八桂大地的峰丛里,有群和石头较劲的人
①王克林在观察牧草长势。
②王克林(左三)、陈洪松(左四)等科研人员在野外调查。
③环江站科研人员在野外采样。
■本报记者 王昊昊
桂西北的夏天,空气里裹着潮湿的热气。从广西壮族自治区河池市环江毛南族自治县县城向东南出发,下了公路沿乡间小道再走一段,两旁渐无人烟,拐过一个弯,路边忽然出现一块牌子。中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站(以下简称环江站),就藏在这片喀斯特地貌的“褶皱”深处。
八桂大地藏着全球最壮美的喀斯特峰林画卷,峰丛洼地连绵起伏,碳酸盐岩历经亿万年溶蚀,塑造出这片“地无三尺平”的特殊地貌。
30多年前,这里的石头是个“大麻烦”。基岩裸露、土层稀薄、水土难留,石漠化像一块块灰白的疮疤贴在山坡上,也压在世世代代生活在这里的人的心头。农民在石缝的“岩窝土”里种玉米,一亩地的年收入不过四五百元。
30多年后,这里的石头成了“答案”。郁郁葱葱的峰丛重新覆盖了山坡,桑园连片、牧草齐腰,曾经的石漠化重灾区变成了绿水青山,也“长出”了产值数十亿元的绿色产业。
改变这一切的,是一群和石头较劲的科研人。
7月中旬,《中国科学报》记者走进环江站,体验了这群和石头较劲的科学家的科研日常。
把扶贫当作科学问题来解
中国科学院亚热带农业生态研究所(以下简称亚热带生态所)研究员王克林,是该所最早来环江县的科技人员之一,自环江站建站以来一直担任站长。
记者赶到环江站时,王克林已沿着站里的样地栈道走了一圈。这是他每次来站里的习惯动作。
“看看植被恢复情况。”两公里多的栈道修在山坡上,走完全程要一个半小时。山里的天气说变就变,没走多久阵雨突至,无处躲避的王克林被浇透了,衣裤全贴在身上。他拧了拧衣角,笑着对记者说:“雨水和汗水都有功劳。”
环江站的综合楼是站里最老的建筑之一。望着陈旧斑驳的外墙,王克林思绪万千,30多年前的一幕幕涌上心头。
1994年,国务院启动“国家八七扶贫攻坚计划”,将环江县列为中国科学院成建制扶贫的3个定点县之一,亚热带生态所接过这项任务。
石漠化也就是石质荒漠化,被称为“地球癌症”,广西是我国石漠化问题最严重的省区之一。我国西南喀斯特地区是全球连片裸露喀斯特分布最为集中、发育最典型的区域,上世纪末在巨大人口压力下成为全球石漠化面积最大的区域。
王克林对初到环江时见到的景象记忆犹新:“石头连着石头,石缝岩窝土里,农民靠种玉米维持生计。喝的都是水柜里发黄发绿的水。”水柜是喀斯特地区特有的集水设施,因雨水直接漏入地下,地表水匮乏,当地人全靠水柜存水。
如何破题?亚热带生态所联合地方,决定将环江县下南、上山、木伦、龙岩4个大石山区乡镇的97户513名贫困群众,搬迁到以土山为主的肯福屯,建立环江生态移民示范区。搬迁只是第一步,科研人员通过系列研究,在肯福屯设计了适应该区域水土资源特点、可健康持续发展的水果、甘蔗、畜禽、蔬菜四大生态产业,探索出一套“科研机构+公司+基地+产业”的生态扶贫模式。
这种模式效果显著。据统计,迁出民众的人均纯收入从1996年的294元提高到2005年的2478元,2023年更是达到2.1万元。该模式后被联合国教科文组织称为“肯福模式”。
彼时的环江县有30万贫困人口,但肯福模式下本地搬迁的仅两万人,杯水车薪。“难道要把全县人口搬个遍?”王克林说,生态移民只能解决部分人的问题。
2000年4月,时任中国科学院副院长陈宜瑜到环江县调研时提出,中国科学院定点扶贫要针对区域资源环境特点,研究扶贫开发中的科学规律,为农民脱贫致富提供技术支撑,为区域发展决策提供科学依据。
“贫困只是表象,石漠化让民众没地种,也就难以实现温饱,必须阻断石漠化源头,通过持续科学探索,找到区域持续发展的优化路径。”王克林说。
读懂石头的“脾气”
2005年8月,环江站通过评审,进入国家野外科学观测研究站序列。团队面临的第一个问题是弄清楚石漠化如何形成。
“环江站的发展可粗略分为3个阶段。第一个10年,就是找石漠化成因。”亚热带生态所所长陈洪松说。他于2003年博士毕业后来到环江站。
水土去哪儿了?“地球癌症”究竟如何形成的?团队在站上建了13个大型径流试验区,以观测不同土地利用方式下的水土流失情况。
答案藏在地下。“喀斯特地区的地质结构决定了它的水土流失规律异于非喀斯特地区,水不是顺着地表流走,而是沿着石头裂隙垂直渗漏,‘偷偷’搬运土壤。”陈洪松说,喀斯特地区的地表与地下构成了独特的“二元空间结构”,水渗入岩石裂隙后,一部分进入地下暗河,一部分在表层岩溶带中暂时停留。
科研人员还发现,高强度的人类开发活动是石漠化的“催化剂”。
环江县所在的喀斯特地区,平均每平方公里居住着300多人,人们不得不在石头缝里见缝插针地耕种玉米。每年翻耕一次玉米地,却触发了连锁反应。
“土壤被扰动后,第一年碳氮养分就下降了40%,流失速率是非喀斯特地区土壤的8倍。土层越来越薄、石头越来越露,植被自然越来越稀疏,一个恶性循环就此形成。”环江站执行站长张伟说。
团队通过观测实验,把地表土壤允许流失量阈值由每平方公里500吨调减至50吨。这套被总结为“水土地下漏失为主、地表流失为辅”的二元水土流失理论,颠覆了传统认知。过去人们治理石漠化,照搬黄土高原和南方红壤丘陵区的办法,修梯田、砌石墙、建植物篱笆。“这些措施在喀斯特区效果甚微,地表的水土本来就不是‘水平跑’,再怎么拦也拦不住垂直往下漏的水和土。”张伟说。
基于长期研究,团队建议石漠化治理不再推荐等高梯土工程。这一建议被纳入国家石漠化治理工程中期规划。
吃玉米还是吃牛肉
“地球癌症”的“病因”找到了,第二个10年的目标是“医治”它。
人类活动会加速石漠化,那么有没有让农民不翻耕土地也能有收入的方法?
调研环江县传统产业时,王克林发现当地有养环江菜牛的传统,但规模很小,主要靠玉米及零星天然草场散养,出栏量很低。
亚热带生态所在中国科学院党组部署下,已先后派遣4名科技工作者在环江县挂职副县长,助力区域脱贫攻坚和乡村振兴工作。曾馥平是在环江县挂职的第二任副县长。
“‘桂牧一号’牧草是多年生作物,种植后20年不用重新栽种,可大大减少土地扰动。如果能把种草和养牛结合起来,岂不是一举两得?”曾馥平高兴地和村民商量,希望他们放弃种玉米转种牧草养牛,没想到却吃了“闭门羹”。
“世代种玉米,不种玉米,我们吃什么?”村民对曾馥平的“畅想”并不买账。
曾馥平意识到,光“游说”还不行,要更“接地气”。他和站上同事自掏腰包,拎着十来斤牛肉、提着苞谷酒,敲开了村民的门。酒过三巡,他借着酒劲问老乡:“牛肉好吃还是玉米好吃?”村民都说牛肉好吃。他又问:“那少种玉米多种点牧草行不行?”村民半醉半醒间点了头。
这头一点,就成了改变的开端。
环江县下南乡古周村成了最早开展种草养牛试点的村庄之一。科研人员在古周示范区推广种植“桂牧1号”等饲料牧草,引导农民种草养牛。看到效益后,越来越多的农户加入进来。
驾车前往下南乡波川村的路上,随处可见比成人还高的成片牧草地。再往前走,就到了环江毛南绿峯种养基地。
“以前一亩玉米最多收入500元,现在养一头牛一年能赚3000至3500元。”基地负责人谭成语的养牛基地存栏300多头牛,他通过流转土地种了80亩牧草,但这不够,每年还要从村民那里采购大批牧草。
“村里每户最少也要养四五头牛,养牛的收入占了户均收入的80%。”谭成语说,村里建了几十个沼气池,将牛粪转化为清洁能源,既解决了污染问题又为农户提供燃料。
谭成语介绍,牛肉产品越来越受市场欢迎,“我们在南宁等地开了8家牛肉专卖店,形成了很好的环江菜牛品牌效应”。
“种草养牛带来的不仅是经济收益,还有生态效益。”王克林介绍,环江县石漠化治理示范区种草4万亩、养殖菜牛5万头,养牛户年平均新增收入5000元,全县肉牛产业总产值突破亿元。种草养牛模式已推广至贵州、云南等石漠化治理区域,并被国家发展改革委遴选为喀斯特山区生态产业发展典型案例。
要好风景也要“好光景”
农牧结合种草养牛的成功,让团队看到了石漠化治理区域保护性种植的前景。第三个10年,他们开始培育更多生态衍生产业,希望既能留住生态景观,又能为百姓谋得“好光景”。
种桑养蚕进入了团队视野。桑树根系发达,涵养水源、固持土壤能力强,是治理石漠化的好作物。环江县有种桑养蚕传统,但以往桑园面积只有几千亩,效益不高。
如何“盘活”传统产业?团队发现,该县种桑养蚕面临两大瓶颈:一是桑园连作导致土壤板结、肥力下降,根结线虫病频发;二是蚕沙桑枝等废弃物处理不当,污染环境还滋生病虫卵,导致蚕病暴发。“很多问题仍出在土壤上。”亚热带生态所研究员何寻阳说。他是亚热带生态所第三位挂职环江县委常委、副县长的科技人员。
记者跟随何寻阳走进了大才乡新坡村的桑园。成片桑田随风摇曳,翠浪翻涌,亚热带生态所副研究员肖孔操挖出一株桑树的根,用手拨去附着的土壤,细长的根须上鼓起一串串米粒大小的结节。
“这就是根结线虫。”肖孔操说,它在根里聚集长大,就像血管堵了一样,影响根系吸水、吸肥,导致产量下降。团队研发蚕沙生物有机肥技术,利用碳酸盐岩粉末等本土材料,将蚕沙桑枝就地堆肥无害化处理,病虫卵清除率达95%以上。
记者在一旁的地块上看到,施用生物肥的桑树,根系细长匀称、健壮发达,几乎没有结节。“生物有机肥不仅可以改善土壤环境、减少水土流失,还能提升桑叶产量和品质,实现生态效益和经济效益双赢。”亚热带生态所副研究员刘秋梅说。
广地龙是广西特有的蚯蚓品种,被列入“桂十味”道地药材名录。这种蚯蚓个头大、活性强,能疏松板结的土壤。
“种草养牛产生的牛粪,一部分用来养蚯蚓,蚯蚓可作为药材和新型动物饲料蛋白,蚯蚓粪则可作为有机肥还田。如此一来,‘种草养牛—牛粪养蚓—蚓粪还田’的完整循环链条便形成了。”亚热带生态所助理研究员张丽介绍,蚯蚓养殖周期约4个月,1年可收3批,鲜品每斤售价20元左右,干品1公斤可卖两三百元。“1亩地投500斤蚯蚓种苗,管理得好每年可收获4500斤左右的成年蚯蚓。”
2025年,环江县桑园面积达20.3万亩,蚕茧产量4.6万吨,蚕农收入突破25亿元,带动4.92万农户从中受益。何寻阳介绍,环江县蚕桑与菜牛产业经桑枝牛粪等副产物高值化利用逐渐融通,“桑叶养蚕/牧草养牛—桑枝牛粪育菇—菌渣牛粪养蚓—蚓粪还田”闭环已初步形成,预计每亩综合净收益将突破万元。
如今,环江站已建成8个生态高值示范基地,培育草食畜牧业、特色经济林果、中草药等可持续生态衍生产业,科技支撑30多万人脱贫致富。相关技术模式在广西3.6万平方公里喀斯特区域推广应用。2020年,毛南族实现整族脱贫。
“民族的就是世界的。巨大人口压力下的生态环境制约是世界性难题。30多年来,我们把一个环境脆弱的贫困县可持续发展难题,做成了国际前沿的生态恢复工程。”王克林说,“团队将围绕喀斯特关键带与人地耦合持续开展研究,继续向岩缝扎根,从坚硬的石头中吸取养分、水分,这是环江站的下一个10年计划,也是下一场与石头的较劲。”