□本报记者 张行勇

 

黄土高原孕育了灿烂的华夏文明，在相当长的时期内黄土地区的繁荣昌盛曾让世界折服。但中世纪以来，由于人口增长与战乱、滥垦乱伐和过度放牧等，黄土高原强烈的水土流失塑造出塬、梁、峁等沟壑纵横的黄土地貌景观，并导致气候干旱，还对黄河下游造成了水患威胁。

 

埃德加·斯诺在《红星照耀中国》一书中曾这样形容陕北高原：“这些拥拥挤挤的丑陋山头像海神理就的一个世界，人类能在这样恶劣的自然条件生存简直是一个奇迹。”

 

陕北黄土高原区域是中国黄土高原的主要部分。延安是黄河中上游水土流失最严重的地区，上世纪80年代水土流失面积为2.88万平方公里，占总面积的77.8%，年入黄泥沙2.58亿吨；榆林更是一年三季风沙弥漫，成为沙尘暴的策源地之一。这块土地上的百姓生活十分贫困，但这里的人民曾经为中国革命作出过巨大贡献。这是一块英雄的土地，是中国革命的圣地。

 

多年来，黄土高原水土流失综合治理和生态环境建设一直受到党和国家的关切和重视，新中国几代领导人时时牵挂于心。

 

继往开来凝练方向

 

早在1955年，第一届全国人民代表大会第二次会议通过的《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合利用规划的决议》，就把水土保持列为治黄的关键措施。

 

20世纪80年代中期，面对世界突飞猛进发展的科学技术和其对社会经济的引领、支撑作用，中国对科技体制进行了大的变革，以追赶世界发达国家科技进步发展为目标出台了诸如“863”计划、建立国家重点实验室等具有划时代意义的重大举措。

 

1988年，中国科学院依据国家科学技术发展纲领文件，决定开展先行建设中国科学院重点实验室的立项工作。

 

此时的中国科学院、水利部水土保持研究所经过两代科研人员的不懈努力，已获得了一批重要科技成果与研究积累，形成了国内该领域研究的高层次人才队伍。同时，水土保持研究所也处在一个新的起点，即如何进一步明确研究所重点发展目标，深化水土保持研究理论水平，加强国际间的学术交流，以获得具有显示度的国家级成果和涌现出国家杰出的青年学科带头人。

 

控制黄土高原的土壤侵蚀、减少入黄泥沙、提高旱地农业生产效率、改善生态与环境状态，无疑是探索解决黄河下游水患和实现黄土高原社会、经济、生态协调发展的科学之路。

 

1989年，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室正式立项；1991年筹建，依托于中国科学院、水利部水土保持研究所。该重点实验室的建立是迈向探索科学治理黄土高原之道的又一重要步伐。

 

1993年12月，经中国科学院批准，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室正式开放。中国科学院期望重点实验室贯彻“开放、流动、联合、创新”的方针，开拓创新，为黄土高原生态环境治理问题提供前沿科学理论依据与集成技术创新成果。

 

水保所人沐浴春天的阳光，并将春风化为雨露。

 

书写在大地上的成果

 

春华秋实。黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室成立至今先后有42项成果获得国家、省部级奖励，其中国家科技进步一等奖1项，国家科技进步二等奖4项，省（部）级一等奖11项，省（部）级二等奖13项；发表学术论文并被SCI收录370多篇。特别是近年来实验室自行研制和开发仪器设备的能力不断增强，取得发明专利3项。

 

1993年，以李玉山等为主要完成人、与众多单位协作完成的11个试区50多项专题的联合攻关成果“黄土高原综合治理定位试验研究”获得国家科技进步奖一等奖。其成果表明，在加强投入的情况下可以实现区域粮食自给有余，水土流失可得到有效控制，中西部果品生产具有优良的生态条件，可建成我国第一流的果品基地。黄土高原是一块能养育自己并能发展的区域。

 

2004年，中国工程院院士山仑和水保所研究员邵明安、上官周平等以“半干旱地区作物对有限水分高效利用的原理与技术”成果获得国家科技进步奖二等奖。该研究成果明确了半干旱区土壤水分及作物利用特征，揭示了黄土高原土壤的蓄水力、供水调节能力以及可缓解干旱危害的特性；提出了作物对半干旱地区多变低水环境适应性的科学概念，证实适度水分亏缺可使作物产生生长、生理和产量形成上的补偿效应，节水与增产目标得以同时实现；在阐明作用机理的基础上提出了若干节水增产新技术，并在生产实践中得到应用且产生了良好的经济效益。

 

2006年，“黄土高原丘陵沟壑区土地利用与土壤侵蚀”项目获得国家自然科学奖二等奖。

 

2008年，“黄土高原水蚀动力过程及调控技术”项目为黄土高原水土流失环境调控和治理提供了理论基础和技术支撑，并获该年度国家科技进步奖二等奖。

 

自实验室成立以来共出版学术专著38部。特别是近年出版的《山仑论文集》、《土壤学与水土保持——朱显谟院士论文集》、《中国水土保持》、《中国节水农业》、《中国黄土高原研究与展望》、《细沟侵蚀物理模型》等研究专著，代表了中国乃至世界黄土高原土壤侵蚀与旱地农业研究的最高学术水平。

 

中国科学院院士孙鸿烈认为，《中国水土保持》一书系统、全面地论述了我国水土保持的特色经验和科技成果，必将对全国的生态环境建设发挥重要的指导作用；《中国黄土高原研究与展望》一书用实际的实验结果、系统的观测数据、严谨的科学分析回答了关于黄土高原水土流失与综合治理的许多重大科学问题，并针对“退耕还林还草”、“农业结构调整”、“区域经济发展”等重大问题，提出了可操作性建议，为国家治理开发黄土高原提供了科学依据。

 

中国科学院院士刘昌明在《细沟侵蚀物理模型》一书序中写道：土壤侵蚀预报模型研究是当今土壤侵蚀科学研究的前沿领域。作者针对土壤侵蚀物理模型基本参数确定缺乏合理的实验和计算方法这一研究热点和难点，结合多年来国内外的研究工作经验以及我国黄土高原的实际情况，以细沟侵蚀过程在实验室模拟再现的方法，提出了一套完整、系统的确定细沟侵蚀预报模型参数的研究方法。该书的出版为我国土壤侵蚀过程的模拟与预报提供了可借鉴的科学信息，促进土壤侵蚀模拟与预报工作深入开展，为自主发展我国的土壤侵蚀模型进行了成功的探索。

 

这些科研成绩的取得保证了实验室研究方向的稳步推进，也极大地促进了实验室的学科建设和发展。实验室尤其注意对多年来的科研工作进行集成与综合，从战略性的角度为国家与地方政府提供退耕还林还草与生态环境建设方面的决策依据。

 

1999年8月，时任国务院总理朱镕基同志视察陕北，高原黄土裸露的山峁沟梁和水土流失加剧的情景令他十分忧虑。他指出：“再造一个山川秀美的西北地区，必须进行大规模的植树造林、水土保持，这也是解决黄河水患的一个最重要、最根本的方针。”正是在这次考察中，依据科学研究结论与调研，朱镕基同志提出了黄土高原生态环境建设“退耕还林，封山绿化，以粮代赈，个体承包”的“16字措施”。同年8月7日，在参观国家重点实验室人工降雨大厅并听取水保所汇报后，朱镕基同志在已经提出的“16字措施”的“退耕还林”后加了“草”字，成为现在的“退耕还林（草）”。

 

一字的背后是多少水保所人在黄土高原的长期科学探索与实践的汗水与智慧的结晶。

 

面对退耕还林还草十年后变绿了的黄土高原山川大地，谁能说其中没有蕴涵着国家重点实验室及水土保持研究所科研人员的贡献！他们不仅将成果写成著作、论文，更是写在了黄土高原的山川大地之上。

 

此外，九届全国政协委员、国家重点实验室研究员田均良在全国政协九届三次会议上，以《黄土高原生态建设科技人员如何介入》为题作了大会发言。中国科学院院士朱显谟2002年在中国科学院召开的院士大会期间提出建议，将重建土壤水库、实现三库协防作为构建和谐黄土高原、再现秀美山川的理论依据和指导方针。这一建议受到了与会代表的高度重视。

 

由于国家重点实验室科研工作取得了这些在学术界有影响和对国民经济建设有推动作用的成果，党和国家领导人多次来实验室视察，其中包括：胡锦涛、江泽民、温家宝、乔石、朱镕基、李岚清、黄菊、曾庆红、回良玉、路甬祥、陈至立、吴仪、彭珮云、周光召、蒋正华、丁石孙、许嘉璐等。

 

领导的重视、支持和关心，以及国内外专家学者的交流，不仅扩大了实验室的影响，也促进了实验室的研究工作。

 

踏实前行筑起平台

 

1995年11月，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室通过国家正式验收。

 

1998年，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室通过科技部的评估。

 

2000年，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室参加了科技部地学实验室的评估，在26个实验室中排第6名；2005年参加科技部评估，在同类国家实验室中成绩优良。

 

实验室明确了以黄土高原侵蚀环境调控和旱地农业生产力提升为主要研究方向，积极承担相关国家任务，解决黄土高原水土保持和旱地农业及交叉领域的关键科技问题。

 

重点实验室自成立至2009年6月，先后主持或承担国家攀登计划、“973”项目、“863”计划、国家重点科技攻关项目、国家自然科学基金项目（重大项目、重点项目，杰出青年基金项目、面上项目等）等国家级科研项目，中科院知识创新重要方向项目、中科院“百人计划”项目、中科院引进国外杰出人才项目、中科院国家外专局创新团队国际合作伙伴计划，教育部创新团队，“西部之光”等省（部）级重大和重点科研项目，以及中美、中澳、中欧、中英、中以、中日等国际合作项目165项。

 

在科技部、中科院、教育部等的支持下，重点实验室通过这些项目的实施，特别是自2006年以来，已基本构筑了拥有完善配套设施与国际先进水平的室内分析与模拟仪器设备的人工模拟降雨大厅和人工模拟干旱大厅的室内研究平台；由神木侵蚀与环境试验站、子午岭土壤侵蚀与生态环境试验站、安塞水土保持综合试验站、长武农业生态试验站、固原水土保持试验站5个重要野外研究基地构成实验室野外试验站网平台。其中，神木侵蚀与环境试验站位于黄土高原水蚀与风蚀最强烈土壤侵蚀区，是研究黄土高原土壤侵蚀泥沙下泄黄河的野外观察台站；长武农业生态试验站主要研究半干旱条件下粮食丰产与稳定性问题，为研究增强高效农业生态经济系统的抗逆性提供条件；子午岭土壤侵蚀与生态环境试验站是研究人为加速土壤侵蚀的过程和机理的野外观察台站。

 

在重点实验室实施的“开放、流动、联合、竞争”的运行机制下，对这些室内、野外台站的仪器设备实行统一管理，共享共用，积累基本科学数据、资料和信息，并提供共享服务，已成为本领域国家公共研究平台，也是我国该学科领域科学家与国外科学家进行国际合作、交流的平台。

 

实验室通过承担、完成项目带动土壤侵蚀学科与旱地农业学科发展，使之逐渐成为本领域世界知名研究中心之一，也是聚集和培养优秀科学家、开展高层次学术交流的重要基地。近两年重点实验室的客座专家有美国艾奥瓦州立大学水资源系主任、2002年获世界Kirkham奖的R. Horton，国际著名土壤侵蚀专家、美国国家土壤侵蚀实验室前主任C.Huang教授等；到实验室工作的国际专家有以色列著名旱地农业与土壤侵蚀专家Shainberg教授、美国艾奥瓦州立大学农学系Horton教授、美国草地研究实验室X. Zhang教授、以色列学者D. Warrington、法国国家土壤研究所研究员D. Frédéric博士等。

 

他们为实验室的学科发展、提高实验室青年科技工作者和研究生的研究水平付出了辛勤劳动。

 

据不完全统计，仅2007～2009年，来实验室进行学术访问的国内外专家约75人次；实验室出国访问交流28人次；参加国内外学术会议98人次，其中国际会议32人次，26人次作大会报告；实验室成功举办了“中美土壤侵蚀前沿领域高级研讨班”、“全国水土流失监测设施设备研讨培训会”等学术活动。

 

目前，重点实验室有土壤学、生态学和水土保持学3个硕士点；土壤学、生态学2个博士点；农业资源利用1个博士后站，设立有国家重点实验室开放基金、主任奖学金。在学研究生169名，其中博士生59名，硕士生103名，在站博士后7名。20余位研究生获得中国科学院王宽诚奖、实验室主任奖等，所有毕业研究生100%就业，且有的已成为我国水土保持、农林等领域的青年学科骨干或带头人。

 

据记者了解，作为依托于中国科学院、水利部水土保持研究所的国家重点实验室，该实验室是全国唯一远离大中城市的国家重点实验室，特别是实验室的野外观测站点——陕西神木、延安安塞，宁夏固原等地处黄土高原土壤强烈侵蚀区，春秋风大，冬季寒冷，夏天酷热，远离村庄恰似孤零零散落在广袤黄土高原上的几粒黑豆。

 

这里生活环境艰苦，空旷与孤寂是外来人的最大感触！但这里是研究黄土高原水土流失与旱地农业的典型代表区域。为此，重点实验室领导根据学科项目任务和长期野外工作的具体特点，以培育青年科技人员、研究生以“人生奉献于科学的成就感、荣誉感”为核心价值观的“黄土精神”创新文化建设为着力点，使在各试验站工作的同志在艰苦、孤寂、荒凉的条件中，做到安心工作、乐于奉献。同时，在这些试验站安排丰富多样的文体活动和学习交流报告会等创新文化活动。

 

这里，大漠孤烟，但这里也充满科学创新的生机、孕育着创新硕果。因为这里营造了宽松和谐的创新环境氛围。

 

志存高远继往开来

 

忆往昔，岁月峥嵘，令人豪迈；展未来，任重道远，催人奋进。

 

目前，重点实验室依靠水保所的支持，已经取得了一些科研成绩，形成了学科研究平台，并在生产实践中获得实际效益，黄河每年经由陕县下泄的泥沙由16亿吨减为6亿多吨，黄河下游的决、徙灾害已得到控制。然而，目前黄土高原的土壤侵蚀并未得到有效控制，黄河下游的河床仍在年年增高，黄河流域的旱、洪灾害仍潜伏很大的危险。

 

在全球气候变暖的趋势下，我国干旱、半干旱地区土地沙漠化面积呈明显发展趋势，实验室将加大集成具有重要影响的研究项目布局，将黄土高原土壤侵蚀研究成果、土壤水肥及运转动力学研究成果、旱地农业节水增效研究成果与发展试验区现代设施农业等有机结合起来，形成集成创新体系，并在黄土高原中尺度范围内作示范性研究与展示，以提升黄土侵蚀区的农业产业化水平，并同时达到固土保水、减少流失，荒漠植被逐渐修复，农业增效农民增收的效果。同时，实验室将进一步加强借鉴全国其他区域土壤侵蚀与旱地农业的研究经验，扩展学科研究范围与成果示范效应。

 

近期，国际欧亚科学院院士唐克丽指出，坡耕地侵蚀发生发展的物理过程及其动力机制是我国研究坡面侵蚀过程机理的重点，为确定退耕上限坡度，指导治理措施的配置，以及建立坡耕地土壤侵蚀预报模型，提供了重要的理论依据。这方面的研究将带动土壤侵蚀学与环境流体力学的交叉——土壤侵蚀力学的发展。

 

曾任两届所长的杨文治研究员也一再强调，瞄准国际生物地圈计划，把黄土高原研究的一些热点问题与之联系起来，扩大研究视野，提高研究档次，尤其要在“模型黄土高原”建设方面完成模型的比尺方面作出贡献，因为由重点实验室及水保所主持的黄土高原11个试验示范区及人工降雨模拟试验大厅获得的大量试验数据，为完成模型的比尺模型研究奠定了基础。

 

2009年10月16日，中国工程院院士山仑在第三届国际干旱大会上指出，黄土高原旱地农业现在正处于一个新的发展阶段，即采用环境调控和生物改良相结合的阶段，通过改良作物本身以提高其水分利用效率是未来旱地农业发展的突破所在，而利用作物本身在适度水分亏缺条件下的补偿效应发展半旱地农业，是未来旱地农业实践的主要类型，应加以研究与推广。

 

创新的脚步在前行……

 

据悉，土壤侵蚀研究的方法在发展、区域在扩展，成果、论文的水平在提高。

 

2009年10月17日至19日，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室与广东省生态环境与土壤研究所联合举办了“黄土高原—华南红壤区水土保持与生态安全研讨会”，为双方今后研究经验的借鉴和合作研究奠定了基础。

 

2009年10月28日至29日，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室召开了2009年学术年会及自主研究项目检查会，邀请水保所相关老专家为学术指导，对学术报告进行了评价，并对实验室的研究工作提出了建议。专家们认为，近几年重点实验室在研究方法建立、土壤物质转化及传输模型构建、坡沟水蚀动力过程与调控机理、旱地农业理论基础与实践、生物结皮等方面获得了具有明显创新性的成果，建议今后进一步加大集成力度，取得一批具有重要影响力的研究成果，并服务于黄土高原旱地农业持续发展和生态建设。

 

11月25日，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室召开第四届学术委员会第三次会议，研究决定进一步紧密围绕国家需求，深化微观过程和宏观规律的结合，凝练重大成果，为黄土高原生态安全和可持续发展的高层决策提供科学依据。

 

12月10日下午，陕西杨凌，天气寒冷，刮过的阵阵西北风如同小刀在人的脸上划过。但此时，中科院、水利部水土保持研究所院内欢声阵阵，重点实验室正进行着师生体育比赛。无论是作为观众的山仑院士，还是作为各接力小组运动员的研究生，他们用充满团结向上、凝聚奋进的热情在为团队呼喊加油、奔跑……热闹的场面使人如同沐浴在夏日的阳光里。

 

黄土高原，留下重点实验室人创新的脚步。

 

黄土高原，在书写创新硕果的新篇章。