35年前，26歲的湖南常德小伙邵明安歷時(shí)6天輾轉(zhuǎn)一千多公里，用扁擔(dān)挑著行李走進(jìn)中國科學(xué)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(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉和黃土高原植被建造提供了重要的科學(xué)依據(jù)而成為中國科學(xué)院地學(xué)部新晉院士的邵明安已兩鬢斑白，成了一個(gè)地道的黃土高原老漢。
邵明安是水保所建所以來當(dāng)選的第三位從事黃土高原水土保持領(lǐng)域研究的中國科學(xué)院院士（學(xué)部委員）。“土壤中的水，它怎么運(yùn)動(dòng)的，它原來有個(gè)方程，那個(gè)方程從來沒有被人求解過，我把這個(gè)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(xué)報(bào)》記者解釋說。
求解一個(gè)公式
天一生水，水土生萬物。農(nóng)耕文明最基本的條件是水和土。
水保所是我國唯一的一個(gè)以水土資源的保護(hù)與利用的研究機(jī)構(gòu)。自1956年成立至今，以土壤化學(xué)家、中國科學(xué)院學(xué)部委員虞宏正，土壤學(xué)與水土保持學(xué)家、中國科學(xué)院院士朱顯謨，旱地農(nóng)業(yè)學(xué)家、中國工程院院士山侖，土壤侵蝕學(xué)家、歐亞科學(xué)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(xué)技術(shù)研究，先后取得各種科研成果500余項(xiàng)，其中獲得國家科技進(jìn)步成果獎(jiǎng)10項(xiàng)，為黃土高原國土整治、旱地農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展、生態(tài)的恢復(fù)與建設(shè)方面發(fā)揮了重要的科技支撐作用。
但是，如何創(chuàng)新出半干旱區(qū)的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)技術(shù)體系？如何調(diào)控土壤侵蝕環(huán)境？如何高效利用水土資源？這些問題一方面說明我國農(nóng)業(yè)水資源利用還有很大潛力，另一方面也說明目前科學(xué)界對(duì)土壤、植物、大氣循環(huán)系統(tǒng)中水分運(yùn)動(dòng)、利用與肥等的轉(zhuǎn)運(yùn)及其相互關(guān)系研究等還未從學(xué)科基礎(chǔ)理論方面研究清楚。
這也是世界土壤物理學(xué)界一直未破解的一個(gè)難題，即建立并求解土壤導(dǎo)水參數(shù)模型公式。
多年來，邵明安通過黃土高原水分—植物實(shí)驗(yàn)獲得的大量數(shù)據(jù)，沖擊這個(gè)難題。在推算土壤導(dǎo)水參數(shù)時(shí)，他感覺通常所用的通過試驗(yàn)直接測定或通過數(shù)據(jù)計(jì)算求解的辦法太過繁冗和費(fèi)時(shí)，于是晝思夜想，苦苦推算，終于研究出根據(jù)土壤水分的再分布過程推求土壤導(dǎo)水參數(shù)的新方法。《黃土區(qū)土壤水分有效性的動(dòng)力學(xué)模式》《植物根系吸收土壤水分的數(shù)學(xué)模型》等論文發(fā)表后，立馬引起同行關(guān)注。在國際旱地農(nóng)業(yè)學(xué)術(shù)討論會(huì)和中國土壤學(xué)會(huì)年會(huì)上，專家們一致認(rèn)為這些研究成果已達(dá)國際水平。
因成果卓越，1988年9月，邵明安獲首屆中國科協(xié)“青年科技獎(jiǎng)”；1996年11月，他的《廣義相似論確定土壤水分?jǐn)U散系數(shù)》一文在Soil Science期刊的首篇位置發(fā)表。世界著名的土壤物理學(xué)家、美國康奈爾大學(xué)Parlange教授在Soil Science為此文評(píng)述，認(rèn)為邵明安在這方面的研究已經(jīng)達(dá)到了國際水平，并指出該理論有更大的應(yīng)用范圍。
邵明安終于獲得了土壤水文學(xué)參數(shù)最通用的van Genuchten模型的解析表達(dá)式，建立了確定參數(shù)的新方法，分析求解了土壤水分運(yùn)動(dòng)的Richards方程，并以此對(duì)土壤水分對(duì)作物的有效性提出新的判斷指標(biāo)。為此，有效解決了長期困擾該領(lǐng)域其參數(shù)的唯一性、準(zhǔn)確性和實(shí)用性問題。Richards方程的分析解是土壤物理學(xué)上的突破，獲得了美、英、澳三國7所大學(xué)8位世界知名土壤物理學(xué)家的高度評(píng)價(jià)，被作為一個(gè)章節(jié)寫入美國大學(xué)專業(yè)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(yè)后做過鄉(xiāng)村民辦教師，后被推薦為工農(nóng)兵學(xué)員去了湖南常德農(nóng)校，學(xué)習(xí)園藝學(xué)。畢業(yè)時(shí)正值恢復(fù)高考的1977年，但當(dāng)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(xué)物理學(xué)專業(yè)。
“考大學(xué)能掙工分嗎？你能考得上嗎？”高考之前，身為農(nóng)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(gè)人能考上，那一定是我；如果有多個(gè)人能考上，我一定是第一。”
憑著這股執(zhí)拗勁，邵明安不僅考上了，而且在接下來的大學(xué)四年中一直是系里的高材生。“電動(dòng)力學(xué)”是物理系最難的專業(yè)課之一，他卻成為建系以來第一個(gè)滿分獲得者。
1982年初，尚未畢業(yè)的邵明安打算報(bào)考研究生。因其高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好，老師建議他報(bào)考最擅長的理論物理，但邵明安卻偏偏選擇了報(bào)考位于陜西黃土高原的水保所的土壤物理專業(yè)，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(nóng)學(xué)和物理學(xué)交叉結(jié)合的研究路徑。
1983年9月，在導(dǎo)師的建議下，邵明安選擇了“黃土區(qū)土壤—植物系統(tǒng)水動(dòng)力學(xué)研究”這一國際前沿學(xué)術(shù)命題，從此幾乎把所有時(shí)間都投入到工作中，后來的兩年里干脆住進(jìn)了溫室。他白天試驗(yàn)觀測，晚上整理資料。據(jù)水保所的同事講，1984年春節(jié)，新婚半年的妻子譚寨璐從湖南來探親，也要給他當(dāng)“臨時(shí)工”，在溫室里和他一起稱土柱、計(jì)算數(shù)據(jù)……
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(jī)會(huì)，一心探究破解水分運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)難題，為黃土高原水土保持作出卓越貢獻(xiàn)。
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(xué)和帝國理工學(xué)院進(jìn)修。國外先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和研究條件使他的“土壤—植物—大氣連續(xù)統(tǒng)一體”研究取得了長足進(jìn)展。一次在意大利召開的國際土壤物理學(xué)術(shù)研討會(huì)上，他作了題為《土壤—植物—大氣系統(tǒng)中水分應(yīng)用及滯后效應(yīng)影響》的報(bào)告，得到與會(huì)世界著名土壤物理學(xué)家的充分肯定。1990年6月，他謝絕前往美國工作的邀請(qǐng)，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(xué)做研究訪問，進(jìn)行“根系中水分和溶質(zhì)運(yùn)動(dòng)”的合作研究。其間他攻讀了博士學(xué)位，成為美國科協(xié)會(huì)員、美國土壤學(xué)會(huì)會(huì)員。當(dāng)時(shí)有人說他大概不會(huì)回來了，還有人說即便回來，也不會(huì)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(xué)位證書發(fā)下來，就帶著一箱箱書和資料再一次踏上了黃土地，走進(jìn)了水保所的大門。
時(shí)隔二十載，邵明安回憶，在美國愛荷華州立大學(xué)期間，時(shí)任中國科學(xué)院院長周光召院士與他談話半個(gè)小時(shí)，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(fù)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(nóng)業(yè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，還是曾任水保所副所長、所長，在學(xué)生們眼中，對(duì)邵明安印象最深的有兩點(diǎn)，一是不善言談的科研“拼命三郎”，二是業(yè)余時(shí)間喜歡打乒乓球的老師。
邵明安不善言談，同事或?qū)W生與他談話時(shí)往往出現(xiàn)冷場局面，因他大多是一句概括性或指導(dǎo)性的話講完后就不開口了。但他會(huì)對(duì)前來的學(xué)界朋友或?qū)W生說：“一會(huì)兒我們打乒乓球吧。”
他曾作為領(lǐng)隊(duì)帶領(lǐng)水保所同志參加西北農(nóng)林科技大學(xué)的乒乓球比賽，看他嚴(yán)格訓(xùn)練隊(duì)員的態(tài)度就如同看到了他在科研上的那股拼勁。據(jù)他的博士后學(xué)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(xué)生講授“土壤物理學(xué)”；曾掛著沉重的心臟和血壓動(dòng)態(tài)觀測儀為研究生作關(guān)于“如何更好地做科學(xué)研究”的報(bào)告……
“一個(gè)小流域的土壤當(dāng)中，有多少水，能承載多少植被，這對(duì)我們退耕還林還草也有作用，我們就是要從科學(xué)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。”
