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甘肃科技报:守护湿地 涵养大美——记第九届甘肃青年科技奖获得者马维伟


人物简介:

马维伟男,1980年6月生,中共党员,博士(博士后),甘肃农业大学副教授、硕士研究生导师。主要从事水土保持与高寒湿地土壤退化机理及修复技术等方面的教学和科研工作。先后主持国家自然科学资金2项,甘肃省GEF/OP12三期专题、省自然科学资金、省教育厅科研项目4项,其他校级项目3项,参加完成国家自然科学资金、博士点资金及省厅项目8项。近年来,在国内外重要期刊发表论文40余篇,其中第一/通讯作者发表论文18篇,SCI收录2篇,以主要编著人出版学术著作1部。获甘肃省教学成果二等奖1项,甘肃省教育厅教学成果厅级奖2项,甘肃省科技进步二等奖1项,甘肃省高校科研优秀成果奖一等奖1项,甘肃省水利厅科技进步一等奖2项,兰州市科技进步二等奖1项。担任《甘肃农业大学学报》、《草原与草坪》等期刊审稿人。2015年获甘肃农业大学本科毕业论文优秀指导教师,2016年获甘肃农业大学本科“精彩一课”优秀教师荣誉称号。2018年获第九届甘肃青年科技奖。

“碧云天,黄叶地。秋色连波,波上寒烟翠。山映斜阳天接水。芳草无情,更在斜阳外。”曾有人见到尕海湖后发出了如此的感怀。尕海湖位于尕海湿地的核心区,是甘肃最大的高原淡水湖,也是藏族人民心中的圣湖。从青藏高原向东延伸,慢慢滑入陇南山地和黄土高原。在这个滑道上,有一块被称为“高原水塔”的国际重要湿地——这就是尕海湿地。尕海湿地保护区是黄河上游最大支流——洮河的主要发源地和水源涵养地,被誉为“黄河蓄水池”,是甘肃中东部地区生产、生活、生态用水的命脉地之一。

“尕海湿地资源保护对于涵养水源、畜洪减灾、调节气候和维持生物多样性具有十分重要的意义。”已在尕海湿地从事十余年水土保持与高寒湿地土壤退化机理及修复技术等方面的科研与教学工作的马维伟说,随着全球变暖趋势的日益加剧以及我国社会经济的快速发展,人为与自然的双重因素对尕海湿地的生态环境影响越来越深刻。尕海湿地位于青藏高原东南缘,海拔高,地理位置独特,生态环境也极其脆弱,一旦对原有的环境造成不可逆性破坏,将会产生不可预期的后果,同时也必然会对周边地区的环境产生重大的影响。因此,保护尕海湿地,对于像马维伟这样的科研人员来说,任重而道远。

初生环保萌芽 理想步步接近

出生于靖远县一个小山村的马维伟,上高中时,对地理学科中的“生态环境”方面的知识产生了浓厚兴趣,湿地、生态、绿色等等的字眼一一烙进他的心里,由此,他也将目光投向自己生存的周围环境,山坡为啥一块绿一块“秃”、河水为啥时多时少、白云蓝天与绿地黄土有啥关联……他开始思考,也开始萌生了报告环境方面专业的想法。

学习优异的马维伟最终如愿以偿,于2001年考入甘肃农业大学水土保持与荒漠化防治专业,期间,马维伟将全部精力付诸于学习中,如饥似渴吮吸专业知识。本科即将毕业,但马维伟却觉得所学知识不足。对他来说,基础理论的学习仅仅是入门,还有那么多待解的“疑惑”——比如:水土保持难道仅仅能提高农田土壤水肥吗?水土保持对土地生产力提高有没有作用?水土保持能否促进区域退化生态的修复……于是,他全力以赴考取了研究生。

研究生期间,他师从王辉教授,经常到甘南尕海自然保护区开展实验研究。三年时间下来,马维伟依然觉得一些深度问题亟待攻破,如高寒湿地碳汇功能估算、土壤退化机理与修复。他继续攻读了博士学位,并在中国科学院大气物理研究所围绕这些问题继续进行探讨和研究。在记者采访之际,马维伟正在加拿大纽芬兰纪念大学进行为期一年的访学深造。

如今的马维伟,不仅肩负着教书育人的神圣使命,还从事着守护湿地的科研工作。一路走来,跃动着时高时低的科研音符,也激荡出涵养新生力的大美旋律。

瞄准一点前行 研究层层深入

2006年,读研的马维伟就已经跟随导师到尕海自然保护区进行实验工作。“当时,这一自然保护区草场退化比较严重:地表裸露,草场沙化,地下水位逐年下降,湿地萎缩。我们先着手进行了大面积普查,发现大多数研究者进行的是自然保护区的鸟类资源研究,而对于这一保护区的土壤退化研究的人不多,我们决定就此去做些研究工作。”

“我们研究团队与甘肃尕海则岔国家级自然保护区签了协议,在前期调查中,自然保护区的工作人员带我们进入保护区,经过一到两周的普查与摸底,基本上掌握和了解了哪些地方出现退化,选好样点,对造成退化原因进行分析,确定实验对象。然后布设样点,设置定位研究样点,确定实验方案,围绕要研究的科学问题,最终确定精准实验方案。每年的5-9月,我们在尕海湿地保护区至少每月呆一周时间取样,取样后带回实验室分析。根据结果,将相关的研究信息反馈给尕海自然保护区,就怎样更为合理恢复退化草场提供建议,保护区根据我们的数据,申请国家自然保护区围栏封育建设等项目,从而更好地推动下一步工作。”

作为高寒湿地自然保护区,尕海湿地相对比较荒凉,海拔在3500米左右,跟随马维伟参与实验的学生有的刚开始不适应,产生高原反应,他们就在太阳穴上涂一点清凉油或者风油精减少头疼,时间一长,就慢慢适应了。“公路到样点有一公里的路,每次做温室气体排放这一项实验时,需要背着20多斤野外取样的大箱子,步行到采样点。从早晨8点做到下午5点,有时候甚至到七八点,为了节约时间,我们自己带些干粮、咸菜,就地解决。”马维伟说。

对于科研人员来说,研究之路布满坎坷与艰辛,但对马维伟来说,揭示真相就是不懈探索的原动力。

马维伟印象最为深刻的一件事是在尕海自然保护区做实验时恰好碰上中央电视台《远方的家》栏目制作组。“那是2012年的一天,当时,尕海自然保护区正下着雨,天气非常冷。我带着学生定时到样点取样。”马维伟说,当时央视记者不解地问,为什么一定要在这个时间段去取样。“温室气体排放监测,需要每天早上9点到中午12点完成,且每隔一周就做一次监测取样,规律性强,不管刮风下雨,到时间点就必须去。”在马维伟他们取样的过程中,央视记者连连询问,问他们在做什么,学生称“抽气”,为什么要抽气,马维伟介绍这是为了监测土壤和大气中甲烷、二氧化碳、一氧化二氮等温室气体的交换量。“拿回来监测土壤中排放了多少温室气体,根据植被生物量,算出这个湿地中究竟是碳汇还是碳源,也就是净碳排放还是净碳吸收,得到碳汇碳源的数据。”

取完样回到站上,中央记者看到马维伟他们的住宿条件简陋,大家挤在一个屋子里,没有暖气,也没有炉子,只有电热毯,个个冻得手都在发抖,还自己用电磁炉做饭吃,问“苦不苦”时,马维伟说,“就是干这个的,不觉得苦,这是我们的工作。”

栏目组有人说,“你们守护尕海湿地真是不容易。”

多年来,马维伟和他的团队一直从事高寒湿地土壤碳氮循环和退化机理方面的研究工作,先后拿到3个国家自然资金项目,多个省上资金项目。

“我们每次开展的研究内容相互衔接、层层深入。第一次,研究的内容是湿地碳汇、温室气体排放方面的,这也是我们取得的第一个国家自然资金项目。经过研究,发现尕海自然保护区退化后温室气体排放量增大,碳汇功能减弱,这是什么原因导致的,需要进一步深入研究。当时我们猜想这一原因是不是由土壤有机碳组分变化引起的,对此我们继续研究。在研究碳组分的过程中,我们又发现还有氮组分,于是,我们取得了第三个国家自然资金项目,就这样一个问题接着一个问题,逐步开展高寒湿地退化过程中碳、氮养分循环变化机理探讨。”马维伟说,“通过层层深入的研究,探明尕海自然保护区碳汇变化和草场退化机理,为当地政府修复自然保护区的植被提供技术支撑。”

对于科研人员来说,敏锐的观察力不可或缺,而这也成为他们特有的科研素质。每次到尕海做实验,马维伟都会留意一下当地老百姓是否科学的运用植被恢复技术。“我们的研究成果最终要落地,当地政府根据我们的研究技术,采取科学措施进行恢复,如打坝工程、补播草种。在补播中,我们发现当地人不讲究科学技术,随意撒播散穗早熟禾草种。鉴于此,我们对每一处需要补播的地方进行土壤测量,看究竟适合种什么草籽,并给他们提供一些思路和技术。”由此,也给马维伟他们带来了新的研究思路,“继续对自然保护区做一调查,精准探明每一处草场的退化程度,按照轻、中、重的级别进行分类,目前,我们针对三个级别如何恢复正在进行研究。”

十年间,尕海自然保护区留下了马维伟执着探索的点滴足迹,马维伟持之以恒换来的是“累累而出”的创新成果:系统、定量评价甘肃水土保持效益,分析了水土保持在我省粮食安全、生态安全、经济社会及新农村建设中的基础平台和支撑保障作用,提出了具有可操作性和前瞻性对策建议。确定了黄河源区不同类型、不同退化阶段高寒湿地生态系统土壤退化机理,估算了黄河源区高寒湿地碳计量及温室气体排放特征,为我国同类地区湿地生态管理和碳汇估算提供科学依据。确定了甘南高寒退化湿地碳、氮养分稳定的植被恢复体技术体系,有效推动了高寒湿地的管理和可持续发展。这些成果被尕海-则岔国家级自然保护区采用,顺利完成了湿地的普查任务,推动了湿地植被的进一步修复。

随着众多像马维伟这样的科研人员的倾心探索与研究,有效的科研成果被大量推广运用。当前,尕海湿地涵养水源、净化空气、降解有害物质的能力得到进一步增强。同时,经过补播牧草,湿地周边退化草场牧草数量翻了一番,产草量提高20%以上,有效遏制了湿地周边草场退化、沙化的进程。此外,通过集中治理,鼠害及草原毛虫危害区域得到有效防治,每年可提高牧草产量3.5万吨。

授业传道解惑 打牢教育地基

在马维伟看来,作为大学老师,首先要把教学搞好,打牢教育地基,然后引领学生建起科研“大厦”,“教学和科研相辅相成,互相促进。”

“我所教的是水保和园林专业本科生工程力学,学生刚开始会比较难懂。为此,我常常与学生在课下探讨,采取什么样的方式更能促进他们的理解力。通过交流,我在课堂上采取讨论、辩论赛等方法,激发学生的学习兴趣,尊重学生感受,凸显学生主体性,确保课堂实效。”马维伟说,目前,学校实行的是本科生导师制,他名下负责20-30名本科生,不仅管理他们学业,还带他们进行科研训练,培养科学思维。“学校鼓励本科生积极创新创业,从大二就可以申报科研项目。我鼓励学生大胆创新,大胆尝试实验,随时给予指导。但对本科生来说,完成科研项目后,最大的难题就是把自己的成果通过论文传播出去。”为此,马维伟手把手的对本科生进行指导,教会他们如何查文献,如何运用办公系统,根据项目内容,给学生安排题目,在论文完成过程中及时加以点拨。当论文成形发表,本科生科研的兴趣愈加浓烈。

而研究生的培养,马维伟将教学重点放在激发他们的实验兴趣、激活科学思维和创新思维上。引领他们积极参与到自己的科研项目中,查阅与之相关的文献资料,梳理出研究的理论支撑点,通过教会学生找准项目研究的突破口,一个个解决问题。马维伟说,“我还给研究生提供外出学术交流的机会,每年派一两名去参加各种学术交流大会,回来后,汇报心得,交流探讨,提高学生的科研能力。”

对于优秀的研究生,马维伟将其视作是志同道合的新生力量,不遗余力的进行栽培。“我原来带的一名研究生,一直参与我的科研项目,科研能力相对较好,我就鼓励他继续读博。他是一名很认真的学生,考上博士后,我仍然带他做项目,他思路活,点子多。基于我的科研项目经费有限,我又鼓励他争取优博论文,开创自己的新项目,他很快就拿到了优博论文资助。”马维伟说,“今年,我在国外帮他联系导师,鼓励他也出国。现在他申报了国家联合培养的资金资助,很快会来加拿大和我一起跟导师做有关湿地碳循环方面的研究工作。”

尊重人才、挖掘人才,马维伟秉承团队精神,不断为甘肃农业大学林学学科、水土保持与荒漠化防治教学团队的建设做好人才培养工作,其所在的团队也在生态环境研究领域日渐享有一席之地。

投身社会服务 齐心合力扶贫

在国家“三区”科技人才项目支持下,马维伟充分发挥自身专业技术优势,积极下乡开展科技服务工作。

“结合自己的专业特长,刚开始给农民进行测土配方培训时,主要采用课堂讲解的形式,发手册、播放PPT,我发现效果不大,农民不配合、不接受,咋办?”马维伟就用自己的科研项目经费买点农药、小的农用物品,培训中发放给农民。同时,他亲自到田间地头,就发现的问题一一给农民进行技术指导。如测土配方中,马维伟指着开始板结的土壤现场讲解,告诉农民这样的土壤可能酸化,这是化肥使用过量导致的,并就一块地要使用多少化肥、怎样减少土壤板结化进行详尽讲解。农民渐渐觉得这样的培训有意思,兴趣上来后,到第二年,主动打电话邀请他来作技术指导。到后来,马维伟与甘南碌曲科技局、靖远县科技局及时联系,看农民需要什么样的服务,与自己专业不对口的,他积极牵线搭桥,联系对口专家,“尽我所能,为扶贫奉献一点力量。”

随着脱贫攻坚战役的打响,马维伟先后帮助碌曲县科技局建设精准扶贫试点合作社,并对牧民和尕海湿地保护站工作人员进行《草原生态退化与保护》及湿地土壤调查科技培训100余次,取得良好效果。帮扶靖远县文崖村农户进行测土配方及电商科技服务,培训农民160人次,发放资料200余册,受援农户增收效益明显。

关于出国深造马维伟有两个目的,“因为对于湿地碳碳循环,尤其是温室气体排放的研究,国际上的方法比较先进。我一来想看看他们如何做的,他们研究思路能否给我们提供新的启示,有没有合作的基础,能不能通过国际合作解决我省高寒湿地退化问题。二来对我来说英语是‘拦路虎’,通过在国外的学术访问,提高自己的英语听力和口语,以后,就能够更好的在国际上交流推广自己的科研成果。”

“我从事科研和教学工作快十年了,我只想做好一件事,朝着一个方向努力。教学与时俱进,因地制宜,创新理念;科研上瞄准一点,深研精研,坚持特色,做到与众不同,真正从机理上深入揭示事物本质,最终让自己的科研成果为社会提供服务。”马维伟真诚道出自己的愿景。

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