打600多个钻孔,他只为一张完整的生态水文图
王云强
■本报记者 李媛
在王云强的同事和学生中流传着一个说法:他曾踏遍黄土高原,参与完成600多个土壤钻孔取样。
见到王云强时,《中国科学报》记者略感意外。这位陕西黄土高原地球关键带国家野外科学观测研究站站长身形清瘦,显得并不那么“强壮”。直到在黄土高原站顾屯观测区,看到他俯身、握杆、发力,动作娴熟地从5米深的地下连续提取出一管管土样,记者才对他的野外工作能力有了更直观的认识。
类似这样的钻孔取样,对王云强而言是日常工作的一部分。
这项看似依赖体力的工作,实际上更考验技术与经验。“得用巧劲,(如何取巧)需要长期实践积累。”王云强说。
执着:一步步完善的干层分布图
在王云强办公室的墙上,挂着一张《黄土高原土壤干层分布图》。这张图凝结了他长期开展野外采样的心血。
然而,野外采样不可避免地面临各种风险。据王云强回忆,有一次在山西一处郁郁葱葱的山坡草地上,他完成钻孔取样,在后退时不慎踩空,掉进一个被雨水冲刷的隐蔽深洞里。“幸好当时反应比较快,及时用双臂撑住了洞沿。”事后回想,他仍感到后怕。类似的危险情况,他曾经历过数次。
但在当时,紧迫的工作往往占据主导。“最重要的是把基础数据做好,只有数据可靠,后续研究才能站得住。”他说。
2019年,黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家重大战略。王云强意识到系统开展流域尺度深层土壤水分研究的必要性,随即组织团队开展“黄河流域深层土壤水分观测与原位取样”工作。“地表植被变化比较直观,但地下水分过程是否同步变化,需要通过系统观测来回答。”他说。
在黄土高原大范围采样的基础上,团队进一步补充了黄河源区与下游关键点位,在两个月内完成了样点完善,最终获取了93个深层样点的土壤和水分数据,实现了对黄河流域的整体覆盖。
“采样期间,王老师始终强调数据质量,特别重视原位样品的可靠性。”团队成员、博士后童永平回忆道。在王云强的要求下,团队尽可能同步获取植被、立地条件及土地利用变化等信息,为后续分析提供更全面的支撑。
基于这些数据,团队已开展系列研究工作,相关成果陆续发表。研究初步揭示了黄河流域深层土壤水分的时空分布特征,发现部分植被恢复区存在深层干化加剧现象,并分析了土壤质地、植被与水文过程之间的关系,弥补了区域尺度深层土壤水文数据的不足。
王云强表示,这些研究成果具有一定的实践价值:一方面可为遥感等大尺度区域生态修复提供实测资料,指导因地制宜优化植被配置;另一方面,团队建立了可共享的黄河流域深层土壤参数数据库,为相关研究减少重复采样、提高效率提供基础支撑。
热爱:从“打游击”到“安了家”
在很长一段时间里,王云强和团队的工作方式可以概括为“打游击”。
“背着设备到不同地点采样,完成后再转移。这样的方式难以连续捕捉生态、水文过程的长期变化。”他说。
2012年,中国科学院地球环境研究所开始建设洛川黄土关键带观测站。尽管初期条件有限,但对王云强而言,这意味着野外观测逐步走向长期化、标准化与系统化。经过多年建设,观测站形成较为完善的观测、研究、示范和服务体系,2021年升级为国家野外科学观测研究站,并在2022年科技部评估中获得“优秀”。
“我们终于在野外有‘家’了。”他说,“有了固定观测平台,数据可以持续积累,研究也更有连续性。”
他经常带领团队在黄土高原的窑洞里开展工作,与学生一起进行钻孔取样和实验观测。团队成员郭湘宇说:“王老师会亲自示范操作过程,带着大家一起做。”
即便不忙的时候,王云强也经常前往野外站,与学生下沟上山采样,检查设备运行情况,或与当地农户交流生产实际。“很多科研问题,只有在一线才能发现。”他说。
未来:从认识过程到服务实践
当被问及对王云强的评价时,身边的人作出了不同侧面的描述。在学生赵亚丽眼中,他是妥妥的“打钻高手”,钻孔取样方面经验丰富;在同事张萍萍看来,他是站里的“大忙人”,工作节奏紧凑、事务繁多;而在妻子韩祥伟心里,他或许不那么顾家,却实实在在地“把两个人的科研梦想,变成了一个人在前方的坚守”。
这些评价,从不同角度反映了他长期扎根一线的工作状态。
站在顾屯观测区的试验场上,王云强谈到团队的发展方向正在发生变化。过去,团队更多集中在揭示机制,回答“是什么”和“为什么”,例如气候变化与植被、水分之间的关系,以及土壤干层的形成过程等;未来,将更加关注“如何应对”,即在认识规律的基础上提出可行的调控路径。
这一问题,直接关联人地关系耦合的现实需求。在黄土高原退耕还林还草工程实施多年后,如何在提升植被覆盖的同时避免深层土壤持续干化,提高生态系统的韧性,已成为亟待解决的关键问题。
“我们希望能提出更具操作性的方案,为实际管理提供参考。”王云强说。
受访期间,王云强正带领新入学的研究生在洛川主站和顾屯观测区熟悉场地。他希望这些年轻科研人员既能掌握仪器设备,也具备扎实的野外工作能力。
在黄土高原的沟壑间,科学从不是飘在空中的构想,而是落实在每一锹土、每一组数据、每一次失败与小小的突破之中。这条路,王云强还在继续向前走。不过他并不孤单,身后是一群同样“会打钻”的年轻人。