科技日報記者 頡滿斌
“高寒草甸的面積占到青藏高原的49%,而位于青藏高原東部甘南草原區域的高寒草甸最為典型,被譽為亞洲最好的牧場。”
——蘭州大學生命科學學院教授 馬妙君
今年10月,科技部發布了關于批準建設甘肅甘南草原生態系統等69個國家野外科學觀測研究站的通知,“甘南草原生態系統野外科學觀測研究站”(以下簡稱甘南站)位列第一。
甘南站從1992年建站以來,一代代科研人餐風飲露,扎根堅守,像星火一樣守護著這里的綠水青山,30年間,科研成果豐碩。
在我國“兩屏三帶”的生態安全戰略格局中,青藏高原生態安全屏障尤為重要。發源于巴顏喀拉山的黃河在位于青藏高原東部的甘南入境甘肅,而后在甘南瑪曲繞了433公里后又回到青海,在這里形成了黃河第一道灣,同時在瑪曲形成了我國面積最大的高寒沼澤濕地,使甘南草原成為整個青藏高原上擁有初級生產力、物種多樣性最高的高寒草甸生態系統。
“正因如此,倘若該區域的高寒草甸和濕地退化,將會帶來嚴重的后果。”馬妙君如數家珍:會使青藏高原生態安全屏障遭到破壞;會嚴重影響黃河上游的水源補給功能;會成為黃河中下游沙塵暴和荒漠化的源泉;會使泥炭中的碳大量排放出來形成二氧化碳、甲烷等氣體,使碳匯成為碳源、進一步導致全球氣溫升高;會關系到這個多民族交匯地區的經濟社會穩定……
“因此無論從哪個角度來說,這個地方都是非常重要的,是我們生態學研究應該堅守住的陣地”。馬妙君說。
科研團隊合影。受訪者供圖
餐風飲露 科研人坎坷建站
早在上個世紀六七十年代,蘭州大學著名生態學家陳慶誠、張鵬云、趙松齡等人就開始在青藏高原東緣的高寒草甸、沼澤濕地開展科研工作。
1992年,蘭州大學生命科學學院教授杜國禎在海拔2700-4200米的青藏高原東部、甘肅省甘南藏族自治州,建立了甘南站。
建站初期,他們面臨著重重考驗。
從蘭州到甘南州瑪曲縣有400多公里,路程遠且交通不便就是橫亙在他面前的首個問題,“需要換乘三次班車,最后一段路還要騎馬下去,從瑪曲到實驗場地得走兩天。”杜國禎回憶說。
相比生活條件保障上的坎坷,經費的短缺是甘南站發展的最大制約。
由于經費有限,剛開始甘南站的運行還得杜國禎自己墊錢,他甚至兩次將自己的房子抵押貸款共將近30萬投入到甘南站的運行中。
在科學上沒有平坦的大道,只有不畏勞苦。科研人員沒有因為條件的艱苦而有半點的退縮。在杜國禎的帶領下,甘南站逐步走上正軌。
經多方爭取,2010年7月,甘南站擴建升級為“蘭州大學中央級普通高等學校農林實踐基地——高寒退化草地恢復與可持續利用技術推廣基地”。
2018年,甘南站被甘肅省科技廳認定為省級臺站。
2019年,甘南站與“甘肅慶陽草地農業生態系統野外科學觀測研究站”一道被教育部認定為部級臺站。
科研路上。受訪者供圖
櫛風沐雨 三十年成果顯著
隨著人口壓力的增大和過度放牧,甘南草地嚴重退化、濕地面積萎縮、次生裸地過程加劇、水源補給量減少,草地的水源涵養、補給的生態功能及生物多樣性保護功能已嚴重受損,成為我國黃河流域生態環境建設亟待解決的問題。
如何合理利用不同類型的草地,通過何種措施修復退化的生態系統、提升草地水源涵養功能、解決日益尖銳的草畜矛盾,實現生態系統穩定、草地可持續利用、草地畜牧業良性發展,這已然成為該區域的一項重要戰略任務。
團隊圍繞這些問題,通過長期的基礎研究和積累,進行了大量的高寒草甸和沼澤濕地生態系統的退化和恢復機理研究。
在積累的近30年的研究數據的基礎上,進行了退化高寒草地和濕地恢復技術的研發,提出了高寒草地與濕地的修復方案,建立了一系列技術體系并示范應用。
根據高寒沼澤濕地植物群落結構及主要組分種的特性,以退化濕地植物群落關鍵指示種的繁殖物候為標志,首次提出了以植物群落物候特征為關鍵指標的、適用于高寒濕地的中長期預警技術。
針對青藏高原生態系統功能和區域經濟社會發展所面臨的重大科學問題,甘南站從學科發展和青藏高原生態安全的國家需求出發,瞄準國際生態學研究前沿,經過長期的積累,取得了豐碩的學術成果。
截至目前,依托臺站發表論文437篇,其中在《生態學快報》、《生態學》等生態學主流期刊發表SCI論文169篇;通過國際合作,作為主要參與單位在自然科學雜志《科學》發表2篇,在《自然》發表3篇論文。
基于豐碩的研究成果,2009年,甘南站 “黃河重要水源補給區(瑪曲)生態修復及保護技術集成研究與示范”項目啟動,獲得了顯著的生態效益、經濟效益和社會效益。
通過項目區退化生態系統的修復,使得整個項目實施區域高寒草甸和濕地生態系統的生態功能得到恢復,水源涵養功能大幅提升,對瑪曲的水資源、生物多樣性和生態環境保護起到重要作用。
項目成果示范推廣后,應用退化濕地生態系統修復技術,草地綜合生產力可增加30%以上,示范區內平均每公頃可增加鮮草產量1400公斤,推廣區按示范區增加鮮草產量一半計算,每年可增收900多萬元。通過建植人工草地,906畝實驗區每年可增收近50萬元。次生裸地采用植被重建、補播、施肥等多種措施治理后,可使牧草產鮮草產量提高52.6%,并培育山生柳苗木30萬株,次生裸地示范區每年直接經濟效益近500萬元。通過畜群結構優化,實施草畜平衡方案,提高出欄率及增加冬春補飼,不僅增加了牧民收入,同時還大大降低了牛羊的死亡率,使冬春家畜死亡率降低了2%,瑪曲縣牧民每年可挽回經濟損失1000多萬元。
2017年6月,杜國禎提出:“青藏高原天然草地資源利用的主導產業應是生態文化旅游業,而畜牧業則定位于此產業的主要組成部分”,并提出發展生態文化旅游是青藏高原農牧民脫貧致富的最佳途徑。建議報告得到甘肅省委省政府的重視,此后甘肅省不僅摘除了甘南州在GDP目標上的“緊箍咒”,還通過修建或改善基礎設施建設,積極推動生態文化旅游業的發展。
野外考察。受訪者供圖
薪火相傳 何懼路漫漫
“就希望年輕人不要趕時髦、瞎折騰、亂搞創新,就抓住生態學的本質問題,穩扎穩打地往前走”。杜國禎給他的團隊時常這樣講。記者了解到,近三十年,依托甘南站培養了博士80余人、碩士200余人,部分已經成長為國內生態學研究骨干和學術帶頭人,而且這個數字還在增加。杜國禎在甘南建站的星星之火正呈燎原之勢。
2004年,馬妙君開始攻讀碩士研究生的時候,杜國禎便給其指定種子生態學和群落生態學作為研究方向。
2018年,馬妙君接過了杜國禎的接力棒,承擔起了甘南站負責人的重任。
這幾年間,他帶領團隊從理論層面提出了土壤種子庫在生態系統穩態轉換中的作用;初步揭示了土壤種子庫在高寒植物群落更新中的作用機制,以及青藏高原溫度和降雨變化對土壤種子庫的直接和間接作用機理……
“在現有的基礎上,建成一個硬件設施進一步提高、生活條件進一步改善、實現天地空全方位監測的開放化實驗站。”對甘南站的未來,馬妙君目標明確:“將來在國際上生態學研究領域有我們一席之地,能吸引到全世界的科研人員到甘南站來做實驗”。