)。
经过三年紧张建房、规划,实验初具规模后,站上的各项工作得以正常运转。1989年,红壤站进入中国科学院生态系统研究网络(CERN),成为中科院第一批28个网站之一,两年后又在CERN竞争中入选成为十个重点农业站之一;1990年,红壤站正式对国内外开放,成为中科院亚热带第一个开放实验站;1991年,红壤站又和江西省农科院、南京农大联合,承担了“八五”红壤综合开发治理攻关项目,名副其实地成为集试验、示范、开发于三位一体的红壤生态定位实验基地。
(原载于《中国科学报》)