中国科学院院士袁道先中国岩溶研究的先行者

本刊记者/刘红伟

从小怀揣报国理想

1933 年8 月，浙江诸暨，袁道先出生在一个知识分子家庭。

袁家是书香门第，文化旺族，袁道先从小就接受了良好的教育。他的父亲袁哲上世纪初从浙江诸暨双桥农村来到上海，后来赴日本早稻田大学攻读教育硕士，曾经先后担任中央大学、中山大学、复旦大学教授，是国立湖南师范学院（现：湖南师范大学）创办人之一、著名的上海市育才中学校长（1946 ～1950），是民国时期著名的教育家、心理学家、语文教育学家，他的著作至今仍是许多大学博士生论文的重要研究课题。

生在旧社会，长在旧社会。战火纷飞的年代，经历之艰辛自然不必多说。抗日战争的战火中，袁道先不得不中途退学，跟随姐姐袁善如和堂哥袁承根去湖南投靠其父亲，他们当时顶着敌人的炮火，一路逃难到了湖南。当时袁哲担任着国立湖南师范学院筹备委员会委员兼公民训育系主任，袁道先于是就顺势在国立师范学院附小重新开始上学。

1944 年，年仅12 岁的袁道先又跟随其家人迁至近重庆沙坪坝区青木关镇，并于1944至1946 年间就读于中央大学附中。

据他回忆，当时日军飞机经常来轰炸，学习和生活十分艰险，常常是防空警报一响，他们就跑出教室，或是进入紧急防空洞避难，或是卧倒在田埂下边。但是，“我们从来没有停止过学习，读书都很认真，和我的许多同学一样，我当时最大的心愿就是立志报国。”袁道先深情地说。

袁道先接着说道：“那时的冬天，学校没有热水，然而就在学校的不远处有一处温泉，我们早上就跑到那里去洗漱，然后朗读英语，我的英语基础应该就是在那个时候打下的。”

艰苦的生活和学习条件没能阻止袁道先求学的欲望，青木关的青山绿水为他营造了不错的学习环境，甘甜的泉水和怡人的温泉为他的生活提供了不少便利，崎岖的山路和田垄更是磨练了他的意志、锻炼了他的体质。

谈及是如何与岩溶研究结缘的，他告诉记者：“其实主要是受中学化学老师的影响，当时的化学老师韩金鉴，课讲得非常生动有趣，他常常讲一些化学家的小故事，我从那时对化学开始产生了浓厚的兴趣。我正是喜欢化学，后来才选择了研究岩溶的。”

高中毕业后，袁道先响应国家号召，毅然选择了南京地质探矿专科学校（南京大学地质系的一部分）地质矿床科就读，1952 年毕业后到南京地质学校（2000 年并入东南大学）任教。

1953 年3月调入地质部水文地质局，他先后任黄河中游清水河队小组长（1953年），三门峡队副分队长（1954 年），国务院西藏工程勘察队（1955 ～1957 年）技术员，长江流域规划办公室乌江队地质工程师（1957 年）。1958 年后，他相继任山东、云南、广西和金沙江等地水文地质队技术员、技术负责人、总工程师；1978年，调任中国地质科学院岩溶地质研究所，并担任第一任所长；1991 年，当选中国科学院地学部院士。

推动中国岩溶研究发展

袁道先是我国第一位岩溶地质领域的院士。几十年来，他把地球系统科学引入岩溶学，提出岩溶动力学理论，先后为我国的水电建设、铁路工程地质工作和农田水利水文地质、工程地质工作做出了重要贡献。

20 世纪50 ～60 年代，他承担了三门峡坝址勘查，组织负责了拉萨第一座水电站从勘察设计到施工完工的全部地质勘察工作，查勘了雅鲁藏布江和乌江沿线的水能资源。

60 ～70 年代，他在山东、云南、广西从事水文地质调查和勘查研究工作，提出了岩溶地下水最基本的特征是含水介质不均匀性的概念，起草了有关规范规程，指导了岩溶地区的水文地质勘查工作；同时，他还在成昆铁路金沙江以南200 公里的线路上，勘察调查了几百个工点，查清地质隐患，有力地保证了成昆铁路顺利建成通车。

期间，他根据多年的研究撰写的《论岩溶水的不均匀性》论文在国内外发表；主编的专著《岩溶地区供水水文地质工作方法》于1979 年由地质出版社出版；起草的《岩溶地区区域水文地质普查规程》已由原国家地质总局颁发试行，为岩溶地区复杂的水文地质条件下因地制宜抓住关键问题，保证水文地质普查勘察工作质量等方面发挥了积极作用。

80 年代中后期，袁道先在桂林典型岩溶峰丛洼地区建成了一个岩溶水文地质试验场，并先后开展了水动力场、温度场、化学场的系统研究，建立了包气带岩溶地下水运动机制、调蓄功能的数学模型，为我国南方岩溶地下水资源评价提出新的研究方法，该成果获地矿部科技成果二等奖。

此外，他系统总结了我国开放系统、半开放系统和半封闭系统岩溶发育的地球化学机制，并利用岩溶地球化学场及示踪技术验证了济南趵突泉的补给途径；把环境科学、地质学和岩溶学三大学科相结合，提出了岩溶环境学的理论，阐明了其特点、类型以及岩溶地区各种特有的环境地质问题的发生、发展、分布规律和防治对策。

后来，受中国地质学会岩溶专业委员会委托，袁道先组织我国岩溶学术界进行了统一岩溶学术名词的工作，对国内外岩溶学方面近20 年来的新认识、新发现进行了系统梳理与概括，主编出版了《岩溶学词典》（1988），并在此基础上完成了国家标准《岩溶地质名词术语》的编撰。该标准已由国家标准局颁发执行。另外，他还主编出版了《全球岩溶对比》（1998年英文版，荷兰VSP出版）和《中国岩溶学》（1991 年英文版，1993 年中文版），从全球角度阐明了中国岩溶的特色及其发育的地球化学机理。后者获原地矿部科技一等奖。

90 年代，袁道先受国家委派，先后多次参加国际间的学术交流与合作，并分别在多期联合国教科文组织国际地质对比计划（IGCP）中担任重要领导职务。期间，他先后出访了45 个国家，对多个国家的地质现象进行了多次现场调查和测试，带回大量岩石标本和原始数据作进一步研究，取得了多项重要发现。

其中，他通过对全国11 个点及日本1 个点的溶蚀速度定位测试，得出了岩溶发育与气候、地质条件的定量关系，并在此基础上撰写了题为《论峰林地形》的论文，对热带岩溶地貌的峰林、峰丛两个亚类的分布规律和各自的发育条件发表了自己新的见解。

站在世界岩溶研究的前沿

“国际地质对比计划”（International Geological Correlation Programme，简称：IGCP）是联合国教科文组织（UNESCO）和国际地质科学联合会（IUGS）于1972年共同创立的地质科学领域内的国际性学术组织，是UNESCO 目前开展的5 大科学计划之一，也是IUGS 组织的最成功的科学计划之一。

据袁道先介绍，“IGCP 特别重视地圈、生物圈的相互作用和生物圈、岩石圈、水圈、气圈的共同演化过程，进一步以科学的新概念和新观点探索研究影响人类生存条件的事件与作用过程。近40 年来，中国地质学家共参加了百余项IGCP 项目，先后愈千名中国地质学家参加了IGCP 项目，是我国参加国际地质科学计划持续时间最长、规模最大、影响深远的国际合作活动。”

如何把地域优势转化为研究优势，是袁道先院士和他领导的研究团队20 年多来一直以来的奋斗目标。从1990 年起，他们就开始了与UNESCO 在地球科学领域的合作，并成为这一研究领域的主要成员。他领导的国际工作组先后连续提出申请并主持实施了五个国际岩溶对比计划项目。这五个项目分别是IGCP 299“地质、气候、水文与岩溶形成”（1990—1994）、IGCP 379“岩溶作用与碳循环”（1995—1999）、IGCP 448“岩溶地质及其相关的生态系统全球对比”（2000—2004）、IGCP 513 “岩溶含水层与水资源全球研究”（2005—2009）和IGCP 598“环境变化与岩溶系统可持续性”（2011—2015）。

国际地质对比计划IGCP 299 项目将岩溶形态组合与岩溶形成环境条件建立对应关系，解决异质同相、同质异相这一令岩溶学者迷惘的问题，并提出地球系统科学的岩溶观，推动了现代岩溶学的发展。

IGCP 379 的执行，将岩溶学引入全球变化研究，一方面把岩溶作用与全球碳循环紧密联系在一起，通过对CO2-H2O-CaCO3系统（岩溶动力系统）的定位观测，发现了全球最大的碳库—碳酸盐岩体在全球碳循环中仍甚活跃，首次估算了我国和全球因碳酸盐岩溶蚀回收大气CO2的量；另一方面，岩溶动力系统对环境变化十分敏感，岩溶沉积物可以为全球环境变化研究提供高分辨率的环境变化信息，并利用洞穴石笋建立了我国南方第一个20 万年来古气候变化模式。

IGCP 448 的执行，将岩溶地质过程与生态学联系在一起，将现代岩溶学理论的研究应用于生产实践。该项目的成功实施，是传统岩溶地质研究向有机领域延伸，地质与生命科学相结合的方向发展，为IGCP 的未来发展开拓了新的思路。

IGCP 513 的执行，系统研究了极端气候条件下洪涝与干旱灾害频繁发生后岩溶水资源变化趋势，揭示了变化环境下岩溶流域水资源响应与调控机制，增加了国家水资源战略储备及应对极端气候能力，促进了岩溶动力学理论的发展。

IGCP 598 的执行，更是通过多学科交叉研究，专注于不同时间与空间尺度环境变化与岩溶系统的相互作用，研究地质生物过程和人类活动(土地利用、农业活动等)对碳酸盐岩溶蚀作用的影响；研究岩溶含水层与水资源过程对不同气象与气候事件(如极端干旱与洪涝事件)的水文地质响应；利用岩溶扰动指数方法研究人类扰动对岩溶环境的影响，提取记录在岩溶水体、沉积物、石笋以及文化记载中不同时间尺度环境变化信息(指标)，并进行量化研究。

袁道先认为：“一系列对比计划项目的相继开展，成功地把地球系统科学思想引入现代岩溶学，既为岩溶学术界提供了共同解决最紧迫的岩溶资源环境问题的机会，而且形成了一个强有力的国际合作群体，从全球视野来研究岩溶，从而有利于推动国际和国内岩溶学科的发展。”

让世界岩溶研究中心落户中国

进入21 世纪，随着岩溶科学研究的深入，世界各国岩溶科学家普遍认为，十分有必要建立一个岩溶方面的国际研究中心，从全球视野来研究岩溶科学，为当前岩溶地区最紧迫的资源和环境问题提供解决方案。

全球大约15%的陆地面积是岩溶区，在全世界40 个国家中都有分布，世界人口的1/6、约10 亿人口生活在岩溶地区。中国是一个岩溶大国，面积达到344 万平方千米，约占国土面积的1/3，而且岩溶类型发育齐全，呈现多种优势，中国岩溶形成了挺拔俊美的地表形态，多姿多彩的地下溶洞，旅游资源十分丰富，是全球少有的“天然岩溶档案馆”。中国岩溶优势可以归结为四大特点：第一我国的碳酸盐岩古老坚硬，是其挺拔俊美的前提条件；第二我国是东亚季风气候区，雨热配套，为岩溶发育提供了强大的水动力和水化学环境；第三，我国地质构造抬升运动强烈，使我国岩溶发育更加多样；第四我国西南岩溶区没有经历第四纪大陆冰盖的刨蚀，多样的岩溶形态得以保持并发育至今。

“世界岩溶研究中心设在中国，不仅对中国意义非同寻常，而且也会对世界岩溶研究产生深远影响，同样具有开创性的意义！” 袁道先强调，“我国岩溶地区的环境非常脆弱，随着我国经济的飞速发展，脆弱的岩溶生态系统与可持续发展的矛盾越来越突出，尤其是我国南方岩溶地区的石漠化问题，已经成了全面建设小康社会、西部大开发、建设社会主义新农村的难点之一。”

基于此，2003 年11月，时任IGCP448项目主席的袁道先认为中国申请将这一研究中心落户中国的条件已经成熟，于是正式向UNESCO 执行局提交了在桂林建立国际岩溶研究中心的申请书。

2008 年2月11日，对于袁道先来说，是一个非常特别而又值得纪念的日子。这一天，中国国土资源部与联合国教科文组织在巴黎签署协议，正式将世界岩溶研究中心挂牌落户到中国桂林，落户到中国地质科学院岩溶地质研究所。这是袁道先的光荣，也是中国岩溶研究人的光荣。

“世界岩溶研究中心是我国第一个由联合国授权设立的地学研究中心，也是联合国设立的第一个以地质为中心的世界研究中心。这是我国地质学界的一件大事啊！”袁道先兴奋地说。

然而，为了这一时刻的到来，当时已担任4 届世界岩溶项目主席的袁道先却为之不懈奋斗了近20 年。

当记者问及其中的曲折经历时，袁道先却对此轻描淡写：“几个IGCP 对比计划做下来后，我们的研究水平得到了业界的认可，再加上桂林得天独厚的喀斯特地貌，理应成为世界岩溶学立典之地，落户桂林也应该是水到渠成的事啊。”但他承认，在计划实施之初，部分国际知名专家对由中国来实施并不十分赞同，表示出了些许的怀疑。

为了获得国外同行的认可，袁道先带着来自世界各地的几十位岩溶专家，在中国进行了行程达6000 多公里的实地考察。一路上袁道先现身说法，专家们无不为他的学术思想所折服。

袁道先院士（左二）在西藏考察冰川

岩溶世界洞洞相连、环环相扣，神秘莫测，使他乐此不疲。随着世界岩溶中心在中国桂林的成立，中国岩溶开始走向了世界。

中心成立后，每年12月，都会有来自世界各国的顶级专家学者们齐聚桂林，在那里讲学、培训。从以往只能前往他国学习到举办世界岩溶研究交流平台，其中的艰辛与欢愉，袁道先难以一一道来。但他对桂林的感激之情和喜爱之意却溢于言表：“就像穆斯林要去麦加城朝拜一样，岩溶研究人朝拜的地方就是我们中国的桂林！”

“世界岩溶研究中心的建立，为全世界的岩溶研究搭建了一个很好的平台。”袁院士表示，“目前，在国土资源部的领导和支持下，世界岩溶研究中心按联合国教科文组织的要求，启用了新的管理模式，联合了众多中外科学家，致力于为世界各地岩溶地区出现的资源和环境问题寻找新的解决途径。”

袁道先接着告诉记者：“同时，世界岩溶中心将组织国际同行开展岩溶前沿科学问题的合作研究，基于最新的岩溶研究成果培养与训练研究生、工程师与科学家，建立世界岩溶基础数据库，并通过全球网络选派岩溶专家，为全球岩溶生态环境问题严重的地区，特别是欠发达地区提供科学技术咨询。希望这个中心将来能为‘21 世纪议程’的实施，特别是为遍布世界的岩溶地区的可持续发展做出应有的贡献。”