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当前版:07版:科技
发布日期:2022年09月06日
黄土高原的绿,有杨凌科技的魂

8月23日,在延安市安塞区,郁郁葱葱的植被覆盖着山梁。

8月23日,在西农大水保所安塞站野外基地,工作人员正在观察泥沙沉淀状况。

本报记者 仵永杰文/图

8月下旬,在延安市安塞区雷坪塔村,梁峁上大片的绿树掩映着村落,与远处的蓝天白云相接。像往常一样,村民张莲莲上了山,为新栽的松树培新土。40多年来,张莲莲与家人在当地为1700多亩荒山披上绿装。

在数百公里外的杨凌示范区,西北农林科技大学水土保持研究所(以下简称西农大水保所)依然繁忙——专家教授带领学生分析数据,中学生随科普团参观人工模拟降雨大厅。不久前,西农大水保所为水保专家山仑院士举办了执教从研70周年纪念活动。

科学技术往往与生产实践紧密结合。20世纪70年代,西农大水保所研究员山仑与多名专家来到安塞,围绕当地水土流失综合治理开展系统性研究。在杨凌科技专家的指导下,很多像张莲莲一样的陕北乡党走上荒山植树护绿。

半个世纪以来,一批批来自杨凌的科技专家在黄土高原的长武、安塞、米脂、神木等地扎根,研究水土流失发生机理、推行生态型产业发展模式,提高生态系统整体服务功能,为黄土高原经济社会发展、生态系统修复贡献智慧与力量。

1 成效 年入黄泥沙量从16亿吨到2亿吨

有效增加单位面积粮食产量,才能阻止农民毁林开荒;“还林”的同时还应注重“还草”。如今,黄土高原的植被覆盖率提高到了63%,年入黄泥沙量从20世纪六七十年代的16亿吨降至2亿吨左右。

8月23日,在安塞区沿河湾镇峙崾岘村,山坡上郁郁葱葱的树木掩映着一孔孔窑洞。然而,在20世纪60年代,峙崾岘村与黄土高原上千千万万个村子一样,只能靠毁林开荒增加粮食产量。一斤种子种下,常常收不回多少粮食。

曾经,这里植被遭到大面积破坏,漫山遍野的黄土裸露着,像撕裂的伤疤;扬起的黄土遮天蔽日,衣物上的尘土难以洗掉;每到雨季,发生洪水、泥石流灾害是常有的事。峙崾岘村村民贺志明记得,自己10多岁时,洪水来袭将他推出几十米远。每次发洪水时,常有村民发生意外。

峙崾岘村位于黄土高原腹地的纸坊沟流域,此处为生态治理的核心区域和黄河泥沙的主要来源地之一。20世纪70年代,西农大水保所在安塞设立水土保持综合试验站(以下简称安塞站),并将纸坊沟流域作为研究基地。当时,纸坊沟流域包括坡耕地在内的农地占流域面积的80%左右。但由于作物品种老化、肥料投入不够,粮食产量持续降低,造成越穷越垦、越垦越荒的状态。

“那时,纸坊沟流域粮食亩产量只有20公斤左右。有效增加单位面积粮食产量,才能阻止农民毁林开荒。我们选取5户生态户,帮助他们通过改良品种、投入化肥、轮作等方法提高粮食产量,同时减少耕地并增加林地面积。试验证明,耕地减少了,粮食总产量反而增加了。”安塞站第一任站长卢宗凡介绍。此后,安塞站逐步形成水土保持型生态农业纸坊沟流域治理模式,并在同类地区推广。

长期以来,西农大水保所在以延安为代表的黄土高原水土保持实践研究中,依托安塞站在生态分区、治理与植被恢复方面的成果与实践,提出在“还林”的同时还应注重“还草”的建议并被采纳;利用安塞站在水土流失与地形、降水、植被关系的长期观测成果,建立起适合中国水土流失特点的方程,被用于全国第一次水利普查中的土壤侵蚀调查。如今,黄土高原的植被覆盖率由退耕之前的34%提高到现在的63%。20世纪六七十年代至今,入黄泥沙量从每年16亿吨降至2亿吨左右。

2 技术 适水改土带动生态与经济协同发展

黄土高原水土保持工作已由单一的水土流失治理向农作物生产提质增效转变。适水改土技术对保障黄土高原粮食安全和农产品、推动黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。

8月25日,在西北农林科技大学米脂试验站远志山旱作农业与水土保持试验示范基地,西农大水保所国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心副主任高晓东正在查看节水设备运行状况。针对黄土高原干旱缺水现状,西农大水保所以充分挖潜天然降水为目标,构建集绿肥覆盖还田、雨水集聚根域入渗、适度调控生产力为一体的多界面雨水利用集成技术。目前,此项技术已在黄土高原经济林果种植区推广超过290万亩。

近年来,西农大水保所在延安、榆林等地连续多年进行试验,发现多界面雨水利用集成技术能够明显提高作物水分利用效率和作物产量,增产率达17%。

“2000年以来,黄土高原水土流失问题已逐渐解决。近年来,生态产业与植被建设成果已经有机联系起来,水土保持工作由单一的水土流失治理向农作物生产提质增效转变。目前,团队以多界面雨水利用集成等技术为核心,对黄土高原农作物生产实行适水改土技术指导,使经济和生态实现协同发展。”高晓东介绍。

今年5月,由西农大水保所牵头承担的“十四五”国家重点研发计划“黄土高原旱作适水改土与产能提升技术模式及应用”项目启动。“该项目通过适水改土技术带动整个黄土高原农业和生态可持续发展,对落实国家‘藏粮于地、藏粮于技’战略,保障黄土高原粮食安全和农产品有效供给具有重要的意义,同时能够有效推动黄河流域生态保护和高质量发展。”该项目首席科学家、西农大水保所研究员赵西宁坦言。

据了解,“黄土高原旱作适水改土与产能提升技术模式及应用”项目选取黄土高原南部的陕西长武、东部的山西寿阳、西部的甘肃定西等地作为试验基地,米脂县银州街道高西沟村是该项目在黄土丘陵沟壑区重要的试验点。“在水保所专家的指导下,我们村依托良好的生态环境发展山地苹果种植。铺设滴灌设备、改良土壤后,我们当地苹果的品质越来越好、产量有效增加。”高西沟村村委会副主任高治前介绍。

3 目标 实现生态服务功能整体提升

黄土高原水土保持定位应由理水保土拓展为提高生态系统服务功能,从生命共同体视角设计流域综合治理与生态修复,实现水土保持、碳汇、生物多样性等生态服务功能整体提升。

2019年11月,西农大水保所教授刘国彬做客央视《开讲啦》节目,讲述自己带领团队治理黄土高原水土流失的经历。在节目现场,一位来自中国科学院的生态学博士生提问:“经过几十年的生态治理,黄河确实变得比原来清了。但黄河有许多特有物种已经适应多泥沙的生存环境,黄河在短时间内快速变清,这对特有物种的生存是否造成影响?”

刘国彬解释,黄河泥沙减少是一个相对的概念,要将入黄泥沙量控制在允许的流失量范围内。若黄河彻底变清,它的侵蚀力反而会更强,还会导致盐碱化和海水倒灌,也会对生物多样性造成威胁。黄河治理不只是减少泥沙,科学治理、全面推进才是最终目标,必须维持上中下游的统筹协调规划,上游着重水源涵养、中游聚焦水土流失治理、下游定位三角洲保护。

黄土高原与黄河相互依存,其治理也需系统全面推进。2021年9月,刘国彬在“黄土高原水土流失综合治理技术及示范”项目结题报告中提出水土保持新理念:在黄土高原水土流失得到初步治理、生态退化趋势已经遏制的形势下,黄土高原以流域为单元的水土保持定位应由理水保土拓展为提高生态系统服务功能,从山水林田与绿水青山及全流域全系统出发,从生命共同体视角设计流域综合治理与生态修复,实现水土保持、碳汇、生物多样性等生态服务功能整体提升。

基于水土保持新理念、生态经济耦合机制以及生态功能权衡关系,西农大水保所研发出“黄土高原生态经济协同发展分析平台”并获批软件著作权 。同时,西农大水保所提出黄土高原生态系统服务功能提升方案,内容包括对宁夏彭阳中庄、安塞纸坊沟和长武王东沟等流域继续减少耕地并增加林地和果园等。

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