【守初心 擔使命】青春奉獻雪域高原 科技助力脫貧攻堅
每年六月初,青藏高原的春天翩然來臨,積雪消融,山野翻綠,湛藍的天空下,牧草豐茂,牛羊成群,奏出人與自然最和諧的天籟之音,悠遠寧靜,滌蕩心靈;當進入十月,冬季如約而至,雪域高原之上,白雪皚皚,銀裝素裹,演繹著美輪美奐的冰雪奇緣,與世隔絕,令人心馳向往。但是,在這靜謐之美的背后卻危機四伏。今年6月入汛以來,西藏大部出現(xiàn)高溫少雨天氣,拉薩連續(xù)5日平均氣溫高于22攝氏度,全區(qū)平均氣溫較常年偏高0.6℃,多地日最高氣溫破歷史極值;平均降水量較常年偏少30.5%,為近10年最少。史無前例的異常天氣事件引起了公眾的廣泛關注,全球變暖對青藏高原的影響似乎正在加劇。
夏天的藏北草原
對于中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所(以下簡稱“環(huán)發(fā)所”)農(nóng)業(yè)溫室氣體與減排固碳團隊來說,這一現(xiàn)象并不偶然。早在15年前,氣候變化對青藏高原的影響就引起了他們的高度關注。2003年,由時任全國政協(xié)常委的林而達研究員等專家組成的全國政協(xié)人口與資源環(huán)境專題調(diào)研組考察了位于青藏高原核心區(qū)的藏北高原。通過實地考察,調(diào)查組發(fā)現(xiàn)氣候變暖,水土流失、荒漠化和沙化,鼠、兔、蟲、旱獺等過度發(fā)展嚴重威脅著藏北草原的生態(tài)。在氣候變化影響下,保護藏北高原生態(tài)刻不容緩。林而達研究員于2004年提交了《關于把藏北草原的保護納入國家西部開發(fā)整體戰(zhàn)略和退牧還草計劃的提案》,提案引起了時任國務院領導的高度重視,指示相關部門加大投入,并組織精干力量立項支持西藏地區(qū)草原生態(tài)保護。
一、不忘初心,勇?lián)姑咴ㄕ?/strong>
廣袤的藏北高原(那曲)被昆侖山、唐古拉山、岡底斯山-念青唐古拉山和喀喇昆侖山環(huán)抱,面積近45萬平方公里,平均海拔4500米以上。這里是“世界屋脊的屋脊”“亞洲水塔的泉源”“地球第三極的頂端”,長江、怒江、金沙江和瀾滄江的發(fā)源地,是我國重要的生態(tài)安全屏障、水資源戰(zhàn)略保障基地、天氣系統(tǒng)調(diào)節(jié)器,更是世代藏族牧民賴以生存的家園。長期以來,藏北草地科研基礎薄弱,對藏北草原的退化機理、生態(tài)演替規(guī)律、病蟲鼠害發(fā)展理論缺乏深入研究,亟待內(nèi)地科研機構(gòu)加大對藏北的支持和幫扶力度。
環(huán)發(fā)所于2001在原中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)氣象研究所和生物防治研究所的基礎上組建而成,是農(nóng)業(yè)環(huán)境領域的“國家隊”,也是農(nóng)業(yè)氣象研究領域的領跑者。林而達研究員任環(huán)發(fā)所所長和農(nóng)業(yè)氣象學科首席科學家期間,組織領導了我國多領域跨部門的氣候變化影響綜合評估工作,組建了我國第一支涉及農(nóng)、林、水、人體健康、海岸帶的氣候變化研究隊伍,開創(chuàng)了我國農(nóng)業(yè)應對氣候變化科技研究工作的先河,在國際上享有盛譽。林而達研究員作為政府間氣候變化專門委員會(IPCC)團隊成員獲得了2007年諾貝爾和平獎。面對維護藏北高原草地生態(tài)安全、促進高原畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展和西藏高原生態(tài)文明建設的國家重大需求,他建議在西藏那曲設立試驗站,專門開展高寒草地氣候變化影響與適應、高寒草地放牧管理、高寒草地生態(tài)保護與畜牧業(yè)協(xié)同發(fā)展方面的研究工作,從而為西藏高寒草地生態(tài)恢復與生物多樣性維護、生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展與科學管理、適應未來氣候變化等提供理論基礎和科學支撐。此建議迅速得到農(nóng)科院、農(nóng)業(yè)部及西藏自治區(qū)的大力支持,最后決定由環(huán)發(fā)所氣候變化研究室農(nóng)業(yè)溫室氣體與減排固碳團隊來承擔這項光榮而艱巨的任務。
藏北高原強烈的紫外線、稀薄的空氣、常年刺骨的寒風,不得不讓人產(chǎn)生對大自然的畏懼,讓渴望揭開其神秘面紗的先行者們望而卻步,戲稱其是一個讓“英雄氣短”的地方。但是在高原建站的任務面前,農(nóng)業(yè)溫室氣體與減排固碳團隊的科研人員義無反顧、勇往直前。林而達研究員多次進藏,親自協(xié)調(diào)部署建站工作。一位來團隊不久的蒙古族小伙子——高清竹主動請纓,加入這支隊伍,前往那曲開展試驗站的建設和試驗工作。
林而達研究員(右一)與團隊成員合影
高清竹從小在廣袤的科爾沁草原上長大,擁有蒙古漢子的豪爽性格和寬廣胸懷。“天蒼蒼,野茫茫,風吹草低見牛羊”,一望無際的草原和清澈的藍天,悠揚的牧歌和成群的牛羊,這是他對家鄉(xiāng)的印象。在他看來,保護草原的青山綠水就是在守護自己的家園。求學之初,高清竹就對生態(tài)學格外感興趣,在填報高考志愿時,他毫不猶豫地選擇了生態(tài)與環(huán)境科學專業(yè)。因為他想用自己的所學使草原的草更綠、天更藍,牧民的日子過得越來越好。在取得博士學位后,他進入了環(huán)發(fā)所氣候變化研究室工作,當獲知可以到那曲草原開展科研工作時,他仿佛感到使命在召喚,那曲草原將是他實現(xiàn)夢想、施展才華最好的舞臺。
高清竹在白雪皚皚的藏北草原
初到高原,缺氧、氣喘、頭疼往往折磨得人徹夜難眠。科研人員在克服身處海拔4500米高原帶來的強烈反應的同時,更要克服開展長時間、高強度野外試驗和實地調(diào)研的各種困難。為了在那曲搭建起高原草地監(jiān)測的試驗平臺,他們常年奔波在崎嶇不平的山路上,風餐露宿,風吹日曬,多次深入藏北無人區(qū)。經(jīng)過兩年多的籌備,“藏北高寒草原生態(tài)試驗站”于2006年8月正式成立。
高清竹回憶說,試驗站成立之初,由于定位觀測點離市區(qū)較遠,且經(jīng)費有限,他和同事們只能住帳篷,方便面配酥油茶是他們的“家常便飯”,晚上唯一的娛樂活動就是“仰望星空,放飛夢想”。每當從觀測點回到縣城,街道上有限的幾盞路燈都讓他們興奮不已,就像進入了國際大都市。
在中國農(nóng)科院的大力支持下,2009年“藏北高寒草原生態(tài)試驗站”正式被命名為“中國農(nóng)業(yè)科學院那曲高寒草地生態(tài)與氣候變化野外科學觀測試驗站”,列入全院首批59個野外觀測試驗站,由高清竹擔任站長。此時,團隊終于在市郊建立了長期定點觀測樣地,野外科研工作和生活條件有所改善,從帳篷搬進了活動彩鋼板房。在冬夏皆冷的彩鋼房里,終于有了生火做飯的條件。高清竹開玩笑說,同事和學生們都喜歡吃他做的烙餅。正是他們的堅持和努力之下,2011年,試驗站被命名為“農(nóng)業(yè)部那曲農(nóng)業(yè)環(huán)境科學觀測試驗站”,成為藏北那曲地區(qū)高寒草原生態(tài)保護、生態(tài)長期監(jiān)測、評估草地資源可持續(xù)利用的重要科技平臺。
二、攻堅克難,創(chuàng)新突破碩果累累
在那曲市郊外一片高寒草甸上,整齊地分布著二十余個草地增溫裝置。不遠處,聳立著氣象觀測站,安裝著渦度相關、土壤呼吸連續(xù)觀測儀等儀器設備。遠遠望去,這里更像是展示科學之美的現(xiàn)代藝術品,與高原原始自然之美形成了強烈反差。農(nóng)業(yè)溫室氣體與減排固碳團隊的成員們長期在這里開展監(jiān)測試驗,寒來暑往,年復一年。
那曲試驗站長期觀測點
長期以來,國內(nèi)外針對海拔4500米以上高寒草地生態(tài)修復與畜牧業(yè)提質(zhì)增效的關鍵技術研究相對較少,人們對藏北高寒草地退化機理還知之甚少。為了解決上述問題,在科技部、國家自然科學基金委和西藏自治區(qū)以及中國農(nóng)科院和環(huán)發(fā)所院所兩級相關項目支持下,團隊圍繞氣候變化模擬控制實驗,包括模擬增溫、增水和氮沉降增加及其交互作用對高寒草地生產(chǎn)力、物種多樣性、溫室氣體排放以及土壤養(yǎng)分循環(huán)的影響進行了深入研究,評估了未來氣候變化對藏北高寒草地生態(tài)系統(tǒng)帶來的綜合影響。他們還建立了高寒草地退化遙感監(jiān)測和評價指標體系,明確了近30年藏北高寒草地退化過程及其時空分布格局;集成長時間序列氣候觀測資料以及多個區(qū)域和全球氣候模式,明確了藏北高原氣溫升高、季節(jié)性干旱頻繁的氣候風險;通過增溫增水氣候變化控制實驗、遙感反演與模型模擬相結(jié)合技術手段,明確了氣候變化進一步加劇藏北草地退化過程,確定了適宜高寒地區(qū)的放牧模式,為實現(xiàn)高寒草地科學管理和利用提供了技術支撐。同時,他們還開展了人工草地施肥研究,探究高寒人工草地土壤養(yǎng)分狀況,從而確定適宜高寒人工牧草的合理施肥量。他們開展野外觀測和長期定位研究,全面總結(jié)了藏北草地保護與建設情況,為藏北高原生態(tài)安全屏障建設提供了基礎支撐;為高寒草地生態(tài)系統(tǒng)適應未來氣候變化以及為那曲、西藏甚至全國制訂切實有效的氣候變化適應方案提供了豐富基礎數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。
十多年的高原工作經(jīng)歷,練就了團隊成員們的堅毅執(zhí)著,不畏艱苦的精神;不忘初心,無私奉獻匯聚了他們勇攀科技高峰的強大動力。當初滿懷科技報國之志的青年學者迅速成長成為高原生態(tài)研究領域的知名專家。2010年,高清竹入選聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次評估報告(AR5)專家編寫組,成為中國主要作者之一。他先后獲得了青藏高原青年科技獎、2008-2011年度中國農(nóng)業(yè)科學院十佳青年等榮譽稱號,擔任中國青藏高原研究會第五屆理事會理事,提出的多項建議被西藏自治區(qū)政府采納。2017年,他開始擔任農(nóng)業(yè)溫室氣體與減排固碳科研團隊首席專家,成為環(huán)發(fā)所最年輕的首席專家。
三、服務生態(tài),雪域踐行“兩山理論”
那曲地域遼闊,動植物資源豐富,草地植被異常復雜,據(jù)統(tǒng)計資料,常見植物有50科、175屬、402種,野生動物達230多種,其中野牦牛、野驢、藏羚羊等特有珍貴物種,被列為國家級重點保護對象。那曲草原是國家重要的生態(tài)安全屏障,是藏北人民安身立命之本。但是近年來,那曲草原的退化、荒漠化、鼠害頻發(fā)、環(huán)境承載力降低,對高原生態(tài)環(huán)境造成極大威脅,嚴重制約了草原畜牧業(yè)的發(fā)展。在理論研究取得重大突破的基礎上,高清竹團隊不斷開拓創(chuàng)新,力求將理論成果轉(zhuǎn)化為技術優(yōu)勢,研發(fā)出藏北高寒草地生態(tài)修復關鍵技術體系。
氣候變化影響下,高寒草地季節(jié)性干旱加劇,成為高寒草地退化的重要原因。為了有效應對干旱,草原也需要進行灌溉。但是由于牧戶居住分散,電力資源匱乏,一直缺乏有效、經(jīng)濟和適用的灌溉技術。團隊在摸清了當?shù)厍闆r后,自主研發(fā)出一套高寒草地光伏智能噴灌技術,集成光伏發(fā)電、土壤水分自動監(jiān)測與灌溉智能控制為一體,利用太陽能提供電力,提取河水進行灌溉,采用該技術提取河水進行噴灌,簡便、高效,實現(xiàn)了資源的高效利用和節(jié)能環(huán)保,使高寒草地生產(chǎn)力增加1.6倍,物種豐富度增加20%,顯著緩解了季節(jié)性干旱造成的不利影響,對退化高寒草地修復和高原適應氣候變化提供了有效的解決方案。
對于廣大牧戶而言,牦牛的數(shù)量是財富的象征,但是超載過牧也成為草原荒漠化和沙化的主要因素之一。為緩解高寒草地超過牧問題,團隊構(gòu)建了適宜藏北高寒草地生態(tài)修復的合理輪牧技術。針對藏北高寒草地適宜禁牧年限和合理載畜量不清等問題,他們對比了不同禁牧年限的退化高寒草地植被和土壤恢復情況,確定了高寒草地的最佳禁牧年限閾值。通過長期的模擬放牧控制實驗,明確了退化高寒草地最適合放牧的強度,確定了藏北高寒草地承載力。量化了禁牧、輪牧以及自由放牧等不同放牧方式對草地生態(tài)系統(tǒng)的影響,創(chuàng)建了退化高寒草地合理輪牧技術。采用了新技術后,比天然放牧草地生產(chǎn)力增加20%,物種多樣性提高30%,顯著提升了高寒草地生態(tài)功能,為制定藏北草原補獎機制、退牧還草工程等政策提供了重要決策依據(jù)。
四、協(xié)同攻關,科技助推脫貧攻堅
那曲市是我國平均海拔最高、國土面積最大的地級市,也是西藏自治區(qū)深度貧困地區(qū)脫貧攻堅三大主戰(zhàn)場之一。由于那曲牧民居住海拔高、氣候惡劣,主要靠草原和畜牧業(yè)生產(chǎn)來維持生活,貧困發(fā)生率達19.56%,要實現(xiàn)到2020年與全國一道步入小康,如期打贏脫貧攻堅戰(zhàn),形勢任務十分嚴峻。
為推動草原生態(tài)建設與草牧業(yè)的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展,與農(nóng)牧民增收致富相結(jié)合,團隊與西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學院草業(yè)科學研究所、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所等單位聯(lián)合攻關,形成科研協(xié)作聯(lián)盟,創(chuàng)建了藏北高寒草地畜牧業(yè)提質(zhì)增效模式,開辟了“飼草補給”和“提質(zhì)增效”相結(jié)合的有效途徑,減輕高寒草地放牧壓力、促進退化高寒草地生態(tài)恢復,提高草地畜牧業(yè)生產(chǎn)效率,緩解了高寒草地生態(tài)與畜牧業(yè)生產(chǎn)不協(xié)調(diào)的問題。
通過與西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所合作,創(chuàng)建了藏北高原“冬圈夏草”模式和農(nóng)牧耦合的“低草高牧”模式,有效減輕了高寒草地放牧壓力。針對藏北高原溫度低、風力強、生態(tài)脆弱以及天然高寒草地放牧壓力大、飼草嚴重不足、不適合大面積建植人工草地的實際情況,建設適合藏北高原的簡易溫室,充分利用夏季閑置的牲畜棚圈及其土壤“高肥效”的特點,創(chuàng)建了溫室和棚圈飼用青稞種植與儲藏技術,集成了藏北高原“冬圈夏草”模式,較傳統(tǒng)人工草地增產(chǎn)2.4倍,累計推廣12.6萬畝。通過對比實驗,篩選并確定了適用于西藏低海拔農(nóng)區(qū)(3000-4000米)的飼用燕麥品種4個,并建立了配套種植技術,以低海拔農(nóng)區(qū)高產(chǎn)飼草補給藏北高海拔牧區(qū),創(chuàng)建了農(nóng)牧耦合的“低草高牧”模式,增產(chǎn)4-7倍,累計推廣130余萬畝。通過推廣“冬圈夏草”和“低草高牧”模式,為藏北高原提供冬春季補飼草料,補給了示范戶45%的飼草缺口,有效減輕了退化高寒草地放牧壓力。
同西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學院草業(yè)科學研究所合作,集成了藏北高原牦牛高效養(yǎng)殖模式,提高了草地畜牧業(yè)生產(chǎn)效率,顯著緩解了草地生態(tài)與畜牧業(yè)生產(chǎn)不協(xié)調(diào)的矛盾。針對藏北高原牦牛“冬瘦春乏”、畜牧業(yè)生產(chǎn)效率低下并制約草地生態(tài)功能等問題,研發(fā)了冬舍補飼保暖技術,結(jié)合合理輪牧技術,實現(xiàn)了牦牛全年營養(yǎng)均衡供給,牦牛產(chǎn)能增加的同時促進退化高寒草地修復。調(diào)整牦牛畜群結(jié)構(gòu),淘汰老弱牦牛,使能繁殖母牦牛的比例超過50%,并對母牦牛進行冬春補飼,產(chǎn)奶量增加近50%。研發(fā)了犢牦牛快速育肥18月齡出欄技術,出欄時間提前至秋季,避免了“冬瘦春乏”的同時緩解了冬春季飼草不足的問題;集成了以合理輪牧、冬舍補飼保暖為核心的牦牛高效養(yǎng)殖模式,在那曲地區(qū)農(nóng)牧業(yè)科技產(chǎn)業(yè)扶貧園區(qū)進行示范推廣,顯著恢復退化草地并提高了草地畜牧業(yè)生產(chǎn)效率,并以牲畜入股、解決就業(yè)、成立牧民專業(yè)合作社等不同形式輻射帶動牧民脫貧致富,有效緩解了草地生態(tài)與畜牧業(yè)生產(chǎn)不協(xié)調(diào)的矛盾,實現(xiàn)了高寒草地生態(tài)修復與畜牧業(yè)提質(zhì)增效的雙贏。
目前,在那曲市草原站的共同努力下,這些技術推廣范圍涉及那曲市所有的區(qū)縣,包括色尼區(qū)、巴青縣、比如縣、尼瑪縣、雙湖縣、申扎縣、班戈縣、安多縣、聶榮縣、嘉黎縣和索縣,推廣面積達到400萬畝;近三年培訓牧民660人次,幫扶1500余人次。環(huán)發(fā)所也協(xié)助那曲市政府推動了那曲國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)的申報工作,并于2015年底成功獲批科技部第七批國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū),幫助那曲市成立了全國海拔最高的農(nóng)業(yè)科技園區(qū)——那曲市國家農(nóng)業(yè)科技扶貧產(chǎn)業(yè)園區(qū)。
進行草地堆肥技術推廣
內(nèi)地和那曲相關科研機構(gòu)的緊密協(xié)作,也促進了當?shù)夭菰萍歼M步和能力建設。那曲市草原站先后獲得了發(fā)明專利10余項,編寫那曲《區(qū)域化人工種草》等6個草原科普讀本、農(nóng)牧民技能培訓教材《草原保護管理與建設》藏文版、《那曲常見植物識別應用圖譜》《那曲草地資源圖譜》等。那曲草原站旦久羅布站長榮獲“國務院政府特殊津貼”“全國五一勞動獎章”“全國優(yōu)秀科技特派員”“全國優(yōu)秀科技工作者”“全國十佳優(yōu)秀科技工作者”等榮譽稱號。環(huán)發(fā)所同那曲草原所等單位共同榮獲了西藏自治區(qū)科學技術一、二、三等獎各1項。一項項的成績和榮譽不僅記錄了環(huán)發(fā)所和那曲草原站合作的成果,也預示著那曲草地畜牧科技事業(yè)發(fā)展的希望。
五、傳承事業(yè),那曲精神譜寫華章
經(jīng)過15年的發(fā)展,當年由林而達研究員組建的“那曲小分隊”逐年壯大。他們在高清竹的帶領下,成為了新一代青年科技工作者成長歷練,干事創(chuàng)業(yè)的平臺。胡國錚和干珠扎布2位年輕的助理研究員成長為了試驗站的骨干,團隊還培養(yǎng)了10余名碩士研究生和4名博士研究生,目前3名博士研究生、5名碩士研究生正在那曲站完成他們的學業(yè)。那曲草原站旦久羅布站長帶領著謝文棟、嚴俊、何世丞等12名草原專業(yè)技術人員長期同高清竹團隊并肩作戰(zhàn)。“與其苦熬消耗生命,不如苦干燃燒青春”,這句話在這群年輕科研工作者廣為傳頌。他們是堅守在藏北高原的“草原追夢人”,遠離家鄉(xiāng)、遠離父母、遠離妻兒,耐得住寂寞扎根在藏北雪域高原,說起了那曲話,做起了那曲事;吃起了糌粑,喝起了酥油茶。他們黝黑的臉龐洋溢著青春的自信和決心。在他們眼中,高原是施展科技報國之志的舞臺,重要的科學問題亟待他們?nèi)テ平猓桓咴菤v練成長的熔爐,艱苦的條件練就永攀科學高峰的頑強意志。
團隊成員赴國外進行學術交流
高清竹指導研究生開展試驗
與雪域草原為伴,堅守高原科研一線,為草原生態(tài)文明的建設、“三農(nóng)”發(fā)展和脫貧攻堅事業(yè)默默奉獻,他們在高原賡續(xù)和弘揚著科學家精神,用青春書寫出那曲精神的新樂章,奏響的是碧血丹心的愛國之情、舍我其誰的報國之志;奏響的是時不我待的壯志豪情、勇攀高峰的創(chuàng)新精神;奏響的是情系高原的靜心篤志,心系牧民的家國情懷。他們用科技守望高原草地,讓冰川雪山也成為金山銀山;他們將論文寫在雪域高原上,為西藏的脫貧攻堅貢獻強大的科技力量。
2015年8月,時任國務院副總理汪洋赴西藏考察,專程到那曲站看望了開展科學研究的青年科研人員,并語重心長地說,“青年科學工作者是國家珍稀、寶貴的資源,你們能為理想、為事業(yè)而奮斗,這是一種很高尚的行為。當你們同齡人都在追逐金錢的時候,你們卻在邊疆高原開展研究工作,雪域高原會記住你們,西藏人民會記住你們,歷史也會記住你們。一個人需要為喜愛的事業(yè)而不懈努力,國家也需要有精神價值追求的年輕一代,看到你們扎根雪域高原,為自己熱愛的事業(yè)而努力奮斗,我非常感動,由衷高興,我也為我們的國家感到高興”。
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