向《科學(xué)》投稿兩個多月了，Hamid M. Behzad仍沒有收到任何消息。正當(dāng)他幾乎要放棄時，一天，其博士后合作導(dǎo)師、中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所（以下簡稱亞熱帶生態(tài)所）研究員聶云鵬跑到辦公室，帶給他文章被接收的喜訊。
“我起初還不太相信?！边@位來自伊朗的“80后”，只比聶云鵬小一歲。為了這篇評述文章，他們兩人忙活了近一年。
近日，該評述文章在Letter欄目以封面文章形式發(fā)表，Hamid為第一作者，聶云鵬為通訊作者。這是《科學(xué)》第三次發(fā)表與中國西南喀斯特生態(tài)環(huán)境有關(guān)的內(nèi)容。
文章中指出，地下水洪水隱蔽、破壞力大且長期被忽視，其風(fēng)險遠未引起公眾、學(xué)術(shù)界以及相關(guān)部門的足夠重視。這篇文章譯成中文雖然只有800多字，卻為全球范圍內(nèi)廣泛存在但常被忽視的地下水泛濫風(fēng)險敲響了警鐘。
一封來自伊朗的長郵件
Hamid和聶云鵬在地下水研究方面結(jié)緣，還要從一封長郵件說起。
那是2023年1月9日，正在瀏覽喀斯特領(lǐng)域最新研究論文的聶云鵬，收到一封來自伊朗的博士后申請郵件。但讓他顧慮的是，伊朗的官方語言不是英語，萬一申請者英語不好，溝通起來會不會很困難？更何況申請者的年齡只比1984年出生的他小一歲。
聶云鵬說，Hamid的第一封郵件并不長，但寫得足夠誠懇，他便復(fù)信讓其補充工作內(nèi)容以便深入了解。
聶云鵬當(dāng)年計劃招3名博士后，已有幾名滿意的申請者?！捌鸪跷覜]對Hamid抱太大希望，因為他的研究內(nèi)容和我太相似，我擔(dān)心很難碰撞出新東西，而其他幾位申請者的研究方向較為不同，反而更容易拓展出新成果。”聶云鵬說。
第二封郵件很快發(fā)來了。與上次不同的是，這封郵件足有6000多個英文單詞。郵件中，Hamid通過五六個附件著重介紹了他的研究工作、成果和未來計劃。他還對聶云鵬的研究工作如數(shù)家珍，甚至具體到一篇論文的方法、觀點、結(jié)論等，這讓聶云鵬印象十分深刻?！瓣P(guān)鍵是他之前引用了我們團隊的很多成果，同時延伸出不少新的成果。”聶云鵬說。
申請者對導(dǎo)師的研究內(nèi)容、科研成果等如此熟悉，無疑會讓導(dǎo)師動心。但真正讓聶云鵬決定接收Hamid的是共情。
“我有太多發(fā)郵件的經(jīng)歷?！甭櫾迄i回憶說，此前，他的導(dǎo)師、亞熱帶生態(tài)所研究員陳洪松承擔(dān)國際項目時想邀請一位國際知名學(xué)者，聶云鵬負(fù)責(zé)撰寫邀請郵件?！澳欠忄]件我寫得很誠懇，既有目的地的美景、美食、文化等內(nèi)容，又有翔實的附件參考。后來那位科學(xué)家告訴我，就是這封用心的郵件，讓他決定再次來中國做學(xué)術(shù)訪問?！?/p>
“或許我收到Hamid的郵件和外國專家收到我的郵件時的心情是一樣的?！甭櫾迄i說，即使可能會遇到語言不通等問題，他還是決定把Hamid招過來。
從特殊洪水中獲重要線索
Hamid一直從事喀斯特相關(guān)研究，在伊朗攻讀了喀斯特水文地質(zhì)專業(yè)的碩士和博士學(xué)位。在這個過程中，他被中國的喀斯特研究深深吸引。
喀斯特就是巖溶，是水對可溶性巖石進行以化學(xué)溶蝕作用為主，以流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等機械作用為輔的地質(zhì)作用，以及由這些作用產(chǎn)生的現(xiàn)象總稱。
喀斯特地貌在全球范圍內(nèi)廣泛分布，約占陸地總面積的15%。在中國，喀斯特地貌約占全國陸地總面積的三分之一，集中分布于廣西、云南、貴州等地，形成世界上連片出露面積最大的喀斯特區(qū)。
“我們有很多國外沒有的喀斯特地貌形態(tài)，并且我國喀斯特地區(qū)人口密集，國外則人口稀少?！眮啛釒鷳B(tài)所研究員、中國科學(xué)院環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站站長王克林表示，中國有著全球最復(fù)雜的喀斯特地貌，我國科學(xué)家圍繞喀斯特做了大量研究，走在國際前列。
2023年6月，《科學(xué)》發(fā)表了一篇關(guān)于南美平原區(qū)過去幾十年因農(nóng)業(yè)擴張導(dǎo)致地下水洪水增加的文章。“我當(dāng)時拿著這篇文章和Hamid交流，閑聊中我第一次了解到伊朗有種特殊的洪水，即地下水洪水，破壞力很大?！盚amid展示的幾張照片給聶云鵬留下深刻印象。
所謂地下水洪水，就是由地下而非地表水文過程主導(dǎo)的洪水。
中國有沒有類似的地下水洪水？“其實我國喀斯特地區(qū)的地下水洪水和伊朗的類似，只是成因不同。”聶云鵬說，我國喀斯特地區(qū)一直飽受洪水困擾，多為極其隱蔽的地下水洪水，只是業(yè)界一直沒有明確它的概念，往往認(rèn)為是地表水滲漏所致，地下水泛濫風(fēng)險遠未引起重視。
聶云鵬表示，喀斯特區(qū)地下形態(tài)多為雨水沿著可溶性巖石的層面、節(jié)理或斷層進行溶蝕而形成的地下孔道，即常見的落水洞、洞穴等。落水洞一般被認(rèn)為是其所在小流域地表、地下徑流的排泄口。然而，落水洞往往不是孤立存在的，而是通過地下管道與其他小流域的落水洞連接。因此，相對高海拔落水洞排泄的徑流，往往會通過低海拔落水洞反涌，嚴(yán)重時會形成地下水洪水。
伊朗國土絕大部分在伊朗高原上，是高原國家?！耙晾仕Y源分布不均勻，耕地資源豐富的農(nóng)區(qū)需要調(diào)用大量水源進行澆灌，而不合理的灌溉會導(dǎo)致多余水分進入地下，并形成農(nóng)區(qū)下游的地下水洪水。”Hamid說。
通過交流后，二人形成共鳴，并確定以被忽視的地下水洪水主題為喀斯特發(fā)聲。
他們在大量調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，喀斯特地區(qū)地下水泛濫通常在強烈、短時間的降雨后立即發(fā)生，因此常被誤認(rèn)為是地表洪水。與強降雨、融雪或河流溢流引發(fā)的常規(guī)洪水不同，當(dāng)?shù)叵滤疂B入地下室等地下結(jié)構(gòu)時，地下水洪水便會逐漸發(fā)生。
與常規(guī)洪水不同，地下水洪水可持續(xù)數(shù)月或數(shù)年。過去10年，英格蘭地下水洪水造成的經(jīng)濟損失是常規(guī)洪水的2.5倍?！俺鞘械囊恍┑厣系叵禄A(chǔ)設(shè)施是在工業(yè)時代建的，當(dāng)時地下水位處于歷史最低水平，沒預(yù)見到未來地下水位上升的可能性?！盚amid表示。
而地下水泛濫規(guī)模巨大，難以準(zhǔn)確評估其社會損失，深入研究則耗資巨大。
聶云鵬表示，由于地下水洪水與常規(guī)洪水的形成機制有明顯差異，傳統(tǒng)防洪堤壩等措施幾乎無益于地下水洪水防范。地下水洪水過程監(jiān)測也極度匱乏，限制了基于翔實數(shù)據(jù)的預(yù)測模型構(gòu)建和人工智能技術(shù)在無資料區(qū)洪水預(yù)報中的應(yīng)用。
為800字的“豆腐塊”，值嗎？
當(dāng)記者問及為了800字的“豆腐塊”忙活近一年是否值得時，聶云鵬毫不猶豫地說“值”。
“全社會對喀斯特的關(guān)注度太低了。”聶云鵬說，喀斯特的最大特色和最大貢獻就是水，以占全球陸地僅15%的面積為全球1/4的人口提供了淡水資源，公眾和學(xué)界對該類型區(qū)的關(guān)注度與其貢獻遠不匹配。
過去幾十年里，包括亞熱帶生態(tài)所等的科研團隊持續(xù)開展喀斯特相關(guān)研究。2021年，亞熱帶生態(tài)所牽頭，聯(lián)合中國科學(xué)院、中國地質(zhì)調(diào)查局、教育部、國家林業(yè)和草原局等單位所屬的13個喀斯特生態(tài)系統(tǒng)野外觀測研究站，成立中國喀斯特生態(tài)系統(tǒng)野外觀測研究站聯(lián)盟，合力開展聯(lián)網(wǎng)研究。
同時，王克林、陳洪松等牽頭研發(fā)的喀斯特石漠化綜合治理與生態(tài)服務(wù)功能提升技術(shù)研究示范成果，作為重點研發(fā)計劃生態(tài)類項目代表性成果參加國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展。相關(guān)成果獲廣西科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎。
“這還不夠。”聶云鵬表示，在全球范圍內(nèi)，喀斯特研究仍然不足，且很多并未從喀斯特角度出發(fā)開展系統(tǒng)研究，只是作為附加話題提及或隱藏在材料方法部分?！耙坏┯信c喀斯特相關(guān)的任何成果，我都會第一時間分享給團隊，充分借鑒?！?/p>
除了邀請外國專家來中國考察交流、爭取國家重點研發(fā)計劃政府間（中美）國際科技創(chuàng)新合作項目等，聶云鵬還有個堅持很久的習(xí)慣，就是在發(fā)表論文時保留“karst”（喀斯特）字眼?！耙恍┢诳膶徃鍖＜以ㄗh我刪掉‘karst’，但我還是會極力解釋一番保留的必要性，爭取讓喀斯特研究成果多得到一些關(guān)注?！?/p>
聶云鵬表示，未來團隊將基于此次發(fā)表的評述文章，積極開展喀斯特地下水洪水相關(guān)研究。他還建議政府等部門積極實施專門針對地下水管理的戰(zhàn)略，包括開發(fā)和升級先進的地下水監(jiān)測系統(tǒng)、執(zhí)行針對水敏感設(shè)計的建筑法規(guī)、限制人工地下水補給、實施適當(dāng)?shù)耐恋乩靡?guī)劃、制訂協(xié)調(diào)地表水和地下水資源可持續(xù)利用的綜合水管理計劃等。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1126/science.ado6820
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