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【人民日报】草地科研四十八年
南志标 读懂草原的美(知识分子风采·走进自然)

日期: 2017-07-06 点击: ...
   

图为南志标正在兰州大学榆中试验站观察草地情况

  云淡天高,绿波起伏的草原上,色彩斑斓的野花宛若晨星般点缀……“这可不是优质草地。”南志标打断了记者对这片“美丽草原”的遐想,“在我们研究草业科学的人看来,理想的草地就应该是一片‘绿海’。草原上的植物越是颜色艳丽,越有可能含大量毒性,比如狼毒花,误食会导致人畜死亡。”

  现年66岁的南志标,中国工程院院士,兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室主任。作为我国草地保护学教学体系创始人,他所获的国家教学成果特等奖、国家科技进步二等奖等,亦是我国迄今为止草业领域唯一的最高奖项。他带领学术集体研究提出“不合理的农业系统是草地退化的根本原因”,建立的“合理利用与改良草地的技术体系”,累计治理退化草地2722万公顷,占我国草地总面积的6.7%。

改变农业系统并增加人工种草的比重,利于遏制草地退化

  一轮红日,一望无垠的草原,一群青年面向朝阳驱策着骏马。因为照片上的此般美景,1969年2月,青年南志标不顾家人反对,毅然从北京来到甘肃张掖市的山丹军马场。

  然而,“草原竟然看不到一点绿色,草是黄的,土房是黄的,草原甚至面临着严重退化、病害成患的难题。”南志标咬牙坚持留了下来。正是从那时起,他开始了草地科学的研究,一干就是48年。

  “草地约占我国陆地面积的41%,不仅是重要的绿色生态屏障,也是重要的畜牧业生产基地。”南志标说,然而有数据表明,截至目前,我国90%以上的草地出现了不同程度的退化。

  植被萎缩、沙石裸露,不合理的农业系统是草地退化的根本原因。“例如,在我国北方农牧交错带,由于降水不足和水热配置不协调,老百姓靠天吃饭、广种薄收,产生了‘草地开垦—撂荒恢复—复垦’的土地利用方式。”南志标解释,撂荒后,草地还得承受巨大的放牧压力,水土保持的生态功能不断下降,持续向沙漠化方向演变。

  如何遏制草地不断退化的趋势?“还草的方法有两种:一是人工种植,一是自然恢复。”南志标说,根据推算,黄土高原退耕地恢复演替到原生植被需要40—50年,然而面对巨大的人口压力,在漫长的恢复过程中,进行大规模的退耕还草基本是不可能的。“草原退化问题已难以依靠草原自身解决,必须从改变农业系统着手,增加系统中人工种草的比重。”南志标介绍,根据这一思路,他们研究提出了分别适用于我国北方牧区、农区和半农半牧区的草地农业系统,并建立了大面积的示范样板。

  比如,在半农半牧区,实施天然草原—农田—栽培草地—家畜相结合,放牧+舍饲的模式,促进草畜结合,吸引草原牧区的家畜到农区育肥,增强农田的土壤肥力和土地产出,同时农区还可以向牧区供应饲草,减少牧区草原的压力,使退化的草原得以休养生息。南志标说,大量研究数据表明,草原牧区、农区、半农半牧区都可以通过种草养畜相结合,显著提高生产力。

适度放牧,能对草地生态系统产生积极影响

  “草原也会生病。”南志标告诉记者,“虫害、真菌侵染等,都会导致草地病害。病害会改变草地生态系统的生物多样性,导致草地的衰败、退化,缩短利用年限,甚至可引致牧草产量平均减产10%以上,或引起家畜中毒。”据统计,每年因为病害引起天然草地的损失约为5%,用于收种的草地更是高达52%。

  草地病害防治,不能仅靠草地自身。可否把“生病”的草地围起来,进行禁牧保护呢?南志标和他的团队通过大量研究发现,适度提高放牧强度,可以降低草地植物病害的发生。

  “在甘肃天然草地,当把放牧率提高至每亩草地8.7只羊时,长芒草叶斑病等4种常见病害的发病率及病情指数会显著降低。”南志标解释,一方面草地上的动物可以通过采食发病植物,清除部分病原体,减少初侵染源;另一方面,放牧强度的提高,也意味着病害植物的生长期缩短了,其被病原真菌侵染的机会减少,从而降低草地植物病害的发生。

  然而,这个放牧率并不适合防治所有草地植物的病害,有时甚至会加重草地植物病害的发生与发展。“整体而言,适度放牧对草地生态系统能产生积极影响。研究数据显示,草地群落物种的丰富度,会在适度放牧下增强,而在重度放牧或不放牧下降低。”在南志标看来,片面强调草地的生态功能而忽视适度利用,与片面强调经济功能而过度索取一样,都是有害且不可持续的。

  因此,适度放牧的“度”在哪里?能否因地制宜,找到草地生态系统的平衡点?这是南志标和他的团队一直试图破解的问题。

“课堂—实验室—野外试验站”的模式,让草业科研更接地气

  “在我们草地农业生态系统国家重点实验室,每个人都可以在这个团队中将能量发挥到最大。”在南志标看来,真正的科研成果,需要跨学科协作来拓展研究思路、提高科研效率。“我们的973项目,也有研究有机化学的教授参与其中。”他举例说,牧草生长时可能会产生有毒的次生代谢物,要测量分析这些有毒物质的浓度、化学成分等内容,就需要有机化学方面的专家精准研究。

  对于学生,南院士是不折不扣的严师。大到论文选题、试验设计,小到论文的标点符号、文献的引用等,他都一点一点地指导。南院士的右眼在10多年前已完全失明,而连续高强度、超负荷的工作,使左眼视力也每况愈下。即使如此,每个研究生的论文他都会修改3稿以上,标注得密密麻麻。

  为更好地开展草地生态研究,南志标常和青年教师、学生一同去草地、农田调查和取样。他坚定地认为,草业科学要接地气,也因此推动建立了我国草学领域第一个“农科教人才培养基地”,真正实现“课堂—实验室—野外试验站”紧密结合的教学模式落地生根。

  “总是不知疲倦,觉得时间不够用,工作总能使他高兴。”从教近40年的南志标,在家人眼中是这样的。

  《人民日报》  2017年07月05日 13版)

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编辑:张玉爽
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