邵明安：破解土壤水分運動之謎

　　35年前，26歲的湖南常德小伙邵明安歷時6天輾轉一千多公里，用扁擔挑著行李走進中國科學院水土保持研究所（以下簡稱水保所），開啟了人生的科研旅程；如今，因研究成果為旱地農業節水灌溉和黃土高原植被建造提供了重要的科學依據而成為中國科學院地學部新晉院士的邵明安已兩鬢斑白，成了一個地道的黃土高原老漢。

邵明安

　　邵明安是水保所建所以來當選的第三位從事黃土高原水土保持領域研究的中國科學院院士（學部委員）。“土壤中的水，它怎么運動的，它原來有個方程，那個方程從來沒有被人求解過，我把這個求解了。”說起自己的研究，邵明安用帶有濃重湘西口音的普通話向《中國科學報》記者解釋說。

　　求解一個公式

　　天一生水，水土生萬物。農耕文明最基本的條件是水和土。

　　水保所是我國唯一的一個以水土資源的保護與利用的研究機構。自1956年成立至今，以土壤化學家、中國科學院學部委員虞宏正，土壤學與水土保持學家、中國科學院院士朱顯謨，旱地農業學家、中國工程院院士山侖，土壤侵蝕學家、歐亞科學院院士唐克麗等為代表的幾代科技工作者，立足黃土高原，面向全國開展水土保持的科學技術研究，先后取得各種科研成果500余項，其中獲得國家科技進步成果獎10項，為黃土高原國土整治、旱地農業持續發展、生態的恢復與建設方面發揮了重要的科技支撐作用。

　　但是，如何創新出半干旱區的農業增產技術體系？如何調控土壤侵蝕環境？如何高效利用水土資源？這些問題一方面說明我國農業水資源利用還有很大潛力，另一方面也說明目前科學界對土壤、植物、大氣循環系統中水分運動、利用與肥等的轉運及其相互關系研究等還未從學科基礎理論方面研究清楚。

　　這也是世界土壤物理學界一直未破解的一個難題，即建立并求解土壤導水參數模型公式。

　　多年來，邵明安通過黃土高原水分—植物實驗獲得的大量數據，沖擊這個難題。在推算土壤導水參數時，他感覺通常所用的通過試驗直接測定或通過數據計算求解的辦法太過繁冗和費時，于是晝思夜想，苦苦推算，終于研究出根據土壤水分的再分布過程推求土壤導水參數的新方法。《黃土區土壤水分有效性的動力學模式》《植物根系吸收土壤水分的數學模型》等論文發表后，立馬引起同行關注。在國際旱地農業學術討論會和中國土壤學會年會上，專家們一致認為這些研究成果已達國際水平。

　　因成果卓越，1988年9月，邵明安獲首屆中國科協“青年科技獎”；1996年11月，他的《廣義相似論確定土壤水分擴散系數》一文在Soil Science期刊的首篇位置發表。世界著名的土壤物理學家、美國康奈爾大學Parlange教授在Soil Science為此文評述，認為邵明安在這方面的研究已經達到了國際水平，并指出該理論有更大的應用范圍。

　　邵明安終于獲得了土壤水文學參數最通用的van Genuchten模型的解析表達式，建立了確定參數的新方法，分析求解了土壤水分運動的Richards方程，并以此對土壤水分對作物的有效性提出新的判斷指標。為此，有效解決了長期困擾該領域其參數的唯一性、準確性和實用性問題。Richards方程的分析解是土壤物理學上的突破，獲得了美、英、澳三國7所大學8位世界知名土壤物理學家的高度評價，被作為一個章節寫入美國大學專業教科書。

　　情系一方水土

　　邵明安1956年出生于湖南常德，初中畢業后做過鄉村民辦教師，后被推薦為工農兵學員去了湖南常德農校，學習園藝學。畢業時正值恢復高考的1977年，但當年他沒有資格參加考試。次年邵明安成功考取湖南師范大學物理學專業。

　　“考大學能掙工分嗎？你能考得上嗎？”高考之前，身為農民的父親問他。邵明安自信滿滿地回答：“我們公社如果有一個人能考上，那一定是我；如果有多個人能考上，我一定是第一。”

　　憑著這股執拗勁，邵明安不僅考上了，而且在接下來的大學四年中一直是系里的高材生。“電動力學”是物理系最難的專業課之一，他卻成為建系以來第一個滿分獲得者。

　　1982年初，尚未畢業的邵明安打算報考研究生。因其高等數學基礎好，老師建議他報考最擅長的理論物理，但邵明安卻偏偏選擇了報考位于陜西黃土高原的水保所的土壤物理專業，師從黃土高原土壤水分研究專家楊文治、李玉山研究員，走農學和物理學交叉結合的研究路徑。

　　1983年9月，在導師的建議下，邵明安選擇了“黃土區土壤—植物系統水動力學研究”這一國際前沿學術命題，從此幾乎把所有時間都投入到工作中，后來的兩年里干脆住進了溫室。他白天試驗觀測，晚上整理資料。據水保所的同事講，1984年春節，新婚半年的妻子譚寨璐從湖南來探親，也要給他當“臨時工”，在溫室里和他一起稱土柱、計算數據……

　　三十多年如一日扎根黃土高原搞科研，邵明安甚至放棄了曾可留在英國或美國工作的機會，一心探究破解水分運轉動力學難題，為黃土高原水土保持作出卓越貢獻。

　　1989年1月，工作3年即被破格晉升為副研究員的邵明安赴英國里丁大學和帝國理工學院進修。國外先進的技術設備和研究條件使他的“土壤—植物—大氣連續統一體”研究取得了長足進展。一次在意大利召開的國際土壤物理學術研討會上，他作了題為《土壤—植物—大氣系統中水分應用及滯后效應影響》的報告，得到與會世界著名土壤物理學家的充分肯定。1990年6月，他謝絕前往美國工作的邀請，提前回到祖國，回到水保所，重返黃土高原。

　　1992年11月，邵明安赴美國愛荷華州立大學做研究訪問，進行“根系中水分和溶質運動”的合作研究。其間他攻讀了博士學位，成為美國科協會員、美國土壤學會會員。當時有人說他大概不會回來了，還有人說即便回來，也不會再回黃土高原的陜西了。然而，邵明安在完成博士論文答辯的次日，甚至沒來得及等學位證書發下來，就帶著一箱箱書和資料再一次踏上了黃土地，走進了水保所的大門。

　　時隔二十載，邵明安回憶，在美國愛荷華州立大學期間，時任中國科學院院長周光召院士與他談話半個小時，并囑咐他回到西北，扎根黃土高原，大有可為！“我一直記得周光召的囑咐，我沒有辜負他的囑咐。”邵明安說。

　　透著一股拼勁

　　無論是作為黃土高原土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室主任，還是曾任水保所副所長、所長，在學生們眼中，對邵明安印象最深的有兩點，一是不善言談的科研“拼命三郎”，二是業余時間喜歡打乒乓球的老師。

　　邵明安不善言談，同事或學生與他談話時往往出現冷場局面，因他大多是一句概括性或指導性的話講完后就不開口了。但他會對前來的學界朋友或學生說：“一會兒我們打乒乓球吧。”

　　他曾作為領隊帶領水保所同志參加西北農林科技大學的乒乓球比賽，看他嚴格訓練隊員的態度就如同看到了他在科研上的那股拼勁。據他的博士后學生、水保所副所長張興昌介紹，邵老師2013年住院期間在病床上仍給學生講授“土壤物理學”；曾掛著沉重的心臟和血壓動態觀測儀為研究生作關于“如何更好地做科學研究”的報告……

　　“一個小流域的土壤當中，有多少水，能承載多少植被，這對我們退耕還林還草也有作用，我們就是要從科學上來回答它。”邵明安說，“研究土壤和水分，歸根到底就是為了綠水青山。”