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【守初心 擔使命】青春奉獻雪域高原 科技助力脫貧攻堅

農業農村部那曲農業環境科學觀測試驗站紀實

來源: 發布時間:2019-07-18 作者: 點擊量:

       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,西藏大部出現高溫少雨天氣,拉薩連續5日平均氣溫高于22攝氏度,全區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

       對于中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所(以下簡稱“環發所”)農業溫室氣體與減排固碳團隊來說,這一現象并不偶然。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,由時任全國政協常委的林而達研究員等專家組成的全國政協人口與資源環境專題調研組考察了位于青藏高原核心區的藏北高原。通過實地考察,調查組發現氣候變暖,水土流失、荒漠化和沙化,鼠、兔、蟲、旱獺等過度發展嚴重威脅著藏北草原的生態。在氣候變化影響下,保護藏北高原生態刻不容緩。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整體戰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草原生態保護。
       一、不忘初心,勇擔使命高原建站
       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源地,是我國重要的生態安全屏障、水資源戰略保障基地、天氣系統調節器,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、生態演替規律、病蟲鼠害發展理論缺乏深入研究,亟待內地科研機構加大對藏北的支持和幫扶力度。
       環發所于2001在原中國農業科學院農業氣象研究所和生物防治研究所的基礎上組建而成,是農業環境領域的“國家隊”,也是農業氣象研究領域的領跑者。林而達研究員任環發所所長和農業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、林、水、人體健康、海岸帶的氣候變化研究隊伍,開創了我國農業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安全、促進高原畜牧業可持續發展和西藏高原生態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、高寒草地生態保護與畜牧業協同發展方面的研究工作,從而為西藏高寒草地生態恢復與生物多樣性維護、生態系統的可持續發展與科學管理、適應未來氣候變化等提供理論基礎和科學支撐。此建議迅速得到農科院、農業部及西藏自治區的大力支持,最后決定由環發所氣候變化研究室農業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,農業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,親自協調部署建站工作。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與環境科學專業。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,他進入了環發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研的各種困難。為了在那曲搭建起高原草地監測的試驗平臺,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。經過兩年多的籌備,“藏北高寒草原生態試驗站”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較遠,且經費有限,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。
       在中國農科院的大力支持下,2009年“藏北高寒草原生態試驗站”正式被命名為“中國農業科學院那曲高寒草地生態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“農業部那曲農業環境科學觀測試驗站”,成為藏北那曲地區高寒草原生態保護、生態長期監測、評估草地資源可持續利用的重要科技平臺。
       二、攻堅克難,創新突破碩果累累
       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代藝術品,與高原原始自然之美形成了強烈反差。農業溫室氣體與減排固碳團隊的成員們長期在這里開展監測試驗,寒來暑往,年復一年。

那曲試驗站長期觀測點

       長期以來,國內外針對海拔4500米以上高寒草地生態修復與畜牧業提質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以及中國農科院和環發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力、物種多樣性、溫室氣體排放以及土壤養分循環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系統帶來的綜合影響。他們還建立了高寒草地退化遙感監測和評價指標體系,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域和全球氣候模式,明確了藏北高原氣溫升高、季節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的放牧模式,為實現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,全面總結了藏北草地保護與建設情況,為藏北高原生態安全屏障建設提供了基礎支撐;為高寒草地生態系統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據和理論依據。
       十多年的高原工作經歷,練就了團隊成員們的堅毅執著,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研究領域的知名專家。2010年,高清竹入選聯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年度中國農業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政府采納。2017年,他開始擔任農業溫室氣體與減排固碳科研團隊首席專家,成為環發所最年輕的首席專家。
       三、服務生態,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,據統計資料,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、環境承載力降低,對高原生態環境造成極大威脅,嚴重制約了草原畜牧業的發展。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新,力求將理論成果轉化為技術優勢,研發出藏北高寒草地生態修復關鍵技術體系。
       氣候變化影響下,高寒草地季節性干旱加劇,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、經濟和適用的灌溉技術。團隊在摸清了當地情況后,自主研發出一套高寒草地光伏智能噴灌技術,集成光伏發電、土壤水分自動監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,實現了資源的高效利用和節能環保,使高寒草地生產力增加1.6倍,物種豐富度增加20%,顯著緩解了季節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,團隊構建了適宜藏北高寒草地生態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系統的影響,創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力增加20%,物種多樣性提高30%,顯著提升了高寒草地生態功能,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。
       四、協同攻關,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,也是西藏自治區深度貧困地區脫貧攻堅三大主戰場之一。由于那曲牧民居住海拔高、氣候惡劣,主要靠草原和畜牧業生產來維持生活,貧困發生率達19.56%,要實現到2020年與全國一道步入小康,如期打贏脫貧攻堅戰,形勢任務十分嚴峻。
       為推動草原生態建設與草牧業的可持續協調發展,與農牧民增收致富相結合,團隊與西藏自治區農牧科學院草業科學研究所、農業資源與環境研究所等單位聯合攻關,形成科研協作聯盟,創建了藏北高寒草地畜牧業提質增效模式,開辟了“飼草補給”和“提質增效”相結合的有效途徑,減輕高寒草地放牧壓力、促進退化高寒草地生態恢復,提高草地畜牧業生產效率,緩解了高寒草地生態與畜牧業生產不協調的問題。
       通過與西藏自治區農牧科學院農業資源與環境研究所合作,創建了藏北高原“冬圈夏草”模式和農牧耦合的“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,較傳統人工草地增產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區(3000-4000米)的飼用燕麥品種4個,并建立了配套種植技術,以低海拔農區高產飼草補給藏北高海拔牧區,創建了農牧耦合的“低草高牧”模式,增產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。
       同西藏自治區農牧科學院草業科學研究所合作,集成了藏北高原牦牛高效養殖模式,提高了草地畜牧業生產效率,顯著緩解了草地生態與畜牧業生產不協調的矛盾。針對藏北高原牦牛“冬瘦春乏”、畜牧業生產效率低下并制約草地生態功能等問題,研發了冬舍補飼保暖技術,結合合理輪牧技術,實現了牦牛全年營養均衡供給,牦牛產能增加的同時促進退化高寒草地修復。調整牦牛畜群結構,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,產奶量增加近50%。研發了犢牦牛快速育肥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殖模式,在那曲地區農牧業科技產業扶貧園區進行示范推廣,顯著恢復退化草地并提高了草地畜牧業生產效率,并以牲畜入股、解決就業、成立牧民專業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與畜牧業生產不協調的矛盾,實現了高寒草地生態修復與畜牧業提質增效的雙贏。
       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縣,包括色尼區、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。環發所也協助那曲市政府推動了那曲國家農業科技園區的申報工作,并于2015年底成功獲批科技部第七批國家農業科技園區,幫助那曲市成立了全國海拔最高的農業科技園區——那曲市國家農業科技扶貧產業園區。

進行草地堆肥技術推廣

       內地和那曲相關科研機構的緊密協作,也促進了當地草原科技進步和能力建設。那曲市草原站先后獲得了發明專利10余項,編寫那曲《區域化人工種草》等6個草原科普讀本、農牧民技能培訓教材《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”“全國優秀科技特派員”“全國優秀科技工作者”“全國十佳優秀科技工作者”等榮譽稱號。環發所同那曲草原所等單位共同榮獲了西藏自治區科學技術一、二、三等獎各1項。一項項的成績和榮譽不僅記錄了環發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發展的希望。
       五、傳承事業,那曲精神譜寫華章
       經過15年的發展,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,干事創業的平臺。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。那曲草原站旦久羅布站長帶領著謝文棟、嚴俊、何世丞等12名草原專業技術人員長期同高清竹團隊并肩作戰。“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、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去破解;高原是歷練成長的熔爐,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,為草原生態文明的建設、“三農”發展和脫貧攻堅事業默默奉獻,他們在高原賡續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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