【中國(guó)科學(xué)報(bào)】在“中華糧倉(cāng)”中央，這塊“爛泥地”為何保留超過(guò)40年？
文 ｜ 《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者?趙宇彤
今年9月15日，從位于長(zhǎng)春的中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所（以下簡(jiǎn)稱東北地理所）出發(fā)，歷經(jīng)20多個(gè)小時(shí)車程，一路向北，穿過(guò)廣袤、金黃的田地，《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者終于抵達(dá)887公里外的目的地——洪河農(nóng)場(chǎng)。
這里地處黑龍江省三江平原腹地，是我國(guó)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(cāng)”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(guó)工程院院士劉興土心痛不已。他呼吁號(hào)召，“搶”回了一塊“爛泥地”，為我國(guó)沼澤研究保留火種。
良田濕地，一碧相連。這塊由中國(guó)科學(xué)院三江平原沼澤濕地生態(tài)試驗(yàn)站（以下簡(jiǎn)稱三江站）守護(hù)了近40年的“爛泥地”，為這片黑土地構(gòu)筑起一道堅(jiān)實(shí)的生態(tài)屏障。
水位計(jì)安裝。東北地理所供圖
留下一塊“爛泥地”
“轟隆、轟隆……”在拖拉機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)的伴奏聲中，幾十名工人興奮地在廣袤無(wú)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(jī)質(zhì)是全國(guó)平均值的3至5倍。在“向荒原要糧”的口號(hào)聲里，三江平原迎來(lái)了大規(guī)模墾荒時(shí)期。
然而，三條大江浩浩蕩蕩，不僅帶來(lái)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(lái)到了三江平原。他們是中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春地理研究所（現(xiàn)東北地理所）的科研人員，聯(lián)合國(guó)家有關(guān)部委工作人員開(kāi)展全國(guó)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(diǎn)之一。“這里是我國(guó)中緯度冷濕低平原沼澤濕地典型分布區(qū)。”三江站站長(zhǎng)、東北地理所研究員宋長(zhǎng)春告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
轟轟烈烈開(kāi)發(fā)的另一面，則是靜謐無(wú)聲的生態(tài)衰退。
“在建設(shè)成為我國(guó)重要的商品糧基地的同時(shí)，三江平原濕地面積銳減。”宋長(zhǎng)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，大量濕地物種瀕危或絕跡。
20世紀(jì)70年代初，劉興土承擔(dān)了國(guó)務(wù)院科教組和農(nóng)業(yè)部下達(dá)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(shí)到形勢(shì)緊迫：全國(guó)濕地的分布、成因、組成、特征、類型等科學(xué)問(wèn)題還沒(méi)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(shì)低洼、土質(zhì)黏重，凍土發(fā)育，土壤過(guò)度潮濕，形成了典型且珍貴的沼澤濕地。這其中蘊(yùn)藏著巨大的科研價(jià)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(shí)，伴隨著轟轟烈烈的墾荒行動(dòng)，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(shì)低洼、排水不暢，依舊保留“爛泥地”的原始風(fēng)貌。
1985年，我國(guó)第一個(gè)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(kāi)始建設(shè)，1992年加入中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)，2005年成為國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，開(kāi)啟了沼澤濕地定位研究的新階段。
自此，我國(guó)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(chǎng)，多了兩座白色辦公樓以及167公頃的野外綜合試驗(yàn)場(chǎng)。
工作人員前往試驗(yàn)場(chǎng)工作。朱獻(xiàn)東/攝
獨(dú)門絕技“水上漂”
在三江站，每個(gè)人都得掌握一項(xiàng)獨(dú)門絕技——“水上漂”。
這不是開(kāi)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。”三江站副站長(zhǎng)譚穩(wěn)穩(wěn)告訴記者，由于這類植物根系發(fā)達(dá)、持水性較強(qiáng)，在多雨季節(jié)會(huì)“吸水”膨脹、浮在水面。遠(yuǎn)望植被茂盛，但實(shí)際并不“結(jié)實(shí)”，通常一個(gè)人站上去10分鐘，就會(huì)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(zhǎng)筒膠靴必不可少。撥開(kāi)半米高的草叢，深一腳、淺一腳，要是一不留神掉進(jìn)隱藏的“水坑”，冰涼的水灌進(jìn)靴里，一時(shí)半會(huì)兒都無(wú)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(yàn)場(chǎng)，道路從平整寬闊的水泥路變成坑坑洼洼的紅磚路。“不是我們不想修。”譚穩(wěn)穩(wěn)滿臉無(wú)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(huì)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(wú)大礙，但試驗(yàn)場(chǎng)中布設(shè)的儀器支架也會(huì)隨著凍脹而悄悄“長(zhǎng)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(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)儀器好像又高了點(diǎn)兒。
“這對(duì)科研儀器的日常維護(hù)提出了更高要求。”譚穩(wěn)穩(wěn)說(shuō)。三江站上有個(gè)沉甸甸的“老A”牌工具包，裝著各種型號(hào)的扳手、螺絲刀，還有鉗子、萬(wàn)用表。每個(gè)科研人員采樣時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)儀器出現(xiàn)機(jī)械或電路故障，都能熟練維修。
在沼澤濕地里維護(hù)儀器難，建設(shè)新的科研平臺(tái)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(cè)研究平臺(tái)，目標(biāo)是對(duì)區(qū)域不同土地利用類型的地下水位進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，在三江平原濕地核心區(qū)建立了31個(gè)地下水水位及溫度自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、5個(gè)濕地地表水文過(guò)程監(jiān)測(cè)斷面，整體覆蓋面積約1.2萬(wàn)平方公里，樣點(diǎn)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(cè)井，其中在濕地，只能選擇冬天濕地凍住后施工。”三江站工程師張加雙回憶道，2018年2月下旬，零下20多攝氏度的天氣，他和八九個(gè)工人帶著鐵鍬，一點(diǎn)點(diǎn)鑿著厚度近兩米的冰層。“冷風(fēng)像刀子一樣割在手上，干一會(huì)兒就得趕緊換另一個(gè)人。”
此外，研究濕地地表水-地下水垂直補(bǔ)給規(guī)律和流域濕地水源涵養(yǎng)功能，還需要監(jiān)測(cè)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(duì)于平坦開(kāi)闊的三江平原而言，高高聳立的氣象觀測(cè)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(jí)工程師喬田華開(kāi)了個(gè)玩笑，這也是考驗(yàn)“水上漂”功夫的時(shí)候。
盡管野外觀測(cè)設(shè)備修建困難重重，但經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展，目前三江站已先后建立了氣象觀測(cè)場(chǎng)、沼澤濕地常年積水區(qū)綜合觀測(cè)場(chǎng)、季節(jié)性積水區(qū)輔助觀測(cè)場(chǎng)、旱田輔助觀測(cè)場(chǎng)、水田輔助觀測(cè)場(chǎng)、綜合實(shí)驗(yàn)樣地等，布設(shè)儀器60余臺(tái)（套）。
“三江站通過(guò)對(duì)全球變化影響下濕地生態(tài)過(guò)程的長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)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(guò)程、服務(wù)功能的時(shí)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)。”三江站副站長(zhǎng)、東北地理所副研究員郭躍東總結(jié)道。
要經(jīng)濟(jì)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(guó)沼澤圖》。
“這是我國(guó)首次出版的全國(guó)沼澤地圖，系統(tǒng)總結(jié)了我國(guó)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。”譚穩(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(diǎn)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(jì)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(jì)和建設(shè)工作，首創(chuàng)沼澤濕地稻-葦-魚(yú)復(fù)合農(nóng)業(yè)生態(tài)工程模式。”宋長(zhǎng)春告訴記者。1988年，劉興土向國(guó)家提交了關(guān)于三江平原縮小開(kāi)荒規(guī)模的科技咨詢報(bào)告，為國(guó)家相關(guān)決策所采用。
在堅(jiān)持生態(tài)保護(hù)、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(shí)，更多科研成果也相繼涌現(xiàn)。
第一部《中國(guó)沼澤志》、第一幅《中國(guó)沼澤分布圖》、第一套《濕地觀測(cè)規(guī)范與方法》、第一個(gè)沼澤濕地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)……在近40年的觀測(cè)與研究中，三江站填補(bǔ)了我國(guó)沼澤研究學(xué)科多項(xiàng)空白。
這些科研成果切實(shí)改善了三江平原的自然生態(tài)。“三江站的科研人員定期來(lái)采集數(shù)據(jù)，其研究成果也指導(dǎo)著我們進(jìn)行濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和管理。”黑龍江洪河國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)科研宣教科科長(zhǎng)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。“未來(lái)三江站將以洪河濕地為核心，建立三江平原沼澤濕地碳匯監(jiān)測(cè)平臺(tái)，為三江平原乃至全國(guó)濕地碳匯評(píng)估提供數(shù)據(jù)和平臺(tái)支持。”
進(jìn)入新世紀(jì)后，三江站的擔(dān)子越來(lái)越重。
“我們承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、黑土糧倉(cāng)科技會(huì)戰(zhàn)等重大科研項(xiàng)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(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)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(jì)輻射推廣400萬(wàn)畝。
目前，以三江站為依托完成國(guó)家科技攻關(guān)、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院重大項(xiàng)目等100余項(xiàng)；向國(guó)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(hù)政策等咨詢報(bào)告5份，多項(xiàng)建議被相關(guān)部門采納。
“未來(lái)，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(hù)、解決農(nóng)田與濕地爭(zhēng)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。”郭躍東道出了美好期待。
“踏遍三江風(fēng)雪路，世間何事不能為。”洪河農(nóng)場(chǎng)入口處高掛的鏗鏘誓言，既蘊(yùn)含了從“北大荒”到“北大倉(cāng)”的奇跡，也見(jiàn)證著三江平原從大規(guī)模開(kāi)發(fā)到生態(tài)保護(hù)修復(fù)的蛻變。
金秋九月，稻浪翻涌。洪河農(nóng)場(chǎng)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(zhǎng)筒靴、背起工具包，開(kāi)啟新一天的采樣工作——他們同樣期待豐收的到來(lái)。
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