他就是中國(guó)科學(xué)院院士邵明安。
邵明安說(shuō):“我是農(nóng)民的兒子,從小就愛(ài)玩泥巴,長(zhǎng)大后還真玩出點(diǎn)兒名堂來(lái)。”他在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表主要論著300余篇,出版專(zhuān)(編)著10部,獲得國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)一項(xiàng),國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)。
“回到黃土高原去,那里大有可為”
1956年,邵明安出生于湖南常德一個(gè)偏僻的小山村,1978年考上湖南師大物理系。1981年底,他將物理與農(nóng)業(yè)的結(jié)合點(diǎn)作為未來(lái)的研究方向,選擇了土壤物理學(xué),報(bào)考位于陜西省楊凌小鎮(zhèn)的中國(guó)科學(xué)院西北水土保持研究所。
攻讀碩士研究生期間,邵明安發(fā)現(xiàn)土壤導(dǎo)水參數(shù)常用的試驗(yàn)測(cè)定和數(shù)據(jù)計(jì)算方法過(guò)于繁冗,研究出根據(jù)土壤水分再分布過(guò)程推求土壤導(dǎo)水參數(shù)的新方法,引起了同行專(zhuān)家的高度關(guān)注。1993年8月,邵明安前往美國(guó)愛(ài)荷華州立科技大學(xué)攻讀博士學(xué)位。1996年11月,他的“廣義相似論確定土壤水分?jǐn)U散系數(shù)”一文在《SoilScience》上以首篇位置發(fā)表,世界著名土壤物理學(xué)家、美國(guó)康奈爾大學(xué)Parlange教授和澳大利亞格里菲斯大學(xué)Hogarth教授共同作了專(zhuān)門(mén)評(píng)述。
畢業(yè)時(shí),導(dǎo)師羅伯特·霍頓(RobertHorton)教授問(wèn)邵明安打算去哪里工作,他堅(jiān)定地回答:“回國(guó)。”1996年5月12日,他以?xún)?yōu)異成績(jī)完成博士論文答辯,次日便返回祖國(guó)。
1994年,時(shí)任中科院院長(zhǎng)的周光召院士赴美參加會(huì)議,曾同邵明安親切談話:“回到黃土高原去,回到大西北,那里大有可為。”當(dāng)時(shí),北京和南京的一些高校和科研單位為邵明安提供了工作崗位,他深感導(dǎo)師李玉山研究員和師母唐克麗研究員的懇切期待和水保所的需要,放棄了優(yōu)厚的待遇,義無(wú)反顧地回到了黃土高原。
理論探索走在世界前沿
在攻讀碩士研究生期間,邵明安在國(guó)內(nèi)率先全面開(kāi)展了以植物根系吸水的機(jī)理模型和土壤水分有效性的動(dòng)力學(xué)模式,提出了描述土壤-植物系統(tǒng)中水流運(yùn)動(dòng)的瞬態(tài)流通用模型,為旱區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水提供了理論基礎(chǔ)。
此前,人們普遍認(rèn)為,應(yīng)在土壤含水量達(dá)到田間持水量的70%開(kāi)始灌水。邵明安通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),田間持水量在40%-80%的范圍內(nèi),對(duì)于植物而言幾乎同等有效,大大節(jié)省了灌溉用水。
隨著系統(tǒng)研究不斷深入,邵明安在理論上的突破,已經(jīng)走在了國(guó)際前沿:建立土壤水運(yùn)動(dòng)的廣義相似理論和溶質(zhì)遷移的邊界層理論;求解土壤水分運(yùn)動(dòng)的Richards方程的解析解和溶質(zhì)遷移方程的邊界層解;提出土壤水力參數(shù)積分法和相似法。2001年,美、英、澳3國(guó)7所大學(xué)8位土壤物理學(xué)教授,聯(lián)名對(duì)廣義相似理論求得的顯式解專(zhuān)門(mén)評(píng)述。
土壤水分導(dǎo)水參數(shù)的積分法,被編入由17國(guó)124位學(xué)者編著的國(guó)際權(quán)威方法專(zhuān)著《土壤分析方法》,已成為土壤學(xué)界的標(biāo)準(zhǔn)分析方法之一。
黃土高原溝壑縱橫,土質(zhì)疏松,生態(tài)環(huán)境脆弱。降水太少,引發(fā)干旱;降水偏多,又會(huì)造成水土流失。為了改善生態(tài)環(huán)境、遏制荒漠化趨勢(shì),必須增加林草的覆蓋面積。然而,若植被種植不當(dāng),就會(huì)產(chǎn)生水分失衡、土壤干燥化為特點(diǎn)的新的環(huán)境問(wèn)題,形成土壤干層,造成人工林退化。
邵明安的理論探索,在黃土高原農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)建設(shè)中找到了新的著力點(diǎn)。他闡明了黃土高原土壤干層的空間分布規(guī)律以及相關(guān)土壤水動(dòng)力學(xué)參數(shù)和相關(guān)土壤性質(zhì)的空間變異特征,提出了土壤水分植被承載力的科學(xué)概念,建立了小流域土壤水分植被承載力模型,提供了3種典型植被土壤水分的承載力,為黃土高原合理有效的植被建造提供科學(xué)支撐。
為祖國(guó)的綠水青山,走遍黃土高原
在陜西省神木市西溝辦事處蛇圪垯村,坐落著神木侵蝕與環(huán)境試驗(yàn)站。這里是黃土高原水蝕風(fēng)蝕復(fù)合強(qiáng)烈侵蝕中心,具有科學(xué)研究的典型性和區(qū)域代表性。但是,由于位置偏遠(yuǎn)、人煙稀少,生活異常艱苦,人才缺乏一直是開(kāi)展科研工作的瓶頸。
2009年,在時(shí)任中科院水保所所長(zhǎng)邵明安的領(lǐng)導(dǎo)下,神木試驗(yàn)站正式掛牌。2015年11月6日,邵明安團(tuán)隊(duì)開(kāi)展“黃土高原關(guān)鍵帶水循環(huán)過(guò)程與空間異質(zhì)性”研究。在當(dāng)時(shí),鮮有20米以下深層土壤水分分布情況的報(bào)道。為了次年4月能盡早開(kāi)展采樣工作以及野外試驗(yàn)布置,時(shí)值寒冬,邵明安親自帶隊(duì),當(dāng)月即從南至北跨越1000多公里對(duì)不同氣候區(qū)的典型土壤及土地利用類(lèi)型進(jìn)行了詳細(xì)考察。最終,樣品采集十分順利,首次獲取了黃土高原典型區(qū)域從地表至基巖全剖面的土芯樣品,其中最深達(dá)到了206米,具有寶貴的科研價(jià)值。
神木市錦界鎮(zhèn)溝掌村,位于毛烏素沙漠東南。2008年起,邵明安每年都要多次來(lái)到治沙基地,解答科學(xué)問(wèn)題。現(xiàn)在,曾經(jīng)荒蕪的沙漠已成為一片綠洲,長(zhǎng)柄扁桃等油料作物,還有了一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。