司建華教授是中國寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所的研究員，對中國極端環(huán)境的旱區(qū)和寒區(qū)的生態(tài)水文有很深入的研究，是該領(lǐng)域為數(shù)不多的針對性研究者。這次在第十五屆中國生態(tài)大會上進行沙漠漁夫何延忠主題演講采訪、報道的過程中又見到了這位老朋友，自然不能放過向其討教相關(guān)問題的機會，以下內(nèi)容是對司教授專訪整理而成。
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圖1 司建華教授和他的同事、薈聚網(wǎng)的另一位老朋友教授在第十五屆中國生態(tài)學(xué)大會上
由于我和同事在一起向司建華教授提問，故以下統(tǒng)一簡稱為“薈聚網(wǎng)”，司建華教授以下簡稱“司教授”
薈聚網(wǎng)：司教授的研究領(lǐng)域為生態(tài)水文，生態(tài)水文到底是研究什么的呢？
司教授：生態(tài)水文是水文學(xué)里的一個分支，水文學(xué)主要研究地球上的水的分布、循環(huán)運動變化的規(guī)律，以及水與環(huán)境相互作用。水的固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)在地球上的分布以及水循環(huán)，對天氣、地質(zhì)、生態(tài)圈的形成等等有著至關(guān)重要的影響。良性的水循環(huán)是形成良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)必要條件。生態(tài)水文學(xué)就是將水文學(xué)知識應(yīng)用于生態(tài)建設(shè)和生態(tài)系統(tǒng)管理的一門科學(xué)，主要研究生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)水文循環(huán)與轉(zhuǎn)化和平衡的規(guī)律。這門學(xué)科有不同的研究尺度，比如從分子、蛋白質(zhì)的尺度，從植物和植物群落的尺度，從長時間范圍內(nèi)的氣候演變對地質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)影響的尺度等等。不同尺度的研究會對應(yīng)不同的應(yīng)用范圍。
薈聚網(wǎng)：那您最近在做的研究課題是什么呢？
司教授：這次的研究對象主要是沙漠都江堰，沙漠都江堰處在庫木塔格沙漠的風(fēng)口處，屬于極端氣候的旱極氣候，而沙漠都江堰工程卻通過科學(xué)系統(tǒng)地治理沙害、水害，構(gòu)建一個良好的農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟、生態(tài)兼顧的良性發(fā)展系統(tǒng)，在荒漠化進程明顯的甘肅綠色可持續(xù)發(fā)展這個課題上是一個很好樣板和研究對象。在這邊可以研究極端條件下植物的適應(yīng)性和生態(tài)的變化，比如極端條件下徑流的形成、水文涵養(yǎng)、水的沉積、水怎么為植物和人所用等問題。我們現(xiàn)在研究樹怎么吸收地下水、水如何在植株的枝干中運輸、植物的蒸騰作用以及植物如何適應(yīng)干旱環(huán)境的環(huán)境，測量植物不同條件下需要多少水，計算出一棵植物一個樹群需要消耗多少水等等。
薈聚網(wǎng)：我們怎么能夠預(yù)計或者估算出農(nóng)作物的耗水量呢？
司教授：不同的植物需水量不同，同種植物不同種環(huán)境下需水也不同（植物有環(huán)境適應(yīng)性），農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不同的灌溉方式會有不同的耗水，比如漫灌耗水量大，根灌同種條件下與漫灌相比可以節(jié)約大約30%－40%的水。但是大概的數(shù)據(jù)是很容易可以估算出來的。根據(jù)之前的研究測定，農(nóng)作物每天的耗水量在1－6毫升，一般在1.5到2毫升左右，極少會達到6毫升。但是灌溉的過程中水不會百分之百的被植物吸收，一般情況下農(nóng)作物每畝的需要水量在600－800立方之間，最多的時候在1000－1200立方之間。
編者注：由此推斷陽關(guān)葡萄種植面積過多、澆灌方式粗放是目前造成當?shù)厮Y源緊張的主因。
薈聚網(wǎng)：農(nóng)業(yè)節(jié)水的概念是什么意思呢？
司教授：農(nóng)業(yè)節(jié)水研究會有不同的尺度和角度，比如從提高對水的利用率、減少浪費的角度。農(nóng)作物灌溉的水，一部分滲入地面或從地面蒸發(fā)了，一部分被植物吸收了。減少灌溉用水中不被植物吸收的那一部分，可以改變灌溉方式或者通過地上覆膜、覆草可以減少地面蒸發(fā)。比如漫灌的話，一般農(nóng)作物每畝需要水量600－800立方，最多的時候在1000－1200立方，用滴灌或者根灌水可以節(jié)約30%－40%，這樣每年每畝就可以節(jié)約400立方－600立方的水。另一方面被植物吸收了的水，98%通過蒸騰作用散入空氣中，僅僅有2%的水形成碳水化合物。從這個角度，節(jié)水的可以研究植物的蒸騰作用、葉面氣孔的開合規(guī)律，適度減少蒸騰作用消耗的水資源，提高植株對干旱環(huán)境的適應(yīng)性等。
第二個尺度是從單方水效益的角度，即同樣的水種出來的農(nóng)作物的經(jīng)濟效益。如果單方水效益高，那么農(nóng)戶要達到同樣的經(jīng)濟效益所需要的水就會少，假如種植小麥和種植葡萄所需要的水是一樣的，但是葡萄的價格比小麥高，種植葡萄然后適當?shù)販p少種植面積，既節(jié)約了農(nóng)業(yè)灌溉用水，農(nóng)戶的生活水平也不會下降。
圖2 在水循環(huán)的既有平衡被打破并進入惡性后，生態(tài)體系隨之瓦解，防風(fēng)林完全枯死。而經(jīng)過沙漠都江堰的治理，地下水位提升，枯死的防風(fēng)林隨之重新發(fā)芽，生態(tài)進入良性循環(huán)
三個尺度是從更大范圍和可持續(xù)性發(fā)展的角度。農(nóng)業(yè)用水本質(zhì)上不管怎么節(jié)約都是耗水，是對干旱地區(qū)水資源的一種消耗，如果不從更大范圍地解決水資源的來源和良性循環(huán)問題，隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展和擴張，耗水量增加，勢必會加大開采地下水資源，地下水位下降，區(qū)域干旱加強，再進一步開采地下水，惡性循環(huán)，最終這塊地會逐步荒漠化。但是如果我們能夠從根本涵養(yǎng)水源，在發(fā)展經(jīng)濟的時候維持水循環(huán)的平衡，那么這塊地的涵養(yǎng)水的能力會越來越強，最終形成更加豐富的生態(tài)。比如沙漠都江堰，它將水涵養(yǎng)在地下后，地下水位上升，河流的徑流增加，這樣周圍枯死的防護林活了過來，活過來后又會加強土地對水的涵養(yǎng)力，沙漠都江堰產(chǎn)業(yè)養(yǎng)虹鱒魚，本生不耗水，該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)會如果沒有大的意外破壞平衡，那么該地區(qū)的生態(tài)就能良性循環(huán)，越來越豐富。
編者注：沙漠漁夫何延忠是個沒有上過大學(xué)的農(nóng)民，但他通過實踐，得出了與司教授相類似的結(jié)論。他強調(diào)：在沙漠干旱、半干旱地區(qū)，不宜大規(guī)模進行防風(fēng)林種植，因為放風(fēng)樹種——楊樹的需水量很高，而應(yīng)因地制宜地以沙生植物完成生態(tài)固沙。
圖3 美麗的紅柳。沙生植物不僅僅是高效的生態(tài)固沙物種，而且也可以成為亮麗的風(fēng)景線
薈聚網(wǎng)：司教授，您現(xiàn)在有什么樣成型的旱區(qū)發(fā)展模式可以推廣、借鑒？
司教授：當然也一些值得推廣的經(jīng)驗。我們有一個站點在中國內(nèi)蒙古的額濟納，也就著名的酒泉衛(wèi)
星發(fā)射中心所在的位置，額濟納處在世界第四大沙漠——巴丹吉林沙漠西北角，那個地方的水之源更加稀少。但是當?shù)氐木用窬陀萌馍惾丶藿铀笏?。梭梭是原本就長在沙地上的固沙植物。而肉蓯蓉又被譽為“沙漠人參”，具有獨特的補腎、抗老年癡呆、保肝、通便、腫瘤輔助治療、抗輻射等10多中藥用功能，具有極高的經(jīng)濟價值。這兩者嫁接起來當年肉蓯蓉就可以收割產(chǎn)生經(jīng)濟效益。這種方式一方面不增加任何水資源的消耗，卻增加了當?shù)鼐用竦慕?jīng)濟收入，另一方面當把單純固沙的梭梭利用起來后，人們會很自覺地去保護這些固沙植物，利于人與沙漠生態(tài)的和諧相處。肉蓯蓉嫁接梭梭的沙產(chǎn)業(yè)在額濟納發(fā)展得很好，如今在已經(jīng)在額濟納建立了一個一千平方的蓯蓉產(chǎn)業(yè)園。
編者注：在陽關(guān)這樣的干旱地區(qū)，種植葡萄是否是發(fā)展當?shù)亟?jīng)濟最好的、可持續(xù)的方式，看來是值得商榷的。
