陈书燕测量土壤理化性质。
南极发草
南极考察队员乘坐皮艇登岛采集样品和调查。
在去南极科考前后,一直有人问兰州大学生命科学学院教授肖洒这样一个问题——南极有植物吗?
在人们的印象中,南极是一个“不毛之地”,有着一望无际的冰川,憨态可掬的企鹅、海豹……实际上,“南极大多数地区的确是‘不毛之地’,但南极半岛却分布着不少植物,如地衣、苔藓、发草等。尤其是随着南极旅行兴起,南极半岛甚至出现了菊科入侵植物”。说话间,肖洒掏出手机,向来人展示了一张绿油油的发草图。
搞植物研究多去植被茂盛的热带科考,反其道而行之,他们又是为了什么?不久前,“雪龙号”抵沪,一箱箱随船返回的样品,揭示了这个冰天雪地里的故事。
“迟来”的科考
这是一次“迟来”的科考。
2018年9月,国家自然科学基金委重点项目“南极典型植物群落形成机制与功能”正式获批。从项目申请到正式获批,课题负责人安黎哲已经换了一个身份,由兰州大学调任北京林业大学,担任校长。
得知课题获批的当天,他非常兴奋,因为“南极科考终于要成行了”。为了这一天,他和他的科研团队努力了20多年。
将时间拨回22年前。站在海拔3800米的天山上,白天28摄氏度、晚上零下4摄氏度,高辐射且伴着强风,彼时尚在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所(现中科院西北生态环境资源研究院)从事博士后研究工作的安黎哲看着一朵朵盛开的小花,由开花到结果,惊讶于严酷环境下生命的坚强与不屈。
“一种植物不足以说明问题,要研究就研究整个区域植物种群和群落是怎么抗冻的。”安黎哲追寻内心的好奇心,从此将科研方向聚焦在低温生物学上,带领团队不断攻坚克难,使之成为国际上从事高山种群、群落背景下生态系统结构、植物繁衍等研究的第一梯队。
“国际上对低温生物学的研究较少,但从科学研究的重要性来说,每年低温造成的霜冻等灾害,远比干旱造成的农作物损伤要多得多。甚至气象学家也建议,科学家应加强对低温特别是寒流的研究,以保护和促进农作物的生长。”安黎哲说。
由一朵天山小花开始,这些年,天山、祁连山、青藏高原等都留下了安黎哲科研团队的足迹,他们的研究领域也从西北的严酷环境扩展到了冰川冻土。但是,显然冰川冻土并不是他们的终极目标。
这一次,他们的目的地是南极——地球上温度最低的地方,与我国青藏高原的生态环境有着很大的相似之处;地球上至今未被开发、最洁净的大陆,植物对气候变化的反应灵敏。极地,正是他们理想中的科研圣地。
在安黎哲眼中,土壤稀薄的南极半岛至少有四大待解之谜——第一,南极的植物是怎么来的?它们的多样性如何?第二,这些植物是怎样适应环境,怎么繁殖下一代的?第三,植物与植物之间、植物与动物乃至微生物之间,相互的关系是什么,其生态系统的结构和功能如何?第四,南极生态系统未来的发展趋势是怎样的?
事实上,南极研究的战略意义不言而喻,历来都是各国科学家“必争之地”,有着无数科学之谜等待破解。截至目前,已有40多个国家在南极建立了100多个科学考察站。
南极地区的植物在南极生态系统稳定性和物种多样性的维系方面,具有极其重要的科学价值。但是,“目前有关南极植物、动物、微生物的研究是点状的,在国际上尚未有科学家将它们整合起来进行系统研究。如果能够把这个问题研究清楚,将为南极生态系统和生物多样性保护提供重要支撑”。每思及于此,团队成员们就有一颗按捺不住出发的心,“我们要在南极大陆上通过科学成果,发出中国的声音,讲述中国科学家的南极故事”。
可是,天气不与众人便。每年12月至次年2月,是南极天气最好的时段。项目批下来的时候已赶不上2019年南极科考队的报名时间,只能又等了一年多再出发。
在此期间,安黎哲带领团队成员开展了大量前期基础研究,多次修订和完善科考方案,争取做到“磨刀不误砍柴工”。他奔走于各有关部门,积极争取加入南极科考队伍的名额指标。
不易的旅程
2020年开春,安黎哲和另外3名团队成员终于要出发了。就在这时,安黎哲却因工作原因,无法参加此次南极科考。遗憾之余,只能送别3位前往南极的团队成员。
课题组分为两组人马出发,肖洒和兰大生命科学院副教授陈书燕加入中国第36次南极科学考察团,兰大生命科学院教授冯虎元则成为中智联合科考团队成员。他们分别于1月17日、1月25日开启为期十余天的科考。
从兰州出发,一路转机上海、巴黎、圣地亚哥、蓬塔阿雷纳斯,辗转5天才到南极长城站,让肖洒切实体会到什么才是“天涯海角”。而南极高大的冰山、又大又圆的月亮、爱凑热闹的企鹅、时不时捣乱的贼鸥,人与自然的和谐之美,又将他心中涤荡得像一首轻灵的歌。
南极的天气像善变的孩子脸,低温、风烈、紫外线强,拿着本子做记录,一瞬间记录本就被突如其来的雨打湿了。忽然间,下雨、起雾,温度骤降,肖洒发现出发前买的冲锋衣根本用不上,在这里必须穿特制的企鹅服。更麻烦的是,这时看不见前路,甚至会突然发生地陷,队员出行必须带着对讲机且两人同行。
很多地方不能开车,每天的采样基本靠步行,当背上期待的样品返回长城站时,肖洒和陈书燕身体虽然很疲惫,精神上却很满足。他们利用13天的科考时间,深入调查了长城站附近的植物种类、分布、多样性等。
冯虎元所在的中智联合科考团,路线略有不同,需要登陆南极诸岛采集样品。“能否登岛、什么时候登岛、在哪里登岛等,都有专门的向导指引。”冯虎元告诉《中国科学报》,与他年纪相仿的智利向导是一名“60后”,年轻时还给我国第一位徒步横穿南极大陆的科学家秦大河当过向导。
根据《南极公约》,各国在南极搁置主权争议,进行和平的科学考察和保护。科考本该顺理成章。但是,一些国家的科考站,连一个石头都不让其他科考队员碰,更不要说采集植物、土壤。还有一些国家的科考站直接拒绝登岛请求,交涉了也不成功。这都让冯虎元感受到科考背后严峻的国家利益之争。“交涉花掉的时间和精力,比科研中的遇险,更让我印象深刻。”
在这个多学科交叉的团队中,肖洒主要研究植物的多样性与分布,陈书燕主攻植物与土壤的关系,冯虎元则负责植物的生理生态适应性考察。团队中还有负责结构、进化、分子生物学机理、微生物等工作的同事。大家分工协作,共同努力绘制南极植物图谱。
南极的欢乐
科考之余的欢乐,在一声声新年祝福中愈发浓烈。
冯虎元组织大家包饺子,啤酒瓶成了临时擀面杖,大伙忙得不亦乐乎。中国科考队员给智利团员讲“饺子配酒,越吃越有”的俗语,一位外国小伙子听后,一笔一画地在每日菜单的小黑板上,写下“Jiao Zi AND Red Wine = Money(饺子和红酒等于钱)”,兴奋地说“这就是今天的菜单”。
过小年那天,长城站的科考人员吃上了久违的青菜,产自站内智能温室的蔬菜不到逢年过节,不轻易采摘。肖洒的生日在大年初三,站里还特意为他做了一碗长寿面,站长还送上了亲笔签名的生日贺卡。
随着“雪龙号”的返回,一箱箱样品又将他们拉回了紧张有序的科研工作中。下一步,他们将对采集回来的植物、土壤等样本进行测序、分析。
南极之行,注定成为他们科考生涯中难以忘怀的回忆。肖洒告诉《中国科学报》,南极独特的生态系统让他记忆犹新,第一次近距离接触南极的动植物,视觉上很震撼,视野上也很开阔,为他的科研人生翻开了崭新的一页。
在冯虎元看来,他们是一个因科学问题自然而然聚集在一起的团队。“大家默默坚守,就像参加体育比赛,取得金牌的瞬间是欢呼雀跃的,但内心对科研工作、科研方向的坚守,却是矢志不渝、充满艰辛的。”
从一朵天山小花到22年聚焦低温生物学,坚守和创新,是安黎哲始终如一的科研品质。
作为课题负责人,安黎哲守护着来之不易的科研心血。冯虎元曾在他的笔记本上看到这样一句话——“帮助别人,快乐自己”。这也是安黎哲的人生格言。此次南极之行,他虽遗憾缺席,但在攀登科学高峰的道路上他从不缺位。
“有机会,我一定会去南极。”安黎哲说。下一步他打算研究北极,“我要把两个极地,以及第三极(青藏高原)的生态环境问题、生物和环境关系问题弄明白,这既是构建人类命运共同体的需要,也是作为科学家的初心和使命所在”。
如果再有可能,安黎哲希望研究天体生物学,“如果宇宙中真的存在其他生物,我想研究最极端条件下的生命现象,到浩瀚的星空中探索生命的奥秘”。
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