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【中国科学报】紫色土发酵的科技情愫——记中科院盐亭紫色土农业生态试验站

时间:2014-06-16   文章编辑:中国科学报 田蕾 郑千里   文本大小:【 |  | 】  【打印

  老人口中“满山遍野连掏鼻孔的棒棒也找不到一根”的盐亭,森林覆盖率由当年的3.4%上升至如今的57%。

  杜甫诗云:“马首见盐亭,高山拥县青。”一进入盐亭县境内,满目绿色迎面而来,漫山柏树葱郁,你肯定不会想到,40年前的盐亭却基本全是光秃秃的丘陵。而中科院成都山地灾害与环境所在这里展开的工作,正是从这些光秃秃的山坡开始。

  “一个站要建好,就要付出和奉献,把站当成自己的家。”退休后返聘回站的行政副站长罗贵生说。站点常年需要人员值守,做行政工作和实验室数据的分析,罗贵生一年中大部分时光都留在了站上。“成都倒成了我的第二个家了,我有一年出差在盐亭超过了300天,平均也有250多天。”

  盐亭站周围小山环绕,站在院子里,便能看到山坳里的试验场,天气晴朗时远眺,在试验场工作的科研人员的身影清晰可见。山地所所长邓伟说:“不辱中科院‘引领’科技的光荣使命,他们长年累月在此挥洒青春汗水,孜孜探索山地与水资源的秘密,在谱写紫色土情愫与山水之恋的壮美篇章!”

  从灵山到林山 

  “全国紫色土坡耕地有0.65亿亩,集中分布在川中丘陵区这一片的,就有16万平方公里。”5月下旬,正是盐亭的夏收时节,盐亭站站长朱波年近五旬,他向我们介绍起研究站里工作,立刻由温文尔雅模式切换为滔滔不绝模式:“紫色土风化快,容易用于农业生产,但如果没有植被覆盖,水土流失就很严重,对三峡库区、长江流域的生态影响很突出。”

  上个世纪90年代,盐亭站与灵山乡合作的第一项工作,便是治理水土流失,植树造林。

  他们筛选出桤树这一固氮树种作为先锋树种,起到改善土壤条件的作用,再引入柏树,形成桤柏混交林。

  从灵山乡开始,在盐亭全县以及整个紫色土丘陵区大面积推广,老人口中“满山遍野连掏鼻孔的棒棒也找不到一根”的盐亭,森林覆盖率由当年的3.4%上升至如今的57%。最先与盐亭站合作的灵山乡,也由于卓越的绿化工作,改名为林山乡。

  根植紫色土 

  1980年盐亭站正式建站,既要解决水土流失、面源污染的问题,更要考虑如何保持紫色坡地土壤的质量、稳定生产力,达到可持续的生态农业模式。

  盐亭站深知长期实验的重要性,从最初的一块长期试验地,逐步有系统地建设起生态系统试验样地。如今盐亭站的综合观测场,五十多亩的面积,坡坎、条块井然有序,紫色岩风化试验场、径流场、耕作制度试验场、施肥对照试验场、坡地养分平衡试验场、气象场等就分布其中。正是“大战红五月”的关键时刻,坡坎、条块之间皆是忙碌的身影。

  “在‘973’项目支持下,我们最近还建成了0.15公顷独立水系的大型Lysi meter。”朱波站长带着我们一路讲解,进入综合观测场,更是满脸兴奋。

  “我们进入知识创新后,做的最重要的是长期田间试验,主要是监测紫色土的施肥和养分迁移过程,监测地表径流、壤中流、侵蚀量,以及所有的碳、氮、磷、钾的迁移,寻找能保证农作物产量且环境非常友好的施肥制度。现在这里有十四种不同的施肥制度。”

  他们在这里开展紫色土—水—植物—大气界面过程的综合观测。“我们做氮沉降,既做干沉降,又做湿沉降,还做气体的沉降。”朱波介绍说。

  他们的汗水浇灌出满坡金黄的小麦,取得了丰硕的科研成果。仅在坡地养分平衡试验场,就已获得国家10个自然科学基金的支持,SCI文章也发了约20篇。

  朱波说:“如果在紫色土里面只施化肥,氮的淋溶非常厉害,老百姓喝的水主要是浅层地下水,是壤中流,硝态氮常年超标。”而这可能正是川中丘陵区食道癌发病率远远高于全国平均水平的原因之一。而盐亭站的研究发现,利用有机肥、秸秆还田替代部分化肥可以有效降低地下水的硝态氮含量,使百姓喝上干净水。

  秸秆还田、利用蚯蚓堆肥、生物碳、基于不同施肥制度的温室气体对比等实验,都是这些年盐亭站科研人员孜孜探索的主题。

  清洁的小流域 

  盐亭站建立的万安小流域生态水文观测站,监测整个小流域的径流、泥沙、养分、水质等。他们通过对8个把口站的监测,用模型算出流域的水流、泥沙量,水质、面源污染变化等,对农林复合区进行环境监测,为当地政府提出咨询建议,使得土地规划环境效果最好,老百姓又能生活安康。

  “居民点对面源污染‘贡献’很大,虽然每家都只排一点点到沟里,但一下大雨就都出来了。居民点在这个流域的土地面积虽然不到5%,但面源污染物的贡献量超过30%。特别是川中丘陵区,以及三峡库区包括重庆在内,一直到金沙江,向家坝水电站、岷江河谷,大都是这样的状况。”朱波对此深感忧患。

  由此,他们也设计了一套居民点分散污水净化系统。

  盐亭县林园村最早试用了这套污水净化系统,村支书赵其明兴致勃勃地向我们介绍站村合作、进行科技成果转化的心得。

  指着一处种满植物的生态沟渠,赵其明满脸的骄傲:“在盐亭站项目支撑下,我们进行了村落沟渠的污水处理,很多农户家的污水都顺着沟渠下来。包括沼气水、茅厕水与其他废水,这个系统都能处理。特别是沟渠里种的美人蕉,有红花有黄花,开起来也很好看。”

  盐亭站示范推广的这套污水净化系统,利用丘陵地区特有的地理优势,通过沟渠落差,进行曝氧,去除四成的污染物。然后利用蛭石、氟石、紫色岩石等强化介质,形成一个淋溶土层。污水通过淋溶土层后流出,再经过栽种在自然沟渠里的植物,如美人蕉、菖蒲、水竹、鲁梅克斯等十几种植物的净化,黑黢黢的污水便被转化得清亮亮了。这些植物美观又实用,老百姓端午节还摘菖蒲包粽子。

  “这个污水净化系统平时不需要管,投资少,见效快,节约成本。”赵其明补充说。

  据盐亭站的测算,一方污水的处理费用大概仅需要3分钱,与镇上污水处理厂处理一方污水要4毛钱相比,成本便宜了许多。由此,林山、黑坪、双碑、巨龙等乡镇,还有重庆忠县等都采用了这个污水系统。

  说起站村合作,赵其明滔滔不绝:“科技是第一生产力,借助山地所和盐亭站的科技,对我们林园村的经济发展有很大拉动力。1997年我们人均收入每年1300元,现在达到了每年9100元。过去我们村是‘山高沟路烂,村穷人心散,吃粮靠救济,用钱靠贷款’,现在是‘山顶绿戴帽,山间果缠腰,林下鸡鸣羊叫,山下稻香鱼跃’。”

(原载于《中国科学报》2014-06-16 第8版 平台)

  

 

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