青藏高原海拔5000米上下的地區,空氣含氧量不足內陸平原地區的一半。而他們這群特殊的漢子,似乎自帶氧氣、能量和光芒,無懼高海拔、缺氧和艱難險阻,激情滿懷地奔走其間。
他們不是熱衷探險的「驢友」,而是一支由中科院南京土壤研究所土壤科學家為主組成的「土壤類型調查與製圖」科考隊。
確切地說,他們只是青藏高原上自帶氧氣、能量和光芒的一大群人中的一部分——來自中科院的消息說,從2017年8月19日開始,我國正式啟動了第二次青藏高原綜合科考。2年來,10大科考任務漸次展開,涉及5大綜合考察區域,共有包括南京土壤所在內的60多個專題科考分隊為此奔走在青藏高原的冰川、湖泊、荒漠和草甸之間。
「世界上有35萬多種植物生長在土壤上,全球70億人每天消耗的80%以上的熱量、75%的蛋白質和植物纖維都直接來自土壤,但世界上三分之一的土壤已經退化。」中國土壤學會秘書長、中科院土壤所研究員張甘霖告訴記者,「青藏高原獨特的地質歷史、氣候條件和植被類型,造就了青藏高原獨特而又豐富的土壤類型,它既是地表環境要素相互作用演化的產物,又是維繫青藏高原生態系統的基礎。通常,形成1釐米厚的土壤可能要經歷100年到1000年的時光,而在青藏高原高寒地區要經歷的時間也許更長。」
這已經足以點燃記者跟隨南京土壤所科考隊走進青藏高原的激情了。而在此之前,最早提醒記者關注土壤的是廣東省生態環境技術研究所研究員陳能場博士的一句話:「人類壽命太短,難以察覺土壤變化對人類文明產生的傷害。」
此話直擊記者的心臟。
「土老冒」「土得掉渣」,「土」在很多人的思維中幾乎是貶義詞。而我們對土壤的漠視,或是因為自身的生命過於短暫,如同「夏蟲不可語於冰」?
還是跟隨土壤科學家走進青藏高原,俯下身,把我們平日灌滿了城市喧囂的耳朵緊貼在荒漠和草葉上,聽聽高原土壤的喃喃低語吧!
劉峰隊科考志:
色林錯——鹽化草甸土
南京土壤所科考隊自7月下旬從拉薩出發後,經日喀則便兵分三路:由研究員趙玉國、李德成和副研究員劉峰各率一隊,每個小隊又分為2組,按計劃分頭奔向藏西北高原。
記者一行與劉峰小隊相遇,已是8月初在那曲的申扎縣。前一天,我們的車駛過了海拔5276米的可古拉埡口,雪峰在側,果然氣象不凡。
次日,科考隊前往色林錯湖畔。色林錯湖面開闊,由於十多年來湖面面積不斷增加,原位居我國第三大鹹水湖的色林錯面積已超過了納木錯,成為我國第二大鹹水湖。就在記者為「偌大個湖畔,該選哪裡做樣點」困惑時,只見組長楊飛和楊帆蹲下身,用手撿了幾顆草甸上白色結晶嘗了嘗:「鹹的,是鹽。就這兒吧。」
高度表顯示:海拔4533.7米。在高原上平地挖深坑可是個力氣活,郭龍、谷俊、楊帆、谷洪玉、鍾陳、陳劍等年輕人輪番上陣。楊飛告訴記者為什麼選這兒做樣點:選點必須考慮代表性,因為千百年來色林錯湖面大幅度進退,這裡是典型的鹽化草甸土,但地下水位高,如再往湖邊走,怕有陷車的可能。
果然,才挖了六七十釐米深,地下水就湧了出來,趕緊用桶往外舀水,水沒了再挖,沒挖幾下水又從四壁滲出,於是再往外舀水……幹了2個多小時,才形成了標準的樣坑。於是,楊帆他們精心修出整齊的坑壁,判定樣點的土層,再逐層取樣。每層取1袋土,每袋2公斤。記者奇怪為什麼用布袋裝土?楊帆解惑道:「布袋可以濾去土樣中的水分。如果裝在不透氣的塑膠袋裡,土樣裡的微生物活動容易使土壤變質,影響土壤的理化性狀。有條件的話,布袋中的土樣還應當儘快風乾。」
只見谷俊又跳入坑中,用錘子將一個5釐米高的鐵環砸進土裡,取出後用小刀細心地削去露出環外的部分。「這是環刀樣品。」楊飛說,「用於測定土壤的容重,它可以反映土壤的通氣和持水性能,是事關農牧業生產的重要指標。每層取3個環刀樣品,回到實驗室後,還要送進105℃的烘箱內將它烘乾,再計算出它的容重。」
在這支隊伍裡,還有幾位特殊的成員:瀋陽農業大學資環學院的老院長王秋兵教授、谷洪玉博士和來自華中農業大學的郭龍博士。行前,王教授的夫人一直擔心他血壓會不會太高、高反會不會嚴重?這次科考中,57歲的王秋兵教授的血氧含量始終徘徊在70-75之間。他不僅是記者的帶教老師,一路輔導,還兼科考隊現場作業評委,後來還親自上陣做樣點。
郭龍和谷洪玉是第一次見識青藏高原。青藏高原對別人來說是「詩和遠方」,對剛剛開啟高原科研生涯的他倆來說,卻是「一生的冷板凳」!「非常震撼,最大的收穫是換了一個視角看自然!」「為什麼山坡上溫度更低,植物反而比山腳下更茂盛?怎麼區分草原、草甸和草氈?怎麼區分土壤中的洪積物和坡積物?過去我們只知道書本上的道理,現在我們見識了青藏高原的神奇!」他倆興奮地說。
李德成隊科考志:
班戈錯——大標本
青藏高原強烈的紫外線在李德成臉上留下了再清晰不過的印記:雙頰完全呈紫紅色。而他說起話來依然如年輕人一般激情飛揚,讓人想不到他是1965年出生的人。自2013年起,他已六上青藏高原。
李德成曾拍下隊員在班戈錯邊採集完一個土壤「大標本」後興高採烈歸來的視頻,個個手舞足蹈就如凱旋的士兵。
「什麼是大標本?」記者見過楊帆在樣坑裡按層次一層一層取大概3釐米×4釐米×6釐米的土塊,依次裝進紙盒標本,但沒見過土壤大標本,頗為好奇。
「土壤大標本其實就是土壤的整段標本,主要用於博物館內展示土壤原貌。」李德成科普道,「所以我們要把原狀土壤原汁原味地帶回去,讓所有未到實地的人一看到這大標本,就大致知曉青藏高原的土壤是怎麼樣的。」
大標本的要求是在樣坑上取一個高1米、寬20釐米、厚達5-8釐米的土柱,然後裝入大木盒裡,再運回內地。「班戈錯的那個土壤大標本特別難做,由於是靠近湖邊的沼澤,土壤含水量特別高,且非常鬆軟,往往是正取樣的時候,樣壁就突然坍塌,沒有辦法,只能重新再取,前前後後折騰了幾次才搞定。所以我們有句行話:泥越軟,功夫越硬。」他說。
在班戈錯取的是什麼類型的土壤呢?「我們在土壤發生分類上稱為寒原鹽土。」李德成告訴記者,「一般土壤從上到下,最簡單的可分為3層:最上面A層為表土層,最底下C層為母土層,中間的B層叫心土層。土壤的發育程度,可以通過對心土層的性狀來判斷:它有沒有植物根系?粘不粘?有沒有形成結構?什麼形狀的結構?如果心土層發育程度高,一般就比較厚,可以細分為多層。如果土壤沒有發育或發育弱,往往A層下面直接就是C層,或B層很薄。」
李德成分隊裡,還有一支「外援」,就是中科院生態環境研究中心的劉四義和兩位博士生韓冰、井忠旺。與眾不同的是,他們是唯一自帶冰箱的專家,那臺體積100餘升的移動冰箱由皮卡載著,與他們寸步不離。當李德成他們忙著採樣時,劉四義則與學生一起戴上專用手套,開始採集土壤樣品,一部分直接放進始終保持-20℃的低溫冰箱;另一部分則裝進常溫自封袋;還有部分用錫紙包起來,以避免有機物的幹擾,用於回去分析土壤的脂質。「我們關注的是青藏高原土壤微生物的多樣性,以及對土壤質量和氣候變化的指示和反饋作用。」他為記者啟蒙說。
趙玉國隊科考志:
羌塘無人區——銀河系
趙玉國分隊的科考線路最令記者羨慕:從日喀則走318國道,到拉孜後改219國道到達阿里獅泉河,後往東北方向闖入羌塘無人區西南部分、再翻過喀喇崑崙、到達喀什地區後,東進和田,沿崑崙山北側、塔裡木盆地南緣進若羌,再分兵二路,一路奔阿克塞,另一路奔德令哈……全程從西藏到新疆再到青海或甘肅再到西藏,逾萬公裡。
穿越羌塘無人區是趙玉國隊最難忘的經歷。那天趙玉國、宋效東帶2臺車從革吉縣鹽湖鄉出發前往日土縣,因司機要辦證,來自雲南農業大學的講師王豹臨時「代駕」。從地圖上看,行程240公裡,不算太遠。但原來的土路因大雨變得十分泥濘,且時斷時續,車走著走著就迷路了。用GPS導航也只能顯示大概方向,卻顯示不了路在何方。更糟心的是,手機信號沒有,兩車失去了聯繫。車上的油表顯示僅有半箱油,趙玉國果斷決定:先找藏民加油!
好不容易找到一戶夏季牧場藏民,600元錢換了30升油。知道無人區的油來之不易,他們還送了藏民一支手電筒。此刻已是下午1點,才前進了80公裡,只得趕緊上路。
無奈路況實在太差,一個側滑,車陷爛泥裡了。其實這不過是他們無數次陷車中的第N次,因為經常陷車、挖車,別的隊已經授予他們「專業挖車隊」的美譽。但這次真的是「陷」車了。倘若在內地,只要路邊有一棵樹,他們用車頭前的絞盤鋼纜,也能把自己的車拉出來。可這裡是高寒高海拔無人區,別說樹,草都沒幾株。他們先是試著將挖土壤剖面的鏟子插入地裡,將它作為鋼纜的支點拉車,結果鏟子力不從心。腦力激蕩後,還是他們的專業啟發了思路:索性挖一個剖面,在剖面底部橫放工兵鏟,再用石塊和土壓住工兵鏟,用鏟子的鋼柄抵住土壁作為鋼纜的支點。這下,終於證明「專業挖車隊」果然不是浪得虛名!
誰想到,他們還未從「自救成功」的自豪感中平靜下來,前面的路面已經被雪水和雨水淹沒,就連原來可勉強辨認的車轍都不見了,這是該進,還是該退?車上的趙玉國、王豹和汪虎三人,都同年屬虎,人稱他們為「虎豹隊」。三人對過眼神,於是王豹切換低速四驅,前後差速鎖定,升高底盤,拿出了虎豹的狠勁:衝!
車輪濺起一片片水花,多次側滑,都被王豹敏捷化解,終於闖了過去。「根本沒有退路。」趙玉國對記者強調說。
夕陽西下之時,他們又一個急剎車:前面路不見了!
3人忙下車上前察看:原來,土路已被一股湍急的水流衝出一條深溝,車還能過嗎?
王豹不顧這冰川融水特別涼,脫了鞋襪跳將下去,拄著鏟子一步一滑趟向對岸:「應該能過!」
趙玉國告訴記者:「其實我那時想,大不了還是陷車,我們就原地過夜,明天再把車挖出來!」是啊,「專業挖車隊」還怕挖車嗎?
「虎豹隊」再次出發,緩踩油門,發動機低吼,果然!一番顛簸搖擺之後,深溝已在身後!
王豹興奮得剛要開啟「飆車」模式,只聽趙玉國下令:「停車,我們再做一個樣點。」
啥?日落西山,尚不知日土縣路在何方,已半天不見一個人影,而油料即將耗盡,還做樣點?
「做!」趙玉國果決地說:「這裡前人沒有做過樣點,我們來一次無人區太不容易了,趕緊做。」
這真是「不忘初心」最好的詮釋!這裡 是北緯33°4′17.3424″、東 經80°52′46.2288″,海拔4433米,它將成為未來的《1:50萬青藏高原土壤圖》中新呈現的樣點。
車行子夜,又遇衝溝,停車探路。
不知哪位「虎豹隊員」抬首仰望,驚嘆道:「快看,星空!」
平日見慣了城市燈火的他們仨,突然在漆黑一片、渺無人跡的無人區,撞上了億萬年來始終默默注視著我們地球的銀河,震撼無比。
「儘管前路未知,但那一刻,我覺得我們歷經千辛萬苦,做了那麼多樣點,好像就是為了來看這銀河的。」趙玉國說。
星河璀璨,籠罩天穹,無以名狀。
每一個民族,都需要仰望星空的人;每個人的一生,總應當有一刻,哪怕僅僅一刻,在星空下默然肅立,洗淨靈魂。
製作1∶50萬青藏高原土壤圖
——對話中國土壤學會秘書長、中科院南京土壤所研究員張甘霖
文匯報:國家從2017年正式啟動了第二次青藏高原綜合科考,意義十分重大。請介紹一下我們土壤科考在其中的地位和作用。
張甘霖:第二次青藏高原綜合科考是一個綜合性非常強的系統工程,土壤科考是其中涉及地表系統非常重要的部分,是整個系統工程中不可或缺的一環。南京土壤研究所具體承擔的科考內容,是「土壤質量變化及其對生態系統的影響」專題中,直接以土壤為研究對象,側重於土壤的類型和分布的子專題。土壤和農業開發、生態環境保護等密切相關,因此我們必須對青藏高原的土壤數據有全面的了解。當然,早在40年前,當時的青藏科考和全國性的普查就做過土壤調查,但受當時技術條件的限制,青藏高原的很多區域去不了,有的實驗做不了。所以雖然那時老一輩土壤科學家畫出了青藏高原土壤分布圖,但精度有待提高,而且40年過去了,當地生態環境的變化很大,全球氣候變暖也帶來了青藏高原植被和土壤的變化。如今,已有更好的技術手段,可以進入過去沒能進入的無人區,並獲得新的觀測數據。今年的南京土壤所3支科考小隊各自行程上萬公裡,總計完成250多個土壤樣點。
文匯報:請介紹下您領銜的這次土壤科考的總體安排和重點是什麼?
張甘霖:這一科考項目,我們有個5年規劃,計劃野外分區作業3年,今年是野外作業的第一年;後2年主要進行室內研究分析。科考重點是研究土壤不同尺度的分布規律,目標是製作完成精度比過去高一個等級的青藏高原土壤圖。首次青藏高原綜合科考,前輩們製作了1:100萬的青藏高原土壤圖,而我們這次的目標是完成1:50萬的土壤圖。過去圖上1平方釐米代表100平方公裡,而新圖的1平方釐米代表25平方公裡,雖然比例尺精度只提高了一倍,但土壤採樣工作量增加到4倍。且由於土壤在空間上的變化很複雜,我們要找到土壤變化的區域和邊界,發現不同尺度的土壤變化規律,同時將土壤空間的信息更精確地體現在土壤圖上。
文匯報:您在這次科考中最關心青藏高原土壤的什麼問題?
張甘霖:深入理解土壤在青藏高原的空間分布規律,是我們關注的首要問題。其次,研究青藏高原隆起過程對土壤變化的影響。青藏高原上很多遠古的土壤曾保存著很多逝去的歲月信息,但後來環境變化了,所以希望能解讀在地殼抬升不同階段環境過程對土壤變化帶來了什麼影響。再者,近數十年以來,全球氣候變暖、人為活動增多,都有可能加速土壤退化的危險。土壤的形成過程是多要素互相作用的結果,大自然相當於為我們在青藏高原這個嚴酷的生態環境做了一項實驗。我們期待著解讀這個實驗的結果,來豐富現代土壤科學,揭示新的科學規律。
文匯報:您認為青藏高原土壤最神奇、最打動您的是什麼?
張甘霖:青藏高原有許多獨特的神奇之處。因為它地處高寒地區,我們通常認為青藏高原土壤發育和母質風化都很慢,但實際上青藏高原剝蝕區又是全球剝蝕速率最高的地區之一。我們還發現,雖然青藏高原有些土壤發育程度仍在幼年期,但其實下面覆蓋著很古老的土壤。我深感,我們過去對青藏高原土壤的了解是十分有限的。所以最吸引我的,是發現與我們原有的知識體系不吻合的地方——就是科學的未知點。
文匯報:曾拜讀您寫的土壤學科普著作《寂靜的土壤》,這書名非常有意思,道出了「寂靜的」土壤學。確實,民眾似乎對土壤的關注度不大,您對此有何評價?我們為什麼要關注土壤和土壤安全?
張甘霖:土壤樸實無華,默默無聞,但土壤是莊稼之母,土壤的質量很大程度上決定了農產品的質量,因此受到公眾的關心是很自然的,這也為保護土壤提供了「無可奈何」的契機。從系統的角度看,土壤是連接地表圈層的紐帶,是生態之基,因此關注土壤問題決不是只有汙染問題,土壤還面臨多種退化威脅。我們要認識到土壤是正在被消耗的自然資產,雖然從理論上而言是「緩慢再生的資源」,但對人類世代而言卻是「不可再生」的,關注土壤的安全不僅僅是為我們自己,也是為子孫後代提供生存和發展的基礎,當然值得每個人都來關心和保護。
(原載於《文匯報》 2019-11-17 06版)