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那一抹新绿 ——记中国青年科技奖获得者、中国矿业大学(北京)教授毕银丽
发布时间:2018-06-14

  走进位于蒙陕交界毛乌素沙漠边缘的神东矿区,映入眼帘的是水碧天蓝、绿草如茵,除了高耸的井架、疾驰的运煤卡车,在沙棘丛中偶尔也能看到蹦跳的野兔、蹿飞的野鸡,一派人与自然和谐相处、相融共生的景象。然而在三十多年前神东矿区开采之初,当地却流传着这样一段民谣:“抬头是荒山,低头是河滩,有风沙一片,无风一片沙。”随着矿产资源的开采,地表塌陷、土壤沙化等问题日趋恶化。三十年弹指一挥间,是谁为这片荒滩披上了绿衣?是谁把风沙肆虐变成了蓝天白云?有一个人功不可没,这个人就是毕银丽。
  毕银丽,中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院教授,博士生导师,1971年出生,1993年毕业于西北农林科技大学资源环境学院获学士学位,1996年毕业于中国科学院水土保持研究所获硕士学位,1999年毕业于中国农业大学资源环境学院获博士学位,1999至2001年在中国矿业大学(北京)作博士后,2000年至2001年在英国女王大学农业与环境系做合作研究员,2001年至今在中国矿业大学(北京)任教,兼任中国煤炭学会常务理事、煤炭行业生物修复工程中心主任、中国煤炭学会青年工作委员会副主任委员、中国煤炭学会煤矿土地复垦专业委员会委员,曾荣获“北京市‘三八’红旗奖章”、第五届“中国青年女科学家奖”提名奖、孙越崎青年科技奖,2016年获得第十四届中国青年科技奖。
  煤炭行业一直被认为是“男人的世界”,其中出现的每一位女性都会成为人们关注的焦点,能取得如此业绩,自然更让煤炭同行侧目,也使记者忍不住要去一睹她的风采。
  2017年3月,一个玉兰吐蕊、垂柳泛绿的早晨,中国煤炭学会主办的《当代矿工》杂志记者来到位于北京海淀区的中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,采访了这位煤炭行业的传奇女性。
  严谨——科学人的人生态度
  约好的采访时间是9点30分,出于礼貌,记者提前5分钟来到了毕银丽教授的办公室,轻扣房门,得到的回复却是一阵沉寂。是记错了房间?抑或是记错了时间?或者??就在记者确定没有记错时间,也没有找错房间,正准备通过电话与她联系时,她却出现在了门前,一如时钟般精准——9点30分。
  “你们早来了,不好意思,我去教务处送试卷,刚赶回来。”毕银丽身材匀称,面目清秀,皮肤白皙,红色长裙外罩黑色外衣,质朴而不失典雅,端庄又充满活力,说话不急不缓,开口便是满脸微笑,与记者想象中风风火火的煤炭女强人形象截然不同。
  “我最初是学农业的,从农业转到矿业也是一个偶然的机会。当时我了解到矿大这边有土地复垦方向研究,需要这方面的博士后,我就过来了。但是过来以后做什么,就要有一个重新选择和重新定位的过程,需要找到一个合适自己的方向。我当时就想选一个偏重生物的研究方向,这样更符合自己的专长。我们以前做土地复垦基本上关注的都是土壤理化性状,是开采之后土壤本身的肥力恢复,对土壤中活性生物的特性及不同生物组成与结构的关注度还是不够。我觉得这是一个比较好的切入点,所以就在这个方向坚持下来了。”毕银丽说。
  毕银丽研究的主要方向是微生物复垦。这是一种利用微生物来改良土壤特性,使被破坏或低产土地得以高效持续利用的技术,在开采之后的矿山等受损土地恢复中有较大的技术需求。
  煤炭是我国的主要能源,要实现绿色开采,自然离不开矿区土地复垦与生态治理。与农田土壤修复相比,矿区土地环境条件更为恶劣。煤炭开采导致塌陷区裂隙发育,使水土流失进一步增加,土地生产力退化,植物根系拉损,因此生态系统更为脆弱。煤矸石与自然土壤相比更为贫瘠,理化性能更差,因此矸石山的生态重建更加困难。毕银丽在多年从事土地复垦的研究过程中发现,土地复垦其实是一个土壤生态系统恢复的问题,实质是土壤生产力的恢复和植被的重建。植物、动物和微生物是生态群落的主体,动物的生存依赖于植物和微生物,而根际微生物又是活跃在植物根系与土壤间的活性生物。基于这种发现,她以微生物为突破口,从微观角度系统研究其对土地复垦的作用机理及其生态响应,即利用微生物本身的活性,从根本上挖掘土壤潜在肥力,修复受损根系,提高水分利用率,改善煤矸石理化性状,为矿区废弃地复垦探索出了一条经济、高效、可行的新途径,保证了土地复垦的持续性和稳定性。
  可是,在实验室里常规开展微生物复垦试验用的菌种都是在土壤灭菌条件下培育出来的,有同行提出质疑:在一个生物体复杂多样化的外界环境中,这种在实验室里培育出的微生物还是否能起到修复土壤的作用?这也是毕银丽最担心的问题,需要进行野外试验,因为没有经过实践检验的所有试验都不是现实生产力,只能是一种有待完善的方案。
  2008年,在一次采矿废弃农地修复试验中,她发现接种微生物后的向日葵不仅花盘比没有接种微生物的要大很多,而且花期也提早了半个月。这给了她巨大的信心,让她义无反顾地在探求微生物复垦技术的道路上继续前行。这信心,正是源自她对待科学的严谨态度和从事科学研究的严谨精神。
  执着——探索者的敬业精神
  毕银丽坦言:“微生物复垦并不是一个新概念,可为什么原来就用不了?这个问题并不是别人没想到,而是有困难突破不了。为什么微生物复垦技术在矿区这么难推广?最大的障碍就是菌种的培养。我们选的这种菌称为丛枝菌根真菌,在自然界90%以上的有花植物根系中都存在,尤其是在西部贫瘠的土壤里,接菌发挥的效果可能会更好一些。但是对该菌的培养一直局限在实验室条件下,怎样能让这种菌在野外实现规模化生产,我们是前前后后摸索了十几年才逐步完善的,截至目前已获9项发明专利。”
  第一次野外微生物复垦应用试验的情景让毕银丽至今记忆犹新。她把自己在实验室里精心培育的接菌植物运送到西北某矿区,选了一个比较好的天气种植到矿区的矸石山上。当时,有很多矿区职工前来围观,其中有人质疑道:“我们一般都种很高的苗子,你的苗子这么小,只有20多厘米,能行吗?”那个矿区的环境确实恶劣,而且矸石山上只覆盖了十几厘米厚的土,一锹挖下去矸石就露出来了。但是她想,自己有理论、有技术,植物又是自己全程监控培育出来的,应该不会有问题。无奈西北的风实在是太大了,第二天当她再来时,发现那些植物已经全都倒下了。工人们说:“毕老师,这些苗子估计缓不过来了。”可她仍不甘心,和工人商量说:“你们先用工程围布把这些植物围起来,制造一个无风的局部小环境,隔两天浇一次水,看看能不能让它们活过来。”过了几天她又去观察,发现那些植物已经死掉了,这就意味着她所付出的几个月努力全都白费了。这让她十分懊恼,也促使她深刻反思:这个思路可能不对,实验室里培育出来的植物太弱了,在那种恶劣的矿区环境下根本生存不了,而且要是大面积种植,仅靠在实验室里面培养的这点植物根本无法满足需要。
  思路一变天地宽。于是,毕银丽与当地环保部门合作,在当地环保部门种树的时候,她把培养好的菌种直接加进去,这样一来,她就不用自己培养植物了,而且当地的植物也适应本地的气候,成活率更高。
  第一年,她试种了约一千棵植物。6个月后她去察看植株生长效果,站在坡顶往下一看,接菌和对照的植株已经出现了明显差异,这让她兴奋不已。第一次尝试就有了效果,至少可以证明这条路还是可行的。可是要做生态治理,动辄上千亩土地,就靠在实验室小盆里培养出的几公斤、几十公斤、最多上百公斤的菌剂,根本无法满足大面积推广应用的需要。
  为了加快微生物复垦技术的推广应用,毕银丽决定在哪里做生态治理,就把生产工厂移到哪里,这样既提高了菌剂的适应性,又有效降低了运输费用,同时在植物培养的过程中也更方便她关注当地的植物,直接进行培养。
  微生物复垦是一项实用性非常强的技术,其应用之地往往是自然条件比较恶劣的地区。毕银丽回忆说,那时候每天下山回来洗澡,从身上洗下的泥土都有一斤多。但是看到微生物促进了植物的成活与生长,看到田地里整齐的树苗,她觉得所有的付出都是值得的。
  经过多年的不懈努力,毕银丽先后筛选出多种植物和菌种,并进行了不同形式的组合,终于培育出了耐贫瘠、能促进植物根系发育、存活率高的菌剂。这些菌剂在陕西、内蒙古、宁夏等地的矿区被广泛推广应用,面积达数万亩,后期的生态效果十分显着。2015年,她主持完成的《西部干旱半干旱煤矿区土地复垦的微生物修复技术及应用》项目,获得了国家科技进步二等奖。
  奉献——育人者的无私情怀
  毕银丽既是一名科技工作者,也是一名教师,除了要完成科研工作,还要承担教书育人的任务。
  在毕银丽的心里,“老师”这两个字是神圣的,能让她在任何时候感受到一种责任和使命。她会经常与学生交流,帮助学生树立目标,给学生以启迪,并用自己的经历引导学生以一种敬业认真的态度对待学习、对待生活。她曾多次赴哈萨克斯坦技术大学讲授《土地复垦与生物修复》课程。
  “我培养学生基本上是以理论探索和实践应用相结合的模式,开始是室内机理探索研究,然后鼓励学生到野外去观察、测量,进行实践应用方面的监测工作,最后我会带着他们做生态复垦工程。我要求我的学生至少要跟着工程全过程走一遍。”毕银丽说,“现在从国家到各个企业对生态环境都十分重视,这个机会对于科研工作者来说是很难得的,所以我们现在投入的学生力量也比较大。我们的团队有二十几个研究生,每年都要去两三次野外调研采样。作为土地复垦方向的研究生,他们需要到第一线去了解生态问题的需求与发展。”
  毕银丽培养学生,既重视学生的知识积累,更重视学生实践能力的提高。她自己的研究课题全程向学生公开,并要求学生全过程参与,目的就是加快学生的成长,使他们走出校门时便是一名既有丰富理论知识又有出色实践能力的实用型人才。首先是组织学生到现场从事菌剂的生产,这是微生物复垦的核心技术。到第二年3月,再安排学生做现场的测绘,和企业沟通后,完成复垦区的规划设计。然后由研究生对具体操作的工人进行技术培训,告诉工人用菌量,具体如何操作。所有学生均需到现场做调研监测,每人一块试验区或每人一种植物,最后形成一个整体数据库,进行数据汇总。这样做的好处是,既让学生参与到课题研究的全过程,加快了学生的成长;又为学生提供了交流与合作的机会,开阔了学生的思路,增强了学生的团队精神;同时为学生创造了自主解决技术难题的条件,激发了学生创造性开展研究的积极性和主动性;更让学生得到了协调企地关系、工农关系的机会,为学生步入社会从事生产实践活动提供了全方位的锻炼。
  为了改善学生的野外生活条件,毕银丽还在现场给学生们租了一套三室一厅的民用房屋,配备了电视、电脑,开通了网络,甚至要教学生如何做饭烧菜,俨然一位慈母。但她也有作为严师的一面,比如,她对学生的论文一直抓得很紧。不管学校有没有要求,她一直要求自己的学生必须发表论文,不发表论文是不能毕业的。因为她知道,要写论文就必须看资料,看资料的过程就是一个学习的过程,是丰富学生知识储备的最有效手段。她还建立了激励机制,发表论文与奖励相结合,发表的篇数多,奖励还会加倍,而且也和学校奖学金的评定挂钩,这样一来,学生的积极性自然就高了。
  多年来,毕银丽先后培养博士生、硕士生共80余名,这些学生走出校园后,很快成了企业的骨干和科研一线的中坚力量。
  毕银丽在不断攀登煤炭科技高峰的同时,也收获了桃李的芬芳,这让她感到欣慰,更让她对煤炭工业的未来充满信心。她就像一个辛勤的园丁,将无数学子培育成栋梁之才。她更像一粒种子,在贫瘠的土地里顽强地生根发芽,为矿区带去了一片生机勃勃的新绿。



来源:中国煤炭学会
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