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【科学网】安芷生:科学研究需要信念

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【科学网】安芷生:科学研究需要信念

【科学网】安芷生:科学研究需要信念。亚洲季风在第四纪及之前的变化特征是什么?亚洲内陆粉尘的传输和沉积规律是什么?这些,我们都能利用黄土高原的第四纪黄土作为研究对象,一一为公众解答。本世纪初,黄土与第四纪地质国家重点实验室开展大陆环境科学钻探,获取了一大批原始的珍贵地质—生物记录,率先布局丝路经济带生态环境地质历史背景研究。

上世纪90年代,全球冰期—间冰期变化是解释第四纪全球环境和气候变化的经典理论。安芷生团队基于中国黄土和其他生物地质记录的野外观测和大陆环境科学钻探的研究,将野外观测、实验分析和数值模拟相结合,提出东亚环境变化的季风控制论和过去亚洲季风变迁的动力学,解析了亚洲环境变化的机理,得到国际认可。

■本报记者彭科峰张行勇

■本报记者 韩天琪

亚洲季风在第四纪及之前的变化特征是什么?亚洲内陆粉尘的传输和沉积规律是什么?这些,我们都能利用黄土高原的第四纪黄土作为研究对象,一一为公众解答。

作为2015年度中国科学院杰出科技成就奖的两个个人获奖者之一,安芷生院士已经在地球科学领域从事研究工作50余年。

中国科学院地球环境研究所的黄土与第四纪地质国家重点实验室,就是这样一个以黄土等多种地质生物载体为研究对象,拥有中科院院士安芷生、周卫健等众多一流专家的研究单元。

安芷生是我国著名的第四纪地质学家。他1941年生于安徽六安,1991年当选为中国科学院院士,曾任中国科学院西安分院院长、中国科学院地球环境研究所所长。

“自实验室成立以来,在国家组织的实验室评估中连续七次被评为优秀实验室,是我国地学领域两个获此佳绩的实验室之一。”现任实验室主任金章东告诉《中国科学报》记者,展望未来,实验室将进一步加快建设国际一流大陆环境变化研究中心的步伐。

瞄准人类需求大方向

致力于黄土与第四纪地质研究

1961年,安芷生毕业于南京大学地质系后,师从我国著名地质学家刘东生院士从事第四纪地质及自然环境变化的研究。

金沙澳门官网4166,黄土与第四纪地质国家重点实验室有着悠久的历史。

“第四纪是人类地质历史时期最年轻的时代,大约在距今260万年。这一地质历史时期与气候变化、人类的出现和人类社会发展也是密切相关的。”安芷生告诉《中国科学报》记者。

“在中国科学院实施的一期创新工程中,以黄土与第四纪地质国家重点实验室为基础成立了地球环境研究所,并于1999年5月整体进入创新工程试点。”研究所现任所长周卫健介绍。地环所成立后,准确把握国家重大战略需求和国际地球科学发展前沿,不断优化学科布局。目前,黄土室是该研究所的核心机构,已经拥有古环境研究室、现代环境研究室、加速器质谱中心、粉尘与环境研究室、生态环境研究室等5个研究单元。

“今天的自然环境现象不是今天才有的。”安芷生强调,“今天西部和黄土高原的状况是长时间尺度自然环境变化演变的结果。我们今天要治理它,还是要遵循自然环境变化的规律。”

周卫健介绍,实验室以黄土等多种地质载体为研究对象将研究目标确立为:在长时间尺度上,探索东亚季风环境系统变化规律,研究东亚季风环境形成和演化过程及其与青藏高原阶段性隆升及全球变化之间的动力学联系;在短时间尺度上,通过100年、10年和年—季节分辨率气候环境变化序列的研究,探索其变化特点及其发生的原因和机制;重建近代东亚季风环境,特别是西北地区的干湿变化历史;查明亚洲内陆粉尘的源区、传输和沉积规律及其对区域和全球的影响;恢复黄土高原及周边地区生态环境的自然背景图像,为黄土高原生态环境保护和建设以及西部发展战略的实施,提供科学依据与建议。

上世纪80年代之后,全球气候变化和全球变暖成为学术界关注的焦点。安芷生的研究兴趣也拓展至第四纪地质学与全球变化研究相融合的新领域,为地球系统科学的发展和可持续发展战略的制定作出了贡献。

地球环境科学岩芯库研究成就斐然

“第四纪地质学是研究环境变化的,而地球系统科学是研究全球环境变化和区域可持续发展的。怎样进一步将环境变化研究与可持续发展相结合,为区域和全球环境变化研究和经济可持续发展服务,怎样将过去、现在和未来环境变化相联系等是我近些年思考的问题。我的研究方向也因此有较大变化。”安芷生讲述道。

在近年来黄土室的研究工作中,大陆环境岩芯库的建设颇为值得一提。

关注气候和环境变化

“本世纪初,我们开展大陆环境科学钻探,获取了一大批原始的珍贵地质—生物记录,率先布局丝路经济带生态环境地质历史背景研究。”金章东介绍,大陆环境科学钻探岩芯库是我国唯一的陆地环境科学岩芯库。自中国大陆环境科学钻探计划实施以来,先后在科技部、基金委、中国科学院和国际大陆科学钻探计划等的大力支持下,实验室的科研人员在我国不同地质地貌与气候环境单元获取累计12000多米以黄土、湖相为主的沉积岩芯,为研究我国新生代大陆长时间尺度上环境变化提供了珍贵的地质记录。

上世纪90年代,全球冰期—间冰期变化是解释第四纪全球环境和气候变化的经典理论。安芷生团队基于中国黄土和其他生物地质记录的野外观测和大陆环境科学钻探的研究,将野外观测、实验分析和数值模拟相结合,提出东亚环境变化的季风控制论和过去亚洲季风变迁的动力学,解析了亚洲环境变化的机理,得到国际认可。

“可以说,岩芯库储存的不同地区不同时间尺度的地质生物记录为亚洲环境演化研究提供了第一手材料和数据,尤其在西北地区的黄土高原、青藏高原东北部、河西走廊以及新疆罗布泊、伊犁等丝绸之路沿线获取的黄土、河湖沉积以及石笋、树轮记录为丝路经济带生态环境地质历史背景研究奠定了系统的不可多得的记录。”金章东说。

“上世纪90年代,我跟我的团队提出东亚的环境变化,尤其是中国中东部地区的环境变化,包括黄土堆积、湖泊涨落、雪线变化、海面温度变化在很大程度上是受气候变化的影响。”安芷生主张,亚洲季风是中国中东部地区环境变化的直接原因。

目前,大陆环境科学钻探岩芯库已成为面向国内外大陆环境研究者开放的公有平台,将极大地促进我国地学特别是地球环境科学研究的自主、原始创新,为建立地球表面不同环境系统相互作用的理论模型及其在地球不同圈层相互作用中物质能量交换的理论研究作出贡献。

“夏季的降水增加和温度升高致使植被蓄度增加、土壤发育,而冬季风的加强则带来沙尘暴和粉尘堆积,形成黄土。中国黄土—古土壤序列可视为东亚季风的产物。”安芷生说,这个结论现在看来很简单,但在上世纪90年代初得出这个结论也是不容易的。这种观点至今还在影响学术界。安芷生认为,我国东部季风区和西部干旱区的现今自然环境是亚洲季风—干旱环境系统长期耦合演化的结果,它与青藏高原的隆升和全球气候变化相关。生态环境修复应遵循自然演变和植被分带的规律。这为我国西部,特别是黄土高原生态环境治理提供了背景理论。

搭建开放的大陆环境变化研究平台

从兴趣出发坚持不懈

从最初开始建设起,实验室就一直秉承着开放的态度,长期以来和国际同行保持着良好的沟通与合作,成为引领东亚古环境变化研究的重要机构,在国内外享有良好声誉。

师从我国著名地质学家刘东生,安芷生坦言,刘东生对其学术方向的指引和基本功的训练使其受益终生。“刘先生认为研究气候变化时,时间和年代的概念非常重要。如果没有时间和年代的概念,研究就会缺失坐标。同时,要意识到气候确实在变化而且有其规律性。”安芷生说,在对这两个关键问题的认识上,刘东生对其影响很大。

此外,黄土室的科研人员也有着良好的国际声望。比如,在今年5月,安芷生研究员成为新当选的美国科学院外籍院士,美国科学院在其官网中称,“在原创研究中作出了杰出和源源不断的贡献”。

除此之外,安芷生扎实的实验室基本功训练也得益于刘东生的培养。“刘先生把我放到各个实验室去做实验,所以我的基本功比较好。我做过古生物化石的鉴定,做过地球化学分析,甚至做过孢子花粉的鉴定。”

“任何科研成果的获得,科研机构的强大,都离不开优秀的人才队伍。”身兼黄土室学术委员会主任的周卫健表示。多年来,实验室通过具有重要意义的研究方向和课题吸引并凝聚了一批优秀的科学家,形成了事实上的三个研究群体:一是以高水平科学家为核心,青年优秀学术带头人为主力的固定人员队伍;二是以国家重大项目牵引,联合国内多所科研院校学者形成的多学科交叉综合集成研究的研究群体;三是以“中国黄土与第四纪变化”作为影响全球变化要素之一,通过多种形式的国际合作,吸引国外著名科学家而形成的国际合作研究群体。

这些,也成为安芷生日后培养新一代科研人员时所坚持的。“我强调学生还是要把基本功练好,要会做实验,要懂得最基本的科学原理。把这些做透了,才有可能持久地从事研究工作。”

作为国立科研机构的一部分,黄土室始终十分重视将获得的基础研究成果服务于国家重大需求,发挥战略咨询的作用。近年来,黄土室作为主持单位或重要参与单位先后向中央和地方政府提交了十余份咨询报告。

刘先生的做事风格也给安芷生留下很深的印象。“刘先生做野外工作非常认真,另外,他比较善于捕捉新事物,能及时掌握国际最新的研究动态。”

“最近安芷生院士组织研究力量通过中科院学部向中央呈递了《积极实施与“退耕还林草”并重的“治沟造地”方针》《我国pm2.5污染现状与控制对策》等咨询建议,对我国西部和黄土高原的生态环境治理与可持续发展,以及陕西关中地区大气污染治理作出了重要贡献。”金章东说。

如今也是桃李满天下的安芷生认为,年轻人做科研还是要从兴趣出发,坚持不懈。“地学基础研究,牵涉到时间尺度长、空间地域广、资料量庞大的复杂系统。如果没有兴趣是很难做得好的。只有有了兴趣,作研究才能持之以恒。在研究中遇到困难时一定要有坚持不懈的精神,要有一种信念。”

展望未来,金章东表示,黄土室将在环境变化和地球系统科学研究领域作出更多原创性贡献,服务国家经济可持续发展。

在安芷生看来,培养人才,尤其是培养创新型青年人才,对科学发展有重要意义。他自己就培养了12个国家杰出青年基金获得者。

“社会和历史是在前进的,100个人中有七八十人是为了饭碗和生存而工作,这是很正常的。但是,我相信其中还有一二十人,甚至三五个人是凭着兴趣,为了发现科学真理而工作。”安芷生坚信历史是前进的,历史的浪潮是不可阻挡的,总有一批奋斗且孜孜不倦的人会涌现出来。

《中国科学报》 (2016-03-21 第6版 院所)

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