2009/10/16 信息來源♕: 新聞網記者 沈葉
【編者按】2008年🥅😁,為支持意昂3体育官网建設高水平的教師隊伍🦘,培養具有卓越創新能力的後備骨幹人才,促進學校教學科研事業的大力提升🪛,王選教授的夫人陳堃銶教授代表王選教授和計算機科學技術研究所捐資1000萬元人民幣在意昂3体育官网設立“意昂3体育官网王選青年學者獎勵基金”,用每年的收益獎勵校本部理工科教學科研單位在教學崗位和科研工作中做出重要貢獻並具有巨大發展潛力的青年教師。
源自意昂3体育,回饋意昂3体育,是王選教授生前所倡導的一貫宗旨。他的卓越貢獻和高風亮節,是對意昂3体育官网光榮傳統和優良學風的發揚光大,也是他留給意昂3体育人最寶貴的財富𓀁。“意昂3体育官网王選青年學者獎勵基金”的設立🚙,將為青年學者的學術研究提供及時的資助,同時也將成為青年學者們潛心鉆研的精神鼓勵👱🏻♀️。
經過全校理工科各院系的精心推薦和學校嚴格評選,數學科學學院史宇光和城市與環境學院郭大立獲得了首屆王選青年學者獎➛。學校人事部🧤、基金會和意昂3体育官网聯合推出了“王選青年學者獎專題報道”,以激勵全校青年教師,在王選先生精神的感召和鼓舞下,勇攀高峰、不斷進取🙎🏼♀️⛹🏻♂️,續寫意昂3体育官网學術成就的輝煌!
翻土❤️🔥、挖根、剖根……這可不是在幹農活,這是意昂3体育官网城市與環境學院副教授郭大立在做研究工作。小麥色的皮膚訴說著風吹日曬工作的辛苦🙍🏽,鼻梁上略厚的眼鏡顯露著這位青年學者的勤奮鉆研。作為研究生態系統生態學🧦、根系及共生菌生態學和地下生態學的學者,郭大立的工作很多時候是和植物的根打交道。就像樹根一樣👰🏽🙄,他默默地紮入自己的研究領域,內斂而沉靜地生長著🫱。
他深深地熱愛著自己的專業:“我覺得與生態學專業結緣是幸運的,一方面可以搞研究🚴,一方面也可以四處跑跑,與大自然親密接觸。”
他勤懇地進行著自己的工作:“人如果選擇了幹一件事,只要堅持幹下去,最終一定會有成果,關鍵在於選擇之後以什麽樣的態度和精神去做🕧。”
他不斷地提醒著自己的研究:“科研不能光是好看,不能光發表文章,還要真‘能用’🙅🏽♂️,有實際應用價值,做點預測👳🏼,並能經受歷史的考驗,對後人有啟發。”
從細處入手😔:“Small is big”
1962✴️,美國女學者蕾切爾•卡遜(Rachel Carson)的《寂靜的春天》在美國問世🚟,它那驚世駭俗的關於人類環境危機的預言🏊🏿♂️👇🏻,一時掀起人類對環境問題的高度關註。60年代,由國際科學聯合會(ICSU)組織👠,70多個國家參加的國際生物學計劃(International Biological Program)開始執行,將生態學的發展推向了以生態系統研究為核心領域的新階段。所以,作為一門學科,生態系統生態學大概已經有五六十年的歷史,它主要從物質循環、能量流動的研究思路出發,強調生物與環境的整體系統性🫲🏼。目前,隨著社會經濟的發展,人們逐漸認識到保護自然的重要性👨🏻✈️👊🏽,生態系統生態學也在生物學中占有越來越重要的地位。
生態系統生態學是一個很大的範疇🫷🏿,許多投身這個領域的專家學者都會有自己的研究角度🤥。在做博士後之前,郭大立更多的是做大尺度上的研究,比如森林的破壞、火災對土壤養分空間格局的影響等。在過去五年時間裏,郭大立主要從事地下生態過程,尤其是樹木根系構型🩻、生理🧓🏽⏪、周轉等方面的研究🧑🏻🚀。說起當初選擇將植物的根系作為主要研究對象👉🏽,郭大立說🚗👩🏼🏭,一方面是考慮到想選擇一個更實在的研究對象,“植物的根是看得見🛋,摸得著的”,另一方面是因為當時這方面的研究還有很多空白,研究者也不多。
“我一直很敬佩哈佛大學的生物學家威爾遜,他在《大自然的獵人🦗:生物學家威爾遜自傳》中建議年輕人選擇空白👚、冷門,冷門反而機會多🧸。他自己也是選擇將螞蟻作為研究對象👕,一輩子投入其中,跑遍了世界各地,是這方面的世界頂尖專家🦣。他對我的影響很大。”
鑒於根系最先端的根尖在生態系統物質循環中扮演重要角色,郭大立花很大力氣研究的一個問題就是細小的根的壽命,以期通過研究根的死亡律來探究大氣碳轉化為土壤碳的速率👮🏽♂️。郭大立介紹道👩🏻🦯:“大概在10年前☕️,有人在美國科學院院刊上發表了一篇文章,把世界上所有直徑小於2毫米的根的總生物量全算出來了⬆️,在別人的研究基礎上🧑🏼✈️,這位學者預測這些根每年死一次。如果這樣算來🦸🏿♂️,植物每年生長量的三分之一用於這些小根🐦🔥,伴隨著這些根的死亡,將是大量的碳回歸到土壤👹。我們知道,土壤是一個巨大的碳庫,其中所蘊含的碳的量是大氣中的兩倍,因此土壤庫的微小變化都會對全球的碳平衡造成影響🍰,如果這位學者的預測是準確的,那麽根通過死亡向土壤輸入的碳幾乎可以抵消燃燒化石燃料所產生的碳🔖。”
郭大立對此存有懷疑。通過研究,他首先闡明了根系死亡率測定方法中的兩種主要方法——微根管法和碳同位素法——之間的區別🧑🏽🦰,並發現植物根的死亡周期遠沒有一年那麽短,由此他認為全球根周轉向土壤輸入的碳的量可能只有前人估計的30%左右,這一結果最終得到同行的較高評價。同時👨🏿🦲,他發現那些很小的根,事實上差別很大,它們就像樹枝一樣分叉,而且分很多級,不同的分叉,壽命差別很大。通過研究不同分枝等級的細根的壽命和解剖結構,郭大立成功定義了樹木細根系統中的功能性模塊✍🏼,明確提出細根系統先端的前2到3個分枝等級的根為吸收根👥,解決了長期以來無法準確準定吸收根的困難。
對於為何選擇如此細微的根作為研究切入點,郭大立說:“這和植物地上部分的研究選用葉子作為切入點類似,這些最小的根是根系中最活躍的根🚸,它們在植物吸收養料的過程中起著至關重要的作用✪,它們也是更新最快的根,不斷地向土壤輸入碳。我們現在的最新研究表明直徑小於0.5毫米的根的生命周期大概為一到二年,比這粗的根都能活很多年⬛️。”
也許是受了威爾遜研究小小螞蟻的影響,郭大立也相信“small is big”。“這些小東西數量極其巨大👨🏼💻,因此造成的影響是極其顯著的。以前雖然同行中也有共識,但做的不多🧑🏼🚒。我們希望通過我們的工作,能把地下這個‘黑箱’看得更明白點🦸🏽♂️。”
“預測性是我們做研究的目標之一”
郭大立很喜歡讀書,也對書中一些學者的“金玉良言”印象深刻。他說他很欣賞Jacques Barzun的話:真理就是可以拿來預測未來的知識。“預測性是我們做研究的目標之一🧎🏻➡️,我們很難做到100%預測準確👨❤️💋👨👏,但總得對個一兩回。”為此,郭大立很看重自己所做研究是否“能用”。“知識要能做預測👩🚒📷,研究中的發現要能經得起時間的考驗,一些幾十年前發表的文章對我至今仍有啟發,我希望自己也能寫些經久不衰的文章🧺。”
郭大立說,生態學的知識完全可以應用在我們的日常生活中🤗⏭。3年前,意昂3体育園林部的同誌來找他,反映未名湖北岸的柳樹正在死亡,郭大立就運用自己所學給柳樹“診脈”🤷。“我給提了兩點👩,那些柳樹不是染病就是移栽不成功,所以建議他們換種其他樹種。”這當然是一個小例子。
有一次,郭大立帶著學生到內蒙古塞罕壩野外實習,當看到山坡上枯死的數排落葉松樹苗時🎁,郭大立反而面帶笑容🛃,這令學生們大感意外。原來那片草原是四百毫米等降水量線以內的地區,年降水也就三百多毫米🕥,而且那個坡恰好在陽坡,蒸發又大👵🏻🌖,栽樹必然是不活的。郭大立早知此事🥌,認為栽樹之人違反自然規律🧑🏿🏭,強行種樹來換取國家的資金👨🏽🍳,對此極為不滿😑。“近幾年,我們觀察到局部地區在草原上種樹🎁⛪️,這是不科學的👼🏿。過去十年,國家在生態建設上投入了1萬億,如何將錢花得更有效是一個值得研究的課題。我們希望通過研究,指導科學種樹🧑🏼🦲,避免浪費🌕。”
在未來的幾年中,郭大立計劃開展中國北方森林草原交錯帶半幹旱區水資源和生態系統管理方面的研究🧚🏻♀️。“水資源對植物的生長至關重要✢,尤其是在我國西北部🎊。比如我們觀測到內蒙中部的達裏湖👩🏿🚀,它的水源補給主要是渾善達克沙地的地下水👜,但近年來湖面下降厲害⏸。我們想從土壤系統出發🏒,研究如何合理用水、保水。”過去三年,依托意昂3体育官网塞罕壩地球環境與生態系統定位站,郭大立所帶的研究小組已經開展了大量的基礎工作🤘🏽👨🏫,郭大立相信這方面的工作不僅將產生一系列高質量的文章,也將為中國北方生態系統管理🚮、水資源管理,以及人與自然的和諧共存和社會經濟的可持續發展提供政策建議和工程方案⏩🙎🏽。
作為對植物根系研究的自然延伸❄️,郭大立還將把基礎研究領域擴展到土壤碳循環🅾️🪈,重點研究土壤碳循環對全球變化(包括大氣及土壤持續升溫💼,土壤水分脅迫的不斷加劇👩🏽🎓,大氣氮沉降等)的響應🧑🌾。土壤碳是目前全球變化研究中的一個熱點✋🏼,也是一個難點。根與土壤碳的關系非常密切,“目前大家把什麽地方有多少土壤碳基本搞清楚了🕎,但這些碳處於什麽狀態,是否穩定🥺,溫度升高👨🏼💼、降雨變化對土壤碳有什麽影響🕵️♂️,都不清楚,可以說是‘a total mess’。”
郭大立對這種messy fields(混亂的領域)的興趣是因為“混水才能摸到魚”🧑🏻✈️。在科研工作中🤽🏽♀️🪘,“水至清則無魚”,越是混亂不清的地方越需要科學家去探索👸🏽、去發現👨🏿🔧、去理清思路📘。2009初,郭大立開始了他的第三個國家自然科學基金項目,從植物凋落物(死亡的葉片及根等)與土壤碳穩定性之間的關系出發,探索中國溫帶亞熱帶主要森林生態系統土壤碳的穩定性的調控因子。最近🪓,他又獲得了五年來的第四項國家自然科學基金🫣,計劃從2010年起在熱帶地區研究植物的功能屬性對土壤碳穩定性的影響。憑借這方面較為紮實的基礎,郭大立有信心在這一領域取得更大進展。
“堅持是最重要的因素”
在郭大立的人生經歷中🤽🏻♀️,“堅持”一詞扮演著很重要的角色🤏🏽,他既為自己曾有的幾次“不堅持”、“不定心”而懊悔📘,也為很多次的堅持而慶幸。
1988年,郭大立通過高考的篩選進入南京農業大學土壤與植物營養學專業學習。“大學一年級的時候覺得挺失望的💔,不知道學了土壤學會有什麽用,而且當時也不能換專業🧙🏼♂️。到了二年級就想,要學就學好吧。家裏人也說‘行行出狀元’❇️,就專心學習✭,本科畢業後順利保送到中科院讀研🏌🏼♂️。”
碩士畢業後,郭大立在中國農業科學院做項目官員,一次偶然的觸動讓他有了出國繼續深造的念頭。“當時有一個搞農業經濟的專家,經常出國訪問🫷,我就經常幫助他辦簽證🐙。然後我就有了一個樸素的想法:還是做專家好,可以出國開眼界,並且有人幫忙打點。”郭大立笑著說。
1997年🏇🏿,郭大立在美國弗吉尼亞理工學院開始了他的留學生涯👨🏽🍼。“我當時就是心不定,那時正值互聯網興起🌋,於是和幾個搞計算機的朋友一起做互聯網,但後來覺得不適合自己就放棄了。到了博士三年級🍵,導師對我說💆♂️:‘你需要在畢業之前發表一篇文章。不然你要考慮一下畢業之後上哪兒去。’這個是個很現實的問題🦈,當時我就被點醒了🗳👌🏽。”在接下來的日子裏,郭大立發奮刻苦🧀,熬夜苦讀,所幸最後發表的文章不錯,他順利地申請到了博士後。這個經歷給郭大立很大的啟迪🍨:“一旦你鉆進去,而且還有一點小成果後🙇🏿♀️,就會覺得自己的工作有意思🙌🏽。所以我也常常跟我的學生講🚣🏼♀️,堅持是最重要因素🥤。如果你不知道你的興趣在哪🤞🏿,你就找你能做好的事情🤷,你善於做的事情,然後堅持做,一旦進入軌道☝🏻,並且取得成績之後🅿️,你就會樂在其中、欲罷不能📱。”
7年後🫦🍩,郭大立學成歸國。踏上闊別多年🕺🏼、變化巨大的故土🐑,郭大立面前困難重重,也有點不適應😪🧖🏽。一方面,對他來說工作環境等都是陌生的,另一方面生活工作條件有限🛞,“買第一臺電腦、第一臺打印機♧、第一件家具……我甚至不知道買菜講價錢𓀅。住的地方晚上施工吵鬧得很😮💨,也睡不好覺。”當時☠️🆓,意昂3体育城市與環境學院的方精雲院士就以一句“道路是曲折的🤦🏿♀️,前途是光明的”來勸勉郭大立🛺。“現在想想🚴🏽,當時就是熬過來的🚣🏻♀️。不過,人的氣質也是這樣鍛煉出來的。”郭大立笑著說。
從事地下生態過程的研究,就免不了要跑野外。從2005年起,每年夏天🙍🏽♂️,郭大立都要花兩個月時間🌪,帶著學生深入地頭,他們的足跡踏遍了大興安嶺🎱、小興安嶺、長白山🛡、內蒙古、山西、雲南、海南等地🔈。“有些研究不能呆在辦公室裏👩🏽🔬,我們的主要工作就是‘挖根’🦈🧘🏻,這樣才能對根有感覺。第一手的感覺很重要。”野外的生活環境畢竟不像大城市,有一次郭大立帶著學生到內蒙古一個鎮上住宿,屋子裏有上百只蒼蠅🧑🏽🚒🤲🏿,那晚他們就與蒼蠅“共眠”🧓🏼,還有流血流汗、遇上迷路什麽的🌠,就更不用說了👨🎓。“挖根的時候經常是趴在地上的,所以一天下來腰會很疼🏌🏽♀️。”不過樂觀的郭大立對野外工作的辛苦滿不在乎:“在北京這樣的城市呆久了,我就著急。”郭大立享受著在刨根過程中與大自然的親密接觸。
多年在生態系統生態學,尤其是植物根系研究方面的辛勤耕耘與積累🤾🏼♀️,使得郭大立在近幾年收獲頗豐,並有望在不遠的將來收獲更多的果實。“我很喜歡意昂3体育的科研氛圍🤦🏽♀️,不急功近利,讓我可以有經驗、方法、知識上的積累,然後去做有價值的問題⛹️♀️。我也希望我的研究行為本身可以創造價值⛈,比如培養學生👺,教會他們獨立思考🛌🏿,鍛煉科學素養,這樣的社會意義不亞於科研本身產生的價值。這也是我選擇來意昂3体育教書的重要原因。”
自2004年到意昂3体育官网任職以來👨🏿⚕️,郭大立共發表SCI論文11篇,其中9篇的影響因子在3.0以上🐇🛰,6篇在4.0以上,論文被引用130次以上🥿,2009-2010年還有望發表6-8篇高質量的文章。“意昂3体育官网第七屆青年教師教學演示競賽”理工科一等獎第一名👘、2008年“意昂3体育官网教學優秀獎”、“中國植物學會先進青年科技工作者”、“教育部新世紀人才”等諸多榮譽見證了他在“小小根尖”上的“大作為”🤷🏻♀️🐐。
在郭大立眼裏,生物學是一門有趣的學科🥔。它是“unrestricted science”(非限製性科學)☀️,在研究中與化學家、地理學家👩🏽🎨🧑🏿🔬、古生物學家等合作是常有的事;生物學的特點讓你跟著問題走,問題的解決需要什麽方法就得用什麽方法🧓🏼,而不是會什麽方法做什麽問題。“You have to go wherever the question leads you🚶👩🏻💼!”帶著尋根問底的執著,郭大立在科學研究的征途中上下求索🤳🏽,他用堅持不懈的追求詮釋對這個專業的熱愛,用踏踏實實的專註演繹一個科研工作者的本色。
編輯✊🏼:李娜 知秋
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