人工模拟降雨|人工模拟降雨系统|人工模拟降雨实验装置|人工模拟降雨器|人工模拟降雨大厅——黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室发展纪实

创新求实推学科发展   励精图治建秀美山川

——黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室发展纪实

　　初春的西北杨凌，乍寒乍暖，冷风袭人，四下环视，满目依然萧瑟。然而，走进我校水保所院内一座三层砖红色大楼内的一间间实验室，展现出的却是一片葱茏四季，时令仿佛在这里停止了自然流转：灿烂的光照下，各类植物在不同土壤水肥条件下生长，研究人员按照不同植物的生长要求，调节着不同的光照、温度和湿度，这里就是我校黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室。

　　在中国中部偏北，包括太行山以西、秦岭以北、乌鞘岭以东、长城以南的广大地区是世界最大的黄土堆积区。其跨越6个省区，面积约40万～50平方公里。黄土高原孕育了灿烂的华夏文明，但中世纪以来，由于气候变化和人类活动影响，黄土高原水土流失严重，塑造出塬、梁、峁等沟壑纵横的地貌景观，对黄河下游造成了严重水患威胁。

　　陕北是中国黄土高原的主要部分，水土流失问题尤为突出。如延安上世纪80年代水土流失面积为2.88万平方公里，占总面积的77.8%，年入黄泥沙达到2.58亿吨，是黄河中上游水土流失最严重的地区；榆林更是一年三季风沙弥漫，成为沙尘暴的策源地之一。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我国政府和学术界高度关注。

继往开来　　凝炼创新

　　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。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，依托于中国科学院水利部水土保持研究所，于1991年筹建。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。?1995年，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，2005年、2010年顺利通过科技部地学实验室评估。

　　实验室以黄土高原侵蚀环境调控和提高旱地农业生产力为研究方向，以控制黄土高原水土流失和缓解干旱为目标。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。

　　由于黄土高原特殊的地质地貌、多样的侵蚀类型，使其土壤侵蚀和旱地农业的研究与国外相关领域比较，具有鲜明的特色。实验室的研究内容在学术界走在了相关领域国际前沿。

　　经过多年的发展，实验室现拥有实验及办公大楼1座，人工模拟降雨大厅1座，人工模拟干旱气候室1座，野外实验站5个：包括安塞站、长武站、固原站、神木站、子午岭站；拥有与美国农业部农业研究局、资源保护局、韩国农业局等共同成立的“中美水土保持与环境保护研究中心”、“中韩沙漠化防治研究中心”；拥有稳定性同位素质谱仪等大型仪器设备近30台；实验室有固定人员70名，其中院士2 名，千人计划1名，百人计划11名，研究员37名，博士生导师40名，杰出青年基金获得者2名，其中具有博士学位者57名。另有中科院特聘外籍研究员3名：美国马里兰大学教授Robert Lee博士；美国依阿华州立大学Horton教授，澳大利亚大气研究所首席研究员David教授。

　　重点实验室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。

心血点点　　成果斐然

　　岁月流失，春华秋实。黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室先后有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5项，省（部）级一等奖15项，省（部）级二等奖15项；发表学术论文并被SCI收录600多篇。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5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。其成果有力说明：黄土高原是一块能养育自己并能发展的区域。

　　1997年，唐克丽研究员等参与完成的“黄土高原地区综合治理开发重大问题研究及总体方案”成果获得国家科技进步奖二等奖；2000年，由卢宗凡、梁一民、刘国彬等主持完成的“安塞丘陵沟壑区提高水土保持型生态农业系统总体功能的研究”成果获得国家科技进步奖二等奖。

　　2004年，中国工程院院士山仑和水保所研究员邵明安、邓西平、上官周平等完成的“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。该研究成果揭示了黄土高原土壤的蓄水力、供水调节能力，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，入选“百人计划”康绍忠等主持完成的“西北地区农业节水原理与关键技术研究及应用”成果获得国家科技进步奖二等奖。

　　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80余部。《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土壤侵蚀与旱地农业研究的最高学术水平。

　　这些科研成绩的取得，保证了实验室研究方向的稳步推进，极大地促进了实验室的学科建设和发展，并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，他提出了黄土高原生态环境建设“退耕还林（草），封山绿化，以粮代赈，个体承包”的“16字措施”。

　　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。

　　由于黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室在科学研究及及国民经济建设中的突出贡献，党和国家领导人胡锦涛、江泽民、温家宝、乔石、吴邦国、宋平、朱镕基、李岚清、黄菊、曾庆红、回良玉、姜春云、路甬祥、陈至立、吴仪、田纪云、彭珮云、周光召、蒋正华、丁石孙、许嘉璐等先后来实验室视察。

　　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，也有力促进了实验室的研究工作。

　　在科技部、中科院、教育部等部委支持下，实验室目前拥有完善配套设施与国际先进水平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，组成了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联网的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，这些室内、野外台站的仪器设备被统一管理，共享共用，积累了大量科学数据和信息，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、完成项目带动了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，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衣阿华州立大学专家水资源系主任、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、著名土壤物理学家美国马里兰大学教授Robert Lee, Hill博士等；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。

　　据不完全统计，自2007年以来，来实验室进行学术访问的国内外专家约255人次；实验室出国访问交流110人次；参加国内外学术会议362人次，其中国际会议128人次；实验室成功主办或参与主办“杨凌国际农业科技论坛“生态修复与流域管理”、中国工程科技论坛“我国干旱半干旱地区农业现状与发展前景论坛”会议、“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”等重要国际及国内学术活动。

　　目前，重点实验室有土壤学、生态学和水土保持与荒漠化防治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。

　　迄今，重点实验室毕业研究生416名，其中博士生147名；目前在读研究生291名，其中博士生99名，硕士生186名，在站博士后6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，不少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。

黄土精神   薪火相传

　在水土保持研究所发展过程中，几代科技工作者常年在野外试验站或者观测站工作，这些野外试验站或者观测站大多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，远离乡镇，空旷与孤寂做伴。就在这种艰苦的工作环境中传承着“厚重朴实、协力攻关、求实创新、无私奉献”的科研精神与文化氛围，将水保所科技工作者在艰苦的野外工作中所形成的品质融入到脚下的黄土，形成—“黄土精神”。他们将成果写在了黄土高原的山川大地上。黄天厚土，其心可表！

　　老水保人余峥，在延安就参加了革命工作，  1972年只身从西安来到当时只有一条街的小镇杨凌，走上了西北水保所党委书记岗位。为了水保事业他付出了一生的心血，1996年，当80岁的余峥即将走完人生之路的时候，他在自己的遗言里写道：“不要登报，不要开追悼会，一烧了之……骨灰撒在黄土高原安塞茶坊点的山头上。”余峥去世后，根据他生前的意愿和当地群众的要求，他的骨灰被撒在基地所在村的一个山头上。

　　康绍忠是中国科学院“百人计划”首批14位受聘者中，唯一的中科院系统以外的入选者和国家杰出青年科学基金获得者。其“西北地区农业高效用水原理与技术研究及应用”科研成果获2006年度国家科技进步奖二等奖，由于成果突出，他荣获“2006年度ICID国际节水技术奖”，该年度全球仅此1人获得此奖项，于2011年当选为中国工程院院士。

　　康绍忠在中科院举行的“百人计划”首批招聘工作新闻发布会上说：“我是由洞庭湖畔的稻田中走进科技队伍的，我深知农民种田的艰辛；我长期工作在祖国的大西北，深知黄土高原的贫穷和落后。因此，我更能掂量出国家资助的科研经费的分量。我决不辜负国家和人民的信任与期望，将会更加勤奋努力地工作，扎根大西北，为黄土高原的综合治理和农业水土工程作出更大的贡献！”

　　2005年6月，中国科学院将29位2000年度“国家杰出青年科学基金”获得者入选“百人计划”，邵明安名列其中。其“百人计划”项目的研究成果出版专著2部、发表论文50多篇，其中被SCI收录16篇。同时研究结果获国家科技进步奖二等奖1项，陕西省科技进步奖一等奖1项、陕西省科学技术奖二等奖1项。

　　其间，李占斌等一批青年科技人才源自对水保事业的热爱，应聘重点实验室，踏上黄土高原从事土壤侵蚀与旱地农业的研究，使“黄土精神”薪火相传。他们也先后进入中国科学院“百人计划”学者行列。

奋斗不懈  任重道远

　　目前，黄河每年经由陕西下泄的泥沙由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，黄土高原的土壤侵蚀问题并未得到有效解决，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。

　　如今，实验室承担着国家“973”项目、“863”项目专题、国家科技支撑计划课题、国家西部行动计划项目、院士咨询项目、国家自然科学基金、中国科学院/创新团队国际合作伙伴计划及中国科学院院长基金特别支持项目等多项课题，每年研究项目经费近2000万元，但随着我国社会与经济的发展，粮食、资源环境、能源安全问题已成国家发展中面临的重中之重的问题。新形势下，实验室更需抓住地区战略调整的机遇，努力满足社会重大需求，为西部社会发展提供可靠科技支撑。

　　路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。我们相信，有国家、省部及学校的大力支持，有几代水保人用“黄土精神” 锻造出的辉煌成绩，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室必将继往开来，进一步调整部署、加强学科交叉、拓展研究领域，瞄准国家战略目标和国际科技前沿，为我国经济建设、生态安全和社会可持续发展不断地做出基础性、战略性和前瞻性的重大创新贡献。岁月易老，壮心常青，奋斗不懈，再谱新篇！

文章来源：西北农林科技大学