向《科學(xué)》投稿兩個(gè)多月了，Hamid M. Behzad仍沒(méi)有收到任何消息。正當(dāng)他幾乎要放棄時(shí)，一天，其博士后合作導(dǎo)師、中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所（以下簡(jiǎn)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。”這位來(lái)自伊朗的“80后”，只比聶云鵬小一歲。為了這篇評(píng)述文章，他們兩人忙活了近一年。
近日，該評(píng)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(guó)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(zhǎng)期被忽視，其風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)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(xiǎn)敲響了警鐘。
一封來(lái)自伊朗的長(zhǎng)郵件
Hamid和聶云鵬在地下水研究方面結(jié)緣，還要從一封長(zhǎng)郵件說(shuō)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(lái)自伊朗的博士后申請(qǐng)郵件。但讓他顧慮的是，伊朗的官方語(yǔ)言不是英語(yǔ)，萬(wàn)一申請(qǐng)者英語(yǔ)不好，溝通起來(lái)會(huì)不會(huì)很困難？更何況申請(qǐng)者的年齡只比1984年出生的他小一歲。
聶云鵬說(shuō)，Hamid的第一封郵件并不長(zhǎng)，但寫(xiě)得足夠誠(chéng)懇，他便復(fù)信讓其補(bǔ)充工作內(nèi)容以便深入了解。
聶云鵬當(dāng)年計(jì)劃招3名博士后，已有幾名滿意的申請(qǐng)者?！捌鸪跷覜](méi)對(duì)Hamid抱太大希望，因?yàn)樗难芯績(jī)?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(qǐng)者的研究方向較為不同，反而更容易拓展出新成果?！甭櫾迄i說(shuō)。
第二封郵件很快發(fā)來(lái)了。與上次不同的是，這封郵件足有6000多個(gè)英文單詞。郵件中，Hamid通過(guò)五六個(gè)附件著重介紹了他的研究工作、成果和未來(lái)計(jì)劃。他還對(duì)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(diǎn)、結(jié)論等，這讓聶云鵬印象十分深刻。“關(guān)鍵是他之前引用了我們團(tuán)隊(duì)的很多成果，同時(shí)延伸出不少新的成果?！甭櫾迄i說(shuō)。
申請(qǐng)者對(duì)導(dǎo)師的研究?jī)?nèi)容、科研成果等如此熟悉，無(wú)疑會(huì)讓導(dǎo)師動(dòng)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(shuō)，此前，他的導(dǎo)師、亞熱帶生態(tài)所研究員陳洪松承擔(dān)國(guó)際項(xiàng)目時(shí)想邀請(qǐng)一位國(guó)際知名學(xué)者，聶云鵬負(fù)責(zé)撰寫(xiě)邀請(qǐng)郵件。“那封郵件我寫(xiě)得很誠(chéng)懇，既有目的地的美景、美食、文化等內(nèi)容，又有翔實(shí)的附件參考。后來(lái)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(lái)中國(guó)做學(xué)術(shù)訪問(wèn)。”
“或許我收到Hamid的郵件和外國(guó)專家收到我的郵件時(shí)的心情是一樣的?！甭櫾迄i說(shuō)，即使可能會(huì)遇到語(yǔ)言不通等問(wèn)題，他還是決定把Hamid招過(guò)來(lái)。
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(gè)過(guò)程中，他被中國(guó)的喀斯特研究深深吸引。
喀斯特就是巖溶，是水對(duì)可溶性巖石進(jìn)行以化學(xué)溶蝕作用為主，以流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等機(jī)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(guó)，喀斯特地貌約占全國(guó)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(guó)外沒(méi)有的喀斯特地貌形態(tài)，并且我國(guó)喀斯特地區(qū)人口密集，國(guó)外則人口稀少?！眮啛釒鷳B(tài)所研究員、中國(guó)科學(xué)院環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站站長(zhǎng)王克林表示，中國(guó)有著全球最復(fù)雜的喀斯特地貌，我國(guó)科學(xué)家圍繞喀斯特做了大量研究，走在國(guó)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(guò)去幾十年因農(nóng)業(yè)擴(kuò)張導(dǎo)致地下水洪水增加的文章?！拔耶?dāng)時(shí)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(guò)程主導(dǎo)的洪水。
中國(guó)有沒(méi)有類似的地下水洪水？“其實(shí)我國(guó)喀斯特地區(qū)的地下水洪水和伊朗的類似，只是成因不同?！甭櫾迄i說(shuō)，我國(guó)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(méi)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(xiǎn)遠(yuǎn)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(jìn)行溶蝕而形成的地下孔道，即常見(jiàn)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(guò)地下管道與其他小流域的落水洞連接。因此，相對(duì)高海拔落水洞排泄的徑流，往往會(huì)通過(guò)低海拔落水洞反涌，嚴(yán)重時(shí)會(huì)形成地下水洪水。
伊朗國(guó)土絕大部分在伊朗高原上，是高原國(guó)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(jìn)行澆灌，而不合理的灌溉會(huì)導(dǎo)致多余水分進(jìn)入地下，并形成農(nóng)區(qū)下游的地下水洪水?！盚amid說(shuō)。
通過(guò)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?cè)诖罅空{(diào)研后發(fā)現(xiàn)，喀斯特地區(qū)地下水泛濫通常在強(qiáng)烈、短時(shí)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(qiáng)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(shí)，地下水洪水便會(huì)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(guò)去10年，英格蘭地下水洪水造成的經(jīng)濟(jì)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(shí)代建的，當(dāng)時(shí)地下水位處于歷史最低水平，沒(méi)預(yù)見(jiàn)到未來(lái)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(píng)估其社會(huì)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(jī)制有明顯差異，傳統(tǒng)防洪堤壩等措施幾乎無(wú)益于地下水洪水防范。地下水洪水過(guò)程監(jiān)測(cè)也極度匱乏，限制了基于翔實(shí)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)模型構(gòu)建和人工智能技術(shù)在無(wú)資料區(qū)洪水預(yù)報(bào)中的應(yīng)用。
為800字的“豆腐塊”，值嗎？
當(dāng)記者問(wèn)及為了800字的“豆腐塊”忙活近一年是否值得時(shí)，聶云鵬毫不猶豫地說(shuō)“值”。
“全社會(huì)對(duì)喀斯特的關(guān)注度太低了?！甭櫾迄i說(shuō)，喀斯特的最大特色和最大貢獻(xiàn)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(duì)該類型區(qū)的關(guān)注度與其貢獻(xiàn)遠(yuǎn)不匹配。
過(guò)去幾十年里，包括亞熱帶生態(tài)所等的科研團(tuán)隊(duì)持續(xù)開(kāi)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(guó)科學(xué)院、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局、教育部、國(guó)家林業(yè)和草原局等單位所屬的13個(gè)喀斯特生態(tài)系統(tǒng)野外觀測(cè)研究站，成立中國(guó)喀斯特生態(tài)系統(tǒng)野外觀測(cè)研究站聯(lián)盟，合力開(kāi)展聯(lián)網(wǎng)研究。
同時(shí)，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(diǎn)研發(fā)計(jì)劃生態(tài)類項(xiàng)目代表性成果參加國(guó)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(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
“這還不夠?！甭櫾迄i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(kāi)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(huì)第一時(shí)間分享給團(tuán)隊(duì)，充分借鑒?！?/p>
除了邀請(qǐng)外國(guó)專家來(lái)中國(guó)考察交流、爭(zhēng)取國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃政府間（中美）國(guó)際科技創(chuàng)新合作項(xiàng)目等，聶云鵬還有個(gè)堅(jiān)持很久的習(xí)慣，就是在發(fā)表論文時(shí)保留“karst”（喀斯特）字眼。“一些期刊的審稿專家曾建議我刪掉‘karst’，但我還是會(huì)極力解釋一番保留的必要性，爭(zhēng)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(lái)團(tuán)隊(duì)將基于此次發(fā)表的評(píng)述文章，積極開(kāi)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(shí)施專門針對(duì)地下水管理的戰(zhàn)略，包括開(kāi)發(fā)和升級(jí)先進(jìn)的地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、執(zhí)行針對(duì)水敏感設(shè)計(jì)的建筑法規(guī)、限制人工地下水補(bǔ)給、實(shí)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(jì)劃等。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1126/science.ado6820