刘东生：一生研读“黄土”

■见症下药，在茫茫黄土中苦寻造福人类的大处方

2002年4月12日下午，美国南加州大学报告厅，一位身材微瘦、身着黑色礼服的中国科学家步入领奖台，在接受世界环境科学最高奖“泰勒环境奖”奖牌的一刹那，整个会场爆出热烈的掌声。看见金灿灿的奖牌、听到震耳欲聋的掌声，他老泪纵横：“70年来，中国的地质学研究成果终于登上国际舞台的制高点了。”

“泰勒环境奖”是世界环境科学领域的最高奖，有“环境科学的诺贝尔奖”之称。“泰勒环境奖”由美国人约翰·泰勒和艾莉思·泰勒于1973年创立，授予对发现和解决世界范围的环境问题做出重大贡献的科学家，自1974年起每年授予一次，由美国南加州大学负责管理，获奖者除得到20万美元奖金外，还会得到一面金牌。这位获此殊荣的首位中国内地科学家，就是中国科学院资深院士刘东生。

“正如人类文明的兴衰更替为我们留下了浩如烟海的历史遗痕，自然界沧海桑田的环境变化也在地球上刻下了三本完整的历史大书：一本是完整保存古环境变化信息的深海沉积，一本是系统反映气候变化的极地冰川，而第三本书则是中国的黄土沉积。这三本书是我们认识地球上自然历史、气候、生物变迁的最佳文献档案。”2002年度“泰勒环境奖”的颁奖典礼上，评审委员会成员科恩教授用这样颇有诗意的语言，描述我国黄土沉积这一独特的地质现象，同时也肯定了以刘东生为代表的中国科学家在黄土研究方面所取得的卓越成绩。

70年代以来，世界各国的环境科学家动用大量人力、物力，研究过去数百万年中的气候变化，试图发现气候变化的规律和趋势。一般认为，古环境变化的信息在深海沉积物中保存最好，极地冰层也能够系统反映气候变化，只是覆盖的年代跨度不如深海沉积物。而同人类生存空间最为密切的陆相沉积物，因其连续性差、易受风化等特性而长期不受重视。以刘东生为首的中国科学家，独具慧眼，选取中国黄土沉积物作为研究对象，取得了突破性成果———开拓了利用华中地区黄土沉积测量250万年来的地质气候变化的新方法，刘东生被认为是有关中国黄土序列的古环境研究之父。“黄土地是我们祖辈世代休养生息的地方，它是一个巨大的地质文献库，隐含着地球环境变化的各种信息。它像一把钥匙，能够解开无数的谜。”刘东生精神矍铄地谈起自己对黄土地的感情。

黄土是中国分布最广的第四纪沉积物，黄土高原是我国独有的黄土地貌景观。在50年代，地学界对中国黄土的认识尚很肤浅，刘东生经过多年的野外调查，发现和研究了黄土中埋藏的哺乳动物化石，于1963年提出中国黄土层划分为午城黄土、离石黄土、马兰黄土，这一划分方案被广为采用。

当时，对黄土成因有许多不同的观点，风成说、湖成说、河成说、海成说、风化成因说，甚至有人认为是宇宙成因的，众说纷纭，莫衷一是。但这些假说都缺乏足够的证据，不解决成因问题，黄土研究便无法深入，甚至会走上歧途。刘东生对黄土成因并未急于下结论，而是进行大量实地调查，采集样品，进行各种实验室分析。他研究了黄土的分布、颗粒组成及其空间变化，分析了黄土化学成分、矿物组成、物理性质，鉴定黄土中的动植物化石及孢粉化石。然后，他得出结论，认为黄土是风成的，它们是西北地区戈壁、沙漠中的细粒物质被风吹到黄土高原堆积而成的。他提出的黄土风成说是建立在大量实际资料基础上的，得到地学界大多学者的认可。

刘东生对学术问题总是一丝不苟，严肃认真。凡是他主持的研究项目，总是亲自带队做野外工作，在实验室也多亲自动手。凡是证据不足的，从不急于作结论。作为国内外知名科学家，第四纪研究中发生不同观点的争论时，双方都希望他发表自己的看法。但如果他未涉及这方面的研究，从不轻易发表意见。可是他对学术上的争论，总是积极地支持，提倡百家争鸣。凡是他的署名文章，都是亲自参加了工作，而且对文字反复修改润色后才同意发表。

“文化大革命”一度中断了刘东生的黄土研究，神秘而瑰丽的青藏高原成了他探险的主题，然而一个偶然的机会使他重新亲近了黄土地。中国的北方地区自30年代发现每年冬天都受到一种地方病“克山病”的侵袭，在陕西延安、绥德等贫困老区，发病尤为严重。“患者发高烧，吐黄水，有的人一天便死了，有人怀疑是霍乱病，有人认为是营养不好，有人猜测是细菌传染，有人担心是水土不服。经解剖发现，是心脏肌肉坏死。医学上当时还没有发现过这种病症，便以发现地黑龙江的克山县命名为‘克山病’。”60年代后期，医学界与地质学人士共同参与了对这种地方病的治理，最后地质学家找到了答案，认为这主要是由于黄土地中硒、钼、铜等微量元素缺乏所致，通过给当地百姓服用一种叫做亚硒酸钠的药片，这种地方病逐渐绝迹了。

60年代初，国家为加强西南地区科技力量，成立了中科院贵阳地球化学研究所。1966年，刘东生调任该所第四纪地质研究室主任。1969年，还“牛棚”的刘东生收到一封特殊的信函，讲有一种叫“克山病”的病与黄土可能有关系，想特邀他这位“老黄土”配合参加调查。于是，黄土以这样的方式再次走进刘东生的视野，刘东生结合新技术、新方法对黄土进行了更加深入系统的研究。“据我了解，最早提出这病是‘水土病因’的是西北大学地理系教授张宝生，他指出西北地区只要是平坦的地方没这种病，有沟沟坎坎的地方便有这种病，我亲自调查过，的确这样。”

在陕西调查水土时，他们每走到一个村子，先了解有几个井、村里人吃什么粮食，然后打水化验，把粮食也取样进行分析，连种粮食的土也不放过做化学检测。“化学分析主要是抓化学元素有没有缺乏的，根据地质学原理，河流是往下的，物质、元素便从上游带到下游，上游是缺乏的，下游是沉积、是富集。多的会中毒，少也会有缺乏症。”根据这样一个地质原理，他们调查地方的水、土、粮及人的头发，对一些病区与非病区进行了对比分析研究。“这种病有个特点，每隔十来年暴发一次，有周期性。我们在科考中发现从东北往西南发病区呈一条带状，黑龙江———吉林———内蒙古———陕北———四川———西藏，这个病分布有区域性。”刘东生说自己最高兴的是，黄土的基础研究可以为黄土高原的可持续发展不断提供科学的依据，也可通过黄土的有关研究为治理地方病找病因，造福于民。有数千名中国人患这种能导致心力衰竭的心肌病，已困扰中国医学界几十年。刘院士的研究小组对发现克山病的起因起到了关键作用，发现该病的病因是由于当地水土缺乏某些微量元素，现在可以通过补充硒和其他营养物治疗。“前年，我碰到黑龙江克山县克山防疫站的站长，他跟我开玩笑说，我们要摘掉克山病的帽子了，我也该‘下岗’了。现在，这种病已完全攻克了，很高兴。”根据国外科学发展趋势，刘东生倡导在我国开展环境地质学研究，他还领导了全国食管癌病因的综合考察与调查。由于多方面努力，一门新的学科———环境地质学很快在国内兴起。