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高扬科学技术创新之帆 致力土地工程学科筹建

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  韩霁昌研究员(左二)向石玉林院士(左四)、茆智院士(左五)等专业的人介绍大纪汗村土地整治情况。

  毛乌素沙漠是中国四大沙地之一,位于陕西省榆林地区和内蒙古自治区鄂尔多斯市之间,面积达4.22万平方公里。出露于沙区外围和伸入沙区境内的梁地主要是白垩纪形成的红色和灰色的砂岩。

  2008年10月,在毛乌素沙漠的大纪汗村视察后,要求陕西省有关部门帮助当地农民向现代农业发展。依照嘱托,陕西省国土资源厅立即安排部署,由陕西省地产开发服务总公司负责实施。

  然而在这片只有沙子和砒砂岩的土地上,拉运黄土成本每亩高达7000多元,造什么样的地,怎么造地?

  砒砂岩,在陕西榆林被当地人称为“红胶泥”,一遇风就起尘,一遇雨水就松散,随水大量流失,被称为“环境癌症”;而沙结构松散、漏水漏肥,不能形成土壤的团粒结构,它们也是导致土地资源生态退化的“罪魁祸首”。

  用沙和砒砂岩能不能造地?两者能不能结合起来,变两“废”为一“宝”?陕西省地产开发服务总公司总经理韩霁昌研究员陷入思索。

  在这一灵感的启示下,他安排富平实验基地,不惜代价从榆林拉回砒砂岩和沙进行配比研究。一项前无古人的研究试验开始了

  陕西省土地工程建设集团有限责任公司(以下简称陕西地建),是在原“陕西省地产开发服务总公司”基础上改制组建而成,注册资本金5亿元,内设6个部门,下设4个分公司、5个子公司和2个控股公司,主要承担省内国土资源综合开发项目的投融资及建设、异地占补平衡造地、大中型土地开发整治项目建设、土地一级市场和建设用地开发、土地勘测规划和土地工程科学研究等相关业务。

  陕西地建是国土资源部和陕西省确定的土地工程科学技术创新研究基地之一,设有博士后科研工作站,国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室,陕西省土地整治工程技术研究中心,国土资源部第一批国土资源高层次创新型科技团队、领军人才和杰出青年科学技术人才,陕西省院士专家工作站5大科研平台,是陕西土地工程行业高层次人才聚集地。

  截至2013年8月,陕西地建拥有硕士研究生及以上学历者75人(其中博士20人);土地工程中、高级职称以上人员50人;享有政府特殊津贴、陕西省有突出贡献专家、陕西省重点领域领军人才、陕西“三五”(第一层次)人才称号1人,外聘技术专家30人,引进院士专家5人,入选国土资源部第一批国土资源高层次领军人才1人,创新团队1个,杰出青年1人。

  这支极富科学精神和国土使命感的攻坚团队自成立以来,先后承担了多项国家和省部科技项目,解决了一批重大土地工程技术难题,成果获省部级科技奖7项(一等奖3项、二等奖4项)、发明专利4项、软件著作权1项,出版专著5部。

  即使这样,对于这支擅打硬仗的团队而言,要将荒漠变良田也不那么简单。在韩霁昌的带领下,实验室忙起来了,田间实验组忙起来了,各种分析、模拟数据开始产生

  经过研究之后发现,砒砂岩是岩石,也是成土母质,含粉粒(0.25mm以下)特别多。粉粒是形成土壤的最基本元素,这种粉粒形成团粒结构最快,板结性很强,可以保水不渗水。

  砒砂岩和沙一个保水一个漏水、一个板结一个透气,刚好形成互补。两者混合,随着砒砂岩混合比例的增加,土壤沙粒含量降低,粉粒和粘粒含量增加,土壤质地由沙土向沙壤转化;随着混合土壤中砒砂岩比例的增高,混合土壤的有效水含量开始提升,混合土壤的持水性能逐渐增强;混合直径2cm~4cm的砒砂岩岩块最有利于水分吸收和保持且有利于沙地保肥。

  根据砒砂岩与沙成土组合方案的室内相关研究结果,经过三年反复试种观察,研究人员在富平实验基地14块试验田中进行不同配比,试验在各种水旱条件下砒砂岩和沙胶结作用和结构的变化,以及这种变化对作物生长的影响。

  从2009年3月开始,他们开始在田间试验条件下,以5种比例混合的砒砂岩与沙为培养介质,种植了土豆、玉米、大豆等多种作物,并进行了详细的数据记录分析。

  通过多项指标对比分析,发现二者按照1:2 ~1:5的比例合理配置后,形成松散透气、结构适宜的胶结土层,对作物生长最有利,而且随着作物种植年限的增加,土壤剖面中粉粒和粘粒及土层有向下运移的趋势,土壤有机质含量呈现出随着种植作物季数的增多而增加的趋势。复合土壤具备比较好的保水、保肥性能,利用不一样比例砒砂岩与沙成土的复合土壤种植作物具有广泛性和适宜性。

  砒砂岩与沙复配成土就能造出耕地?这对祖祖辈辈生活在毛乌素沙漠的农民来说,简直就是天方夜谭。

  村民怀疑过,疑惑过,误解过,还极力反对过,有村民甚至跑一千多里路,到省国土资源厅告状,要求立即停工。

  顶着村民不理解的压力,公司实施工程人员一边耐心解释,一边用研发事实上科学的权威性经过榆林市大地种业公司和中稷农业公司集约化经营后,首次种植的土豆亩均产量达到3000公斤以上,比该村耕地种植的土豆产量翻了一番。

  随着这项国际领先成果的推广应用,榆林毛乌素沙漠腹地,大片沙荒地变成良田的梦想成为现实。

  2011年9月4日,陕西地建历时三年完成的科研项目毛乌素沙地砒砂岩与沙复配成土核心技术探讨研究及工程示范,通过了科技成果鉴定。

  由国际地理联合会副主席、中科院院士刘昌明研究员任组长,水利部原副部长索丽生教授和中国工程院院士孙九林研究员为副组长的鉴定委员会专家一致认为:该项成果丰富,理论充分,技术先进,具有原创性和重要的推广价值,达到了同类研究的国际领先水平。

  专家讨论时,为砒砂岩与沙复配成土技术探讨研究确立了今后发展的方向,达成了一项共识:这项研究成果对荒漠化很严重的中国北部,尤其是到处都是砒砂岩和沙的毛乌素沙地治理具备极其重大意义,值得更加深入地研究下去!

  2012年10月,“毛乌素沙地砒砂岩与沙复配成土核心技术及工程示范”项目被评为2012年度陕西省科技奖一等奖。

  土地资源是人类生存的基本资料和劳动对象,它是自然综合体,也是人类生产劳动的产物。它既具有自然属性,也具有社会属性,是“财富之母”。

  我国国土辽阔,土地资源总量丰富,而且土地利用类型齐全,这为中国因地制宜全面发展农、林、牧、副、渔业生产提供了有利条件。但是,中国人均土地资源占有量小,而且各类土地所占的比例不尽合理,主要是耕地、林地少、难利用土地多,后备土地资源不足,特别是人与耕地的矛盾尤为突出。

  如何将现有的土地资源合理高效利用,如何将土地工程研究体系化、规范化,这是摆在土地工程从业者面前的紧迫课题。

  在多个土地工程建设项目的建设实施过程中,陕西地建人以他们顽强的攻坚能力,赢得了一场又一场胜利。更为难能可贵的是,这支队伍不仅注重实战,在学科理论体系建设中更有一番创见。

  在土地工程学科建设方面,以韩霁昌研究员为学科带头人的科研团队,首次提出并推动将土地工程作为应用性一级学科建设的实践,获得了国内外专家的高度认可,并出版发行了《土地工程概论》,对土地工程学科体系构建、学科基础、研究方法、工程设计方法与原则等进行了系统阐述,为解决土地工程建设技术难题和学科发展奠定了基础。

  在2013年7月30日召开的“全国土地整治复垦开发科学技术创新成果交流与现场推进会”期间,韩霁昌研究员作了题为《土地工程学科建设和发展》的学术报告,深入地阐述了他牵头建设土地工程学科的初衷:

  “土地工程是运用工程技术方法解决土地利用问题,把未利用土地变为可利用土地或把已利用土地进行高效利用,能动协调人地关系和谐发展的过程。土地工程学科作为土地工程的学科支撑,是一门新兴的、交叉性的综合学科,是运用系统的学科原理和技术体系完全解决土地工程建设和管理问题的应用性学科。

  土地工程学科的提出是土地工程行业发展的必然,顺应了社会、经济和时代发展的潮流,土地工程的实施有利于促进人类社会的和谐稳定发展,建立完善的学科体系可以从基础上解决土地工程无学科理论支撑的问题,全方面促进土地工程行业的健康发展和土地资源的高效、持续、科学利用。”

  这一想法,显然是韩霁昌研究员脑海中深思熟虑的成果。他的脑海中,已经勾划出清晰的学科脉络:“土地工程学科体系的构建一定要遵循其内在逻辑关系,以土地资源为研究基础、以土地整治工程为技术载体、以土地利用与保护为管理手段,涵盖整个土地工程的理论、技术、建设与管理。学科应该参照水利工程学科按工科一级学科建设,同时建立土地信息与土地资源、土地整治工程、土地利用与保护三个二级学科。”

  而业内的呼声,亦使他对于学科的构建充满信心:“保障发展、保护资源和改善环境是土地工程科学研究的主要目标。可喜的是,目前研究土地工程、建立健全土地工程学科的重要性已经引起慢慢的变多的专家学者关注,随全国土地工程建设项目的全面建设,土地工程技术逐步成熟,土地工程学成为一级学科将指日可待。”

  国土资源部科技与国际合作司司长姜建军在会议上指出:目前,我国现行的“学科分类与代码”中,还没有“土地科学”的位置。土地科学作为重要学科的突出地位并没有正真获得体现,土地科学在我国学科体系中的地位与社会经济的需求极不适应。要加强土地科学建设,努力构建土地科学学科体系。陕西省土地工程建设集团公司作为省级单位,富有战略眼光和进取精神,建设了高水平的退化及未利用土地整治工程重点实验室,充足表现了创新驱动发展的策略的要求。

  中国科学院原副院长孙鸿烈院士、中国工程院原副院长沈国舫院士、中国工程院孙九林院士、中国科学院傅伯杰院士等都表示,衷心支持土地工程学科建立,希望一同推动土地工程事业发展。

  院士们认为,我国是水土流失最严重的国家之一,土地工程作为有效缓解水土流失的主要手段和方法,正有力解决这一问题。土地和水、森林、矿产一样都是重要的自然资源,同时也是一种稀缺资源。土地工程应该与水利工程具备同等地位,要成为学科分类的一级学科。这个学科的出现符合时代需求,希望我们大家一起努力,为创造研究充实建设一个完整的土地工程学的体系,为我国建设生态环境美丽的中国作出贡献。

  在土地工程创新领域不断超越,在土地工程学科建设中勇于担当,或许正是源于陕西地建人心中不竭的“美丽中国”梦想。

  正是这种梦想,使他们以一往无前的奋进精神,开发、建设、保护着脚下的土地;以神圣的国土使命感,扛起了土地工程学科建设的猎猎红旗。

  ,陕西省土地工程建设集团有限责任公司总经理。1966年12月出生,陕西渭南人,研究生学历,博士学位;土地工程高级工程师、土地经济研究员(技术二级)。以他为第一完成人的科研项目多次获省、部级科技奖一等奖和二等奖,发表论文30余篇,出版专著4部。担任企业领导期间,利用10余年时间将一个只有几十万元资产的公司发展为职工年平均收入超过10万元、产值过10亿的令人羡慕的省属大型高科技企业。建立和培养了一支在全国行业内领先的土地工程人才队伍,通过土地整治工程建设,累计实现新增耕地约20万亩,为陕西省经济建设加快速度进行发展做出了突出贡献。

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