第五阶段

手段更迭 拓宽研究有收获

（1998-2000年）

从1998年开始，进入第五阶段。这一阶段，由实验室为主转为自然条件下测定；由叶片转为群落与叶片光合生态同时研究；使用的设备由台式仪-叶室，更换为光合车-大型同化箱及便携式光合作用仪。

1998年，我与植物所陈佐忠的博士后崔骁勇5月上旬到站。使用光合车、ASSA-1610型植物同化作用分析仪和6个大型同化箱，在自然条件下测定了羊草、冷蒿、沙蒿、大针茅和克氏针茅5类群落的光合和呼吸速率日进程及其土壤呼吸。从5月至9月初，每月测定一次。每期光合测定结束后，再测定群落的分种生物量、叶面积、茎叶比、比叶重和土壤含水量。在各期间歇期间，使用CI-301PS型便携式光合仪，测定了羊草、大针茅、克氏针茅、糙隐子草、木地肤、山葱、冷蒿、沙蒿等植物的光合与蒸腾速率日变化。此外，使用CI-203型光电面积仪，采用直接测量与面积-干重系数相结合的综合方法，测定了羊草、大针茅、冷蒿、沙蒿和杂类草5类群落及其主要植物种群、科群、纲群的叶面积指数季节动态。期间，与小崔同居一室，向他请教计算机知识，在数据处理方面收获颇丰。

5月中旬，进行第一次测定。凡事开头繁，仪器设备准备事宜较多。首先把ASSA-1610型红外仪安装到测定车上，将车开到样品地南侧，从发电机房接电。而后，安装空调管道和大型同化箱管道，修理管道中控制风速的阀门；前后用了6天才安装完毕。刚刚开始测定，空调风机的继电器便被烧坏，换之，运转正常。随后又出现红外仪读数不稳，估计为漏气所致。弄平同化箱地面，压紧同化箱罩，改用2个样气管取气，趋于稳定；同时发现红外仪零点缓慢飘移很大，一天达30ppm，这虽对二氧化碳浓度差值，即植物的同化量精度没有影响，但对绝对值影响甚大，需要经常进行标定。

测定期间，需要观察，需要记载，需要随时发现问题、解决问题，昼夜不能离人。所以，我与小崔轮流值班。白天常刮大风，有时将同化箱撕裂或掀翻；有时短暂狂风暴雨，将粗壮的气路管接口刮开、吹跑；有时因下雨气路进水。遇到这些情况，只好暂停测定，尽快处理，冒着风雨重新安装，或抽气排水。夜间，有时气温降至零度以下，出现霜冻，寒气逼人，只好棉袄加身。深夜，万籁俱寂，空气清新，新月如钩，群星灿烂，浩瀚的银河系、隔河相望的牛郎星与织女星、北极星、北斗七星……，历历在目；古希腊神话中的十二星座又在何方？中外无数神话，激起无限遐想，思绪进入一个神秘世界，顿感体轻步健，思维清晰。这种感受，在草原工作二十年来，前所未有；置身其中，是一种享受，是一种修炼，是一种超越。

每当接触一种以往没有使用过的仪器时，都有一个熟悉过程和操作技巧问题。CI-301ps型便携式光合仪的使用亦是如此。该仪器不受水分干扰，能自动调零点，二氧化碳绝对值准确。但测定之初发生过二个问题，一是光合速率测值特低，查找了许久，才发现仪器手柄处气路管开裂，有点漏气；二是二氧化碳差值读数，与ASSA-160型同化作用分析仪相比偏低。后来发现，是因为测定时间设置过短，气室之气没有充分交换所致，将其改设为30秒，测值则与ASSA-1610型红外仪一致。在其后测定中，逐渐积累了一些经验，如：大型同化箱之间，距离不可太近，以免早晚会遮光；样气管放置在同化箱出气口中央，采样最为均匀；调节管道风速的挡板要松紧适当，以振而不动为宜；须经常检查取气管内有无凝结水，以免造成气路不畅；发电机随时待命，一旦停电，立即发电，以免测定半途而废等。

群落叶面积指数测定，原想在野外现场进行，可能精度较高。但通过实践发现，草原地区风沙太大，不仅严重影响仪器寿命，而且叶片很快卷曲，难以测准。所以，改为在野外采集样品，装入塑料袋，带回实验室，尽快用CI-203型光电面积仪测定，而后烘干称重，求出面积-干重系数。这样，既保护了仪器，也节省时间，提高了精度。

新到货的delta-T AP4动态气孔计具有计算机系统和光量子测定装置，优于以前用过的MK-3型气孔计。但由于人员和时间有限，仅进行了试测。

在站期间，陈佐忠曾与我谈过他的设想，拟将草原站的研究工作分为群落学、地球化学循环、放牧与刈割、生理生态四项。待崔骁勇出站后，留在植物所，负责草原站的植物生理生态研究工作。7月下旬，以史德宽等组成的“九五”攻关项目检查团到站。8月中旬，出席海峡两岸植物地理学术交流会的代表来站参观、座谈。翌日，与全站人员聚餐，举行篝火晚会，邀请锡盟乌兰牧骑临场演出，热闹非凡。下旬，国家自然科学基金项目中期评估人员，约40人到站检查工作。9月初，结束测定，取出记录纸，收拾好仪器设备，返回北京。

1999年，7月上旬，博士后崔骁勇出站，第二任站长陈佐忠原本计划将其留所的设想落空。我即将退休，谁来接替光合生理生态研究工作，不得而知。

7月中旬，我来到草原站。按计划开始独自测定常见草原植物光合速率。首先，再次详读CI-301ps便携式红外仪说明书，熟悉仪器，用ASSA-1610型同化作用分析仪的标准气对其进行标定。在试机过程中，出现死机，所有键均失效；经过一夜，充电电池耗尽，重新开机，又正常了。后来，这种现象时有发生，不知原因何在，难道与设置或操作有关？

为减小测定者呼吸对大气二氧化碳浓度的影响，利用铜制取气管，采集距地面3米处的大气，作为测定气源。依据所测植物的叶片大小和形状，选用不同类型的叶室，如圆形叶室、长方形的小叶室和大叶室等。先后测定的植物种类约50种，依次为羊草、大针茅、无芒雀麦、西伯利亚羽茅、冰草、隐子草、洽草、芨芨草、沙竹、狗尾草、扁穗草、山葱、双齿葱、马蔺、细叶鸢尾、冷蒿、沙蒿、黄蒿、大籽蒿、蒙古蒿、狭叶青蒿、扁蓿豆、白花草木樨、紫苜蓿、斜茎黄芪、木岩黄芪、小叶锦鸡儿、高山紫菀、驴耳风毛菊、阿尔泰狗娃花、耧斗叶绣线菊、麻花头、旋花、沙棘、防风、马先蒿、乳浆大戟、地榆、木地肤、藜、二裂萎陵菜、菊叶萎陵菜、唐松草、叉分蓼、东北羊角芹、窄叶蓝盆花、鼠掌老鹳草、瓦松、大果榆、杨树等。

8月上旬，中科院北京森林站博士生小李来站，取走便携式光合测定仪的附件湿度调节器和人工光源。借此机会，问及该仪器出现死机的原因。他说：进货之初，青海高寒草甸站和内蒙古草原站的CI-301ps光合测定仪，在试机时就有死机现象，厂家说是因为电压不稳所致。解决办法是，打开后盖，拔下插头断电，再接上插头通电，即可恢复正常。并请他帮助将RS232软件输入气象站的笔记本电脑，拷贝已测定的数据。随后，博士生小牛取走土壤湿度计及其说明书。中旬，结束测定，将数据输入气象站的笔记本电脑，再将其拷贝至软盘。

这一年，值得记录之事不多。7月下旬，站上开车前往牧场场部观看赛马。8月中旬，在草原站举行建站20周年庆祝大会，陈佐忠主持，副站长白永飞、原副院长中科院院士孙鸿烈、中科院生命科学与生物技术局副局长康乐、内蒙古大学教授刘钟龄、北京森林站第一任站长陈灵芝、植物所新任所长兼草原站站长韩兴国、第一任草原站站长姜恕等先后讲话，会后老同志座谈。翌日，游白杄云杉林、达来诺尔湖和扎赉特屯等地。晚上，篝火晚会，与会者纷纷献艺，有的一展歌喉，有的翩翩起舞，有的即兴朗诵。

2000年，7月上旬到站。CI-301ps光合测定仪运转正常，为植物所李镇清博士测定盆栽羊草、大针茅光合速率，并向其请教电脑制图方法。而后继续去年的测定，所测植物种类共67种：依次为：赖草、克氏针茅、贝加尔针茅、巨序剪股颖、小画眉、寸草苔、日阴菅、黄囊苔、灰脉苔草、水麦冬、野韭、黄花葱、矮葱、射干鸢尾、变蒿、黄花草木樨、多叶棘豆、黄花苜蓿、披针叶黄华、甘草、蓝刺头、莲座蓟、白头翁、莴苣、风毛菊、异茎风毛菊、山刺玫、蓬子菜、达乌里芯巴、皱叶沙参、长柱沙参、红纹马先蒿、并头黄芩、狼毒、沙参、西伯利亚山杏、东北鹤虱、猪毛菜、尖头叶藜、灰绿藜、藜、毛萼麦瓶草、山天冬、星毛萎陵菜、山萝卜、二色补血草、扁蓿豆、滨藜、反枝苋、棉团铁线莲、箭叶橐吾、草麻黄、大车前、狐尾蓼、金戴戴、西伯利亚蓼、獐牙草、轮叶萎陵菜、野亚麻、百里香、鹅绒萎陵菜、萹蓄、湿润和干旱地的羊草、山葱、冷蒿、紫苜蓿和西伯利亚羽茅。7月中旬，发现当充电太足时该仪器容易死机，于是改为每次充电2-3小时，之后再未出现过死机现象。正是实践出真知，熟能生巧智。

7月中旬，老陈、小莫等回京，带走气孔计与光量子仪。此时，除8名不相识的学生外，科研人员只有陈有军和我二位在站。数年前，7-8月属于旺季，人员云集，热闹非凡；可眼下，“老草原”陆续退休，“新草原”寥寥无几，显得冷冷清清。没过多久，我亦结束测定，整理标本，将种名不确定者交陈有军，托他转草原生态和植物分类专家刘书润鉴定。然后，收拾物品，将红外仪装箱，与草原站告别。

依据本阶段测定，陆续撰写论文6篇：内蒙古半干旱草原沙地植物群落光合特征的动态研究（植物生态学报）、半干旱草原主要植物光能和水分利用效率特征的研究（草业学报）（收入《内蒙古半干旱草原土壤-植被-大气相互作用》，气象出版社）、内蒙古典型草原主要植物群落土壤呼吸的初步研究（草地学报）、内蒙古典型草原地区常见植物光合速率、蒸腾速率和水分利用效率的比较研究（草业科学）、内蒙古典型草原地区5类植物群落叶面积指数的比较研究（中国草地）、半干旱草原碳素循环与生产力研究（博士后崔骁勇出站论文）。

二十多年来，我们撰写了几十篇论文，参阅了不少SCI的相关文章，其中有的与我们的水平相近，但由于没有重视国际学术交流，加之英语水平有限，所以从未向SCI投稿。不过，美国的Biological Abstracts、捷克的Photosynthesis Bibliography、英国的HebeAbstracts等均刊登过我们的论文摘要，美国、阿根廷、日本、捷克、苏联等国学者亦索取过我们的论文，还参加过几次国际学术会议，总算是在国际上也有所交流吧！

随着崔骁勇出站和我退休，草原站的光合生态研究告一段落。二十多年来，对草原的环境逐渐适应，对草原的感情日益深厚，对研究成果颇为欣慰，对研究过程回味无穷。然而，自古万事难求全，遗憾之处在所难免：一是将光合与生物量和光能利用结合起来研究的夙愿没有实现；二是未能创造植物在高二氧化碳浓度下的生长条件，深入研究二氧化碳浓度倍增对草原光合特性的影响；三是包括草原光合生态研究成果在内的2部专著：《内蒙古羊草草原生态系统及其持续发展》和《内蒙古大针茅草原生态系统及其持续发展》，以及《内蒙古典型草原光合生理生态研究》的编纂出版计划落空；四是虽然进行了一些联系生产的研究，但未能向前再跨一步，运用于生产实践。

九年之后，在庆祝草原站成立30周年之际，我们这些曾经同甘共苦、并肩战斗的“老草原”，再次来到锡林河畔，欢聚一堂，情深意切，畅谈如初，精神面貌不减当年，只是已经年过古稀，白发斑斑。可喜的是，草原站的规模、仪器、设备和研究工作均有巨大进展。看今朝，忆往昔，不尽思潮滚滚，感慨万千：时代在前进，科学在发展，成果日日新，献给大草原。