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邵明安:破解土壤水分运动之谜
文章字数:1806
邵明安

  35年前,26岁的湖南常德小伙邵明安历时6天辗转一千多公里,用扁担挑着行李走进中国科学院水土保持研究所(以下简称水保所),开启了人生的科研旅程;如今,因研究成果为旱地农业节水灌溉和黄土高原植被建造提供了重要的科学依据而成为中国科学院地学部新晋院士的邵明安已两鬓斑白,成了一个地道的黄土高原老汉。
  “土壤中的水,它怎么运动的,它原来有个方程,那个方程从来没有被人求解过,我把这个求解了。”说起自己的研究,邵明安用带有浓重湘西口音的普通话向记者解释说。
   求解一个公式
  天一生水,水土生万物。农耕文明最基本的条件是水和土。水保所是我国唯一的一个以水土资源的保护与利用的研究机构。如何创新出半干旱区的农业增产技术体系?如何调控土壤侵蚀环境?如何高效利用水土资源?这些问题一方面说明我国农业水资源利用还有很大潜力,另一方面也说明目前科学界对土壤、植物、大气循环系统中水分运动、利用与肥等的转运及其相互关系研究等还未从学科基础理论方面研究清楚。
  这也是世界土壤物理学界一直未破解的一个难题,即建立并求解土壤导水参数模型公式。
  多年来,邵明安通过黄土高原水分——植物实验获得的大量数据,冲击这个难题。在推算土壤导水参数时,他感觉通常所用的通过试验直接测定或通过数据计算求解的办法太过繁冗和费时,于是昼思夜想,苦苦推算,终于研究出根据土壤水分的再分布过程推求土壤导水参数的新方法。《黄土区土壤水分有效性的动力学模式》《植物根系吸收土壤水分的数学模型》等论文发表后,立马引起同行关注。在国际旱地农业学术讨论会和中国土壤学会年会上,专家们一致认为这些研究成果已达国际水平。
  因成果卓越,1988年9月,邵明安获首届中国科协“青年科技奖”;1996年11月,他的《广义相似论确定土壤水分扩散系数》一文在SoilScience期刊的首篇位置发表。世界著名的土壤物理学家、美国康奈尔大学Parlange教授在SoilScience为此文评述,认为邵明安在这方面的研究已经达到了国际水平,并指出该理论有更大的应用范围。
  邵明安终于获得了土壤水文学参数最通用的vanGenuchten模型的解析表达式,建立了确定参数的新方法,分析求解了土壤水分运动的Richards方程,并以此对土壤水分对作物的有效性提出新的判断指标。为此,有效解决了长期困扰该领域其参数的唯一性、准确性和实用性问题。Richards方程的分析解是土壤物理学上的突破,获得了美、英、澳三国7所大学8位世界知名土壤物理学家的高度评价,被作为一个章节写入美国大学专业教科书。
   情系一方水土
  邵明安1956年出生于湖南常德,初中毕业后做过乡村民办教师,后被推荐为工农兵学员去了湖南常德农校,学习园艺学。毕业时正值恢复高考的1977年,但当年他没有资格参加考试。次年邵明安成功考取湖南师范大学物理学专业。
  “考大学能挣工分吗?你能考得上吗?”高考之前,身为农民的父亲问他。邵明安自信满满地回答:“我们公社如果有一个人能考上,那一定是我;如果有多个人能考上,我一定是第一。”
  凭着这股执拗劲,邵明安不仅考上了,而且在接下来的大学四年中一直是系里的高材生。“电动力学”是物理系最难的专业课之一,他却成为建系以来第一个满分获得者。
  1982年初,尚未毕业的邵明安打算报考研究生。因其高等数学基础好,老师建议他报考最擅长的理论物理,但邵明安却偏偏选择了报考位于陕西黄土高原的水保所的土壤物理专业,师从黄土高原土壤水分研究专家杨文治、李玉山研究员,走农学和物理学交叉结合的研究路径。
  1983年9月,在导师的建议下,邵明安选择了“黄土区土壤——植物系统水动力学研究”这一国际前沿学术命题,从此几乎把所有时间都投入到工作中,后来的两年里干脆住进了温室。他白天试验观测,晚上整理资料。据水保所的同事讲,1984年春节,新婚半年的妻子谭寨璐从湖南来探亲,也要给他当“临时工”,在温室里和他一起称土柱、计算数据……
  1989年1月,工作3年即被破格晋升为副研究员的邵明安赴英国里丁大学和帝国理工学院进修。国外先进的技术设备和研究条件使他的“土壤——植物——大气连续统一体”研究取得了长足进展。一次在意大利召开的国际土壤物理学术研讨会上,他作了题为《土壤——植物——大气系统中水分应用及滞后效应影响》的报告,得到世界著名土壤物理学家的充分肯定。1990年6月,他谢绝前往美国工作的邀请,提前回到祖国,回到水保所,重返黄土高原。
  “一个小流域的土壤当中,有多少水,能承载多少植被,这对我们退耕还林还草也有作用,我们就是要从科学上来回答它。”邵明安说,“研究土壤和水分,归根到底就是为了绿水青山。”
  (据《中国科学报》)

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