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南京土壤所:高擎智慧的火炬 放飞理想的白鸽
  文章来源:科学时报 发布时间:2005-08-05 【字号: 小  中  大   

伴随着1930年中央地质调查所土壤研究室的成立,中国便开始有了自己专门从事土壤科学研究的机构。若从1953年正式建立中国科学院土壤研究所算起,今天的中国科学院南京土壤研究所已经走过了五十二年的光辉历程。

“是你,打破了橡胶种植不过海南岛的神话,

“又使昔日的黄淮海盐碱滩变成了今日的大粮仓,

“是你,提出人为土的发生与分类,建立了与世界接轨的中国土壤系统分类,

“你为三峡工程建设的决策提供了重要的科学依据,

“你在两次全国土壤普查中起了重要作用,

“你在土壤电化学理论研究领域的多项成果居国际领先。”

这是记者摘自土壤所员工在所庆50周年时所写下诗篇中的一段。虽只有短短的几行字,然而,字里行间所表达出来的那份身为土壤所人的自豪与荣耀,却清晰地呈现在了人们眼前。

为我国土壤资源“把脉”五十年

作为中国土壤科学研究的发源地,土壤所自成立以来一直肩负着为我国农业发展和生态环境建设服务的重任,凝聚和培养了一大批优秀人才,开展了一系列卓有成效的科研工作,取得了全国土壤资源普查、黄淮海平原及南方红壤丘陵区中低产土壤改良和农业综合治理、三峡工程对生态环境影响及其对策研究、高产水稻土培育、土壤培肥和平衡施肥、土壤环境保护等一大批直接服务于国家需求的重要科技成果。

为了全面实施知识创新工程试点工作,在为国家做出基础性、战略性、前瞻性贡献和积极推进21世纪现代土壤科学发展的宗旨指导下,通过对原有学科和科技目标的进一步凝练和提升,土壤所确定了知识创新工程试点工作的战略目标与定位,这就是:“针对农业发展与生态环境建设中国家急需解决的重大科学问题和土壤学的发展需要,围绕土壤资源与管理、土壤肥力与调控、土壤环境与健康3大研究领域开展工作,为我国食物安全、土壤生产力的提高、土壤资源的合理利用和环境质量的改善提供决策依据和实用关键技术;积极参与国际土壤科学前沿的竞争,丰富和发展现代土壤学基础理论,建成国际一流的土壤科学研究中心。”2001年3月,土壤所上报的试点工作方案在院长办公会议上被审议通过,由此标志着土壤所迈进了一个全新的发展历程。

创新结出累累硕果

我国地域辽阔,自然条件复杂,在世界上既是土壤类型最为丰富,又是人地矛盾最为突出的国家之一,由此也为土壤所的研究工作提供了得天独厚的客观条件。自实施知识创新工程试点4年多以来,土壤所人以在不断服务于国家需求中求发展为宗旨,先后主持承担了以3个国家重点基础研究计划“973”项目为代表的一批国家重大科研任务,足迹踏遍祖国的山山水水,取得了一系列的重大科研成果。

土壤资源领域研究的里程碑——中国土壤质量演变研究与土壤数据库建设

我国土壤资源总量居世界前列,自然条件复杂,土壤类型多样,农耕历史悠久,但由于人口众多和经济的快速发展,有限的人均耕地资源面临着粮食生产和环境保护的双重压力。

从1999年开始,土壤所通过主持承担的“973”项目“土壤质量演变规律与可持续利用”,在国际上率先开展了大范围的土壤质量调查与研究工作,对我国粮食主产区的4大类耕地土壤进行了土壤质量的评估并揭示了其演变规律,建立了表征包括肥力、环境、健康等要素的土壤质量评价的理论与方法,提出了土壤质量定向培育的相关措施,从而使得以土壤肥力为核心的传统土壤学向以土壤质量为中心的现代土壤学迈进了一大步。

在以往工作的基础上,土壤所还建成了由1:1400万系列至1:100万等四个系列组成的中国土壤空间数据库。土壤属性数据库包含了7300个土壤剖面的分析数据,数据总量100余万个,并与中国1:100万的土壤空间数据库融合,成为目前最为详细的一个全国性土壤数据库。

探索农业可持续发展的有效途径——水肥高效利用关键技术

我国的人均耕地和淡水资源均远低于世界平均水平,在如此资源短缺条件下,人口增长对粮食产量的追求又使得我国农用化学品的使用量居世界首位,大量化肥施用在带来了产量提高的同时,也导致了生态环境的恶化与粮食品质的下降,因此水肥高效利用基础理论以及关键技术一直是土壤所的重要研究领域之一。

针对农田墒情监测和精量灌溉要求,土壤所研制了农田水分信息采集与精量灌溉控制系统及相关设备,开发集成了适应于不同尺度范围的农田和温室水分信息采集和精量灌溉控制系统,并研制开发出了机载可移动式多光谱采集作物养分的信息采集系统和抗日光干扰的主动光源型便携式作物氮素营养监测系统。

在无国外成功经验可借鉴的条件下,土壤所推出了独具我国特色的实用无土栽培及配套技术,为使占我国设施栽培主导地位的普通塑料大棚实现无土栽培及农产品清洁生产提供了切实可行的途径。

另外,研究人员还以天然和人工合成高分子研制了6种环境友好型多聚物包膜肥料,获得了较好的控释效果,开发出了包括12种胶黏肥料、10种包膜肥料、2种生物肥料、2种多功能肥料及系列设施蔬菜专用肥在内的多种新型肥料。

维持良好的生态环境——面源污染控制与污染土壤修复

近20年来,随着我国社会经济的高速发展和城市化、工业化进程的加快以及高强度的人类活动,面源污染范围不断扩大,农田土壤中毒害物质污染程度逐渐加剧,农村生态环境日益受到威胁,农产品安全令人担忧。在“十五”国家重大科技专项和“973”项目的支持下,土壤所开展了以太湖河网区面源污染控制成套技术、长江三角洲地区区域土壤重金属和持久性有机污染物的污染现状、生态环境效应和污染防治技术为主的研究工作,取得了显著成果。

他们通过开发农村面源污染控制的生态工程技术,在保证作物产量的条件下,借助优化施肥、秸秆还田、调整轮作方式等措施,减少稻田生态系统的肥料使用量,从源头减少氮、磷的投入量,达到减肥、增效、改善环境的目的;生态拦截系统中的植物可以对农田径流水中的营养物质进行一定的吸收和拦截,从而减少农田径流的氮、磷进入水环境,减轻农田排水对水体富营养化的环境影响;针对农村分散式生活污水的排放特征,因地制宜地开发了“生活污水的生态土壤深度处理系统”;通过土壤—微生物—植物系统的综合生态作用来达到深度处理生活污水,实现了废水的资源化和无害化处理。

土壤所的研究人员还初步揭示了区域土壤污染现状,证明了农田复合污染高风险区的存在,阐明了土壤污染机理及其生态环境效应,建立了成套风险评价方法,揭示了污染土壤修复机理,发展了生物修复理论,研发了污染土壤的修复技术。

稻田生态系统与全球变化——国际领先的温室气体排放研究和FACE平台

稻田生态系统既通过排放温室气体对全球变化产生影响,同时也有对全球变化的响应,改变生产力和物质循环过程。

稻田生态系统是重要的甲烷排放源。上世纪90年代初,国际上曾对我国稻田生态系统甲烷排放量做出了过高的估算,对我国减少稻田甲烷排放量带来了很大的压力。土壤所通过研究,否定了这一不符合实际的过高估算量,并从理论上明确了只有冬灌田才是甲烷排放量最高的一类稻田,因而很好地解释了先前根据冬灌田或类似于冬灌田的测定结果外推出我国稻田生态系统甲烷排放量过高的原因。日前,他们提出的冬季土壤水分对水稻生长季甲烷排放量的影响结果已经被IPCC(政府间气候变化专门委员会)的《国家温室气体清单编制指南》所采纳,并为此修正了稻田甲烷排放清单编制指南。

土壤所与日本合作于2001年建立的FACE(Free-Air Carbon dioxide Enrichment)系统研究平台,是世界上首个已连续运行了4年的稻—麦轮作条件下的FACE研究野外平台。他们在国际上首先设计和建立的空气交换式二氧化碳气化系统,改进了控制FACE圈内作物冠层二氧化碳浓度的管理软件,使之能在更宽的风速范围满足对二氧化碳目标浓度的控制精度要求,还自主开发了FACE平台数据采集控制和分析处理软件包,并实现系统运行的远程监控和数据采集,使我国FACE平台技术领先于国际。目前,利用FACE平台取得的研究成果,已引起世界的关注。

理论研究领衔国际——可变电荷土壤电化学理论研究

传统的土壤学理论起源于欧洲和北美,由于这些温带地区的土壤属于恒电荷土壤,因此长期以来土壤化学体系一直是建立在对恒电荷土壤认识的基础之上。20世纪60年代以后,随着对热带、亚热带地区可变电荷土壤研究的深入,逐渐认识到基于恒电荷土壤建立起来的土壤化学理论带有明显的局限性,很难适用热带和亚热带的可变电荷土壤。

为此,土壤所根据国际土壤学的发展趋势和我国土壤的特点,对“可变电荷土壤电化学理论”展开了深入的研究,对可变电荷土壤和恒电荷土壤的表面电化学特征及其化学表现进行了系统的比较,着眼于土壤中的带电粒子间的相互作用及其化学表现,从较为本质的深度阐明了两类土壤电化学性质的异同,为综合恒电荷土壤的特点和可变电荷土壤的特点以形成较全面的土壤化学体系、为从以土类为中心的宏观土壤学经以黏土矿物为基础的中观土壤学发展到以带电粒子为中心的微观土壤学,以及新的土壤电化学方法的建立做出了重要贡献。国际土壤学界已经公认土壤所是国际上研究土壤氧化还原性质的三大中心之一,是土壤电化学研究的权威性学术机构。

代际转移出成果 不拘一格降人才

人才是实现科技创新的关键。目前,土壤所共有各类知识创新岗位聘任人员141人,平均年龄39.4岁,具有研究生学历和具有博士学位的人员比例分别由2000年的38%和16%提高到2004年的75%和42%,已顺利完成了研究队伍的代际转移,创新队伍的结构明显得以优化,整体竞争实力显著提高。与此同时,研究生、博士后队伍也已经超过200人,成为了我国土壤科学高层次人才培养的重要基地。

土壤所还努力为青年人才提供各种良好的工作与成长环境,不失时机地积极推荐优秀人才纳入到国家和地方的各类人才培养工程计划,并提供必要的国内外培训或交流机会,学习先进技术,把握科技前沿,拓宽研究思路。几年来,土壤所涌现出了一批活跃在土壤科学前沿的优秀中青年人才,他们中有的已经获得了国家和地方各类科技成果的奖励,有的在国内外各级学术组织中担任了重要职务,成为科技创新的中坚力量。

实施知识创新工程试点4年多来,土壤所创新队伍不仅在获奖研究成果、高质量学术论文和专著、专利等科技产出量上较以往有了大幅的增长,而且还充分发挥了科学思想库的作用,积极为国家和地方各级政府的科学决策建言献策,有多份咨询或建议报告受到党和国家领导人的高度重视。也正是因为拥有了一支充满活力的创新队伍,再加上良好的硬件条件,土壤所在2003年被科技部批准成立了我国土壤科学领域第一个国家重点实验室“土壤与农业可持续发展国家重点实验室”。4年来,土壤所还有3人获得了国家杰出青年基金的资助,有2名博士生的论文入选全国百篇优秀博士论文。

在采访中,记者感受到最深的一点便是,从领导到员工都坚信,立足在科技创新实践中培养和选拔人才是提高科技创新能力的关键所在。

态考核制度 保持队伍活力

针对土壤学研究工作周期相对较长的特点,土壤所对科研人员采取了定量滚动累计考核的模式,即将每个考核时间点前4年定为一个考核周期,将争取的科研项目级别、外争经费数量、取得的研究成果和发表学术论文等级及数量、人才培养情况等列为考核指标,并将每一指标赋予一定的分值。

为了实现队伍的动态管理,在定量与定性相结合的全员考核排序基础上,在对考核成绩优秀的人员进行表扬和奖励的同时,按照每年不低于5%的队伍更新率目标,绩效排序靠后的部分人员流动出创新岗位。岗位绩效考核的实践证明,土壤所根据学科和研究所自身特点制定的岗位考核和队伍动态管理措施已经发挥了应有的激励作用,为保持创新队伍的活力提供了重要保证。

变竞争对手为合作伙伴

土壤所所长周建民在一篇报告中有这样一段话:“科学研究虽然存在着激烈的竞争,但开放、联合是大势所趋。在这种形势下,加强研究平台的能力建设,不仅可以为我们自身的研究工作提供一个高水平的平台,同时还可以吸引、联合更多国内外的相关研究机构、高校和同行科学家利用我们平台良好的条件,参与到我们的研究工作中来,在竞争中合作,在合作中发展,在发展中共赢。”

几年来,土壤所之所以能主持承担多项诸如国家“973”、“863”项目及国家自然科学基金重大、重点项目等国家重大科研任务,这其中的成功经验之一就是主动与国内一流的大学和研究机构进行联合,变竞争对手为合作伙伴。他们先后联合了北京大学、浙江大学、南京大学、东南大学、同济大学、中国农业大学、南京农业大学等国内知名的大学以及多个院内外的一流研究院所,形成了多学科、多领域优势互补,强强联合的研究团队,不仅为成功争取项目创造了条件,更重要的是为高质量地完成国家任务奠定了基础。此外,他们还与香港浸会大学共建了土壤与环境联合开放实验室,与浙江林学院共建了森林土壤与环境联合实验室。

开创国际合作新局面

随着条件的改善和国际声誉的不断提高,土壤所及时改变国际合作的理念,把国际合作定位在世界最高水平的层次上。几年来,先后与英国洛桑试验站、日本农业环境研究所等世界知名的研究机构签订了全面合作协议,建立了战略伙伴关系;举办了“第三届世界氮素大会”等一系列有较大影响的国际学术会议;在中国国家自然科学基金委员会和德国德意志研究联合会的共同支持下成立了“中德土壤与环境联合实验室”;以FACE研究为代表的一批重大国际合作研究项目取得了重要研究进展。我国丰富而独特的土壤资源优势和日益提升的国际地位,使得土壤所已经成为国际土壤学界争相合作的伙伴。

支撑平台建设成效显著

土壤所利用分布于南方红壤地区的鹰潭站、黄淮海平原地区的封丘站和长江三角洲地区的常熟站,针对各个区域农业可持续发展面临的问题,结合当地的自然资源和环境条件,通过研究与试验示范,构建了“鹰潭生态农业发展模式”、“封丘集约型特色农业模式”和“常熟环保型农业生产模式”,为各区域农业的发展提供了科学依据和示范模式,促进了当地农业和农村经济的发展。

为了有效减少重复购置,提高现有仪器设备的利用率,土壤所将原先大多分散在各课题组的具有共用价值的大中型仪器设备逐步集中到分析测试中心统一管理,并制定了相应的共用管理办法,一套基于计算机网络的现代化分析测试管理信息系统也已投入使用。

土壤所主办的PEDOSPHERE、《土壤学报》、《土壤》等3种专业学术期刊的办刊质量近几年来也迅速提高。现在PEDOSPHERE每期刊登的来自国外的稿件已超过30%,并且在2003年被收为SCI的源刊。此外,新建的土壤标本馆已经成为科学研究和科学普及的重要场所,全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥,国务委员陈至立,科技部部长徐冠华,江苏省省委书记李源潮等各级领导先后莅馆视察。

营造和谐发展的创新文化环境

走进土壤所的园区,清新的空气,清脆的鸟鸣,整洁的工作环境,让记者感受到了不同一般的学术氛围。这也体现出了土壤所在创新文化建设中的一个缩影。

在积极创造现代化工作条件的同时,土壤所还确立了“唯实求真,团结协作,敬业创新,力争一流”的新时期所风,并通过与科研人员签订科研道德承诺书来推动学风建设。为了推进民主管理和制度建设,土壤所在每出台一项直接涉及职工切身利益的改革措施之前,均让全体职工充分讨论并提交职工代表大会通过,“依法办所,以德兴所”已成为土壤所人共同的理念。唯实求真的科学精神和团结和谐的文化氛围为土壤所全面提高科技创新能力,实现研究所的可持续发展提供了良好的保证。

经过50多年的艰苦创业和不断发展,土壤所已经逐步成为在土壤科学领域研究实力雄厚、分支学科齐全并在国际土壤学界享有较高声誉的国家级研究中心和高级人才培养基地,为我国乃至世界土壤科学的发展做出了重要贡献。

抚今追昔,逝去的是光阴,留下的却是土壤所五十年科研事业的累累硕果和土壤所人不变的求真精神。展望未来,土壤所人将弘扬传统,与时俱进,开拓创新,再创新世纪的辉煌。

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