我在海北站的科研岁月(边疆晖)
来源:边疆晖【字号:大 中 小】
那是四十年前的秋天,远方的冷龙岭有了些积雪,四周的草甸已经略显金黄,我第一次站在海北站门口,门柱子上挂着一块牌子,上面写着“中国科学院高寒草甸生态系统定位站”。那是我科研生涯的起点。
今年七月上旬,午休时收到海北站站长张振华的微信邀约,希望我写写我与海北站相伴的过往故事。看完微信,睡意顿无,沉思许久,虽然在站工作近三十年时间,但仔细想想,却没有什么轰轰烈烈、跌宕起伏的传奇故事,唯有一段与海北站共同成长的科研经历。今年是海北站成立五十周年,谨以此文,回望来路,寄怀纪念。
上世纪六七十年代,国际生物学计划(International Biological Program, IBP)如火如荼地开展,此时我国正值文革期。中国科学院西北高原生物研究所老所长、我国著名的动物生态学家和啮齿动物学家夏武平先生,凭借极具前瞻性的学术视野,在1975-1976 年间,从中国科学院兰州分院图书馆订购了有关草地生态学以及生态系统次级生产力及能流测定等方面的文献和专著,为海北站筹建做了充分的学术准备。在夏先生的积极倡导下,在当时所领导常韬及省科委的大力支持下,于1976年4月26日,海北高寒草甸生态系统定位站在青海省海北州门源县风峡口地区正式成立。
海北站老站长周兴民先生这样评价建站的意义,他说,“这是超越历史的决定,是西高所以大规模的野外考察向长期定位研究的转变,是单学科研究向多学科相互交叉研究的转变,是国内开展生态系统研究的先行者、开拓者,具有划时代的意义 ”。
建站初期,条件艰苦,没有专属科研用房,只能从门源马场租借一间马棚作为临时驻地,随即开展了植物、动物、昆虫、土壤、畜牧等本地基础调查。1977年海北站确定了以能流、物质流为主线,聚焦生态系统结构与功能的研究方向,拉开了我国高寒草甸生态系统长期定位研究的序幕。
初入海北站 : 青葱岁月,科研起步
我是 1986 年秋从甘肃农业大学调入西北高原生物研究所。同年跟随课题组到海北站工作。参与国家“七五”科技攻关项目子专题—《青藏高原草地主要害鼠——高原鼢鼠和高原鼠兔综合防治技术研究》。全部野外工作依托海北站开展。
为认识高原鼢鼠的地下活动节律,周文扬先生自行研制了无线电遥测仪。通过佩戴在高原鼢鼠颈部的微型信号发射器,追踪记录高原鼢鼠地下活动轨迹,探测个体的活动方位、移动速度和昼夜活动节律。该设备填补了国内相关技术空白,整体水平跻身国际前列。按照实验设计,在固定样方内,每小时开展一次监测,并用小红旗在地面标记新的活动位点。组里的年轻人承担了夜间的监测工作。
曾有一次深夜值班,高原荒野万籁俱静,海北站四周没有半点灯火,唯有一弯新月缀满星河。我坐在由废弃三轮车改装的观察车内,就着微弱的灯光,即兴写下了一首小诗,留存了一个刚刚步入科研领域的年轻人,对未来科研道路的满心期许:
脚踏着大地
头顶着蓝天
鼠夹子勘探着处女地
样方里的红旗扶植着绿色的希望
天空拉起蓝蓝的帷幕
月亮打开了舞台的顶灯
星星们来了
眨巴着眼睛,低声交头接耳
我的追随者们
风儿尽情为我叫好
于是
我翻开了第一乐章
小草
是乐章的五线谱
汗珠
是乐章的乐符
鼢鼠
在大地的琴键上跳跃
鼠兔
抱起大提琴拉动了琴弓
于是
我站在风峡口的全景舞台上
披上黑夜为我裁制的晚礼服
高高挥起指挥棒
——那台电标接收器
我
奏起了草原交响乐
初到海北站时,我主要跟景增春老师参与“七五 ”科技攻关项目的野外工作。在项目执行期间,樊乃昌先生联合青海省机械科学研究所,研制出国内首台模拟鼠洞道机械投饵机,并在海北站盘坡地区万亩示范区进行了验证工作,灭鼠效果十分突出。为巩固前期灭鼠效果,清除残存个体,景老师每日带着我从海北站徒步往返盘坡地区开展扫残投药,一天两趟,步行近十公里。
一日清晨准备外出,负责项目的周文扬先生叫住了我,他穿一件咖啡色格子外套,戴一副老式的黑边眼镜,看着我,神情严肃,语气平缓地说道:“调你来,不是来灭鼠的”。早晨的阳光透过窗棂洒满房间,暖洋洋的,也亮堂堂的。此时我的心却有些冰凉和郁闷,那时我才二十出头,心中难免委屈。整个上午,没再外出扫残,躺在床上,那句话翻来覆去在脑海里打转。我终于明白他的意思:发挥自己本科专业优势,为课题组解决一些有价值的科学问题。也正是那天上午,我第一次认真思考:我在组里的角色是什么?下午便返回所里,一头扎进所图书馆开始查阅文献,将动植物群落间的互作作为主要的研究方向。
在八十年代中期,海北站周边盘坡地区因长期过度放牧,导致高原鼢鼠和高原鼠兔数量剧增,并由此加剧草地退化,大片草地沦为丧失放牧价值的黑土滩。 “七五”科技攻关项目,就是针对高原鼢鼠和高原鼠兔开展的综合治理研究。
课题组先后集成化学灭鼠、补播、围栏封育、适度放牧、化学除杂类草等措施,构建起完整的有害鼠类及退化草地修复的综合治理方案,建立了万亩示范区。长期化学灭鼠存在二次中毒、污染环境等问题,但是,当鼠类种群数量很高时,快速压低其数量基数,是保障补播效果的前提。也正因为如此,依托模拟鼠洞道投饵机的灭鼠及扫残工作,成为综合治理方案不可或缺的一环。
历经三年的治理,黑土滩植被逐渐恢复,植被群落开始向正向演替方向发展,动物群落也随之发生变化,取得了显著的生态、经济及社会效应,这套模式为此后的青藏高原退化草地及黑土滩治理提供了先行样板和实践范式。
扎实有效的示范区工作,让我们课题组得到门源马场与当地政府的高度认可,也让海北站在当地基层单位和牧民群众中树立了良好的口碑。追根溯源,以樊乃昌先生为核心的研究团队,早年在海北站盘坡地区开展的鼠类综合治理实践,正是如今青藏高原黑土滩治理和退化生态系统修复工作的起点与源头。
1989 年夏武平先生重返阔别多年的海北站, 目睹海北站食宿和科研条件的完善,昔日满目疮痍的黑土滩,如今草木葱茏,生机盎然,触景写下了一首诗作:
极目荒原平野阔
无边芳草碧连天
北观雪帽冷龙岭
南望云横大阪山
金露梅开金满地
水溪日落起炊烟
凌空云雀远瞻趣
不怕高原奋力攀
依托示范区的工作,我开展了鼠类与植被间相关关系的研究。有一天,我驾驶三轮摩托车前往示范区测定植物群落,返回路上,脑子里一直转着课题的事情,不知不觉到了进入海北站的路口。那是一个近乎 90°的直角转弯,没有减速,急打方向,三轮车瞬间侧滑,整辆车甩了出去,车侧躺在沙土路面滑行了几米。驾驶室的油箱盖子脱落,汽油喷洒了我一身。若是擦出半星火花,后果不堪设想。至今回想,后背发凉。
俗话说,大难不死必有后福。在项目结束后,结合示范区的工作,我总结撰写了高寒草甸地区小哺乳动物群落与植被群落演替关系一文,提出了从生态演替规律出发,在退化严重的草地上,通过人的合理参与,协调动植物群落间的结构关系,以达到控制有害小哺乳动物为目的的生态治理对策。
1992 年,这项工作在我所第三届青年学术讨论会中获得三等奖。虽然奖项等级不高,但我至今倍感珍惜。因为当时我是本科学历,但参加讨论会的有很多是研究生或从国外进修回所的青年研究骨干。该文章被王祖望先生收录在《二十年来我国兽类学研究的进展与展望:I. 历史的回顾与兽类学研究》一文中,作为国内兽类群落生态学研究的代表性工作重点评述。
八九十年代的海北站,不仅是我成长的土壤,也几乎汇集了我所全部的生态学研究力量,科研事业呈现出一片欣欣向荣的景象,取得了一批可喜的成果。就动物方向而言,王祖望课题组开展了高寒草甸小型哺乳动物的种群能量流动和能量收支、代谢产热季节变化及其对高原环境的适应等方面的研究,促进了我国动物生理生态学领域的发展。刘季科先生在海北站率先开展了小哺乳动物种群调节机理的实验调控研究,建立了小型哺乳动物种群系统调节新复合因子理论。该工作是我国动物生态领域首次开展的假设驱动型实验调控科学研究,对我国种群动物生态学研究发展具有深远的影响。与此同时,与日本、美国科学家合作,围绕甘肃鼠兔的社会行为、香鼬生物学等方向开展研究。依托海北站各个领域的工作积累,相继出版了四集《高寒草甸生态系统》论文集,集中反映了当时海北站的工作情况及学术水平。
此时海北站最鲜明的特色,是从所里来站工作的年轻人员居多,思维活跃,乐于思辨,每日工作结束,或端着饭碗,站在夕阳西下的海北站院内,或在夜幕笼罩下的宿舍里,围绕学术问题展开激烈的讨论和争论,各抒己见,学术氛围十分浓厚。那时,大家都年轻气盛,争论激烈的时候,手舞足蹈,带着年轻人特有的锐气与豪情,颇有一些指点江山舍我其谁的劲头。
正是这种毫无保留的思想碰撞,这批年轻人日后大多成为各自领域的学术带头人和研究骨干。八九十年代海北站,就像八十年代的中国,充满了生机,充满了希望,不仅培育出实力过硬的高原生态科研梯队,也奠定了海北站在国内野外生态学领域中的重要学术地位,成为不可忽视的野外台站。
重返海北站:不忘初心,坚守高原
再次正式回到海北站开展科研工作,已是2007年。海北站已有新的面貌,早年的二层小楼扩建成三层科研主楼,住宿配套对标宾馆标准,食堂完成改扩建,院里的那片青海云杉林,如今郁郁葱葱。
然而,真正牵引我回来的,却是一份始于五年前的执着。
2002 年夏,我得知我申请的第一个国家自然科学基金面上项目获批。彼时,国际上关于动物种群工作已从野外观察监测发展到探讨种群调节机制的研究,大型围栏控制实验成为解析种群波动的核心手段。受面上项目执行期的限制,就想当年在海北站着手建立大型野外围栏。我便找时任所长的赵新全研究员汇报情况,他已获知基金批准的消息,二话没说,协调财务处先行给我预支5万元以支持建设。当我走出他的办公室,高原的阳光刺得人眼睛发酸。在负责海北站后勤工作的王林同志大力协助下,当年建成了4 个30×50m 的野外围栏。
然而,科研工作从来不会让你舒服太久。围栏建好了,根田鼠却不见了。在建立围栏种群的准备阶段,时值三月,不知何因,海北站的根田鼠种群处于崩溃状态,就像凭空蒸发了一样。我骑着摩托车,后座绑着一堆活捕笼和两个馒头,开始了每天扫荡式搜索,从海北站到永安城,从风峡口到青石嘴,方圆10公里的金露梅灌丛和人工草地,依然没有发现中高密度的根田鼠种群,两周下来,饲养笼里没几个根田鼠,而4月中旬,必须将围栏种群建立起来,否则,工作将延后到来年,研究进展势必受到极大的影响。每天晚上,躺在床上辗转难眠,心急如焚。
实在没辙,我跑去找王林同志帮忙,他听完,倚在门口,圆圆的大眼睛转了又转,忽然说:“你去牧民家的草垛看看”。一语点破梦中人。根田鼠喜隐匿环境,越冬需较为温暖的环境。第二天,骑着摩托车,赶到吊沟的牧民草垛,翻开厚厚的干草,下面密密麻麻的全是越冬的根田鼠。我不禁欣喜若狂:终于找到你们了。那一刻,悬着的心终于落了下来。
彼时,我只想把课题顺利完成,并未想到,这片围栏会成了此后数年拉扯我内心的那根线。
建起围栏的第二年,我赴浙大做博士后。课题也延续为博士后工作的主要内容。九十年代末到本世纪初,西部人才“孔雀东南飞”已成常态,所里不少研究骨干和年轻人相继调往东部的研究所或高校。随课题进入收尾阶段,我也出站了,我和妻子落户杭州,并辗转浙大和中国计量学院工作。之所以频繁换单位,是因为虽然身在江南,但心始终留在青藏高原,始终牵挂海北站的围栏,它仿佛把我也圈在了里面。
留与回的抉择之间,内心十分煎熬。妻子早于我到浙大做博士后研究工作,自从那时起,已经分居多年,现在,妻子已在杭州师范大学工作,好不容易才得以团聚,难道又要再次分离?看着她清澈明亮的眼睛,话到嘴边,却没有勇气给她说出我想回青海的这句话。我也曾多次走到院长办公室门口,却又折返。
2007年3月,学院召集申报国家自然科学基金的会议,要求汇报申请内容。当我做完报告,有人质疑:“你人在浙江,为什么还要做青海的工作?”我讷讷回应:“青藏高原属于世界”。从那刻起,我豁然开朗,江南的温润适合生活,但青藏高原的寒冷缺氧才装得下我的梦。
2007年春,我终于下定决心,回青海,回海北站。
再次回到西高所,已是同年10月。历经研究生阶段和博士后工作的系统训练,再返西高所和海北站,我的研究思路和研究方向更加清晰明确。随着课题经费的宽裕,围栏扩建成可做双因素析因实验设计的8个 30×50m的大型围栏。
此后十余年,我带领我的学生们在海北站一直努力坚持做应激与小哺乳动物种群调节的工作。动物种群生态学研究耗力耗时,需多年重复性测定种群变化。每年5-9月,他们每隔一周、每日早6点半外出工作直至晚 8 点多。由于北半球动物的冬季死亡率是影响种群波动的重要因子,零下十几度的严寒冬季依然是他们研究工作的主要季节。从10月至来年4月,每月都要工作十余天,寒风刺骨,大雪纷飞,冬季的海北站无供暖无食堂,回来需自己生火做饭,夜间只能靠取暖器御寒。为了数据的完整性和工作的连续性,无节假日概念,春节期间也常在那里度过。
我在 2024 年的荣休仪式上,说过一句话:“感谢你们先后陪伴我走过一段崎岖不平,但前途光明的科研之路”。这不是一句客套话,是我发自内心的肺腑之言。
经过我与学生们的艰苦努力,工作取得了一些成绩,获得国际同行的肯定,提出了揭示小哺乳动物种群波动的整合应激效应假说,该假说是自张知彬提出种群暴发的厄尔尼诺一南方涛动成因假说后,是我国学者在鼠类种群波动中提出的第二个新的假说。验证了捕食可通过增加猎物种群寄生物感染而导致猎物种群处于亚健康状态的假说,改变了“捕食者通过淘汰老弱病残个体而净化猎物种群”的传统认知。相关工作分别发表在 Journal of Animal Ecology 等刊物,2022 年获得中国生态系统研究网络(CERN)科技贡献奖。
工作取得成绩,不完全是个人的努力。根田鼠应激激素皮质酮的测定需要用荧光分光光度计,但当时所里已有的老旧设备无法正常运行,陈世龙所长从院重点实验室仪器采购经费中,划拨经费,采购了一台日本岛津公司生产的荧光分光光度计,及时解决了卡脖子的难题。
在临近退休的前六年,我带领我的学生们在海北站开展了食物蛋白质及食物限制性氨基酸含量对高原鼠兔种群暴发效应的研究,从生存空间、营养供给双维度解释了高原鼠兔种群在退化草地的快速扩张,进一步完善了“为什么退化草地导致高原鼠兔种群数量剧增”的认知链条。
退休寄语:砥砺前行,再创辉煌
时光如梭,如今,我已退休两年。回顾我在海北站的工作,感慨万分。我的成长在海北站,同时,海北站也在蓬勃发展。从初创时期马场租借的马棚,到建站初期的七间瓦房,再到2层科研小楼,如今,即将建成崭新的条件更为完善的科研大楼。从1978年入选中国科学院野外台站,到1990年成为CERN首批重点台站,再到2006年晋升为国家级野外观测研究站,这些跨越的背后,是一代代海北站人的接力拼搏。伴随着海北站的发展,我个人从一个懵懵懂懂的科研小白,在高寒草甸的日月轮回里成长为一名生态科研工作者。
半生光阴托付高原生态学事业,个人的成长始终与海北站的发展同频共振,海北站的岁月,早已镌刻进我人生的履历,深深印记在生命长河之中。
衷心祝愿新一代的海北站人接续薪火,砥砺前行,让海北站在青藏高原生态学研究的道路上,行稳致远,续写更为璀璨辉煌的崭新篇章。
行笔至此,心绪难平,感慨万千,谨赋小诗,以为结尾。
五十春秋牦牛情,卅年相守海北缘。
马棚薪火起荒原,几代同心筑峻楼。
遥承夏老开前路,种群调控启新篇。
莫道平生无壮语,此身无愧雪山巅。
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