土壤奥秘

土壤奥秘

作者：辛光武

来源：《柴达木开发研究》2012年第04期

万事万物中，有许多生物是人类肉眼所无法看得见的，比如深藏在大地土壤中的微生物，是生物界不可或缺的重要一环，但是我们有时恰恰给忽视了它的存在。对于微生物生物学家却不会无动于衷，他们清楚地知道，正是这些看不见的小生物，具有非凡的力量，它们能够锈蚀钢铁，破坏水源，分解岩石、腐蚀硬木、吞噬动物和人类的身体与尸体，一切败草烂叶。下面是几位土壤微生物研究专家在西高所青海海北站对青藏高原高寒草甸类型土壤内微生物的分布状态和生物量进行艰苦卓绝地研究的故事。

杨涛1963年从河南平原走来，刚到青海高原古城西宁，就留下了一首小诗——古城之夜： 古城之夜 清凉而又安静 人们沉睡在山的怀抱 河水淙淙地东流 把人们送进梦境 点点星光 装饰夜空 人们从梦中醒来 迎接又一个灿烂的黎明

他初来乍到，就被分配到动物研究室水生组，研究分析高原鱼儿体内讨厌的寄生虫。富有诗心的人，天生善良，喜欢美好的一切，正好查明给鱼类造病的虫害，解除它们的病痛，避免鸟类再被传染。他看见了蔚蓝青海湖的灵魂湟鱼和斑头雁，他充满激情地述写斑头雁： 春天

青海湖热闹非凡

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鸟岛上生机盎然 斑头雁不畏艰险 飞过大河 越过高山 千里迢迢回到高原 落脚在故乡的湖畔 雄雁含着情寻找妻房 雌雁带着爱偎依情郎 它们欢快的歌声 伴着湖中的波浪 组成醉人的交响 醉了湖泊 醉了山岗

水生组的研究人员和动植物考察队一样，非常辛苦，他们为了调查清楚湖中的宝贝湟鱼（普氏鲤鱼，也称裸鲤）在严冬冰下的生活，经常要在研究所一艘小木船上度过严寒的冬季。他们看到冬天的青海湖是：寒风卷着雪片，把青海湖带入了冬天，草原披上了银装，山上闪耀着白光，天寒地冻，碧澄的湖水结成厚冰，犹如一面巨大的明镜，在灿烂的阳光下，闪烁晶莹，宁静的青海湖啊！显得恬淡素净，仿佛成了冰雕玉砌的仙境。

西高所在青海海北建立了世界上海拔最高的高寒草甸生态系统定位站，抽调高原生物各个专业的科学家加盟此项巨大系统工程。我们有些人清楚，在这个庞大的地球上，植物是生产者，而动物是消费者，我们人类呢？既吃植物也食动物，以及由它们衍生出的一切一切，甚至于模仿化合成的化合物（药物）与仿照物等。但还缺少一个生态循环系统的分解者，那便是微生物。

当然了，海北站也是缺少一个分解者——微生物研究环节，不然这个生态系统则不完整。为此。组成了以老专家李家藻先生为组长的微生物组，有曾有特、唐诗声、朱桂茹、杨涛等。他们进入海北站，为我们解读那些鲜为人知的土壤奥秘。

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杨涛被祁连山下雄浑的景象迷住了。他认为这是他生命中所注定的一段姻缘，一场别样的“约会”。诗人由衷地颂唱： 为了一个约会 不知等了多久 直到日头将落 你终于身披晚霞 踏着淡淡的暮色 来到了山脚下 此刻最美好的 不再是夕阳虹 而是相会时激动的心情 眼看着脚下的小路 只恐怕长度不够

他们居住在极其简陋的老军马场库房，开始对高寒草甸土壤微生物的基本情况展开调查研究。他们披风沐雨，带着小铁铲，背着小铝盒小布袋，爬山涉水，对各类土壤中的微生物的数量、种类及季节性的变化规律进行取样测试。接着他们对高寒草甸土壤的呼吸作用、土壤酶活性、土壤氮素代谢微生物的数量及活性进行测定。这些工作环节是十分细致又繁琐复杂。他们还要把这里各个样方内生长的植物纤维素、根、枯枝落叶和动物粪便的分解作用进行研究。他们男男女女，年老年轻，跑遍了海北藏族自治州，又扩大调查范围，前仆后继地深入三江源以及青藏高原的沃土母地，采集成千上万的土壤标本，那是谈何容易的事啊！返回后，对那些个各种颜色、各种粗细、各种气味的土壤、腐殖质以及牛羊、高原狼、屎壳郎虫等的粪便，皆需分析测定，尔后，分头整理大量的数据，仔细对照研究，再由个人或合作撰写出高水平的论文。他们研究组几年中写出论文十余篇，如《高寒草甸土壤酶活性的研究》、《高寒草甸氮素微生物数量及活性的季节性动态》、《高寒草甸土壤呼吸作用的研究》、《高寒草甸纤维素、根、枯枝落叶分解作用的研究》、《高寒草甸细菌生物量的研究》、《海北高寒草甸生态系统定位站微生物学的研究》被青海省科技协会、微生物协会评定为优秀论文。许多论文后来编入《高寒草甸生态系统》专集，获得科学院大奖。

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自然界数量最多的生物类群莫过于微生物，成千上万种微生物活跃在地球上，别看它们这些人类肉眼看不见的生物，它们的力量坚强无比。我们通常所见到的钢铁生锈，水泥酥松，岩石分解，坚木腐烂，塑管堵塞，清水变臭，一切一切现象，都是由各式各样微生物的威力所致。各种动物、植物和人类的种种疾病，也莫不是微生物在作怪吗？如果世界上没有这些微生物的存在，大自然相互交替循环的生态链条，便缺少了一个重要环节，那就不可想象，现今的世界是什么模样。动物和人类摄取食物，都还需要让微生物帮助消化才能变成营养供器官吸收。撒落于地上的落叶和枯枝，因为微生物的分解方可进入土地，成为土壤的有机肥力，森林灌丛草类的根系，如果没有微生物的吞噬作用和阳光水分相辅相成，花草树木在春天的萌发与夏秋的开花结果，就会少了原动力。

世界上微生物的种类非常多，海北站的微生物科学家李家藻、朱桂茹、唐诗声和杨涛他们，仅对青藏高原高寒草甸这一大类型土壤内微生物的分布状态和它们的生物量，展开了艰苦卓绝的研究，成绩斐然。

他们要在5月中旬草类返青时开始，到7月中旬草类盛期及9、10月中旬草类枯黄期，分别采集矮嵩草草甸，垂穗披碱草草甸，藏嵩草、华扁穗草沼泽化草甸，杂类草草甸，金露梅灌丛等不同植被类型以及那些曾经被人们不同程度和方式放牧过草场类型的地方，分别以0———10厘米、10—20厘米、20——50厘米深的土样，在每块样地上采取三个样点的土，三样混合后只留1公斤土壤样品，放置在严格消毒无菌的大铝盒中，留待分析测定。他们必须在采取土壤样品时，测定记录当时的土壤水分含量。

回到室内，他们秤取土样各10克，放在经过灭菌的研钵内，加上含极少琼脂的无菌水，仔细研磨一两分钟，随后将这种悬浮液倒入250毫升无菌三角瓶中，再加0.1%的琼脂无菌水，使之成为十分之一的稀释液，置于震荡机按每分钟100次的频率振荡10分钟后，根据试验需要再稀释成各种稀释度的土壤悬浮液，分别进行土壤微生物的分离培养，按找不同的时间，如细菌需要用牛肉膏培养基进行分离，放线菌采用淀粉铵盐培养基进行分离，有的要在26℃培养5天，有的需要培养7天，有的需要经过10天等等，才可在显微镜下进行观察计数。这些似乎是非常繁琐、细致的过程，都是国外较先进的分析方法，被他们用来进行研究。经过几年的努力，获得结果。一是，不同植被类型对土壤微生物的数量和组成有明显的影响：不同的植被类型有不同的微生物数量和不同的微生物类群结构，比如在0——10厘米土层中，细菌的数量以杂类草草甸土壤中最多，矮嵩草草甸次之，沼泽草甸和金露梅灌丛居中，垂穗披碱草草甸土壤最少。但从丝状真菌数量来看，金露梅灌丛最高，沼泽草甸第二，矮嵩草草甸第三，垂穗披碱草草甸为第四。二是土壤微生物的数量随季节变化而变动，有的细菌数量高峰出现在7月，有的数量高峰出现在5月，也有的却出现在9月，而酵母菌数量高峰都出现在10月，纤维分解菌高峰在9月，微嗜氮菌数量高峰均在9月，你说奇怪不？但这些都是它们在这个自然环境中经过数百万年演化适应所形成的规律。三是通过大量的分析研究，科学家们已经掌握了不同放牧情况对土壤微生物数量产生较大的影响。经测定，没有经过放牧，即让牛羊和马啃食过的自然牧草类型，无论那种土壤深度，微生物的数量和纤维分解活性都高于放牧草场。这一发现，给各级行政领导部门，提出退牧还草，保护三江源植被，恢复土壤结构的政策，提供了理论依据。

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我们知道，人类在每分每秒进行呼吸，吸进氧气，吐出二氧化碳。我们也知道，每个动物也在不停地呼吸，以保证血液的循环及体内每种器官的能量需求。我们知道自然界的植物也在循序不息地呼吸，和空气中的成分进行交流。可是，我们对土壤也在生生不息地进行呼吸却知之甚少。其实，土壤也在不断地吐故纳新，海北站的科学家们经过对高寒草甸土壤呼吸作用的研究，了解了这一特定环境下的土壤的呼吸功能，及其它们进行呼吸的规律。

乐炎舟、王在模和张金霞他们，以碳酸盐高山草甸土为主要试验地，采用日本田边市郎等所介绍的方法，用玻璃钟罩直接吸收滴定法，在植物生长季节现场进行测定。每次同时作三个样地，每个样地测定面积为70平方厘米。土壤呼吸强度的变化在白天进行，每隔2小时测一次，昼夜变化在9时到翌日5时进行，每隔4小时测一次。其他操作程序，更是细腻繁杂，无需细说。那辛苦那难受，不必详言，就那晚间的蚊虫叮咬和风吹日晒，让女科学家们吃苦不少。终于得出结果，各类土壤呼吸强度的高峰值出现在草盛期的初期，既是7月的上中旬。有灌丛的草甸地带，土壤呼吸强烈。土壤与温度有直接关系，也与土壤的含水量、干物质及土壤的通透性有关。因此，我们在夏天步入长满灌丛的草甸草原，立即会感到心情舒畅，那是由于土壤通过植物给我们奉献出清爽的空气。

通过乐炎舟、左克成他们的大量调查，依据祁连山体跟随第三级以来喜马拉雅运动的影响，山体大幅度隆升，高寒生态条件也随之增强，巍峨绵长的祁连山曾经发生过大面积的冰川；深居内陆，受到季风的影响比较薄弱；另外，由于这片高寒沃土常年受西风气流的控制因素，使得土壤与植被类型成为一定的垂直带分布现象，同时形成了和青南高原及藏北高原山原地带类似的土壤类型。祁连山一带普遍分布的高山草甸土和那黑黝黝的高山灌丛草甸土等。他们观察分析出这些土壤，具有年青、有机质分解缓慢及淋浴较弱的基本特性。还有这里的土壤PH质平均都在7以上，所以大体上都是盐基饱和量较高的类型。这一切都为青藏高原发展畜牧业提供了土壤及其微生物基础理论数据，价值非凡。

后来，这里的条件实在太差了，老科学家退休了，有的调到海拔较低条件好的研究部门了。西高所老所长、海北站的创始人夏武平先生，为了鼓励年轻的科研人员在海北站条件艰苦、缺氧难受的情况下，努力工作，勇于攀登，在海北站院内竖起牦牛雕塑像，并亲自撰写了碑文。时任微生物研究组组长的杨涛深受其感动，写《牦牛精神》诗赞曰： 土生土长在高原， 牧草为食身自安。 生来不怕霜雪打， 狂风暴雪视等闲。 身上皮毛供人用， 育出乳汁香又甜。

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草原运输充作舟， 忍辱负重不怕难。 临终拿出肉和骨， 不计报酬作奉献。

是啊，海北站在许多敢于奉献的一代一代科学家的努力奋斗下，从原来条件薄弱的研究所上升为国家定位站，有了长足的发展，涌现出一批知名科学家，堪与世界名家比肩。诗人仰望祁连雪峰上的雪莲花，不仅心潮起伏，盎然赋诗为记。我从杨涛出版的新诗集《雪莲》中选出一首《原为雪莲在山峰》，作为结尾。 原为雪莲在山峰， 不作室花一时红。 经过严寒风雪冷， 雪莲艳艳露峥嵘。