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青年科學(xué)家岳超:筑夢(mèng)碳中和與氣候研究

2022-12-19 17:37:35   

2017年底,35歲的岳超在法國(guó)國(guó)家冰川與環(huán)境物理實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家環(huán)境與氣候科學(xué)實(shí)驗(yàn)室開展的博士后研究即將結(jié)束。何去何從?岳超在迷茫之際參加了中國(guó)駐法使館教育處主辦的一場(chǎng)宣講會(huì),他回國(guó)發(fā)展的道路開始變得清晰。

“在歐洲,可以像普通人一樣謀生活,但沒有歸屬感。回來后,自己的能力可以得到更好的施展,也能為國(guó)家作貢獻(xiàn)?!?018年初,岳超作出了決定:回國(guó)并選擇了就職西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

沃土在西部,聚焦碳中和

岳超從北京大學(xué)生態(tài)學(xué)碩士畢業(yè)后,赴法國(guó)凡爾賽大學(xué)攻讀氣象、海洋及環(huán)境物理學(xué)博士學(xué)位,而他從事博士后研究的兩個(gè)法國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室均是氣候變化和碳循環(huán)領(lǐng)域國(guó)際頂尖的實(shí)驗(yàn)室。中外高水平研究機(jī)構(gòu)所給予的培養(yǎng)和視野,讓岳超有了在生態(tài)學(xué)上“追求做大事”的夢(mèng)想。

“我研究事業(yè)的沃土在西部。”岳超說,西北地區(qū)大部處于干旱半干旱地區(qū),而楊凌大致位于我國(guó)干濕氣候分界的過渡地帶,面向西北可以研究干旱區(qū)問題,面向東南可以研究濕潤(rùn)區(qū)問題,是科學(xué)研究的沃土,“作為一名生態(tài)研究者,這里可供研究的對(duì)象和問題非常多樣。再者,黃土高原是我國(guó)重要的生態(tài)安全屏障,黃土高原水-沙-植被關(guān)系的問題非常重要,很值得研究?!?/p>

全球變暖是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展所面臨的前所未有的重大挑戰(zhàn)。岳超介紹,其根本原因在于人為活動(dòng)向大氣中排放的二氧化碳有近一半長(zhǎng)期駐留在空氣中,這部分氣體阻礙了地球通過釋放長(zhǎng)波輻射的方式進(jìn)行“散熱”,后果是更多的能量被鎖在地球內(nèi)部,最終導(dǎo)致了全球變暖。

防止地球進(jìn)一步變暖的根本出路,在于盡快穩(wěn)定空氣中的二氧化碳濃度,使得碳排放和碳吸收達(dá)到平衡,也就是實(shí)現(xiàn)“碳中和”。有研究表明,近20年中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯抵消了同期人為活動(dòng)碳排放的7%~15%。而岳超團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn),我國(guó)積極的植樹造林、天然林保護(hù)、草原禁牧等生態(tài)工程措施貢獻(xiàn)了超過一半的全國(guó)陸地碳匯。

展望未來,植樹造林仍然是應(yīng)對(duì)氣候變化的重要手段。那么,為了實(shí)現(xiàn)“碳中和”,是不是應(yīng)該盡可能多地種樹?是不是要選擇那些可以快速生長(zhǎng)的樹種?甚至干脆從現(xiàn)在就開始最大規(guī)模地植樹造林呢?針對(duì)這些重大而緊迫的問題,岳超設(shè)計(jì)了一系列計(jì)劃,正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)緊鑼密鼓的開展研究。

為區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展出謀劃策

岳超說,一般而言,森林生長(zhǎng)需要消耗更多的水分,因此在降水量高的地區(qū)植樹造林更容易成功。而在干旱半干旱地區(qū),由于這些地區(qū)空氣干燥、蒸發(fā)旺盛,但降水量偏低,不恰當(dāng)或大規(guī)模的植樹造林會(huì)導(dǎo)致水分通過植物蒸騰作用流失,反而可能加劇當(dāng)?shù)氐乃Y源匱乏,或?qū)е峦寥浪挚焖傧牡壬鷳B(tài)問題。“有學(xué)者指出,目前黃土高原人工林營(yíng)造使得該區(qū)域變綠明顯,但同時(shí)消耗了大量土壤水分,導(dǎo)致人工林深層土壤出現(xiàn)了大面積的干燥化現(xiàn)象,對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來威脅?!痹莱f,在哪里種樹,種什么樹,什么時(shí)候種,種完后如何管理,這些問題值得深入研究。

“我們關(guān)注黃土高原地區(qū)氣候變化背景下植被適應(yīng)性管理問題,嘗試回答‘如何對(duì)人工林進(jìn)行管理,使得其水分消耗能夠滿足區(qū)域水資源約束’和‘黃土高原退耕還林(草)對(duì)區(qū)域氣候有什么影響’的問題?!痹莱f,目前他們團(tuán)隊(duì)的研究成果表明,黃土高原生態(tài)恢復(fù)緩解了一部分全球變暖導(dǎo)致的氣溫升高,如果沒有生態(tài)恢復(fù),那么黃土高原地區(qū)的氣溫會(huì)比現(xiàn)在的還要更高。

去年9月,岳超主持建設(shè)的“黃土高原人工林生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站”在陜西省吳起縣退耕還林公園揭牌成立。吳起觀測(cè)站的建立將試圖回答黃土高原人工林在不同強(qiáng)度干旱水平下的穩(wěn)定性問題,以及通過森林管理確保生態(tài)恢復(fù)成果的可持續(xù)性。這些研究將為黃土高原生態(tài)恢復(fù)、水土保持的研究提供更加全面可參考的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為區(qū)域生態(tài)環(huán)境變綠的可持續(xù)性出謀劃策。

“有意義的科研總是處于未完成狀態(tài)。”獨(dú)立自主的科研探索令岳超一直忙碌卻樂此不疲,他認(rèn)為,科學(xué)研究要以問題為導(dǎo)向,要打破學(xué)科間壁壘。

用創(chuàng)新提供科學(xué)模型

地球上的土地資源是有限的,土地用途在多數(shù)情況下具有排他性,一塊土地要么用作森林,要么用來種植農(nóng)作物。既要糧食安全,又要森林碳匯,魚和熊掌能否兼得?過去30年全球城市用地迅速擴(kuò)張,而包括道路、廣場(chǎng)、硬化地面等城市不透水面擴(kuò)展導(dǎo)致的碳損失數(shù)量巨大,如何通過合理的用地設(shè)計(jì)以增強(qiáng)城市碳匯能力?

面對(duì)這些問題,岳超進(jìn)行廣泛而深入的研究,目前,他建立了一支由2名青年科研人員和數(shù)十名研究生組成的研究團(tuán)隊(duì),以第一作者和共同作者在《自然通訊》《大氣化學(xué)與物理學(xué)》《地球科學(xué)模式研發(fā)》和《全球變化生物學(xué)》等國(guó)際著名期刊發(fā)表論文70多篇。

“我們所開展的研究,最終都要以計(jì)算機(jī)模型系統(tǒng)開發(fā)為落腳點(diǎn),這是我們將科學(xué)見解應(yīng)用于支撐現(xiàn)實(shí)決策的有效武器?!痹莱榻B,森林碳匯能力的邊界點(diǎn)在哪里?一些風(fēng)險(xiǎn)問題此消彼長(zhǎng),如何合理控制?一項(xiàng)碳匯舉措出來會(huì)產(chǎn)生什么附帶問題,又如何解決?這些問題的預(yù)警、研究與應(yīng)對(duì)需要統(tǒng)籌思考,做好頂層設(shè)計(jì)。

早在2008年,岳超就已經(jīng)開始關(guān)注全球植被碳循環(huán)計(jì)算機(jī)模擬的研究。近年來,他對(duì)國(guó)際上廣泛使用的植被動(dòng)態(tài)模型ORCHIDEE進(jìn)行深度開發(fā),把植被模型與薄記模型相融合,首次揭示了土地利用對(duì)陸地碳源匯年際波動(dòng)的影響。

背上雙肩包,低頭疾行前往實(shí)驗(yàn)室;工作中,寡言少語(yǔ),全身心投入;一旦說起氣候研究的事,言簡(jiǎn)意賅,思維縝密,睿智的目光穿過眼鏡片犀利而來;在個(gè)人網(wǎng)站主頁(yè)上寫著座右銘“做少而精的科研,致力于每項(xiàng)工作都有創(chuàng)新”:這就是岳超,一個(gè)心懷夢(mèng)想樂于思考的青年科學(xué)家。

來源:科學(xué)網(wǎng)
編輯:王婕
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