《中国绿色时报》2016年9月26日讯
开栏的话
青年是林业科研的中坚力量。从今日起,本报科教专刊与中国林科院合作开设“杰出青年专家”专栏,讲述中国林科院涌现的一大批优秀青年科技工作者,脚踏实地、勇攀高峰的成长故事和创新求实的科学精神。首批讲述的是,2016年中国林科院评选出的8位“第五届中国林科院杰出青年”的故事。
在许多人眼里,“荒漠化”意即荒凉、破败,但在荒漠生态学“解密者”王锋看来,“荒漠化”是科学研究的“富矿区”。
“80后”安徽籍小伙王锋博士是中国林科院荒漠化研究所迄今最年轻的副研究员,也是一个标准的“斜杠青年”,他同时担任硕士研究生指导教师,中国治沙暨沙业学会沙漠科学考察专业委员会委员,中国林学会林业气象专业委员会委员,以及SCI刊物《气候变化》(Climate Change)、《生态模型》(Ecological Modeling)等杂志的审稿人。
虽然王锋“常年霸占着所里的羽毛球第一名”,让球友们略有不甘,但在球友刘玉国博士眼中,王锋不仅是所里的羽毛球运动健将,而且是十足的“工作狂”。他的“学术成果非常厉害”,为人又很“低调、谦和”,且“追求完美,做任何事都很用心,不管事大事小”,所以,他能评上2016年中国林科院杰出青年,实属意料之中。
水资源是干旱半干旱地区生态保护与恢复的命脉。王锋的研究重点正是干旱、半干旱生态脆弱区植被结构、功能、格局与水文的耦合过程。他和他的研究团队通过长期定位观测、定期大规模生态调查、遥感和模拟、模型等方法,从微观和宏观多尺度揭示了自然与人类活动影响下,中国北方沙区生态系统演变的规律和植被稳定性维持机制等基础理论问题,为生态保护和植被恢复提供了科学依据。
王锋博士毕业于中国农业大学土壤和水科学系,土地利用信息技术专业。攻读博士期间,同门师兄妹们大都研究农作物,只有王锋的研究内容是通过构建树木的功能-结构模型,探索不同水分条件下树木三维结构和生物量的动态变化。2009年博士毕业后,王锋发现自己对做科研工作兴趣甚浓,于是就到中国林科院荒漠化所,加入荒漠化研究所所长卢琦研究员的团队做博士后研究,从此与荒漠化结缘。
凭借扎实的学术基础和独特的研究视角,2011年还在从事博士后研究的王锋,顺利地申请到人生第一个由他主持的科研项目——国家自然基金青年科学基金“沙地樟子松林生长三维动态建模和固碳潜力研究”。
这是一个为期3年的项目。项目聚焦我国东北呼伦贝尔沙地的防风固沙优良树种——樟子松。他们通过野外观测和数学建模相结合的方法,根据森林动态模拟理论,基于精确模拟单株樟子松生长的功能-结构三维模型, 在个体尺度上构建了具有清晰空间结构的沙地樟子松种群生长动态模型,并在植物三维结构生长发育建模、水分对植物结构和生物量动态影响以及植物天然更新影响机制等方面取得了重要进展。这些研究对今后我国半干旱区的固沙造林设计、采伐更新预测以及固碳潜力评价都具有重要的科学意义和应用价值。
这两年,让王锋干劲儿十足的另一项工作是荒漠化研究所在我国内蒙古浑善达克沙地建立了100公顷(1千米×1千米)用于长期定位观测的榆树疏林样地,由他主要负责。
榆树疏林草原是我国半干旱区沙地的重要植物群落,是典型的水分限制生态系统。对王锋来说,这块大样地是一片充满无限希望的,可以开展很多研究项目的处女地。
样地建成以来,王锋等人开展了样地内乔灌木定位、植物结构特征和植被格局调查,以及水文过程的长期观测。他在样地观测上首次引入无人机这一新的研究手段,并开发了基于无人机航拍影像精准快速计算植被结构特征的软件系统。过去,荒漠化地区植被覆盖度等重要生态指标主要通过目测或样方调查来获取,耗时费力且存在较大误差。无人机航拍成功替代了大量的人工复查工作,不仅为课题研究节省了大量的人力、物力、财力,更重要的是,它为无人机在相关研究领域的应用积累了重要的实践经验。这一成果可大幅提高野外植被调查的效率和精度,对森林资源清查、荒漠化监测具有重要的应用价值。
2016年,王锋又申请到一个国家自然科学基金项目——“浑善达克沙地榆树疏林草原植被结构、空间格局与水文过程耦合机制研究”。研究将基于大样地,通过野外观测和数学分析,将个体植物冠层、根系分布与景观尺度植被格局联系,将景观尺度植被格局与土壤水分分布耦合,构建以随机降雨事件驱动的植被格局和水文过程耦合的生态水文模型。然后,基于生态最优性原理,应用模型确定榆树疏林植被水分利用的适宜生态阈值,为区域植被恢复提供植被格局的最优配置,这将为榆树疏林草原天然生态系统的可持续维持和退化生态系统的恢复重建提供科学依据。目前,王锋等人已构建了沙地植被格局分布模型,揭示了景观尺度上沙地地形、土壤水分对植物分布格局的影响规律。
王锋的研究工作主要通过综合基础理论发展、野外观测和构建数学模型解释水分限制生态系统中复杂的生态水文耦合机理。他和他的研究团队通过试验、观测、数值模型和遥感技术从样地尺度到区域尺度检验这些基础理论。比如,他正在开展的另一项研究是,气候变化、人类活动与中国沙尘暴和植被变化研究。他通过分析几十年来中国沙尘暴发生源地、影像范围、传输路径以及植被变化规律,揭示了我国北方30多年来气候、国家工程、政策对植被和沙尘暴变化的贡献。这项研究成果将对改进我国北方生态脆弱区植被恢复模式,提升国家生态工程项目投入效果等具有重要的科学指导意义。
科研工作具有长期性、艰苦性、连续性,但别人看来辛苦的事情,只要自己乐在其中,苦是完全不觉得的。
2012年年底至2015年年初,王锋曾在日立制作所中央研究所和美国普林斯顿大学生态水文实验室做访问学者。国际顶尖的学术殿堂的熏陶和感染更加增强了王锋的学术定力。
艰苦的外业,在王锋看来,是放飞心情的好时机;绞尽脑汁的数据分析,对王锋来说,也不觉得压力山大。累了,邀三五好友背起帐篷来次远足与露营,或者来个10公里长跑,然后,又一次精神饱满地全身心投入工作。
“身体累了,心情就放松了。”在这个低调谦和的杰出青年身上,记者感觉到了年轻学者特有的活力与昂扬斗志。(作者: 潘春芳 温雅莉 通讯员 周晓星 王冬芳)