土壤學與水土保持專家朱顯謨先生主要學術成果簡介

土壤學與水土保持專家朱顯謨先生主要學術成果簡介

朱顯謨先生(19151204—20171011)，男(漢族)，上海市崇明區(qū)人，著名土壤學與水土保持專家，中國土壤侵蝕學科的開創(chuàng)者和奠基人之一，中國科學院院士，中國共產(chǎn)黨黨員。他1940年畢業(yè)于中央大學(現(xiàn)南京大學)農(nóng)業(yè)化學系，在土壤科學與水土保持研究領域辛勤耕耘了70多年。他先后對華南地區(qū)紅壤、東北地區(qū)黑土、西北地區(qū)黃土的性質(zhì)、成因，全國的土壤侵蝕，原始土壤形成過程，黃土高原的形成，黃河治理與黃土高原國土整治等方面進行了專門研究，并取得了重大研究成果，產(chǎn)生了廣泛的學術影響。

(1) 關于華南紅壤及其成因的研究。朱顯謨先生早在20世紀40年代初就開始對江西省的紅壤等土類進行了調(diào)查研究，并提出了中國華南紅壤主要是古土壤、紅色風化殼的殘留和紅色沖積—洪積沉積物，而不是現(xiàn)代生物氣候條件下形成的地帶性土壤的見解。他同時指出江西省廬山“冰礫泥”的紅色也是固有的而不是后來發(fā)生的。之后又推斷分布于皖南、贛、湘、兩粵、云貴等地的紅土可能都是以往相近時代的產(chǎn)物。經(jīng)過幾十年的實踐檢驗和旁征博引，他終于從土壤侵蝕和沉積學、生物反饋礦質(zhì)元素，以及華南不同時期玄武巖上土壤與紅色風化殼等性征的對比中獲得了關于該觀點的土壤發(fā)生學依據(jù)。

(2) 關于東北森林植被下黑土等土類的研究。20世紀50年代初期，朱顯謨先生對黑龍江省東北部的土壤進行了調(diào)查，研究了該區(qū)土壤的分類與主要土壤的性質(zhì)等問題。他發(fā)現(xiàn)灰化土中A2層并非R2O3的淋失層而是硅的淀積層，由此推斷中國東北森林植被下的土壤為棕壤而不是灰壤。1986年他在德國參加第十三屆國際土壤學會期間對典型灰壤觀察后，指出A0層下的A2層實為硅的淀積層，而不是R2O3淋失層，不過是SiO2在酸性條件下較先地淀積而已。同時還提出部分黑土是由于草甸土或沼澤脫水而來的觀點，并為后來的研究所證實。這些研究成果對東北地區(qū)土壤發(fā)生學的研究具有指導意義。

(3) 關于土壤侵蝕及其分類、區(qū)劃理論的研究。早在20世紀40年代，朱顯謨先生便開始了有關江西省紅壤的侵蝕及其防治等的調(diào)查和研究，并對該區(qū)的土壤侵蝕進行了分類和區(qū)劃，提出了一系列防治措施。20世紀50年代，朱顯謨先生先后參加了水利部黃河規(guī)劃委員會組織的水土保持考察隊和中國科學院組織的黃河中游水土保持綜合考察隊，對黃土高原水土流失的類型、成因和影響因素等進行了富有開創(chuàng)性的、全面系統(tǒng)的研究。他根據(jù)黃土地區(qū)的土壤侵蝕類型、發(fā)生演變及其分布規(guī)律擬定了黃土區(qū)土壤侵蝕分類系統(tǒng)，提出了黃土區(qū)土壤侵蝕區(qū)劃方法，編制了1∶100萬黃土高原土壤侵蝕系列圖，并在1965年編制了1∶1 500萬中國土壤侵蝕圖。黃土高原和中國土壤侵蝕分類系統(tǒng)的建立，為中國土壤侵蝕學科的研究、水土保持規(guī)劃編制奠定了基礎，為黃土高原土地整治提供了理論依據(jù)。他的這些理論及所編制的有關圖件，已被廣泛作為中國高等院校相關專業(yè)學生的教材使用。

(5) 關于黃土中古土壤的研究。20世紀50—60年代，朱顯謨先生對中國北方黃土地區(qū)和南方紅土地區(qū)進行了廣泛深入地考察，發(fā)現(xiàn)了黃土中古土壤的存在以及在黃土堆積期間一些生態(tài)環(huán)境的交替變化。他明確提出“黃土”也是古土壤，不過是干、冷時期形成的土壤，而“紅色土”是代表溫濕時期的古土壤。并認為黃土高原地區(qū)的降塵—成壤—成巖過程是黃土—古土壤剖面形成的特殊過程，它們分別反映了不同的古生物氣候環(huán)境。他進而提出了黃土地區(qū)的土壤形成過程是世界上一個新的成壤過程，這一地區(qū)各類土壤應作為一個獨立土綱來對待。他將地質(zhì)學家提出的“紅色地層”論斷為“古土壤”，是第四紀黃土研究中的突破性成果，使黃土學研究上升到了一個新臺階。這一研究成果不僅推動了古土壤研究，也為中國黃土地層劃分和黃土風成學說提供了有力佐證。

(6) 關于地方病水土病因的研究。在20世紀60年代，朱顯謨先生深入克山病和大骨節(jié)病等地方病區(qū)，對危害當?shù)厝嗣裆眢w健康的地方病進行了大量調(diào)查研究。他發(fā)現(xiàn)中國廣大地方病區(qū)群眾所患克山病和大骨節(jié)病的病因雖確與環(huán)境低硒缺硫有關，但對于病人直接服用硫或硒化合物治病的觀點持不同看法。他認為硒、硫化肥可以通過作物進入人體以防病變，并提出了通過施肥手段以增加谷物中硒、硫含量更為安全有效地改善病區(qū)人民營養(yǎng)的建議。他關于地方病水土病因的研究成果為中國黃土區(qū)地方病與環(huán)境生源要素循環(huán)關系的研究做出了重要貢獻。

(7) 關于原始土壤形成過程的研究。20世紀80年代，朱顯謨先生根據(jù)長期觀測研究的大量科學資料，創(chuàng)建了以“巖漆”為始發(fā)標志的原始土壤形成過程理論。他從研究風化過程和成壤過程的實質(zhì)入手，視巖石風化過程與生物小循環(huán)過程為統(tǒng)一的成壤過程，進一步明確了這兩個過程在土壤形成中的內(nèi)在聯(lián)系和各自的發(fā)生條件與特征，極大地豐富和發(fā)展了土壤發(fā)生學理論。他認為地質(zhì)大循環(huán)中的風化過程只能是土質(zhì)的形成過程或稱之為“成土過程”，而生物小循環(huán)才是真正的土壤形成過程或稱之為“成壤過程”，進而論證了原蘇聯(lián)土壤學家威廉斯關于成土過程和風化過程同時同地進行的學說，同時也修正了威氏“必須在一定厚度的風化堆積物上才能進行成土過程”的矛盾觀念。

(8) 關于黃土高原形成理論的研究。20世紀90年代，朱顯謨先生通過對黃土—古土壤的性征、形成機理以及植被繁生與土壤滲透性和抗沖性的鞏固提高等作用的研究，根據(jù)孢粉、石器、歷史地理以及水土流失的定位觀測資料，提出了黃土沉降堆積方式和黃土高原形成的理論。他通過對降塵特性的研究，提出了黃土的“點棱接觸側(cè)斜支架式多孔結(jié)構”，從而成功地解釋了黃土的高滲透性、大蓄水容量和低旁滲、高濕陷的特性。同時又說明了植被在改善土壤結(jié)構，提高土壤滲透性中的作用。他認為黃土高原本是黃土物質(zhì)由西部給源地被季風攜帶至黃河流域上空，通過黃土粉粒自重降落、凝聚降落和雨淋降落三種方式沉降堆積而成。黃土是250萬年以來高空泥攔水，水截泥而形成的沉積土壤，是西來塵暴和東來濕氣相遇交鋒的結(jié)果。并最終得出了 “沒有季風就沒有黃塵的降落；沒有植被的及時繁生也就沒有黃土高原”的科學論斷。朱顯謨先生這一研究成果對地質(zhì)學和中國第四紀地質(zhì)環(huán)境，特別是古環(huán)境的研究具有重要意義。

(9) 關于黃河治理策略與黃土高原國土整治方略的研究。20世紀90年代，朱顯謨先生根據(jù)長期的野外考察和研究結(jié)果，指出治理黃河實質(zhì)上是黃土高原的土地合理利用問題。黃土高原嚴重的水土流失是人類破壞植被，不合理利用土地，破壞土壤結(jié)構，降低土壤滲透性引起超滲徑流，觸發(fā)溝狀侵蝕的結(jié)果。它致使該區(qū)原有地貌破壞，地面支離破碎，土地生產(chǎn)力低下，人民生活疾苦。水土流失還造成該區(qū)長期以來農(nóng)業(yè)“廣種薄收，薄收更廣種”；黃河下游河堤“越加越高，越高越險，越險越加”；黃河“河床愈高，斷流上溯愈快，歷時愈長”的三個惡性循環(huán)。因此黃土高原國土整治是協(xié)調(diào)人和自然關系的系統(tǒng)工程，它也直接影響黃土高原西北邊緣土地沙化的發(fā)展及其防治效果，北部能源基地的綜合開發(fā)與環(huán)境改善，以及黃河水患的根治和西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善。他提出了指導黃土高原國土整治的“28字方略”，并對其必要性和可行性進行了多次論證和進一步研究?！?8字方略”的內(nèi)容是“全部降水就地入滲攔蓄，米糧下川上塬，林果下溝上岔，草灌上坡下坬”?！?8字方略”的核心思想是“全部降水就地入滲攔蓄”。2000年，朱顯謨先生從研究原始土壤4個演變時期中進一步發(fā)現(xiàn)并論證了“土壤水庫”的發(fā)生發(fā)展及其演變是陸地生態(tài)系統(tǒng)演變的關鍵和動力，只要維護土壤水庫的正常功能就能很好地保育生態(tài)環(huán)境。他認為黃土高原地區(qū)由于得天獨厚的降塵堆積環(huán)境條件和持續(xù)的成壤過程所形成的深厚而疏松的黃土層，具有使該區(qū)的降水直接滲入地下的特殊功能。只要能維持高入滲土壤水庫的存在就能確保全部降水就地入滲攔蓄的順利實現(xiàn)。水源涵養(yǎng)林下的枯枝落葉層既是土壤水庫的組成部分，又能起到保護土壤水庫的功能。同時由于林灌植被的根系下扎到土壤中，可洞穿下伏地層，開辟地下水庫，促使降水滲入地下深處貯蓄起來。他從充分合理利用水資源的角度出發(fā)，指出黃河治理的策略應該是努力提高以土壤水庫為本，“三庫”(地表水庫、土壤水庫、地下水庫)協(xié)防的效益，確保生產(chǎn)生態(tài)協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展。只有“三庫”協(xié)防才是當今治水之道，維護土壤水庫才能確保黃土高原生態(tài)環(huán)境的綜合治理與可持續(xù)發(fā)展?！?8字方略”是朱顯謨先生關于黃土高原綜合治理和“盼河清，為治河建言立論”的主要學說，為黃土高原及黃河的綜合治理提供了重要的指導思想和理論依據(jù)。

本文主要內(nèi)容由《水土保持通報》編輯部摘編自《土壤學與水土保持：朱顯謨院士論文選集》一書中的“60年來從事土壤與水土保持科學研究回顧”一文，并經(jīng)過唐克麗、李玉山、田均良、李銳、劉寶元、鄭粉莉、楊勤科、上官周平等專家審閱和修訂。