2018-06-22 11:13:09
邵明安
35年前,26歲的湖南常德小伙邵明安歷時6天輾轉(zhuǎn)一千多公里,用扁擔挑著行李走進中國科學院水土保持研究所(以下簡稱水保所),開啟了人生的科研旅程;如今,因研究成果為旱地農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉和黃土高原植被建造提供了重要的科學依據(jù)而成為中國科學院地學部新晉院士的邵明安已兩鬢斑白,成了一個地道的黃土高原老漢。
“土壤中的水,它怎么運動的,它原來有個方程,那個方程從來沒有被人求解過,我把這個求解了。”說起自己的研究,邵明安用帶有濃重湘西口音的普通話向記者解釋說。
求解一個公式
天一生水,水土生萬物。農(nóng)耕文明最基本的條件是水和土。水保所是我國唯一的一個以水土資源的保護與利用的研究機構(gòu)。如何創(chuàng)新出半干旱區(qū)的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)技術(shù)體系?如何調(diào)控土壤侵蝕環(huán)境?如何高效利用水土資源?這些問題一方面說明我國農(nóng)業(yè)水資源利用還有很大潛力,另一方面也說明目前科學界對土壤、植物、大氣循環(huán)系統(tǒng)中水分運動、利用與肥等的轉(zhuǎn)運及其相互關(guān)系研究等還未從學科基礎(chǔ)理論方面研究清楚。
這也是世界土壤物理學界一直未破解的一個難題,即建立并求解土壤導(dǎo)水參數(shù)模型公式。
多年來,邵明安通過黃土高原水分——植物實驗獲得的大量數(shù)據(jù),沖擊這個難題。在推算土壤導(dǎo)水參數(shù)時,他感覺通常所用的通過試驗直接測定或通過數(shù)據(jù)計算求解的辦法太過繁冗和費時,于是晝思夜想,苦苦推算,終于研究出根據(jù)土壤水分的再分布過程推求土壤導(dǎo)水參數(shù)的新方法。《黃土區(qū)土壤水分有效性的動力學模式》《植物根系吸收土壤水分的數(shù)學模型》等論文發(fā)表后,立馬引起同行關(guān)注。在國際旱地農(nóng)業(yè)學術(shù)討論會和中國土壤學會年會上,專家們一致認為這些研究成果已達國際水平。
因成果卓越,1988年9月,邵明安獲首屆中國科協(xié)“青年科技獎”;1996年11月,他的《廣義相似論確定土壤水分擴散系數(shù)》一文在SoilScience期刊的首篇位置發(fā)表。世界著名的土壤物理學家、美國康奈爾大學Parlange教授在SoilScience為此文評述,認為邵明安在這方面的研究已經(jīng)達到了國際水平,并指出該理論有更大的應(yīng)用范圍。
邵明安終于獲得了土壤水文學參數(shù)最通用的vanGenuchten模型的解析表達式,建立了確定參數(shù)的新方法,分析求解了土壤水分運動的Richards方程,并以此對土壤水分對作物的有效性提出新的判斷指標。為此,有效解決了長期困擾該領(lǐng)域其參數(shù)的唯一性、準確性和實用性問題。Richards方程的分析解是土壤物理學上的突破,獲得了美、英、澳三國7所大學8位世界知名土壤物理學家的高度評價,被作為一個章節(jié)寫入美國大學專業(yè)教科書。
情系一方水土
邵明安1956年出生于湖南常德,初中畢業(yè)后做過鄉(xiāng)村民辦教師,后被推薦為工農(nóng)兵學員去了湖南常德農(nóng)校,學習園藝學。畢業(yè)時正值恢復(fù)高考的1977年,但當年他沒有資格參加考試。次年邵明安成功考取湖南師范大學物理學專業(yè)。
“考大學能掙工分嗎?你能考得上嗎?”高考之前,身為農(nóng)民的父親問他。邵明安自信滿滿地回答:“我們公社如果有一個人能考上,那一定是我;如果有多個人能考上,我一定是第一。”
憑著這股執(zhí)拗勁,邵明安不僅考上了,而且在接下來的大學四年中一直是系里的高材生。“電動力學”是物理系最難的專業(yè)課之一,他卻成為建系以來第一個滿分獲得者。
1982年初,尚未畢業(yè)的邵明安打算報考研究生。因其高等數(shù)學基礎(chǔ)好,老師建議他報考最擅長的理論物理,但邵明安卻偏偏選擇了報考位于陜西黃土高原的水保所的土壤物理專業(yè),師從黃土高原土壤水分研究專家楊文治、李玉山研究員,走農(nóng)學和物理學交叉結(jié)合的研究路徑。
1983年9月,在導(dǎo)師的建議下,邵明安選擇了“黃土區(qū)土壤——植物系統(tǒng)水動力學研究”這一國際前沿學術(shù)命題,從此幾乎把所有時間都投入到工作中,后來的兩年里干脆住進了溫室。他白天試驗觀測,晚上整理資料。據(jù)水保所的同事講,1984年春節(jié),新婚半年的妻子譚寨璐從湖南來探親,也要給他當“臨時工”,在溫室里和他一起稱土柱、計算數(shù)據(jù)……
1989年1月,工作3年即被破格晉升為副研究員的邵明安赴英國里丁大學和帝國理工學院進修。國外先進的技術(shù)設(shè)備和研究條件使他的“土壤——植物——大氣連續(xù)統(tǒng)一體”研究取得了長足進展。一次在意大利召開的國際土壤物理學術(shù)研討會上,他作了題為《土壤——植物——大氣系統(tǒng)中水分應(yīng)用及滯后效應(yīng)影響》的報告,得到世界著名土壤物理學家的充分肯定。1990年6月,他謝絕前往美國工作的邀請,提前回到祖國,回到水保所,重返黃土高原。
“一個小流域的土壤當中,有多少水,能承載多少植被,這對我們退耕還林還草也有作用,我們就是要從科學上來回答它。”邵明安說,“研究土壤和水分,歸根到底就是為了綠水青山。”
(據(jù)《中國科學報》)
實習編輯:于婷婷