【中國科學(xué)報】在“中華糧倉”中央，這塊“爛泥地”為何保留超過40年？
文 ｜ 《中國科學(xué)報》記者?趙宇彤
今年9月15日，從位于長春的中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所（以下簡稱東北地理所）出發(fā)，歷經(jīng)20多個小時車程，一路向北，穿過廣袤、金黃的田地，《中國科學(xué)報》記者終于抵達887公里外的目的地——洪河農(nóng)場。
這里地處黑龍江省三江平原腹地，是我國最大的淡水沼澤集中分布區(qū)之一，也是昔日的“北大荒”。如今，在“中華糧倉”的中心，卻保留著一塊“爛泥地”。
20世紀(jì)80年代，大規(guī)模墾荒幾乎將濕地破壞殆盡。目睹這一切的中國工程院院士劉興土心痛不已。他呼吁號召，“搶”回了一塊“爛泥地”，為我國沼澤研究保留火種。
良田濕地，一碧相連。這塊由中國科學(xué)院三江平原沼澤濕地生態(tài)試驗站（以下簡稱三江站）守護了近40年的“爛泥地”，為這片黑土地構(gòu)筑起一道堅實的生態(tài)屏障。
水位計安裝。東北地理所供圖
留下一塊“爛泥地”
“轟隆、轟隆……”在拖拉機、聯(lián)合收割機的伴奏聲中，幾十名工人興奮地在廣袤無垠的土地上耕作。
這是20世紀(jì)五六十年代在三江平原經(jīng)常能看到的景象。“捏把黑土冒油花，插雙筷子也發(fā)芽。”這片由黑龍江、烏蘇里江、松花江匯流沖積形成的沃土，是世界上僅存的四大黑土帶之一，土壤有機質(zhì)是全國平均值的3至5倍。在“向荒原要糧”的口號聲里，三江平原迎來了大規(guī)模墾荒時期。
然而，三條大江浩浩蕩蕩，不僅帶來了千里沃野，還孕育了眾多河流和濕地。20世紀(jì)60年代，另一撥人來到了三江平原。他們是中國科學(xué)院長春地理研究所（現(xiàn)東北地理所）的科研人員，聯(lián)合國家有關(guān)部委工作人員開展全國范圍內(nèi)沼澤和泥炭資源的綜合考察。
三江平原是那次考察的重點之一。“這里是我國中緯度冷濕低平原沼澤濕地典型分布區(qū)。”三江站站長、東北地理所研究員宋長春告訴《中國科學(xué)報》。
轟轟烈烈開發(fā)的另一面，則是靜謐無聲的生態(tài)衰退。
“在建設(shè)成為我國重要的商品糧基地的同時，三江平原濕地面積銳減。”宋長春面色凝重，濕地墾殖、水利工程人為阻隔了自然濕地與河流的水利聯(lián)系，濕地生態(tài)環(huán)境加速惡化，大量濕地物種瀕?；蚪^跡。
20世紀(jì)70年代初，劉興土承擔(dān)了國務(wù)院科教組和農(nóng)業(yè)部下達的“三江平原沼澤與沼澤化荒地考察”任務(wù)。看著破碎的濕地景觀，他意識到形勢緊迫：全國濕地的分布、成因、組成、特征、類型等科學(xué)問題還沒弄清，就已被破壞殆盡。
不同于其他濕地類型，三江平原由于地勢低洼、土質(zhì)黏重，凍土發(fā)育，土壤過度潮濕，形成了典型且珍貴的沼澤濕地。這其中蘊藏著巨大的科研價值。劉興土等科研人員決定，必須留下一塊“爛泥地”。
選擇哪里呢？彼時，伴隨著轟轟烈烈的墾荒行動，大量沼澤濕地?fù)u身一變，成了良田。只有三江平原腹地，由于地勢低洼、排水不暢，依舊保留“爛泥地”的原始風(fēng)貌。
1985年，我國第一個沼澤濕地生態(tài)野外定位研究站——三江站被批復(fù)建立，1986年開始建設(shè)，1992年加入中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)，2005年成為國家野外科學(xué)觀測研究站，開啟了沼澤濕地定位研究的新階段。
自此，我國最大的淡水沼澤集中分布區(qū)之一 ——三江平原腹地的洪河農(nóng)場，多了兩座白色辦公樓以及167公頃的野外綜合試驗場。
工作人員前往試驗場工作。朱獻東/攝
獨門絕技“水上漂”
在三江站，每個人都得掌握一項獨門絕技——“水上漂”。
這不是開玩笑。“三江平原的沼澤濕地中廣泛分布著毛薹草和漂筏薹草，在水面形成具有一定厚度的草根層?！比靖闭鹃L譚穩(wěn)穩(wěn)告訴記者，由于這類植物根系發(fā)達、持水性較強，在多雨季節(jié)會“吸水”膨脹、浮在水面。遠(yuǎn)望植被茂盛，但實際并不“結(jié)實”，通常一個人站上去10分鐘，就會下陷七八厘米。
研究人員采樣。東北地理所供圖
因此，在沼澤濕地采樣，長筒膠靴必不可少。撥開半米高的草叢，深一腳、淺一腳，要是一不留神掉進隱藏的“水坑”，冰涼的水灌進靴里，一時半會兒都無法脫身。
更困難的是，草在漂、人在漂，就連儀器也在漂。
從辦公樓到野外綜合試驗場，道路從平整寬闊的水泥路變成坑坑洼洼的紅磚路?！安皇俏覀儾幌胄蕖！弊T穩(wěn)穩(wěn)滿臉無奈，由于地處季節(jié)性凍土地區(qū)，每到冬季，土壤中的水分凍結(jié)、體積膨脹，就會出現(xiàn)地表不均勻升高的現(xiàn)象。而三江平原又以沼澤濕地為主，土壤含水量更高，凍脹現(xiàn)象更明顯。
路不平并無大礙，但試驗場中布設(shè)的儀器支架也會隨著凍脹而悄悄“長高”。每年清明節(jié)后，譚穩(wěn)穩(wěn)從東北地理所回到三江站時，就會發(fā)現(xiàn)儀器好像又高了點兒。
“這對科研儀器的日常維護提出了更高要求?！弊T穩(wěn)穩(wěn)說。三江站上有個沉甸甸的“老A”牌工具包，裝著各種型號的扳手、螺絲刀，還有鉗子、萬用表。每個科研人員采樣時，一旦發(fā)現(xiàn)儀器出現(xiàn)機械或電路故障，都能熟練維修。
在沼澤濕地里維護儀器難，建設(shè)新的科研平臺更難。
2017年，三江站著手建設(shè)三江平原濕地水源涵養(yǎng)功能觀測研究平臺，目標(biāo)是對區(qū)域不同土地利用類型的地下水位進行自動觀測，在三江平原濕地核心區(qū)建立了31個地下水水位及溫度自動連續(xù)監(jiān)測點、5個濕地地表水文過程監(jiān)測斷面，整體覆蓋面積約1.2萬平方公里，樣點布設(shè)涵蓋自然濕地、水田和旱田。
“在濕地、水田和旱田分別建設(shè)了一口15米深的大型監(jiān)測井，其中在濕地，只能選擇冬天濕地凍住后施工?！比竟こ處煆埣与p回憶道，2018年2月下旬，零下20多攝氏度的天氣，他和八九個工人帶著鐵鍬，一點點鑿著厚度近兩米的冰層?！袄滹L(fēng)像刀子一樣割在手上，干一會兒就得趕緊換另一個人。”
此外，研究濕地地表水-地下水垂直補給規(guī)律和流域濕地水源涵養(yǎng)功能，還需要監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的基本氣象指標(biāo)、輻射指標(biāo)和蒸散發(fā)情況。
但對于平坦開闊的三江平原而言，高高聳立的氣象觀測設(shè)施就像根“引雷針”。“尤其是夏秋季節(jié)，要特別注意預(yù)防雷擊。”三江站高級工程師喬田華開了個玩笑，這也是考驗“水上漂”功夫的時候。
盡管野外觀測設(shè)備修建困難重重，但經(jīng)過近40年的發(fā)展，目前三江站已先后建立了氣象觀測場、沼澤濕地常年積水區(qū)綜合觀測場、季節(jié)性積水區(qū)輔助觀測場、旱田輔助觀測場、水田輔助觀測場、綜合實驗樣地等，布設(shè)儀器60余臺（套）。
“三江站通過對全球變化影響下濕地生態(tài)過程的長期定位監(jiān)測和綜合研究，揭示在自然環(huán)境變化和人類影響下，濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程、服務(wù)功能的時空特征和環(huán)境效應(yīng)，為區(qū)域濕地保育與恢復(fù)提供數(shù)據(jù)支撐、理論依據(jù)和關(guān)鍵技術(shù)?！比靖闭鹃L、東北地理所副研究員郭躍東總結(jié)道。
要經(jīng)濟也要生態(tài)
在譚穩(wěn)穩(wěn)的辦公室里，掛著一張巨大的《中國沼澤圖》。
“這是我國首次出版的全國沼澤地圖，系統(tǒng)總結(jié)了我國主要典型區(qū)的沼澤及沼澤化土地的類型、特征、形成和分布規(guī)律?！弊T穩(wěn)穩(wěn)指著圖上右側(cè)的《三江平原及毗鄰山地沼澤圖》，這里正是東北地理所的重點研究區(qū)域，也是一代代沼澤科學(xué)工作者埋首奮斗的土地。
建站之初，劉興土等老一輩科研人員努力在濕地墾荒中“搶”出科研“火種”，但并不意味著完全放棄了經(jīng)濟效益。
“在‘七五’科技攻關(guān)期間，劉興土主持了三江平原沼澤濕地區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程設(shè)計和建設(shè)工作，首創(chuàng)沼澤濕地稻-葦-魚復(fù)合農(nóng)業(yè)生態(tài)工程模式。”宋長春告訴記者。1988年，劉興土向國家提交了關(guān)于三江平原縮小開荒規(guī)模的科技咨詢報告，為國家相關(guān)決策所采用。
在堅持生態(tài)保護、合理利用濕地資源的前提下，當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的同時，更多科研成果也相繼涌現(xiàn)。
第一部《中國沼澤志》、第一幅《中國沼澤分布圖》、第一套《濕地觀測規(guī)范與方法》、第一個沼澤濕地數(shù)據(jù)庫……在近40年的觀測與研究中，三江站填補了我國沼澤研究學(xué)科多項空白。
這些科研成果切實改善了三江平原的自然生態(tài)?！叭镜目蒲腥藛T定期來采集數(shù)據(jù)，其研究成果也指導(dǎo)著我們進行濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護和管理。”黑龍江洪河國家級自然保護區(qū)科研宣教科科長朱寶光告訴記者，比如退化濕地恢復(fù)技術(shù)、濕地植被演替與變化、濕地碳循環(huán)研究等?！拔磥砣緦⒁院楹訚竦貫楹诵?，建立三江平原沼澤濕地碳匯監(jiān)測平臺，為三江平原乃至全國濕地碳匯評估提供數(shù)據(jù)和平臺支持。”
進入新世紀(jì)后，三江站的擔(dān)子越來越重。
“我們承擔(dān)了國家重點研發(fā)計劃、黑土糧倉科技會戰(zhàn)等重大科研項目。”郭躍東告訴記者，目前已積累5500余條各類環(huán)境變化和生物多樣性動態(tài)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了多項示范技術(shù)的創(chuàng)新及推廣。
其中，為提高三江平原水資源綜合利用效率，三江站探索建立了三江平原農(nóng)田高效節(jié)水灌溉技術(shù)體系，平均灌溉水分生產(chǎn)率提高20%，糧食增產(chǎn)6%，培訓(xùn)基層人員或農(nóng)戶500人次，技術(shù)累計輻射推廣400萬畝。
目前，以三江站為依托完成國家科技攻關(guān)、國家自然科學(xué)基金重點項目、中國科學(xué)院重大項目等100余項；向國家及省、市政府部門提交關(guān)于三江平原水資源合理利用政策及濕地生態(tài)保護政策等咨詢報告5份，多項建議被相關(guān)部門采納。
“未來，三江站將在濕地生態(tài)服務(wù)功能恢復(fù)、平衡糧食安全與生態(tài)保護、解決農(nóng)田與濕地爭水等方面，深化碳匯功能提升、水土資源優(yōu)化配置等研究，構(gòu)建農(nóng)田與濕地和諧共存的生態(tài)格局?！惫S東道出了美好期待。
“踏遍三江風(fēng)雪路，世間何事不能為?！焙楹愚r(nóng)場入口處高掛的鏗鏘誓言，既蘊含了從“北大荒”到“北大倉”的奇跡，也見證著三江平原從大規(guī)模開發(fā)到生態(tài)保護修復(fù)的蛻變。
金秋九月，稻浪翻涌。洪河農(nóng)場里，大家有條不紊地做著收割準(zhǔn)備，三江站的科研人員也穿上長筒靴、背起工具包，開啟新一天的采樣工作——他們同樣期待豐收的到來。
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