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作者:侯宏伟
仅占我国国土面积4%的云南,是我国生物多样性最丰富的省份之一,这里拥有我国50%以上的高等植物、50%以上的高等动物、80%以上的微生物类型,90%以上的植被及其生态系统类型。
很多濒危物种在云南都有,包括极度濒危动物戴帽乌叶猴、 极度濒危植物巧家五针松,还有“消失百年”的稀有物种大花石蝶、竹生羊乳和异叶苣苔等。这些生物为什么能在云南安身立命?
一天有四季,十里不同天
云南拥有7种不同气候类型,最高海拔约6700米,最低海拔约76米,完成了我国从青藏高原到云贵高原及东南丘陵三大阶梯的过渡。所以,同一天在云南不同的地方你可能会感受到完全不同的季节。除了海洋和沙漠,中国拥有的生态环境类型云南都有。
你以为在这样的环境中,生物就能肆无忌惮地生存了吗?不是的。“云南省地形起伏大,生态环境脆弱、敏感。虽然生态环境多样、生物物种丰富,但每一种环境的面积小,生物种群少,特别容易‘一用就光’。”云南大学教授段昌群说,“云南94%是山地,6%是山间盆地及湖泊。由于自然及人类的扰动,陆地的营养物质易于流失进入湖泊中,水体出现富营养化,比如滇池、星云湖都曾因此而出现厚厚的蓝藻。”
保护生物多样性就是在保护人类的未来。云南地处大江大河的上游,珠江起源于云南,长江在云南境内有大约1500千米的干流,澜沧江等东南亚重要的河流都在云南起源或穿行,因此,云南被称为亚洲的“水塔”或“水管”。云南生态环境的好坏关乎包括中国在内的十多个国家的生态安全。
小理想触发大梦想
段昌群出生在陕西南部的一个小山村。小时候的他看到人们为了填饱肚子整天在田里劳作,常常会想,要是能让庄稼收成更好、树上结出更多的果子该多好。放学后,段昌群要走很远的路去捡柴,他也常常会想,如果在山地荒野都能长出更多的树、更多的草,不就有更多的柴了吗?这些想法就像一颗种子,深深埋在了段昌群的心里,也促使他选择到云南大学读生态学专业的研究生。
初到云南,段昌群感到有些失望。“我想象中的云南,风景秀丽,宛如仙境,游人骑着大象到处游览。可是来了才发现,有的湖泊水绿绿的,甚至是臭臭的。” 与心中的“理想国”差距太大,段昌群想要搞清楚原因,以及自己能为云南做些什么,后来就把高原湖泊治理作为研究重点之一,野外采样、做实验、分析……一做就是三十多年,段昌群的足迹遍布云南129个区(县)。
追根溯源“净化”水体
研究水体,需要采集不同深度的水做分析,了解表层水和下层水的污染物类型、生物种类等,调查污染对水环境产生了哪些影响。当时研究条件十分有限,只能自己下水取样。段昌群回忆说:“水里的蓝藻藻浆糊在身上,洗都洗不掉,还有一股腥臭味儿,走到大街上,人们都离我们远远的。”这是漫长、艰辛的过程,好多年,段昌群的研究团队都是用这样的方式与污染打交道。
这些污染物从哪里来?从土里来。土里的污染物从哪里来?生产生活中使用的化肥、农药通过地表的径流、下雨的冲刷,汇集河道进入到湖里。问题出在水面上,根子是在流域里;也就是说,问题出在水体里,根子在陆地的土壤里。“后来我们明白了一个道理:治水不能只盯着水,要到陆地、岸上去解决问题。”
昆明周边地区有好多农民靠种菜、种花维持生计。怎样既不影响他们的收入,又能减少土地污染物的输出呢?针对这一问题,段昌群的研究团队做了两期国家重大科技专项,组织10多个单位、100多位研究人员持续研究了数十年。“下雨时,别人急着回家,我们急着去农田。因为农田里的泥土及氮磷会随着雨水流下去成为污染,这时采样、调查分析,能摸清污染物有多少、从哪儿来。”
现在,团队从生态学的角度找到了农田面源污染导致高原湖泊污染的解决方案,建立了相关的技术体系和防控导则,在全国推广应用;多项研究成果经鉴定达到国际先进或者国际领先水平。“农村农业的环境问题是世界性的共同难题,我们的相关研究成果被有水体富营养化问题的其他国家借鉴使用,这让我们很有成就感。”段昌群说。
修复地球的“疤痕”
我国重要的矿山基本都在大江大河上游,采矿时如果对受损环境不修复、不保护,矿山不治理好,就会成为地球的“伤疤”,有毒有害的物质流进水体,不仅影响地表地下水环境质量,也影响饮水质量和食物安全。云南矿产丰富,很多矿山开发之后当时没有及时治理、修复,留下的“疤痕”成了污染源。
你可能会想,山采空了,种上树不就行了?没这么简单。土壤中除了人们想要的矿物元素,还伴生着很多其他元素。这些元素如果超出正常含量,会对植物产生严重毒性。段昌群说:“我们需要寻找有高污染抗性且适应矿区极端环境能力的植物,利用多种生物进行污染净化和生态修复。”
“能在矿区生长的植物都很矮小(比如拟南芥、景天、地石榴等),而改善环境需要高大的植物。我们通过筛选诱导,让有的大型植物拥有这些矮小植物的耐性和抗性。我们建立了一批在不同矿山环境中能活下来、长得好、改善环境能力强的植物名单,并让这些植物组装形成群落。群落改善环境就像接力赛,群落中的每种生物都发挥着不同的作用。”群落系统解决方案已在很多矿山修复中推广应用,有的思想在国际上也产生了很大影响。
这些事情说起来容易,但实施过程却很艰难。“在污染最严重、环境最恶劣的地方,如果能发现一株绿色植物,我们就会欣喜若狂,像是淘到了宝。”段昌群说,“但也不能高兴得太早,还得带回实验室分析、验证,只有找到在真正污染环境中活得下来、还能进行繁衍的植物才行。”
“在这个过程中你会发现,挫折是常态,成功是惊奇,科学研究的背后更多的是脏、苦、累,还会让人觉得是个‘疯子’。但我相信科学技术的力量,社会需要先行者和创造者。”
每一种生命,都值得珍惜
现在的云南,生态环境显著改善,明星生物的种群恢复,湖泊中的海菜花、抗浪鱼等形成了种群,还有出来“逛吃逛喝”的亚洲象、滇金丝猴、孔雀等。云南的产业结构也在发生改变,大力发展“美丽经济”。生态环境好了,人们愿意来欣赏风景、品尝美食,云南的花卉不仅成了中国鲜花市场的顶梁柱,还可以做成好吃的。
但是,保护和发展之间依然存在矛盾,对高原湖泊的保护仍需加强,开矿造成的“疤痕”还要继续“植皮治疗”,保护云南的生物多样性需要建设国家公园……这些都是现在或未来需要做的事情。
段昌群寄语青少年:“孩子们,每一种生命都是唯一的、不可替代的,希望你们敬畏生命、热爱生命、关爱生命,对生命的复杂性、多样性、相互联系有深刻的领悟。在日常生活中,珍惜每一滴水,过简单的生活且对环境友好的生活,都是对生命的关爱。未来,人类社会想要生存、发展得更好,把生态环境改善好,更需要深入地理解生命,所以,除了关注IT时代的信息,还要关注未来BT时代的生命、生态、生活。”
段昌群,云南大学东陆特聘教授(二级教授),生态学国家一流学科污染与退化环境生态恢复方向首席科学家,俄罗斯自然科学院外籍院士。现任云南省高原山地生态与退化环境修复重点实验室主任、云南生态文明建设智库首席专家。