享誉世界地球环境科学界的中国科学院院士刘东生，在他８７岁的时候获得了中国科学家最崇高的荣誉——国家最高科学技术奖。

 

他几十年潜心研究，创立的“新风成说”，平息了世界科学界一百多年的黄土成因之争；他凭着对中国黄土沉积的杰出研究成就，成为第一位荣获环境“诺贝尔奖”——“泰勒环境成就奖”的中国科学家，并因此被誉为“黄土之父”；他将近８０岁高龄，依然亲临被称为“地球三极”的南极、北极和青藏高原；他曾用行动默默书写着震撼中国科学界的一个个惊人壮举……

 

 

刘东生是我国全球环境变化研究领域的专家。当前，人类生存环境正面临一系列的问题，诸如自然环境是怎么变化的？变化原因是什么？趋势又是什么？刘东生从中国的黄土记录中为世界科学界寻找答案。

 

黄土高原分布面积约４．４×１０５ｋｍ２，厚度最大的超过３００ｍ，这么厚的黄土是怎么形成的？长期以来，在科学界有两类观点。一种观点认为黄土是“风成”的，由风从沙漠里搬运过来的，这派观点最早由德国科学家提出来的。第二派观点是由前苏联科学家提出来的，认为中国的黄土是“水成”的，即主要是水搬运沉积而成，而且主要是由洪水搬运沉积的。但不论是德国科学家还是前苏联专家都只是在野外考察了中国的黄土高原后得出各自观点，而没有从科学上深入地进行论证。“风成”、“水成”代表了截然不同的两种环境，阐明黄土的成因是黄土环境研究的首要问题。

 

针对这个问题，刘东生从２０世纪５０年代开始，就组织几十个人的研究队伍对黄土高原十多条大断面徒步进行了野外考察，收集了大量的第一手资料，系统地采集和分析了大量的实验室样品，编制了大量的图件，完成了黄河中游黄土分布图、中国黄土分布图和三部专著，提出了黄土的“新风成说”，从而平息了世界科学界一百多年来的“风成”和“水成”之争。

 

黄土的“新风成说”是在吸收了前人的“风成学说”的合理内涵的基础上发展的。刘东生通过研究证明，整个黄土高原的沉积都是风成的。过去的“风成学说”认为，黄土高原的顶部黄土沉积是风成的。刘东生从时间上，把风成作用从黄土高原顶部黄土（大约是７万年）拓展到整个黄土序列（约２５０万年）。同时，刘东生把“风成学说”的概念进行了扩展。过去的“风成学说”只强调黄土的搬运这一个过程作用，“新风成说”则对物源、搬运、搬运时候的风力情况，沉积时候的环境面貌，以及沉积以后的变化这个全过程进行了阐述。刘东生认为，黄土的沉积过程与我们现在看到的沙尘暴一样，是逐渐地从沙漠里面搬运出来，在黄土高原慢慢沉积起来，也就是说，黄土是几百万年来一次次沙尘暴的叠加，它的沉积过程同时记录了环境变化的信息。黄土的“新风成说”为从黄土沉积中提取环境变化信息奠定了基础。

 

“新风成说”后来在国际上得到广泛的接受，刘东生被公认为“风成学派”代表人。自中国改革开放以来，国际上至少有一百位以上的科学家到中国来从事黄土的研究，发表了大量文章，这些文章都是以黄土的“风成说”为出发点的。

 

正因为这一奠基性的工作，国际地圈—生物圈计划古全球变化（ＩＧＢＰ－ＰＡＧＥＳ）主席Ｏｌｄｆｉｅｌｄ教授撰文评价说，刘东生是中国黄土古环境研究之父，他的研究在国际学术界所受到的尊重，无论怎么评价都不为过的。

 

 

上个世纪初期，欧洲科学家通过Ａｌｐｓ山地区的冰川沉积物研究发现，这个地区有四次冰期间冰期的变化，从而提出了四次冰期理论，即在第四纪时期（２５０万年以来），也就是地质历史上最新的一个时期，有四次冷暖的交替，冷的时期叫做冰期，两个冰期之间为温暖的间冰期，地质学上称之为旋回。这个理论后来得到北美、欧洲大陆冰川沉积物研究的证明，此后，四次冰期理论主导了２０世纪前半叶环境变化研究领域。刘东生等从２０世纪５０年代末期开始对这个理论提出了挑战。

 

黄土剖面中有两类颜色和结构都差别很大的地层单元。一类为黄土层，通常呈灰黄色，质地较均一，无明显结构；另一类为古土壤层，呈红色，有明显的土壤结构和土壤发生层次。黄土代表了寒冷干旱的气候环境，而古土壤则代表了暖湿的气候特点，黄土剖面由许多黄土与古土壤交替而成，说明气候冷暖干湿的交替远不止四次。１９５８年刘东生把这项成果以英文发表在Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｒｅｃｏｒｄ（《科学记录》）上，引起国际科学家的关注。德国的一位专家马上把它翻译成德文，１９５９年在德国发表，介绍给欧洲的科学家。

 

１９６１年，刘东生参加华沙会议（国际第四纪大会）的时候，同张宗祜教授一起在大会上报告了黄土－古土壤所揭示的冰期－间冰期多旋回的这一特点。之后，这个气候变化多旋回特点得到了国际上很多研究的证明，上个世纪６０年代中期开始，国际上开始执行深海钻探计划取得了大量深海沉积岩芯，进行了大量分析，这些结果都表明，第四纪时期环境气候变化确实具有多旋回性。多旋回理论可以简单地归纳为：第四纪环境变化为频繁的、周期性的冷暖交替。多旋回理论取代四次冰期经典理论，是全球环境变化研究历史上的一次重大革命。

 

对刘东生多旋回理论的奠基，国际上也有很多评论。Ｏｌｄｆｉｅｌｄ教授的文章曾经这么说过：“１９６１年，在他出席国际第四纪大会时，就通过典型黄土剖面的研究，提出了第四纪时期古气候变化远比原先视为经典的（四次）冰期要多得多的旋回。”国际黄土研究联合会主席英国Ｓｍａｌｌｅｙ教授在一篇文章中这么写到：“１９６１年的华沙会议是一个重要的转折点。在这个会议上，中国科学家报告了黄土的成果……中国科学家显然走在了前面。”

 

 

全球变化研究是从２０世纪８０年代初开始提出、规划，并在８０年代中后期陆续开始实施的，成为全世界科学家们，特别是环境科学家们的一个共同努力的目标。刘东生通过系统研究，重建了２５０万年以来环境变化的历史，成为迄今全球唯一完整的陆地沉积记录。这方面的成果，１９８５年发表在《黄土与环境》中英文专著上，发表以后，应德国科学家的要求又对它进行了修订，以《中国黄土》为题在欧洲重新出版。

 

对这项工作，国际上的有关科学家表示非常地钦佩与惊讶。华盛顿大学的Ｂｕｓａｃｃａ教授在一篇书评中就这么写到：“曾多少次，地质学家以及那些努力探索第四纪历史的学者们渴望着一个在完整性、时间跨度和详细程度可以与深海岩芯相媲美的陆相岩石记录？我们可以苦苦奋斗去识别、去对比、去定年，可那总共才占第四纪时期一小部分的四五个冰碛垄。我们怎能想到刘东生等对中国的（约）２００米厚、含３０多层古土壤以及无脊椎、脊椎动物和早期人类化石的风成沉积的研究竟然建立了整个第四纪时期的丰富记录！”同时，这些成果已写入欧美的一些教科书，如美国的“ＰＡＬＥＯＣＬＩＭＡＴＯＬＯＧＹ”（《古气候学》）和澳大利亚出版的“ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＳ”（《第四纪环境》）。

 

黄土、深海沉积、极地冰芯的记录已成为全球环境变化的三大国际对比标准。２００２年度“泰勒环境成就奖”评奖委员会评价说，“自然界把它的环境变化写入了３本天书，一本是深海沉积物，一本是极地冰芯沉积，另一本就是中国的黄土沉积物。……刘东生在半个世纪的不懈努力中和他的同事们一起开启了这３本天书中的一本——中国的风成黄土沉积。”

 

 

１９６４年至今，刘东生一直致力于青藏高原隆起与东亚环境演化的研究，把青藏高原研究同黄土高原研究结合起来，把固体岩石圈的演化同地球表层圈的演化结合起来，开辟了地球科学一个新的研究领域，２０世纪９０年代以来，地球系统各圈层相互作用已成为国际学术界的研究热点。

 

刘东生研究青藏高原，最早是从了解“长尺度环境演化的控制因素”这个问题开始的。自１９６４年以来的近４０年的时间里，刘东生作为一个地学工作者和高山考察组织者，对青藏高原的希夏邦马峰、珠穆朗玛峰地区、南迦巴瓦峰以及天山的托木尔峰等地区进行了大规模科学考察，对高山栎的发现与青藏高原的隆起，雅鲁藏布江缝合线的发现和印度板块与欧亚板块的碰撞，及三趾马化石的发现与古环境演变作出了重要贡献。他于１９６６年提出的“青藏高原的隆起对自然环境及人类活动的影响”，成为以后青藏研究走向国际研究前沿的重要指导思想。

 

 

刘东生对科学事业的执着追求，一丝不苟的扎实学风，团结友爱的人格魅力，吸引着一批又一批学子投身门下。几十年过去了，他带出的研究生多已成为我国地球环境科学研究的骨干，组成蔚为可观的学术梯队。他领导建立的多学科交叉的现代化科学实验室，已成为我国及国际第四纪环境科学的研究中心之一。他的工作推动了地球环境科学的发展，使我国第四纪地质学与环境地质学立于国际地球科学的前沿。

 

面对荣誉，刘东生说：“我是老科考队员，国家给我的这份荣誉，不是我个人的，是我国全体地学工作者的荣誉。国家授予我最高科学技术奖，我应该奉献给此时此刻身处高山雪地、崇山峻岭从事地学勘探、科考工作的全体地学工作者。”

 

从这从容、简单的一句话中，一位老科学家的拳拳爱国之心和谦虚谨慎的大家风范可窥一斑。