□ 李明麗
我國西漢晚期的重要農(nóng)學著作《汜勝之書》曾言:有“冬雨雪止,輒以藺之,掩地雪,勿使從風飛去,后雪復藺之,則立春保澤,凍蟲死,來年宜稼”。自古以來,農(nóng)業(yè)就與氣候有著千絲萬縷的聯(lián)系,并被多位學者載入書中,以引后世傳頌。
我國是農(nóng)業(yè)大國,耕地面積占世界耕地面積的7%,其作為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐力量,維持著中華民族的繁衍生息。在農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷程中,農(nóng)業(yè)氣候在其間發(fā)揮著至關重要的作用。分析農(nóng)業(yè)氣候指標的時空分布規(guī)律,評價地區(qū)氣候資源,可為合理利用氣候資源、防御氣象災害、逐步實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)良性循環(huán)、保證農(nóng)業(yè)不斷增產(chǎn)提供科學依據(jù)。
“氣候”與“農(nóng)業(yè)”一直是中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院教授、農(nóng)業(yè)氣象系主任潘學標人生之路的關鍵詞,幾十載春華秋實,他投身科研、教書育人,將自己的身影留在了實驗室里、三尺講臺上以及祖國的大好山川之中,在農(nóng)業(yè)氣候?qū)W、氣候變化影響與適應、生物氣候與模型、旱作農(nóng)業(yè)等研究方向中耕耘探究,取得了累累碩果。如今,他對于農(nóng)業(yè)科研領域的這份愛的溫度,仍未褪卻。
潘學標的中學時代處于特殊時期,基本上是在半工半讀中度過的。雖然那時候國家的高考制度處于停滯狀態(tài),但是潘學標從未放棄過對知識的追求,在班里的學習一直名列前茅。這一期間,學校一邊上課,一邊組織學生參加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐,班里有自種的水稻田,收成用于抵交學費。假期還參加生產(chǎn)隊的勞動,從雜交水稻制種,到果樹嫁接,從測量平整土地,到開荒造田修水庫,都有參與。從那時開始,他就對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生了一些特殊的情感。
1978年10月,即國家恢復高考的第二屆,潘學標以廣西象州縣羅秀中學應屆畢業(yè)生全校第一名的成績進入了廣西農(nóng)學院農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)(現(xiàn)為廣西大學農(nóng)學院)。當時,我國在農(nóng)業(yè)氣象領域的人才稀缺,全國范圍內(nèi)只有4所高校在這一專業(yè)招收學生。本科畢業(yè)后,為了將自己所學的專業(yè)知識更好地服務祖國,潘學標的同學們大多數(shù)被分配在廣西區(qū)內(nèi)的各級氣象局工作,而他被分到了位于河南省安陽市的中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所(以下簡稱“中棉所”)擔任研究實習員,從此與“棉花”結(jié)下了不解之緣。
在中棉所的這段時光里,潘學標主要通過收集全國的氣象數(shù)據(jù)進行棉花生態(tài)區(qū)劃。在從事科研工作期間,潘學標對科學研究有了興趣,并獲得單位批準報考碩士研究生的機會。在這一契機之下,他順利通過研究生初試和復試,于1984年9月被錄取到中國農(nóng)業(yè)科學院研究生院農(nóng)業(yè)氣象學專業(yè),師從劉明孝研究員攻讀碩士學位。研究生期間,潘學標在扎實學習理論知識的同時,也從未放棄過自己的棉花事業(yè),得知中棉所通過世界銀行貸款進口了一大批先進的實驗設備之后,潘學標又從北京到安陽進行田間試驗,并用了3個月的時間研讀生理生態(tài)儀器設備的英文說明書,掌握儀器用法,成了全國最早利用便攜式光合作用測定系統(tǒng)進行棉花光合生態(tài)研究的科研工作者。
1986年,潘學標的導師之一、中棉所栽培室主任蔣國柱研究員等前往美國考察棉花模型,并帶回了一些相關資料?;貒?,他們一起對這些資料進行了研究,并邀請了美國專家蒞臨中棉所合作研究,以此為契機,潘學標開始在棉花的模型研究方向探索,而這一干就是30多年。1991年他獲得第一個國家自然科學基金資助,后來自主開發(fā)完成棉花生長發(fā)育模擬軟件COTGROW,對棉花從播種、出苗、生長到成熟整個過程進行了全程模擬,在我國棉花模型的研發(fā)方面有重要影響。
結(jié)合自然科學基金任務和模型開發(fā),邊學習邊工作,師從石元春院士和韓湘玲教授,將土壤學、農(nóng)業(yè)氣象學和棉花栽培結(jié)合,完成棉花模型開發(fā),1996年獲得了中國農(nóng)業(yè)大學土壤學專業(yè)理學博士學位,1997年又到中國科學院地理研究所隨陳述彭院士和李克讓研究員從事地圖學與地理信息系統(tǒng)方向的博士后研究工作,將棉花生產(chǎn)、模型和地理信息系統(tǒng)結(jié)合起來,拓寬了自己的研究視野?;诓┦亢笃陂g的研究經(jīng)驗,潘學標從地理格局的角度分析棉花生長的空間變化。通過不懈努力,他開發(fā)的棉花生長評估系統(tǒng)COSIM可以用來做棉花的產(chǎn)量的動態(tài)預報、棉花災害診斷、氣候變化影響評估等,是目前應用較廣泛的國內(nèi)自主研發(fā)的作物模型系統(tǒng)之一。
潘學標一直在追求更加廣闊的科研天地。1999年,他正式來到中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院擔任副教授,2003年又成為農(nóng)業(yè)氣象系主任、教授和博士生導師,擔負起引領中國農(nóng)業(yè)氣象教育和科研的重任。隨著北方農(nóng)牧交錯帶生態(tài)脆弱性問題越來越嚴重,近年來潘學標又投身于我國北方半干旱區(qū)的旱作農(nóng)田與草地研究,任農(nóng)業(yè)農(nóng)村部武川農(nóng)業(yè)環(huán)境科學觀測實驗站站長,在北方旱地和草原上展開了自己的科研之旅。
內(nèi)蒙古武川縣屬中溫帶大陸性季節(jié)氣候,全縣有耕地面積200多萬畝,林地140多萬畝,草場面積373萬畝,是典型的農(nóng)牧交錯區(qū),適合馬鈴薯、莜麥等喜涼旱地作物生長。多年深入田間開展科研工作,潘學標一直希望能夠充分利用當?shù)氐馁Y源,基于氣候資源承載力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè),在保障生態(tài)系統(tǒng)健康的前提下也給當?shù)氐娜嗣袢罕妿砀嗟慕?jīng)濟回饋。在這一背景下,他領導研究團隊基于田間試驗和野外試驗,探索氣候智慧型農(nóng)牧業(yè)的應對機制。帶領研究團隊通過多年田間試驗和模型分析,定量化了北方農(nóng)牧交錯帶馬鈴薯、小麥、莜麥、油菜、向日葵五大作物的彈性播期;優(yōu)化了施肥方式,有效減少了溫室氣體排放量;提出了田間壟膜溝植微集雨技術,提高了北方農(nóng)牧交錯帶雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量和水分利用效率?;谠谵r(nóng)牧交錯帶的研究成果,作為主要完成人先后獲得內(nèi)蒙古自治區(qū)科技成果獎一等獎和國家科技進步獎二等獎。
在氣候與農(nóng)田、草地關系的研究中,除了獲得國家原“863”、原“973”和支撐計劃支持外,潘學標先后獲得7個國家自然科學基金項目資助,最近一個結(jié)題的國家自然科學基金面上項目是“農(nóng)牧交錯帶多時間尺度氣候變化與氣候智慧型農(nóng)牧業(yè)應對機制”。在這一項目中,他們通過對北方農(nóng)牧交錯帶的氣候數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)的不同時間尺度分析,結(jié)合野外考察與樣方調(diào)查,得到了北方農(nóng)牧交錯帶多時間尺度氣候變化特征及相應的農(nóng)田和草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的響應;基于田間試驗和野外試驗,探索氣候智慧型農(nóng)牧業(yè)的應對機制,提出農(nóng)田和草地系統(tǒng)固碳、減排、增產(chǎn)、高效、可持續(xù)的有序適應策略。
潘學標和研究生在內(nèi)蒙古武川試驗站
潘學標除在氣候變化影響、減緩和適應方面開展研究工作外,還多次參加聯(lián)合國氣候大會和相關文件編寫會議。2017年主持國家“十三五”重點研發(fā)計劃項目課題“夏玉米應對氣候變化的關鍵技術效應與適應性栽培途徑研究”。在這一課題中,他與團隊成員將針對華北、西南、西北夏玉米三大產(chǎn)區(qū)氣候變化導致的光照、溫度、水分資源變化帶來的夏玉米生產(chǎn)中的主要問題,創(chuàng)新通過改變作物適應環(huán)境和改變環(huán)境適應作物的技術,形成夏玉米高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效與環(huán)境友好相協(xié)調(diào)的夏玉米適應氣候變化栽培技術途徑,力爭在這一課題中做出更多突破。鑒于其在氣候變化對草地、農(nóng)業(yè)研究方面的影響力,經(jīng)國家部委推薦,先后被聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)溫室氣體清單工作組聘為IPCC報告《起于東京協(xié)議書的方法與良好實行技術指導附錄2013修訂版》主要作者(2012—2013)和《IPCC 2006年國家溫室氣體清單指南2019修訂版》主要作者(2017—2019),還被聘為《中國氣候和環(huán)境演變:2021》第二卷的主要作者協(xié)調(diào)人。
任何一個學科想要持久地保持生命力以及將學科成果更好的服務社會,就需要源源不斷的人才輸入。作為中國農(nóng)業(yè)大學教授,多年擔任資源與環(huán)境學院農(nóng)業(yè)氣象系主任(2003—2019),潘學標始終心系農(nóng)業(yè)氣象學科的發(fā)展,并竭心盡力為國家的農(nóng)業(yè)氣象領域培育更多具有社會責任感的領軍人才。功夫不負有心人,現(xiàn)如今,潘學標已培養(yǎng)應用氣象學專業(yè)本科生畢業(yè)20屆,指導畢業(yè)博士生17人、碩士生50多人,他的學生也已經(jīng)遍布全國各個地區(qū)的農(nóng)業(yè)氣象機構(gòu)中,有的已成為骨干人才,由于氣象教育方面的貢獻,潘學標2012年獲得寶鋼優(yōu)秀教師獎,2018年獲得首屆“全國氣象教學名師”稱號。
展望未來,潘學標仍有許多心愿有待完成。目前,潘學標所在的研究團隊有15人左右,主要研究氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響、氣象防災減災、氣候資源利用以及相關儀器的研發(fā)和應用。今后,他們還期望將農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)的成果與城市發(fā)展、人類的關系結(jié)合起來,服務于社會大眾。
現(xiàn)如今,全球的大氣環(huán)境變化逐漸成為人們關注的熱點。在這一背景之下,潘學標也希望今后能將中國農(nóng)業(yè)大學的大氣科學學科迅速發(fā)展起來,呼吁更多人參與到氣候和大氣環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全、食品質(zhì)量和生態(tài)文明的影響研究與技術應對之中。
踏遍青山人未老,風景這邊獨好。多年來,無垠的草地與農(nóng)田中留下了潘學標奮斗的足跡。雖然如今他已到了接近退休的年齡,但潘學標仍在盡力通過自己的不懈奮斗為農(nóng)業(yè)氣象領域的發(fā)展而篤行不輟,且這份初心隨著時間的更迭變得愈加堅定。