[中國婦女報(bào)]三位女科學(xué)家將論文寫在祖國大地上
張維理(右)在甘肅進(jìn)行農(nóng)田土壤質(zhì)量百分價(jià)評價(jià)槎型的實(shí)地校驗(yàn)。
徐愛國(右)在天津進(jìn)行農(nóng)田土壤質(zhì)量百分價(jià)評價(jià)槎型的實(shí)地校驗(yàn)。
張認(rèn)連在實(shí)驗(yàn)室里。受訪者供圖
萬物土中生,土壤是農(nóng)作物生長的“環(huán)境母體”,摸清我國各地土壤的“家底”,對高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的建設(shè)、實(shí)施科學(xué)施肥和種植、甚至追溯和確保農(nóng)產(chǎn)品安全具有重要意義。近日,由中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所牽頭,聯(lián)合國內(nèi)12家科研院所,歷時(shí)21年共同完成了覆蓋我國全域的高精度數(shù)字土壤,這是我國迄今最完整和精細(xì)的土壤資源與質(zhì)量科學(xué)記載。
“在這個(gè)項(xiàng)目研究中,三個(gè)主力都是女性,我們終于不辱使命,完成了一項(xiàng)對農(nóng)業(yè)和對中國都有影響的工作?!苯邮苤袊鴭D女報(bào)·中國婦女網(wǎng)記者采訪時(shí),該成果第一完成人、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所張維理研究員激動(dòng)地說。
21年,足可占據(jù)一個(gè)人職業(yè)生涯的“半生”。這個(gè)項(xiàng)目自1999年開始,今年已經(jīng)66歲的女科學(xué)家張維理也從中年干到了老年,項(xiàng)目的其他兩位主力徐愛國、張認(rèn)連也伴隨著這項(xiàng)科研成果的“日漸豐滿”,從當(dāng)初的青年博士步入了中年女科學(xué)家行列。
在談到一項(xiàng)科研工作能堅(jiān)持21年已不常見時(shí),張維理說,科學(xué)研究,特別是對社會和民生真正能發(fā)揮作用的科學(xué)研究,不僅需要理論上的突破,更需要有經(jīng)驗(yàn)的科研人員在一線進(jìn)行長期和大量試驗(yàn)和測試,農(nóng)業(yè)科研人員的使命是通過自己的研究推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和社會進(jìn)步,就這一點(diǎn)而言,這21年的付出非常有價(jià)值。
高精度數(shù)字土壤為未來中國農(nóng)田耕地保護(hù)建立科學(xué)檔案
那么,她們投入21年建成的“數(shù)字土壤”是干啥的?“數(shù)字土壤”是利用地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感技術(shù) (RS)等現(xiàn)代信息技術(shù)方法,模擬、重現(xiàn)土壤類型、土壤養(yǎng)分等土壤性狀的空間分布特征。
中國高精度數(shù)字土壤具有多要素(多項(xiàng)土壤理化性狀)、高精度(100米數(shù)據(jù))、時(shí)空維度(40年土壤空間數(shù)據(jù))特征,能以1公頃為單元提供各地多項(xiàng)土壤資源與質(zhì)量理化性狀,其中的土壤質(zhì)量穩(wěn)定性性狀,如土體構(gòu)造、質(zhì)地、母質(zhì)、成土條件、土壤類型等,時(shí)效性達(dá)上千年,可長久使用;而土壤有機(jī)質(zhì)、酸堿度、氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量、耕層厚度等土壤質(zhì)量快變化性狀,為了解土壤與環(huán)境質(zhì)量演變提供了依據(jù)。
“對不同地區(qū)和時(shí)期的調(diào)查資料進(jìn)行時(shí)空整合,構(gòu)建具有時(shí)空維度的土壤觀測大數(shù)據(jù),不僅能了解我們現(xiàn)在的土壤質(zhì)量,還可以進(jìn)行農(nóng)田和環(huán)境質(zhì)量的預(yù)報(bào),能為多個(gè)行業(yè)服務(wù),是國際的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域,但由于科學(xué)和技術(shù)層面難度較大,各國相關(guān)進(jìn)展緩慢。”張維理介紹,項(xiàng)目組挑戰(zhàn)國際難題,將數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能及人機(jī)交互設(shè)計(jì)融入土壤學(xué)研究領(lǐng)域,首次創(chuàng)建了覆蓋我國全域的高精度數(shù)字土壤。
張維理告訴記者,我國人均耕地資源緊缺,為了掌握土壤質(zhì)量狀況,20世紀(jì)80年代以來,國家在不同時(shí)期進(jìn)行過多次土壤調(diào)查,獲得大量土壤科學(xué)數(shù)據(jù)。但是在80年代限于當(dāng)時(shí)技術(shù)手段,每個(gè)縣完成2~3份手繪圖件。盡管數(shù)據(jù)具有長期有效性,但紙質(zhì)圖件保存期有限,中國高精度數(shù)字土壤這項(xiàng)成果對我國自20世紀(jì)80年代以來投入巨資完成的大比例尺土壤調(diào)查圖件和資料進(jìn)行搶救性收集和時(shí)空整合,數(shù)據(jù)庫包含了40年的數(shù)據(jù),不僅有80年代的數(shù)據(jù),還有最近10余年全國性土壤調(diào)查獲得的1000萬個(gè)農(nóng)田耕層土壤采樣數(shù)據(jù)。“土壤基礎(chǔ)數(shù)據(jù)就是為中國的農(nóng)田建立檔案,為耕地質(zhì)量提供一套非常詳盡的科學(xué)數(shù)據(jù)。因?yàn)橥恋厥俏覀兊娘埻?,我們一定要知道這個(gè)碗是大碗還是小碗?!睆埦S理言辭懇切。
這項(xiàng)工作采取邊建設(shè)、邊應(yīng)用方式,從2003年開始向各個(gè)部門和行業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)分享,迄今為止,該項(xiàng)成果已為我國60余家專業(yè)科研機(jī)構(gòu)用于進(jìn)行耕地質(zhì)量演變、環(huán)境容量測算、溫室氣體減排、醫(yī)藥、水利、林業(yè)、測繪等方面的科學(xué)研究,并為全國31個(gè)省、市、自治區(qū)的農(nóng)業(yè)、環(huán)境、自然資源管理部門用于實(shí)施耕地保護(hù)與地力提升、面源污染防治、土地整治、測土配方施肥、基本農(nóng)田建設(shè)等國家工程。
“隨著這項(xiàng)研究帶來的我國在土壤時(shí)空大數(shù)據(jù)方法和技術(shù)上的突破,未來會有更多、更好的土壤大數(shù)據(jù)技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)入農(nóng)業(yè)、環(huán)境多個(gè)行業(yè)與人們社會生活中?!睆埦S理說。將高精度數(shù)字土壤加載到耕地機(jī)械、施肥機(jī)械和灌溉機(jī)械芯片中,可實(shí)現(xiàn)精確施肥、耕作與灌溉。利用土壤時(shí)空大數(shù)據(jù),對重點(diǎn)農(nóng)區(qū)和流域?qū)崿F(xiàn)分區(qū)、分類、量化的管理,能在減少農(nóng)用化學(xué)品投入量的同時(shí),增加作物產(chǎn)量,提高農(nóng)民收入和發(fā)展農(nóng)業(yè),在保證我國糧食安全、環(huán)境安全的同時(shí),使我們餐桌上的食品更安全。
要對得起家庭,也要對社會做出貢獻(xiàn)
在項(xiàng)目開展過程中,盡管使用了人工智能技術(shù)處理大數(shù)據(jù),項(xiàng)目組的工作量還是相當(dāng)繁巨。21年來,張維理、徐愛國、張認(rèn)連幾乎沒休過一個(gè)完整的雙休日。
“我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)通力合作了20多年,也是因?yàn)榇蠹蚁敕ㄒ恢?,都覺得女同志要自信、自立、自強(qiáng),從工作中獲得開心。每個(gè)人不光要對得起家庭,也要對得起自己,對社會做出貢獻(xiàn)?!被叵氪蟀胼呑幼哌^的路,張維理如是說。
張維理的父母在北京,能幫忙照看孩子。她很佩服徐愛國等研究所里的女科研人員,她們平時(shí)忙于工作,孩子也帶得很好。
數(shù)據(jù)庫的有些工作沒法拿回家做,徐愛國找過親戚和小時(shí)工幫忙照看接送孩子,自己和愛人誰有空兼顧一下。2001年,徐愛國在美國做訪問學(xué)者時(shí),看到了美國的一部分土壤數(shù)據(jù),“當(dāng)時(shí)覺得我們國家也應(yīng)該有這么一套數(shù)據(jù),而此生有機(jī)會做這件事已經(jīng)很難得,肯定不會輕易放棄。相比之下,個(gè)人家庭的一點(diǎn)兒‘辛苦’不算什么?!?/p>
其實(shí),張維理兼顧起家庭和工作,也并不像她說起來那么輕松。
早年在德國留學(xué)期間,張維理認(rèn)識了同一學(xué)校讀書的德國丈夫,這些年,丈夫每年一半時(shí)間在德國、一半時(shí)間在中國,他們的女兒則跟著媽媽在中國生活。研究所的領(lǐng)導(dǎo)和同事都清晰地記得,張維理女兒很小的時(shí)候,許多個(gè)夜里,都看到張維理將女兒放在自行車后車座上,從研究所載回家的情景。
談及家庭教育,張維理表示,父母以身作則非常重要,家長對人生的看法、學(xué)習(xí)態(tài)度和工作態(tài)度影響了孩子的世界觀和行為。
女兒18歲成人禮時(shí),張維理給女兒寫了一封信,“當(dāng)時(shí)我說為什么媽媽老想讓你吃苦,其實(shí)父母是希望子女幸福生活,但幸福的指標(biāo)是你對自己是否滿意?而你對自己滿意很大程度上取決于你對社會做的貢獻(xiàn)。沒有付出辛苦,哪有成就可談?猶如未經(jīng)過嚴(yán)冬的冬小麥,由于缺少必要的低溫發(fā)育階段,到收獲時(shí)不能抽穗結(jié)實(shí),只能虛負(fù)此生,孩子小的時(shí)候一定要吃一點(diǎn)苦,長大以后才具備為社會、為自己的人生目標(biāo)奮斗的基礎(chǔ)?!碑?dāng)時(shí)女兒高興地把媽媽的信拿給同學(xué)看,還告訴媽媽,小麥的例子讓她印象深刻。
二十多年致力數(shù)據(jù)庫建設(shè),幾乎沒發(fā)論文
對比國內(nèi)外情況,張維理說,中國女性的就業(yè)、給社會做貢獻(xiàn)的比例要遠(yuǎn)高于歐美國家。當(dāng)年張維理出國留學(xué)時(shí),國外的生活水平遠(yuǎn)高于國內(nèi),很多人都留在國外不回來了,丈夫又在國外,她為何選擇回國呢?徐愛國記得,多年前一次聊天時(shí),張維理曾告訴她,國家能有這么一段高速發(fā)展的階段,如果你身處其中,能夠?yàn)閲业陌l(fā)展做些事情,即使只是添了一塊磚、一片瓦,還是很有成就感的。這也成了三位女科學(xué)家的共識。
1988年,張認(rèn)連報(bào)考了河北農(nóng)業(yè)大學(xué),她與徐愛國是該校的同班同學(xué),后來又成了共事20多年的同事?!拔沂俏覀兇甯母镩_放后第一名女大學(xué)生,學(xué)農(nóng)的,這對于村里后來的孩子報(bào)考大學(xué)影響很大。村支書說,1988年以后,村里考上大學(xué)、碩士、博士的人有100多個(gè),學(xué)農(nóng)的學(xué)生占了30%以上。”
1998年,張認(rèn)連從河北一個(gè)縣級農(nóng)業(yè)局借調(diào)到中國農(nóng)科院土壤肥料研究所(后土壤肥料研究所合并到資源區(qū)劃研究所),首次接觸土壤數(shù)據(jù)工作,2001年考上了中國農(nóng)科院土壤肥料研究所研究生,2004年畢業(yè)后,正式成為中國農(nóng)科院土壤肥料研究所職工。“我們聯(lián)合十二家科研院所收集了全國2200多個(gè)縣的土壤數(shù)據(jù),還有100多個(gè)縣完全缺資料。從2000年左右起,我們課題組聘用了很多剛畢業(yè)的女大學(xué)生來處理土壤數(shù)據(jù)。當(dāng)時(shí)所有的紙質(zhì)資料每一頁都需要掃描,有些還需要手工錄入。這些女孩子很能吃苦,也能坐得住,在這項(xiàng)工作中投入了大量精力?!睆堈J(rèn)連說。
“收集完全國的大部分?jǐn)?shù)據(jù)以后,我感覺在精神上很富有。去年整個(gè)項(xiàng)目完成后,我就對別人說,雖然在科研體制考核時(shí),我沒有發(fā)表文章和專著,但是我有土壤大數(shù)據(jù),我把全國第二次土壤普查現(xiàn)有數(shù)據(jù)都收集了,我覺得自己的成就感很大……”張認(rèn)連哽咽著說。
張維理說,這些年,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)兢兢業(yè)業(yè)致力于土壤大數(shù)據(jù)庫的建立,很少發(fā)“paper”,但團(tuán)隊(duì)成員歷練了做應(yīng)用技術(shù)的能力,自己作為資深研究員,也僅是發(fā)過幾篇為政府決策提供建議性意見的中文“paper”,而這些建議性文章受到了各級領(lǐng)導(dǎo)的重視,一些建議直接影響了政府決策,讓張維理感到比寫“高點(diǎn)”的論文更有成就感。
資源區(qū)劃所所長楊鵬對張維理團(tuán)隊(duì)的科研成果給予充分的肯定,他認(rèn)為,當(dāng)年張維理團(tuán)隊(duì)的女同志預(yù)見到這項(xiàng)成果將對我國多個(gè)行業(yè)、產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展、國家起到的重大支撐作用,能在這個(gè)研究項(xiàng)目上堅(jiān)持這么多年非常不容易?!岸畮啄昵?,人們對數(shù)字化還沒有什么概念,張維理就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展數(shù)字土壤的研究,到今天項(xiàng)目完成時(shí),十九屆四中全會專門把數(shù)據(jù)上升為新的生產(chǎn)要素,老一代科學(xué)家這種科研前瞻性非常難得?!?/p>
這些年,張維理、徐愛國、張認(rèn)連在工作中邊學(xué)邊用上了程序“設(shè)計(jì)”、GIS(地理信息系統(tǒng))等計(jì)算機(jī)專業(yè)技術(shù),張維理指出,未來從事土壤科學(xué)研究的人員不僅要懂得土壤學(xué)的專業(yè)知識,還要懂得大數(shù)據(jù)處理和人工智能、人機(jī)交互設(shè)計(jì)方面的技術(shù)。“細(xì)心踏實(shí)、邏輯思維強(qiáng)的女同志很適合做這方面工作。”
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