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【兰州大学报】学以致用——他们是行走高原的生态“美容师”

来源:党委宣传部(融媒体中心) 2024-12-24 浏览:

项目成员正在打根钻

高远碧蓝的天空、一望无际的草原、连绵壮阔的雪山、纵横交错的水系……这是被誉为“世界屋脊”“亚洲水塔”的青藏高原特有的景色。由于独特的高寒气候和恶劣的自然条件,青藏高原自然环境脆弱,特别是伴随着人类活动和气候变化,青藏高原草地退化形势严峻,不仅影响了当地牧民的生计,也带来了很多生态问题。如何修复青藏高原退化的草地已成为一个迫在眉睫的任务。

为了让高原生态重焕新颜,兰州大学草地农业科技学院2023级研究生张杭在导师胡小文教授的指导下,带领团队开展了“草地修复———行走高原的生态美容师”(以下简称“草地修复”)项目。项目实施4年来,团队完成修复草地25万余亩、间接带动创收近百万元、所推行的修复工程达150万平方米,带动再就业农牧民超1000名。

随着项目的实施,原本斑驳的高原又冒出新绿,牧民们不用再四处迁徙,项目带来的就业机会使他们的生活更加滋润,笑容又回到了他们的脸上。该项目也荣获中国国际大学生创新大赛(2024)“青年红色筑梦之旅”赛道金奖。

看见,草地退化不容忽视

“生态环境修复工作是我们课题组一直在做的。”兰州大学草地农业科技学院2023级博士研究生冯俊杰是“草地修复”项目团队的成员之一,在走访调研的过程中,他切实看到了草地退化对青藏高原以及生活在当地的牧民的影响。

高原草地退化是一个递进的过程,退化的时间不同、退化程度不同,其中,被称为“黑土滩”的次生裸地是原创·首发·独家草地退化过程中较为严重的阶段。次生裸地是指没有植被覆盖,但在基质中保留着植物繁殖体的土地。“黑土滩”顾名思义,是草地严重退化后形成的裸露黑色土地,主要分布在河流沿岸、湖泊周围及一些降水丰沛的湿润地区。

退化的草地无法生长牧草,只能生长牛羊无法食用的毒杂草,牛羊无处觅食,草地能够养殖的牛羊越来越少、养殖出的牛羊越来越瘦,牧民的收入也随之减少。为维持生计,很多年轻的牧民不得不背井离乡、到外地打工。

此外,退化的草地还是“黑尘暴”的主要沙尘源。冯俊杰介绍,“黑尘暴”是一种强沙尘暴,对土地的侵蚀作用非常强烈,一次“黑尘暴”甚至可卷走上亿吨表土。这不仅会破坏和掩埋近地面物体和良田,还会直接导致土壤中养分过度流失、造成空气污染,既对人类健康和生态环境造成危害,还给当地居民带来了经济损失。

在草地退化过程中,高寒草地草毡层脱落形成裸斑,是高寒草地开始向“黑土滩”退化的重要阶段。“只要抓住这一阶段及时开始草地修复,就能避免形成黑土滩。”张杭介绍道。因此,裸斑恢复是治理黑土滩等重度退化高寒草地的关键,也是目前我国高寒草地生态恢复的重难点。

“我们希望能把我们的科研成果用在实地的生态恢复当中,对青藏高原草地修复发挥一些好的作用,有效提高牧民的生活水平。”基于这样的想法,冯俊杰及项目团队开始了“草地修复”项目。

草地修复有自然修复和人工修复两种路径,“我们所做的工作,简单来说就是通过人工播种,使得已经被破坏的土地重新长出草来。”冯俊杰寥寥几句便概括了草地修复的基本原理。

但实际上,要让生态环境脆弱、自然条件恶劣的青藏高原重焕生机并不容易。

钻研,运用所学破解难题

项目成员正在试验地起垄

项目成员正在进行样方调查

知识,我们发现青藏高原草地修复有三大难题:没有草种,种了活不了,活了活不久。”张杭介绍道。

针对这三个问题,项目团队采取相应措施逐个击破。

“没有草种,我们就建立草类植物种质资源库。”张杭口中的草类植物种质资源库全称为“甘肃省寒区旱区草类植物种质资源库”,是由兰州大学草地农业科技学院草类植物育种与种子研究团队在前期研究基础上,建成的一个集教学、科研、草牧业生产服务为一体的种质资源共享平台。

种子对于草地修复工作至关重要。“我们团队的主要工作是选育新的品种,把这些种子生产出来,然后将生产出的种子用到草地生态修复中去。”胡小文介绍道。

2016年,胡小文团队开始开展草类植物种质资源库的筹备建设工作;2018年,依托甘肃省科技创新服务平台项目建立的甘肃省寒区旱区草类植物种质资源库正式挂牌;2020年,该资源库被评选为甘肃省省级林木种质资源库,其中包含了8000多份种质资源。“这为我们项目的开展打下了坚实的基础。”张杭说。

有了草种,团队还需要解决“种了活不了”的问题。

为了解决这一问题,张杭和她的团队对修复地地理条件进行了分析调研,因地制宜地选择了适应当地环境的乡土草种作为草地修复补播的“主力军”。

“乡土草种就是当地土生土长的草种。”据冯俊杰介绍,“草地修复”项目涉及青海、甘肃、四川等多个省份,每个地方的土壤情况、气候条件、自然群落都不相同。“相比于商品草,乡土草种更适应当地自然条件,不仅更容易存活,对当地原始自然环境的扰动也更小。”冯俊杰和团队成员通过自主选育出优质乡土草新品种、新品系,有效提高了补播成活率,“种了活不了”的问题得以解决。

让补播草种“活下来”并不是终点,让草种生生不息才是草地修复的最终目标。

为了达到这一目标,“草地修复”团队通过对多种乡土草种进行合理组配,因地制宜地构建多种物种组配体系,增加补播群落的生物多样性,以增强补播草种的抗风险能力。

“我们通过调整牧草种类的配比,减少补播物种的地上竞争;引入根茎物种,丰富地下根系,进而增加恢复群落的稳定性和可持续性。”张杭介绍说。

行进,承担草地修复使命

冯俊杰认为,“看见”的下一步是走出去。“我们不能把视线局限于24寸电脑屏幕上,也不能成天坐在实验室里。”作为团队技术总监,冯俊杰需要常年深入野外推进田间种植。

“首先你自己要对种植情况非常了解,完全交给别人心里肯定不踏实。”据冯俊杰介绍,田间种植需要对种植间距、不同植物的播种深度等细节进行严格把控,这都需要他亲力亲为。一年时间里,他有半年的时间都呆在野外。

在推进“草地修复”项目的过程中,冯俊杰遇到了泽旦。泽旦是一位年仅27岁的年轻牧民,牛羊价格下跌与草地退化带来的放牧成本提高,使得泽旦的家庭生计难以维持,刚刚成为父亲的他只能被迫离乡。

草地退化带来的放牧收入锐减与除了放牧外别无所长的现实碰撞,使泽旦不知未来该去向何方。自此以后,冯俊杰说他有了一个愿望,那就是“不想再看到年轻的父亲为了孩子,却选择离开孩子。”

“真正去面对他们的时候,是非常想为他们做点什么的。”冯俊杰这么说,他和团队也是这么做的。

为了进行生态修复技术的研发与应用,胡小文指导学生成立了“绿之行者”团队。过去4年,团队用行动承担起了高原草地修复的责任。他们以兰州为起点,深入青海、甘肃、四川、西藏、云南五省(自治区),披星戴月、日月兼程。4、5月幼苗返青,10、11月种子成熟,队员们在高原稀薄的空气中努力汲取氧气,在旷野灼热的紫外线下艰难前行,走完了约15万公里的调研路程。

谈起“草地修复”项目给自己带来的收获,冯俊杰认为最重要的是使他的视野得到了拓展。“我看到了像泽旦一样受困于草地退化的牧民们,我看到了前辈们数十年如一日专心科研的成果,我看到了国家和学校对于生态修复和大学生创新创业的政策支持,我看到了‘绿水青山就是金山银山’的光明前景。”

“我们的项目不仅使退化草地得到修复,让青藏高原脆弱的生态环境变得更加稳定,还改善了当地牧民的生存环境和经济状况。”4年来,团队已完成修复的草地面积达25万余亩、间接带动创收近百万元、所推行的修复工程达150万平方米、带动再就业牧民超1000名。

传承,不改初衷终获突破

“这个项目的成功,离不开我们每一代草学人的坚持和修复生态的决心。”作为“草地修复”项目的负责人,张杭认为项目之所以能够获得金奖,离不开团队一代代师生的共同努力。

和草地退化一样,草地修复也是一个渐进的过程。冯俊杰介绍,要想使草地修复取得相对稳定的效果,至少需要5到6年的时间。“生态修复是一项空间尺度广、时间跨度大的课题。”冯俊杰说,草地修复工作是他们课题组一直在研究的课题,“我们是站在巨人的肩膀上获得成功的。”

“草学作为一个学科的发展,其实就是一个不断继承、发扬、壮大的过程。”在胡小文看来,任何学问的习得都是一个以前人经验为基础的传与学的过程。“从最早的王栋先生,到任继周院士、南志标院士,再到我的导师王彦荣教授……在前辈们的教导下,我们一步步前进,一步步发现问题、解决问题。”

在冯俊杰的记忆里,“草地修复”项目的开端可以追溯到2016年。那一年,胡小文牵头开始了甘肃省寒区旱区草类植物种质资源库的建设工作。种质库丰富的种质资源为“草地修复”解决了“没有草种”的难题,也为后续补播的物种组配提供了助力。

实际上,胡小文与生态修复的故事开始得更早。

2003年,胡小文在兰州大学草地农业科技学院攻读硕士研究生,在导师的指导下,他开始在阿拉善干旱荒漠区做草地生态修复的研究工作。“后来我们慢慢拓宽‘战场’,从阿拉善到黄土高原,再到现在的青藏高原,虽然地点一直在变,但我们所做的生态修复工作是一脉相承的。”胡小文说。

2017年,还在读大二的冯俊杰开始接触到了生态修复,“生态修复是我切切实实热爱的事业。”从内蒙古到四川,再到甘肃、青海、云南……冯俊杰一直在野外奔波着,在实际工作的过程中,他从事生态修复的决心更加坚定了。“这不仅仅是我个人的兴趣,更是我作为科研工作者的责任。”

2023年,张杭在导师胡小文的建议下选择生态修复作为自己的研究方向。“我们有很多草学前辈多年来一直坚守在一线,这种对土地的情怀和信念深深影响着我。”张杭曾在去青海湖旅游时,看到想象中风景秀丽的碧草蓝天,也看到大片大片的裸斑和沙地。“这让我切实感受到了生态修复的必要性。”未来,张杭还将继续从事生态修复方面的工作。

“作为一名农学科研工作者,做科研不仅是为了发表论文,更重要的是要服务社会,解决实际问题。”胡小文认为,农学专业的学生不应该局限于教室和实验室,而应当深入一线,与基层工作人员、农牧民交流,寻找问题,用所学知识帮助他们解决实际问题。

创新,在实践中获得真知

“我们这个专业不能只呆在课堂。”通过“草地修复”项目,冯俊杰切身感受到了实践与创新的力量。“在书上,草地退化面积达70%只是一个冷冰冰的数字,只有到了现场你才会发现这个数字意味着什么。”

和冯俊杰一样,张杭也经常奔波于各个实验站。“对于我们专业的学生而言,实践对于专业能力的提升是十分显著的。”张杭本科学习的是植物科学专业,一开始对于草地科学专业了解得并不透彻。但在参加这个项目后,她明显感觉到自己无论是对于项目初期的实地调研、方案设计,还是后期的实验验证、数据分析等各方面的能力都得到了提升。

“只有投身实践,才能把实验室和一些课堂上学到的知识运用到实践中,既深化了对知识的理解,又推进了知识的转化,还能在实践中发现问题。”张杭说。

“创新是解决问题的重要途径。”冯俊杰认为,解决问题首先要了解问题,这可以通过实践实现;了解问题后才能解决问题,这可以通过创新实现。“我们项目的落地,就是一个创新和实践相结合的过程。”

作为“草地修复”项目的指导老师,胡小文认为,学生参与创新创业实践是提升自身能力的一个重要途径。在他看来,作为老师进行课堂教学,以及作为研究生导师指导学生学习只是知识传授的一部分,“通过创新创业实践,能在与实际接触的过程中发现问题,才能不断地把自己学到的知识加以应用、加以创新。”

通过实践,“绿之行者”团队对当地情况有了充分的认知。“我们通过实地调研、无人机航拍来评估草地退化情况,通过实地采集土壤以分析当地土壤状况,通过植被调查来评估植被状况。”在此基础上,团队结合所学知识,因地制宜地提出了适合当地的恢复策略。

“通过创新,我们选育了新的乡土草种,组配出了新的种植体系,提出了新的推广方案,给草地修复提供了新路径。”对于张杭而言,科技创新意味着更多的可能性,这些新的可能性能够推动社会进步。

带着“四年磨一剑”的创新成果,“绿之行者”团队将“草地修复”项目搬上了中国大学生创新创业大赛的擂台,并获得了广泛认可。金奖的背后,是兰大人用行动书写的科研报国答卷———截至目前,“草地修复”项目完成了400个物种组配处理,提出了15个有效方案,完美覆盖了青藏高原的绝大部分地区,稳定提升了30%的草地覆盖度。

对团队成员来说,获得中国大学生创新创业大赛的最高奖项既是一段征途的结束,亦是一段旅程的开始。

“山云一色,上面会有芝士雪豹吗?”刚参加完中国国际大学生创新大赛总决赛后不久,冯俊杰发布了这样一则朋友圈,并配上了两张图片。图片上,皑皑的白雪已经覆满绵延的山脉,空旷的草地显现出枯黄的颜色。这条朋友圈定位在青海海北藏族自治县,这是他们实验站的所在地,冯俊杰又回到了实验站上,开始选种、种草……

《兰州大学报》1122期01、03版

文:张晨曦,邓思晗 编辑:马彬 责任编辑:肖坤
  • 标题:

    学校召开校企深度融合暨自然科学类科研工作例会

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