• 冰雪世界的“白马王子”

    冰雪世界的“白马王子”   据兰州大学报(吴振荣 刘言)报道 “我前两天做梦还梦见冰川,梦见自己睡在冰川上。”李吉均笑着说。笑声似乎从高耸又辽阔的冰川传出来。听着他的笑声,听着他的冰川故事,我自己仿佛就走进了祁连山、登上了青藏高原,漫游在冰川上。   1956年南京大学地理系毕业,被推荐到兰州大学地理系攻读研究生,师从留德著名地理学家王德基。这个分配出乎李吉均在南京大学师生们的意料。有人劝他不要来,怕他来了10年都回不去。他没有挑剔,来到了西北,离他“骑白马”的梦想更进一步,他“根据自己的条件,好好安排自己的选择”。因为他相信,行行出状元。   1958年,李吉均见到了祁连山,但不是来探矿,而是研究冰雪资源;真的骑上了马背,“也是白马,只是一匹年迈的老马,否则性子刚烈驾驭不住”;冰川考察也并非处处“诗意”。当时条件差,他和队友们穿着厚重笨拙的老式棉袄,租用老乡的牦牛或骆驼,既驮运行李,也是代步工具;顶着冰川道路上的刺骨寒风,艰难穿行,足迹踏及祁连山各地冰川、雪山。   1959年第二次进祁连山,因为没有地图,还闹粮食危机。走出祁连山时,队伍只剩下一顿饭的粮了!时隔半个多世纪的风尘,李吉均对这次横穿祁连山的经历引以为豪。“硬是凭借罗盘和山脉走向,走出来了。这是比较惊险的事!”   从此,李吉均和冰川结下了不解之缘。1972年刚从逆境中走出来的李吉均,与施雅风先生合作,花了一年多的时间编写了《冰雪世界》科普册子。1973年,已届不惑之年的他重新开始了与冰川的亲密接触,加入中科院青藏考察队并担任冰川组组长,负责西藏以及后来横断山的冰川考察研究。从阿扎冰川开始,到若果冰川、恰青冰川和白玉冰川,几年中李吉均和他的冰川组遍访了西藏群山中的冰川,从古冰川到现代冰川,从现代冰川中的大陆性冰川和海洋性冰川,测得冰川面积4.66万平方公里,占去全国现代冰川的83%。   这次考察的第一站就是西藏东南部察隅地区,李吉均终于看到了慕名已久的阿扎冰川。上世纪三十年代起,英国植物学家金·沃德就曾多次来过这个冰川,他拍摄的一幅黑白照片令李吉均久久难忘。冰瀑布从上到下足足有700余米,令人震撼!云雾缭绕,如梦如幻,如临仙境,令人陶醉!此情此景带来的心醉神迷和心灵震撼,弥补了沿途冒雨翻山越岭的辛苦。李吉均站在沃德拍照的地方,举起了相机,拍下了阿扎冰川的倩影。   这次的考察,青藏高原雨季的倾盆大雨一直不离不弃,忠实地伴随着他们。二三十个人的队伍就在驻扎在阿扎冰川中部,一棵七八十米高的冷杉树下,大伞如盖,风雨不透。晚上,伴随着雨声风声,李吉均与他的队友和民工就在冷杉树下安然入眠。   这次科考,印证了他在50年代考察祁连山时的推测:西藏东南部是中国最集中的季风海洋性冰川分布区,那里山高谷深、冰川积累丰富,运动快速,融化强烈,夏季常形成冰湖溃决及冰川泥石流等地质灾害,这就是海洋性冰川的特征。   1974年,在西藏羊卓雍湖畔的冰川上,李吉均积劳成疾,患上了严重的高原肺水肿。这次没有治愈的肺水肿,埋下了以后多次复发的种子,就像一颗不安分的定时炸弹,时不时跳出来警告他。   在对横断山的考察中,李吉均在冰川上又遭遇肋骨骨折。那是和秦大河、姚檀栋等在贡嘎山考察冰川时发生的事,摔了一跤,这一跤的骨折让李吉均吃尽苦头,只能在冰川旁边的帐篷里待了十多天。   1973年—1980年,经过8年的艰苦努力,李吉均及其他的合作者先后写了 《西藏冰川》和《横断山冰川》两部专著,全面阐述了青藏高原和横断山的现代冰川分布、性质、变化及其与气候和大气环流的关系。   1978年,李吉均随施雅风先生、谢自楚等人组成中国冰川代表团,出访欧洲,参加了在瑞士召开的国际冰川学术会议。他看到了美丽的海洋性冰川阿尔卑斯冰川。这次的出国考察大大打开了李吉均的科学视野。他与英国地貌学家德比希尔先生等外国专家进行了学术交流,后来邀请德比希尔到兰州大学讲学,这便有了后来的庐山古冰川考察。

  • 追沙捕尘 梦想蓝天

    追沙捕尘 梦想蓝天   据兰州大学报(曹天府)报道 “兰州大学半干旱气候与环境观测站”建立后,对沙尘暴的监测变成一项常规性工作,填补了2003年以前我国西北地区气溶胶、云、降水、陆-气相互作用等长期连续综合集成观测的空白,为黄建平教授的研究团队开展半干旱气候变化研究奠定了坚实的基础。   观测站位于海拔1970米的萃英山顶,缺水、交通不便、人烟稀少是对观测站境况的准确描述。由于山上没有互联网,在日常的观测工作中,为了防止资料丢失,师生们需要每天在连接校园和观测站的近600个台阶上来回穿梭两三趟。   除了在观测站进行长期连续定点观测,黄建平教授和他的团队还经常追逐风沙的脚步,利用气候灾害移动式监测系统进行追踪观测。在西北茫茫的风沙中时常可见他们执着的身影。他们曾驱车前往距离腾格里沙漠仅45公里已经废弃的景泰农场进行沙尘天气观测。在被强风掀动的帐篷中,他们靠啃面包、吃方便面、喝矿泉水度日。那里常年干旱缺水,他们满脸尘垢,“连洗脸都是一种很奢侈的行为”。但是他们依然选择坚守,唯一的理由是:那里是理想的沙尘观测地,一方面可以为监测仪器提供必要的后勤保障,更重要的是在接近沙漠的地区,沙粒几乎没被污染,更有利于和SACOL站的监测数据进行对比验证。   他们还曾深入甘肃民勤的荒漠地带,亲眼目睹“千里黄云白日曛”的苍茫景象。当大风裹挟着沙尘袭来时,全天空成像仪观测到的整个天际都是漆黑一片。“当时,正在进行观测的同学们因为沙尘暴太大,撤回旅馆,”黄建平教授说,“他们关上窗子、盖上被子、戴上口罩来防止沙尘暴的侵袭,可是袭击过后,还是被刮了满脸的沙子。”   黄建平教授和他的团队就是这样在独具特色的西北地区进行艰苦探索,他们凭借坚持和努力获得了珍贵的数据资料,他们的执着精神和科研成果赢得了国内外同行们的认可和尊重,兰州大学大气科学学院在国际学术界的地位也因此得到提升。后来他们受邀参与了多次国际科学试验:2007年,参与了太平洋沙尘暴联合观测试验(PACDEX);2008年春季,同美国共同进行了沙尘暴的联合观测。

  • 祁连“牧羊人”

    祁连“牧羊人”  据兰州大学报(陈雅任妍)报道 侯扶江涉足祁连山区可以追溯到他读硕士的时候。“那时候去中国科学院海北站,在青海海北州,跟着导师在祁连山草原上做样方。1997年,在任继周院士指导下开始做祁连山草原的放牧管理。我那时主要研究放牧管理对草原土壤理化性质、牧草生产和生物多样性、家畜行为和生产力的作用,综合这些指标确定适宜的放牧强度,指导草原保护和生产。任继周院士、南志标院士那时候对国家草原生态建设提出很多建议,譬如草原要合理放牧。当时全国一片禁牧声,大家认为草原既然退化这么严重,就封起来不要用了。我们‘顶风’做试验研究,提出草原合理放牧才是健康的”。   在一段时间里,祁连山区草原退化严重,狼毒、醉马草等毒害草随处可见,牧草供给和家畜需求季节不平衡是根本原因,主要是冬季牧草供应不足与过度放牧。“为了解决草原退化的问题,任继周院士提出了季节畜收业的理论,南志标院士建立了农牧耦合修复草原生态的模式,一方面秋季及时出栏把畜减下来,另一方面把饲草供给上,那时候肃南鹿场从河西走廊运玉米秸,搞青贮,从畜和草两个方向来减轻草原的放牧压力”,侯扶江介绍道。   当时科研条件简陋,“设备很少,很多靠自制,最精密的仪器是向王锁民教授借的一个天平,砝码的那种,不是电子天平,又跟周志宇教授借了一杆土钻,搜罗了很多旧信封装样品,就算有装备了”。   目前侯扶江团队在祁连山地区的科研工作主要围绕临泽试验站开展。在临泽站的野外实验没有翻山越岭的艰辛,却要经受田间地头风吹日晒的考验。“这跟农民群众种地还不一样,最晒的时候不能躲起来,刮风下雨也不能一走了之,科学研究那个时间点就应该观测数据、饲喂家畜,只能顶着大太阳上”,每年都有人意外中暑,“大家都坚持着,情况严重的时候,站上的老师就赶紧送到当地医院”。   4000多亩土地,400多只试验羊,十几、二十头试验用牛,两位驻站实验员,十名左右研究生,这就是临泽站目前的配置状况。“4000多亩土地上布置很多试验设备,我们在设备边上搭了帐篷,昼夜监测”。家畜的饲养任务都由实验员和研究生来完成,怀孕母羊半夜在试验地上产羔的情况时有发生,“深更半夜,学生们就要打着手电筒去找”。不仅如此,研究生以女生居多,清理畜圈、收集畜粪尿也是他们的工作。“粪便味道很大,牛羊的粪便量又大,空间狭小,味道确实难闻,尤其是夏天,但我们的老师们、孩子们都坚持下来了”。

  • 从山麓到山顶的“接龙”研究

    从山麓到山顶的“接龙”研究   据兰州大学报(陈雅任妍)报道 从山麓到山顶,从盆地到冰川,从宏观地貌演化到水土流失,一个互相对接、系统严密的研究体系,团队8位老师在这个研究体系中 “各据一方”,“我们的研究方向互不重复,像接龙一样,你研究这一段,我研究那一段,他研究另一段,是环环相扣,相续相接的”。这样的研究设计可以说是非常精心了。这就是资源环境学院地貌与第四纪地质研究所过去和目前正在开展的工作,研究所在潘保田老师的带领下已经在祁连山潜心钻研了20多年。   构造地貌研究方向的胡小飞、研究现代冰川的王杰,坡面侵蚀研究方向的耿豪鹏等,每一个人都是造访祁连山的常客。长期频繁的“到访”使大家与当地人建立起了良好的友谊,“大家都很熟悉,我们经常住在牧民家里,还教会了他们玩三国杀”,耿豪鹏老师语气欢快地说道。但是出野外可不是欢快的,“这只能算是苦中作乐”。   山里的条件是艰苦的。没有道路,不能走车,进山只能徒步,至少需要一个星期的时间,还要背着一个星期的食物、工具和样品,“豪鹏第一次上高原的时候,足足瘦了20斤”,王杰回忆道,“我记得有一次连续走了3天,直线单趟距离17公里,背着50斤东西从海拔3000多米走到海拔4600多米,雪都没过大腿根了。刚开始约定走100步休息一会,后来就一点点地缩短,80步,50步,30步,20步……那个时候迈一步实在太困难了,尤其是在晚上,又冷又黑又饿又累。休息了两三秒,我一回头发现大家都在雪地里原地睡着了,我赶紧叫大家醒来,在那样的环境中睡着是非常危险的,强烈的紫外线和低温使考察队员的嘴唇都变成了‘香肠’一样。”   “三千米以上无师生,四千米以上无男女”,记者听到老师们对这句话的解释,如身临其境,喉咙间竟有点哽咽了。   断水断粮也是常有的事。“有一次一包方便面我们3个大男人吃了好几顿,最后直接用开水冲调味料喝来补充盐分”,当时还是在读研究生的曹泊回忆道。   高原反应是横在他们面前的最大挑战。在一次考察中,在读研究生黄波突然发不出声来了,“我们马上开车在山里狂飙了3个小时到了距离最近的武威市医院,医生说再晚一会就真的有生命危险了。幸亏我们平常跑得多,对路很熟悉。那一次真是把我们吓坏了。”耿豪鹏和曹泊两位老师如今回忆起来仍心有余悸的样子。   暴雨,滑坡,泥石流,每一个都是吃人的“老虎”,“有一次下山遇上暴雨,雨刷器疯狂刷到最高档,能见度只有10米,我们隐约看到前方路段有山洪,就赶紧往回倒车,车子刚倒到一块大石头后面,山洪就从我们眼前过去了,前后就几十秒”。

  • 石墨烯见证科学信仰

    石墨烯见证科学信仰   据兰州大学报(张喜栋)报道 石墨烯自2004年在实验室发现以来,一直被视为材料中的明日之星。张强强说,这个发现让石墨烯聚拢了很多期待的眼光,它既具备材料上的单纯性能,又具有很强的学科交叉性能。“如何在大尺度制备石墨烯的宏观构筑体”是目前材料、物理、力学等学科重要的热点领域之一,对于推动石墨烯微纳尺度优异特性在宏观大尺度利用和多功能化发展具有重要的意义。   “如此重要的材料,如何去实现高质量控制,如何进行宏量制备,且如何让其能够低成本的生产成了当时以及当下一直存在的一个难题。”这样的难题也成了张强强等科研人员的兴趣点所在,也正是这种可能存在但又看不见的诱惑吸引了他的目光。   “广义层次而言,就是你如何将微纳尺度的这种材料向宏观大尺度转变,怎么样做大?而且还要让石墨烯继承一种优良的性能。”张强强说,“2004年被发现以来,它的本身制备是一种物理性的,经过10年的发展,我们的研究开始推动它向3D发展,这是有别于石墨的。”   但是选择什么方法生长三维石墨烯,让其从二维向三维转化,而且让生长出的三维石墨烯能保持超轻力度、超弹性变形和足够的稳定性?张强强团队采用脱离基底模板进行水性和化学合成的方法,一改原来需要高温金属基底的气象沉积方法,通过化学合成手段,避免了化学气相沉积法的复杂工艺,“这样就相对轻松地助推了石墨烯在工业方面的大量制备。而且还能通过氧化还原过程,对其进行修饰、改造,或者通过生物搭载制造新能源材料。”   针对石墨烯的优点,张强强又补充了该材料在3D打印、口腔医学等方面的应用与推广。他说,近期发表的三篇文章不仅首次实现了常温常压条件下大尺度制备三维石墨烯材料的自然干燥技术,对于石墨烯材料的低成本、大尺度、大规模化生产应用具有重要意义。而且气凝胶具有比传统冷冻干燥或者超临界干燥技术所得材料更为优良的性能,如高达99%的可恢复压缩超弹性、可调节泊松比特性、高电导率、稳定压阻效应等,三维石墨烯基纳米陶瓷复合材料多尺度超弹性效应,微界面热阻调控实现超绝热和耐火性能,为解决功能陶瓷复合材料固有脆性和低韧性方面,提供了新的思路和方法手段。

  • 萋萋丰草情

    萋萋丰草情   据兰州大学报(吴振荣常嘉容)报道 1998年,王锁民第一次走进阿拉善荒漠,开展为期一周的荒漠植物资源调查就取得了意外的收获。“当时,我们想在广袤无垠的沙漠中寻找一些沙区特有的植物资源,但是那片沙海中几乎寸草不生。当我们想要放弃而转向另一个目的地时,远远地看到一株植物‘孤独地’矗立着。我们兴奋地走近后,发现虽然它的部分根系都已经暴露于烈日下,但叶子仍旧生长得很旺盛”。王锁民回忆道,“那就是霸王,一种在西北荒漠区生长的旱生植物”。采样拿回实验室分析发现,在沙漠这样低盐的环境下,霸王这种旱生植物体内的含盐量与河西走廊重度盐碱地上生长的植物相当!“当时我就猜想:从含盐量很低的土壤中吸取并积累大量的钠可能是霸王等旱生植物适应荒漠环境的重要策略。”王锁民说。   于是,他带领着自己的研究团队开始对这一现象进行深入研究,发现在实验室可控条件下,霸王等荒漠旱生植物可以通过吸收并积累大量的钠用于渗透调节,来适应干旱环境。这一研究成果在SCI农林一区杂志《TreePhysiology》发表后,得到国际学术界的高度重视和广泛引用,成为2015年度ESI高被引论文。   在此基础上,王锁民及其团队又提出了新的问题,即能否让干旱区重要的牧草及作物也具有类似于霸王等植物的抗旱、抗盐特质?紫花苜蓿是一种优良的豆科牧草,享有“牧草之王”的美誉。然而,紫花苜蓿的抗旱、抗盐和耐瘠薄能力普遍不强,它只有种植在水肥条件较好的耕地里,才能获得理想的产量,这造成了粮草争地的局面。通过不懈地努力和实践,王锁民率领的团队最终成功地从霸王中分离到了关键抗旱基因,并将它们用于紫花苜蓿抗逆性的改良,使紫花苜蓿能够更好地适应干旱、盐碱度高以及贫瘠的土壤。采访中,王锁民说:“我们已经给紫花苜蓿换了‘心脏’,现在我们正努力给紫花苜蓿‘披外衣、换皮肤’”。沙漠地区的年降水量仅是其蒸发量的十分之一,霸王之所以能够在沙漠中生长,一个重要原因是因为其具有很强的保水性。王锁民介绍,霸王的表皮蜡质厚度是一般植物的2到3倍,如果能够将这种特性转化到紫花苜蓿上,就可以进一步提高这一优良牧草的抗旱性,这是整个团队接下来要做的重要事情。另外,团队成员尹红菊博士和未丽实验师现在也开始着手做霸王转录因子功能分析方面的研究工作,以期进一步揭示霸王抗旱的分子调控网络、挖掘更多的抗逆基因,用于作物和牧草抗逆性的遗传改良。   除了致力于微观领域的探索,王锁民教授还十分注重实践应用研究。在前期理论研究的基础上,他大胆提出一个创新性设想:既然钠在旱生植物适应荒漠环境过程中发挥着重要作用,那么能不能将钠作为一种肥料用于培养霸王等旱生植物的强抗旱苗?于是,经过一系列艰苦的试验和改进,王锁民带领他的团队最终成功研制出了既可促进霸王、梭梭、白刺等荒漠植物生长,又能提高它们抗旱能力的有机复合肥,他们成功建立了荒漠灌木抗逆种苗培育及荒漠区植被恢复技术体系,向民勤巴腾有机肥料有限公司转让核心专利技术以大规模生产荒漠植物育苗、造林和复壮专用有机肥,并进行了大面积的推广应用。