天府永興實(shí)驗(yàn)室固碳與生態(tài)修復(fù)研究團(tuán)隊(duì)的科研人員在開(kāi)展研究工作。
川觀新聞?dòng)浾?高杲 王若曄
在青藏高原，如何讓重大工程建設(shè)和綠色發(fā)展實(shí)現(xiàn)良性互動(dòng)，是一道難題。如今，空中取水、人工造“土”、點(diǎn)碳成金……綠色科技創(chuàng)新和先進(jìn)綠色技術(shù)在青藏高原推廣應(yīng)用，讓一個(gè)個(gè)重大工程正逐“綠”向“新”。
這一切的改變，始于一群“地球生態(tài)醫(yī)生”——天府永興實(shí)驗(yàn)室固碳與生態(tài)修復(fù)研究中心裴向軍團(tuán)隊(duì)，他們由20多位多領(lǐng)域?qū)＜医M成，依托于地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資源，在九寨溝災(zāi)后重建、若爾蓋沙化治理、北京門(mén)頭溝礦山修復(fù)等一系列重大工程里，以科技為“聽(tīng)診器”、以數(shù)據(jù)作“診斷書(shū)”，精準(zhǔn)剖析生態(tài)病灶，埋頭攻關(guān)材料—工藝—裝備一體化的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，靶向研發(fā)重大工程生態(tài)修復(fù)方案。
“生態(tài)修復(fù)不是對(duì)抗自然，而是用科技喚醒生態(tài)自愈力?！迸嵯蜍姳硎荆瑥木耪瘻系角嗖馗咴?，希望通過(guò)推進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新、發(fā)展方式的創(chuàng)新，厚植高質(zhì)量發(fā)展的綠色底色，讓生態(tài)修復(fù)成為重大工程的“標(biāo)配”。
補(bǔ)水
從空氣中要水，植物“解渴”
土壤和水分是影響植物生長(zhǎng)的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)境因子。在廣袤的青藏高原，很多區(qū)域海拔超過(guò)4000米，年降水量不足100毫米。
缺水，成為植物“安家落戶”的首要難題。如何有效抗旱保水，成為科研人員進(jìn)行高寒地區(qū)生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵之一。
團(tuán)隊(duì)的科研人員在開(kāi)展研究工作。
過(guò)往，不少團(tuán)隊(duì)嘗試使用過(guò)保水劑等材料，來(lái)增強(qiáng)植物抗旱能力。但這種材料也有不足，需要人員定期管護(hù)來(lái)給植物蓄水，交通成本高，很難廣泛使用。
科研人員想到了另一個(gè)辦法，從空氣中要水。
如何低能耗地從相對(duì)干燥的空氣中要水？該團(tuán)隊(duì)此前研究過(guò)多孔聚合凝膠吸釋水分機(jī)制。
“吸濕性多孔水凝膠材料具有強(qiáng)大的捕獲水分能力，能夠從空氣中吸取水分。”團(tuán)隊(duì)成員周立宏說(shuō)，原理有點(diǎn)像家中衣柜里的除濕劑，不同的是這種水凝膠材料能吸收水，還能在低能耗條件下釋放水。
但要把這一科技成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，團(tuán)隊(duì)也沒(méi)有100%的把握?！皩?shí)驗(yàn)室只需要考慮材料可以吸多少水，但實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不僅要考慮到吸水，還要考慮當(dāng)?shù)貧夂?、溫度等生態(tài)環(huán)境因素，更為復(fù)雜?！睘榇?，裴向軍團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)踐場(chǎng)地中反復(fù)試驗(yàn)，將水凝膠材料做成了長(zhǎng)持時(shí)循環(huán)集水材料，改變了植生層被動(dòng)補(bǔ)水保水方式。
“從實(shí)驗(yàn)效果看，材料性能不錯(cuò)，在同等條件下，可以延長(zhǎng)植物生長(zhǎng)周期7—15天，從空氣中為植物補(bǔ)水解渴。”團(tuán)隊(duì)人員介紹說(shuō)。
育土
微生物“吃”石頭，人工造土
土壤是植被生存與繁衍的根基，其形成漫長(zhǎng)而復(fù)雜，需要風(fēng)化、地表下微生物等多種因素對(duì)地表巖層進(jìn)行“多道工序”的打磨，在土壤特別肥沃的地方，形成時(shí)間可能需要以萬(wàn)年為單位來(lái)計(jì)算。
在生態(tài)修復(fù)過(guò)程中，由于脆弱生態(tài)環(huán)境和多重人為擾動(dòng)，區(qū)域地表植被和土壤被破壞，本地土壤不能夠支撐修復(fù)植被正常生長(zhǎng)，所以需要從其他地方運(yùn)土，由于找土不易、運(yùn)輸費(fèi)用以及客土和本地土壤差異，可能會(huì)造成一定程度的生態(tài)“入侵”或“水土不服”。
于是，“地球醫(yī)生”們嘗試就地“人工造土”，加快熟化進(jìn)程，在短時(shí)間內(nèi)將巖屑變成土壤。團(tuán)隊(duì)篩選了幾種高效熟化功能的微生物，這種微生物會(huì)剝奪巖屑中的電子，然后巖屑就會(huì)因?yàn)槭ル娮?，而產(chǎn)生一系列的化學(xué)分解過(guò)程，這個(gè)過(guò)程就是大家非常熟悉的“風(fēng)化”。
微生物改變巖屑外形后，其繁殖速度也快速上升，于是風(fēng)化速度隨之變快，巖屑逐漸變得越來(lái)越碎、越來(lái)越小，最終成為土壤。記者了解到，這種技術(shù)加速了巖屑變?yōu)橥寥赖倪^(guò)程，以前可能需要幾十年時(shí)間，現(xiàn)在幾年就可以實(shí)現(xiàn)。熟化的土壤土層深厚，有機(jī)質(zhì)含量高，微生物活動(dòng)旺盛。
科研人員在野外建立了試驗(yàn)區(qū)，短暫幾個(gè)月很難肉眼見(jiàn)證一塊巖屑變成土壤，不過(guò)科研人員檢測(cè)到土壤內(nèi)礦物質(zhì)含量有效增加，改良土壤效果明顯。
“碳”路
打造“生態(tài)銀行”，點(diǎn)碳成金
進(jìn)入若爾蓋山水工程第4年，生態(tài)保護(hù)修復(fù)面積已超過(guò)23萬(wàn)公頃，相當(dāng)于340多個(gè)西湖。煥發(fā)新生的若爾蓋，改變的不僅是生態(tài)系統(tǒng)，還有與之俱來(lái)的碳匯能力。
這幾年，裴向軍團(tuán)隊(duì)在若爾蓋持續(xù)“碳”路，研究生態(tài)修復(fù)長(zhǎng)期效應(yīng)與碳匯核算。核算碳匯，就是計(jì)算草原、森林等生態(tài)系統(tǒng)吸收的二氧化碳量，讓森林有“身價(jià)”，山水可“變現(xiàn)”，實(shí)現(xiàn)“鈔”能力。
早在2019年，在阿壩州若爾蓋縣唐克鎮(zhèn)，團(tuán)隊(duì)就建立了1000畝生態(tài)修復(fù)草地試驗(yàn)區(qū)及生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，分析修復(fù)工作實(shí)施前、實(shí)施中、實(shí)施后的生態(tài)系統(tǒng)固碳能力，“捕捉”草原的“呼吸”。
團(tuán)隊(duì)的科研人員在開(kāi)展研究工作。
整合團(tuán)隊(duì)研究數(shù)據(jù)及其他學(xué)者公開(kāi)發(fā)表數(shù)據(jù)，科研人員搭建起若爾蓋山水工程生態(tài)修復(fù)碳匯計(jì)量模型。“這是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要收集大量的數(shù)據(jù)。構(gòu)建好生態(tài)修復(fù)全生命周期碳匯估算模型與方法學(xué)，可測(cè)算生態(tài)修復(fù)固碳潛力，就像在為草原編制一本‘碳賬本’，讓‘看不見(jiàn)’的碳匯價(jià)值變得可量化?！眻F(tuán)隊(duì)成員唐曉鹿說(shuō)。
目前，裴向軍領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)已在若爾蓋、九寨溝等生態(tài)修復(fù)工作中開(kāi)展碳匯價(jià)值核算工作，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)生態(tài)修復(fù)情景下的碳匯核算方法和應(yīng)用場(chǎng)景，探索碳匯效益轉(zhuǎn)化路徑。目前，該團(tuán)隊(duì)已基本完成“高寒草地生態(tài)修復(fù)碳匯核算技術(shù)導(dǎo)則”“四川省林草碳普惠方法學(xué) 草地生態(tài)修復(fù)”等多項(xiàng)碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)草原碳匯調(diào)查與監(jiān)測(cè)、碳匯量核算與碳匯價(jià)值實(shí)現(xiàn)等方面提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。在這些“神奇技能”幫助下，團(tuán)隊(duì)在生態(tài)修復(fù)的重大工程中交出亮眼答卷，為全球生態(tài)治理提供“中國(guó)方案”。
（受訪者供圖 ）
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