那一抹新綠 ——記中國青年科技獎獲得者、中國礦業(yè)大學(xué)(北京)教授畢銀麗
走進位于蒙陜交界毛烏素沙漠邊緣的神東礦區(qū),映入眼簾的是水碧天藍、綠草如茵,除了高聳的井架、疾馳的運煤卡車,在沙棘叢中偶爾也能看到蹦跳的野兔、躥飛的野雞,一派人與自然和諧相處、相融共生的景象。然而在三十多年前神東礦區(qū)開采之初,當?shù)貐s流傳著這樣一段民謠:“抬頭是荒山,低頭是河灘,有風(fēng)沙一片,無風(fēng)一片沙。”隨著礦產(chǎn)資源的開采,地表塌陷、土壤沙化等問題日趨惡化。三十年彈指一揮間,是誰為這片荒灘披上了綠衣?是誰把風(fēng)沙肆虐變成了藍天白云?有一個人功不可沒,這個人就是畢銀麗。
畢銀麗,中國礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師,1971年出生,1993年畢業(yè)于西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院獲學(xué)士學(xué)位,1996年畢業(yè)于中國科學(xué)院水土保持研究所獲碩士學(xué)位,1999年畢業(yè)于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院獲博士學(xué)位,1999至2001年在中國礦業(yè)大學(xué)(北京)作博士后,2000年至2001年在英國女王大學(xué)農(nóng)業(yè)與環(huán)境系做合作研究員,2001年至今在中國礦業(yè)大學(xué)(北京)任教,兼任中國煤炭學(xué)會常務(wù)理事、煤炭行業(yè)生物修復(fù)工程中心主任、中國煤炭學(xué)會青年工作委員會副主任委員、中國煤炭學(xué)會煤礦土地復(fù)墾專業(yè)委員會委員,曾榮獲“北京市‘三八’紅旗獎?wù)隆?、第五屆“中國青年女科學(xué)家獎”提名獎、孫越崎青年科技獎,2016年獲得第十四屆中國青年科技獎。
煤炭行業(yè)一直被認為是“男人的世界”,其中出現(xiàn)的每一位女性都會成為人們關(guān)注的焦點,能取得如此業(yè)績,自然更讓煤炭同行側(cè)目,也使記者忍不住要去一睹她的風(fēng)采。
2017年3月,一個玉蘭吐蕊、垂柳泛綠的早晨,中國煤炭學(xué)會主辦的《當代礦工》雜志記者來到位于北京海淀區(qū)的中國礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院,采訪了這位煤炭行業(yè)的傳奇女性。
嚴謹——科學(xué)人的人生態(tài)度
約好的采訪時間是9點30分,出于禮貌,記者提前5分鐘來到了畢銀麗教授的辦公室,輕扣房門,得到的回復(fù)卻是一陣沉寂。是記錯了房間?抑或是記錯了時間?或者??就在記者確定沒有記錯時間,也沒有找錯房間,正準備通過電話與她聯(lián)系時,她卻出現(xiàn)在了門前,一如時鐘般精準——9點30分。
“你們早來了,不好意思,我去教務(wù)處送試卷,剛趕回來。”畢銀麗身材勻稱,面目清秀,皮膚白皙,紅色長裙外罩黑色外衣,質(zhì)樸而不失典雅,端莊又充滿活力,說話不急不緩,開口便是滿臉微笑,與記者想象中風(fēng)風(fēng)火火的煤炭女強人形象截然不同。
“我最初是學(xué)農(nóng)業(yè)的,從農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)到礦業(yè)也是一個偶然的機會。當時我了解到礦大這邊有土地復(fù)墾方向研究,需要這方面的博士后,我就過來了。但是過來以后做什么,就要有一個重新選擇和重新定位的過程,需要找到一個合適自己的方向。我當時就想選一個偏重生物的研究方向,這樣更符合自己的專長。我們以前做土地復(fù)墾基本上關(guān)注的都是土壤理化性狀,是開采之后土壤本身的肥力恢復(fù),對土壤中活性生物的特性及不同生物組成與結(jié)構(gòu)的關(guān)注度還是不夠。我覺得這是一個比較好的切入點,所以就在這個方向堅持下來了?!碑呫y麗說。
畢銀麗研究的主要方向是微生物復(fù)墾。這是一種利用微生物來改良土壤特性,使被破壞或低產(chǎn)土地得以高效持續(xù)利用的技術(shù),在開采之后的礦山等受損土地恢復(fù)中有較大的技術(shù)需求。
煤炭是我國的主要能源,要實現(xiàn)綠色開采,自然離不開礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)治理。與農(nóng)田土壤修復(fù)相比,礦區(qū)土地環(huán)境條件更為惡劣。煤炭開采導(dǎo)致塌陷區(qū)裂隙發(fā)育,使水土流失進一步增加,土地生產(chǎn)力退化,植物根系拉損,因此生態(tài)系統(tǒng)更為脆弱。煤矸石與自然土壤相比更為貧瘠,理化性能更差,因此矸石山的生態(tài)重建更加困難。畢銀麗在多年從事土地復(fù)墾的研究過程中發(fā)現(xiàn),土地復(fù)墾其實是一個土壤生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的問題,實質(zhì)是土壤生產(chǎn)力的恢復(fù)和植被的重建。植物、動物和微生物是生態(tài)群落的主體,動物的生存依賴于植物和微生物,而根際微生物又是活躍在植物根系與土壤間的活性生物?;谶@種發(fā)現(xiàn),她以微生物為突破口,從微觀角度系統(tǒng)研究其對土地復(fù)墾的作用機理及其生態(tài)響應(yīng),即利用微生物本身的活性,從根本上挖掘土壤潛在肥力,修復(fù)受損根系,提高水分利用率,改善煤矸石理化性狀,為礦區(qū)廢棄地復(fù)墾探索出了一條經(jīng)濟、高效、可行的新途徑,保證了土地復(fù)墾的持續(xù)性和穩(wěn)定性。
可是,在實驗室里常規(guī)開展微生物復(fù)墾試驗用的菌種都是在土壤滅菌條件下培育出來的,有同行提出質(zhì)疑:在一個生物體復(fù)雜多樣化的外界環(huán)境中,這種在實驗室里培育出的微生物還是否能起到修復(fù)土壤的作用?這也是畢銀麗最擔(dān)心的問題,需要進行野外試驗,因為沒有經(jīng)過實踐檢驗的所有試驗都不是現(xiàn)實生產(chǎn)力,只能是一種有待完善的方案。
2008年,在一次采礦廢棄農(nóng)地修復(fù)試驗中,她發(fā)現(xiàn)接種微生物后的向日葵不僅花盤比沒有接種微生物的要大很多,而且花期也提早了半個月。這給了她巨大的信心,讓她義無反顧地在探求微生物復(fù)墾技術(shù)的道路上繼續(xù)前行。這信心,正是源自她對待科學(xué)的嚴謹態(tài)度和從事科學(xué)研究的嚴謹精神。
執(zhí)著——探索者的敬業(yè)精神
畢銀麗坦言:“微生物復(fù)墾并不是一個新概念,可為什么原來就用不了?這個問題并不是別人沒想到,而是有困難突破不了。為什么微生物復(fù)墾技術(shù)在礦區(qū)這么難推廣?最大的障礙就是菌種的培養(yǎng)。我們選的這種菌稱為叢枝菌根真菌,在自然界90%以上的有花植物根系中都存在,尤其是在西部貧瘠的土壤里,接菌發(fā)揮的效果可能會更好一些。但是對該菌的培養(yǎng)一直局限在實驗室條件下,怎樣能讓這種菌在野外實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn),我們是前前后后摸索了十幾年才逐步完善的,截至目前已獲9項發(fā)明專利?!?/p>
第一次野外微生物復(fù)墾應(yīng)用試驗的情景讓畢銀麗至今記憶猶新。她把自己在實驗室里精心培育的接菌植物運送到西北某礦區(qū),選了一個比較好的天氣種植到礦區(qū)的矸石山上。當時,有很多礦區(qū)職工前來圍觀,其中有人質(zhì)疑道:“我們一般都種很高的苗子,你的苗子這么小,只有20多厘米,能行嗎?”那個礦區(qū)的環(huán)境確實惡劣,而且矸石山上只覆蓋了十幾厘米厚的土,一鍬挖下去矸石就露出來了。但是她想,自己有理論、有技術(shù),植物又是自己全程監(jiān)控培育出來的,應(yīng)該不會有問題。無奈西北的風(fēng)實在是太大了,第二天當她再來時,發(fā)現(xiàn)那些植物已經(jīng)全都倒下了。工人們說:“畢老師,這些苗子估計緩不過來了?!笨伤圆桓市?,和工人商量說:“你們先用工程圍布把這些植物圍起來,制造一個無風(fēng)的局部小環(huán)境,隔兩天澆一次水,看看能不能讓它們活過來。”過了幾天她又去觀察,發(fā)現(xiàn)那些植物已經(jīng)死掉了,這就意味著她所付出的幾個月努力全都白費了。這讓她十分懊惱,也促使她深刻反思:這個思路可能不對,實驗室里培育出來的植物太弱了,在那種惡劣的礦區(qū)環(huán)境下根本生存不了,而且要是大面積種植,僅靠在實驗室里面培養(yǎng)的這點植物根本無法滿足需要。
思路一變天地寬。于是,畢銀麗與當?shù)丨h(huán)保部門合作,在當?shù)丨h(huán)保部門種樹的時候,她把培養(yǎng)好的菌種直接加進去,這樣一來,她就不用自己培養(yǎng)植物了,而且當?shù)氐闹参镆策m應(yīng)本地的氣候,成活率更高。
第一年,她試種了約一千棵植物。6個月后她去察看植株生長效果,站在坡頂往下一看,接菌和對照的植株已經(jīng)出現(xiàn)了明顯差異,這讓她興奮不已。第一次嘗試就有了效果,至少可以證明這條路還是可行的??墒且錾鷳B(tài)治理,動輒上千畝土地,就靠在實驗室小盆里培養(yǎng)出的幾公斤、幾十公斤、最多上百公斤的菌劑,根本無法滿足大面積推廣應(yīng)用的需要。
為了加快微生物復(fù)墾技術(shù)的推廣應(yīng)用,畢銀麗決定在哪里做生態(tài)治理,就把生產(chǎn)工廠移到哪里,這樣既提高了菌劑的適應(yīng)性,又有效降低了運輸費用,同時在植物培養(yǎng)的過程中也更方便她關(guān)注當?shù)氐闹参?,直接進行培養(yǎng)。
微生物復(fù)墾是一項實用性非常強的技術(shù),其應(yīng)用之地往往是自然條件比較惡劣的地區(qū)。畢銀麗回憶說,那時候每天下山回來洗澡,從身上洗下的泥土都有一斤多。但是看到微生物促進了植物的成活與生長,看到田地里整齊的樹苗,她覺得所有的付出都是值得的。
經(jīng)過多年的不懈努力,畢銀麗先后篩選出多種植物和菌種,并進行了不同形式的組合,終于培育出了耐貧瘠、能促進植物根系發(fā)育、存活率高的菌劑。這些菌劑在陜西、內(nèi)蒙古、寧夏等地的礦區(qū)被廣泛推廣應(yīng)用,面積達數(shù)萬畝,后期的生態(tài)效果十分顯著。2015年,她主持完成的《西部干旱半干旱煤礦區(qū)土地復(fù)墾的微生物修復(fù)技術(shù)及應(yīng)用》項目,獲得了國家科技進步二等獎。
奉獻——育人者的無私情懷
畢銀麗既是一名科技工作者,也是一名教師,除了要完成科研工作,還要承擔(dān)教書育人的任務(wù)。
在畢銀麗的心里,“老師”這兩個字是神圣的,能讓她在任何時候感受到一種責(zé)任和使命。她會經(jīng)常與學(xué)生交流,幫助學(xué)生樹立目標,給學(xué)生以啟迪,并用自己的經(jīng)歷引導(dǎo)學(xué)生以一種敬業(yè)認真的態(tài)度對待學(xué)習(xí)、對待生活。她曾多次赴哈薩克斯坦技術(shù)大學(xué)講授《土地復(fù)墾與生物修復(fù)》課程。
“我培養(yǎng)學(xué)生基本上是以理論探索和實踐應(yīng)用相結(jié)合的模式,開始是室內(nèi)機理探索研究,然后鼓勵學(xué)生到野外去觀察、測量,進行實踐應(yīng)用方面的監(jiān)測工作,最后我會帶著他們做生態(tài)復(fù)墾工程。我要求我的學(xué)生至少要跟著工程全過程走一遍。”畢銀麗說,“現(xiàn)在從國家到各個企業(yè)對生態(tài)環(huán)境都十分重視,這個機會對于科研工作者來說是很難得的,所以我們現(xiàn)在投入的學(xué)生力量也比較大。我們的團隊有二十幾個研究生,每年都要去兩三次野外調(diào)研采樣。作為土地復(fù)墾方向的研究生,他們需要到第一線去了解生態(tài)問題的需求與發(fā)展。”
畢銀麗培養(yǎng)學(xué)生,既重視學(xué)生的知識積累,更重視學(xué)生實踐能力的提高。她自己的研究課題全程向?qū)W生公開,并要求學(xué)生全過程參與,目的就是加快學(xué)生的成長,使他們走出校門時便是一名既有豐富理論知識又有出色實踐能力的實用型人才。首先是組織學(xué)生到現(xiàn)場從事菌劑的生產(chǎn),這是微生物復(fù)墾的核心技術(shù)。到第二年3月,再安排學(xué)生做現(xiàn)場的測繪,和企業(yè)溝通后,完成復(fù)墾區(qū)的規(guī)劃設(shè)計。然后由研究生對具體操作的工人進行技術(shù)培訓(xùn),告訴工人用菌量,具體如何操作。所有學(xué)生均需到現(xiàn)場做調(diào)研監(jiān)測,每人一塊試驗區(qū)或每人一種植物,最后形成一個整體數(shù)據(jù)庫,進行數(shù)據(jù)匯總。這樣做的好處是,既讓學(xué)生參與到課題研究的全過程,加快了學(xué)生的成長;又為學(xué)生提供了交流與合作的機會,開闊了學(xué)生的思路,增強了學(xué)生的團隊精神;同時為學(xué)生創(chuàng)造了自主解決技術(shù)難題的條件,激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)造性開展研究的積極性和主動性;更讓學(xué)生得到了協(xié)調(diào)企地關(guān)系、工農(nóng)關(guān)系的機會,為學(xué)生步入社會從事生產(chǎn)實踐活動提供了全方位的鍛煉。
為了改善學(xué)生的野外生活條件,畢銀麗還在現(xiàn)場給學(xué)生們租了一套三室一廳的民用房屋,配備了電視、電腦,開通了網(wǎng)絡(luò),甚至要教學(xué)生如何做飯燒菜,儼然一位慈母。但她也有作為嚴師的一面,比如,她對學(xué)生的論文一直抓得很緊。不管學(xué)校有沒有要求,她一直要求自己的學(xué)生必須發(fā)表論文,不發(fā)表論文是不能畢業(yè)的。因為她知道,要寫論文就必須看資料,看資料的過程就是一個學(xué)習(xí)的過程,是豐富學(xué)生知識儲備的最有效手段。她還建立了激勵機制,發(fā)表論文與獎勵相結(jié)合,發(fā)表的篇數(shù)多,獎勵還會加倍,而且也和學(xué)校獎學(xué)金的評定掛鉤,這樣一來,學(xué)生的積極性自然就高了。
多年來,畢銀麗先后培養(yǎng)博士生、碩士生共80余名,這些學(xué)生走出校園后,很快成了企業(yè)的骨干和科研一線的中堅力量。
畢銀麗在不斷攀登煤炭科技高峰的同時,也收獲了桃李的芬芳,這讓她感到欣慰,更讓她對煤炭工業(yè)的未來充滿信心。她就像一個辛勤的園丁,將無數(shù)學(xué)子培育成棟梁之才。她更像一粒種子,在貧瘠的土地里頑強地生根發(fā)芽,為礦區(qū)帶去了一片生機勃勃的新綠。
來 源:中國煤炭學(xué)會
編 輯:岳燕京 趙 奇 李 錦 朱曉莉 于小川