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大巴山区满怀情
——我国人工草地生态系统结构与功能研究起始记
发布时间:2019-10-22 来源:地理科学与资源研究所 杜占池 【字号:  

  1991-1995年, 中科院综考会承担了“八五”国家重点科技攻关项目:《北亚热带中高山草地畜牧业优化生产模式试区》专题。这个专题,是“七五”攻关的继续。专题负责人为黄文秀、刘玉红和张家盛,主要成员有樊江文、王淑强、杜占池、钟华平、李继由、孙庆国、梁飙、李兆芳等。

  研究地区为四川省巫溪县红池坝。该地位于大巴山南麓,处于北亚热带中高山地带,属于山地温带湿润气候,夏无酷暑,冬无严寒,降水充沛,雨热同期;唯日照时间短,太阳辐射低,均为全国最低值。可见,在此建立人工草地,温度适宜,水分充足,其限制因子是营养元素和太阳有效辐射。因此,研究其营养元素循环及光能利用特征显得尤为必要。

  “八五”期间所设课题,除“七五”原有应用研究之外,增加了一些应用基础研究,《人工草地生态系统结构及其功能研究》是其中之一。这项研究由杜占池和钟华平承担;旨在摸清当地主要人工草地的结构、营养平衡与能量流动特征。研究内容主要有:(1)红三叶和鸭茅群落的初级生产力;(2)红三叶和鸭茅群落营养元素含量、积累量的动态特征及其生物循环:(3)施肥和刈割对红三叶群落营养元素含量和积累量的影响;(4)红三叶草地群落结构、光辐射分布及其光能利用效率。 

  当时,在我国,与人工草地有关的,多为育种、栽培、施肥、灌水、产草量等研究,鲜有营养元素循环研究,而能量转化研究尚属空白。我们计划向前推进一步,率先对人工草地的结构、元素循环与光能利用进行同步研究。 

  这项研究,不需要高精尖仪器,但测定项目多而繁琐,工作量大,需要耐心细致、付出艰辛。内容包括:群落高度、盖度和密度;植物地上部分层生物量(活体、立枯物、凋落物);叶面积指数;植物地下部分层生物量;豆科植物的固氮量;叶片和根系的分解速率;植物地上部、地下部、土壤、岩石、群落淋溶水、雨水、化肥等的化学元素含量。环境因子包括:太阳总辐射和有效辐射;群落内部光辐射分布;降水量与气温;土壤容重、含水量和持水量等。 

  1992年,“中国生态系研究统网络”在红池坝试验区建站,名为:中科院南方山区草地生态系统研究站;这是我国在亚热带中高山地区唯一的草地生态系统研究站。 

  3月下旬,全体人员初次来到红池坝。是夜,阴云密布,雪花纷飞。翌日,雪停,我们立即开展工作:查看水源,丈量土地,测定牧草种子发芽率,确定播种量,规划试验小区布局。之后,在当地农民协助下,对土地进行翻耕、平整、搂耙、去杂、打埂、播种,建植赖以开展实验研究的人工草地。 

    1993年,是研究工作的关键一年;从牧草返青到枯萎期,共测定了9次。 

    为了确保研究资料的完整,我与李继由、徐六康,背着总辐射表和分光辐射仪,3月上旬前往红池坝。沿途积雪难行,路遇山体崩塌,无法继续前进。费尽九牛二虎之力,始终未能把山石搬开,只好请人用拖拉机铲除。劳累之余,放眼四望,远方“红装素裹,分外妖娆”,近处冰凌满枝,千姿百态。顿时精神倍增,疲惫全消。 

  工作之初,赶上连续5天降雪,漫山遍野,白雪茫茫,恰似“山舞银蛇”,犹如“原驱蜡象”,一派北国风光,格外妖娆动人。我们冒雪安装好太阳总辐射仪和分光辐射仪。同时,布置了固氮量试验、刈割期试验、凋落物收集样地采集了复合化肥和叶片分解样品,并请气象观测站,代为收集雨水,以便测定其化学元素含量。 

  早春,红池坝最低气温常在摄氏零度以下。我们的住所,是一栋二层木制小楼,年久失修,破旧透风,既无暖气,也无火炉,室内阴冷,被窝冰凉。清晨,脸盆之水屡屡结冰,甚为湿寒。这里,经常淫雨连绵。有一次连续12天下雨,测定工作只能在降雨间歇,或雨小之时进行。这里,年平均相对湿度高达84%,雨季更甚,倍感潮湿,衣服洗过之后,往往一周不干。这里,没有电视,没有电话,没有收音机,没有任何娱乐设施。除了工作就是看书,无聊至极。好在二楼有一走廊,我们工作之余,有时久久站在此处,眼观群峰漫舞,云缠雾绕,如同美丽画卷;耳听雨声、风声、雷声,恰似音乐伴奏。我们时而谈笑、戏耍,时而歌唱、呼叫,以此作乐,别有一番风趣。 

  夏日特别凉爽,乃避暑胜地。在测定、采样和访问的同时,饱览了绚丽多彩的风光:奇峰、怪石、险崖、幽谷、幻云、迷雾、奥洞、夏冰、瀚林、碧草、飞鸟、群羊、秀池、丽溪 令人目不暇接,心驰神往。真是莫大的享受,有一种集工作与旅游于一身的快感。此景此情,至今萦绕于心,梦寐难忘。 

  测定工作中,最为费力、费时、费事、费心的是挖根、洗根、分根和挑根。尤其是在初春或秋末,用河水洗根,冰冷异常,刺骨钻心。这里经常停电,尤以白天为甚。为了不影响测定进程,只得昼夜颠倒,晚上粉碎样品。 

  1994年,主要研究内容有:根系分解速率试验;观察根瘤菌数量;施肥对红三叶和鸭茅人工草地结构、生产力、元素含量和积累量的影响;人工草地群落内部光辐射分布与光能利用率。采集再生草、土壤、岩石等化学分析样品。  

  1995年,重复测定各类试验的群落地上部与地下部生物量。5月,“八五”攻关项目总负责人黄文惠与苏加楷、韩建国等专家,来到红池坝检查工作,认为:“八五”期间的研究比“七五”广而深,课题队伍强大,做出了重大贡献。 

  通过连续4年的实验研究,计划圆满完成。其后,陆续撰写了《红三叶人工草地营养元素的生物循环》、《红三叶种群生物积累速率动态的研究》和《营养元素在红三叶叶片分解过程中的释放动态》等论文,约30篇,分别发表在《植物生态学报》、《中国生态农业学报》、《草地学报》、《草业学报》、《中国草地》等学术刊物上。并撰写了2篇专论:《红三叶人工草地矿质元素特征及其生物循环》和《红三叶人工草地生态系统结构及其气候资源利用效率》。这些研究结果,为确定红三叶人工草地的施肥量、施肥时期和最佳割草期,提高其光能利用率,提供了科学依据,并提出了具体方案。 

  但是,“八五”期间研究范围,尚局限于人工草地的无机环境、生产者与分解者所构成的生态系统,仅仅是研究人工草地生态系统结构和功能的开始。依据计划,准备进一步探讨草地植物群落-消费者之间的能量转化和物质循环。但由于种种原因,“九五”国家科技攻关项目未能在红池坝地区连续实施,这项研究就此中断,刚刚起步的“人工草地生态系统结构及其功能研究”,成了未竟之业。 

  10年之后,科技部启动“国家生态系统观测研究网络台站”建设任务,计划入选一批国家生态系统野外研究站。樊江文、钟华平和杜占池撰写了“红池坝草地生态系统国家研究站申报报告”。没想到几经反复,最终未能中标。据说,是因为某院士认为,亚热带的地带性植被为森林,无须建立国家级的草地研究站。其实不然。南方,不仅水热条件优越,而且有大面积次生天然草地及垂直地带性植被-草甸,这为建设人工草地提供了雄厚的物质基础,发展畜牧业的前途广阔。因此,在南方地区建立国家级草地生态系统研究站,理所当然,很有必要。不曾想却名落孙山,希望之光再次熄灭,令人遗憾不已。
(责任编辑:叶瑞优)
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