与黄土“对话”,探索气候环境变化的奥秘
——安芷生和他的地球科学研究本报记者张梅通讯员张行勇当地时间5月3日,美国科学院通过其官网宣布了2016年度美国科学院新当选的院士名单,21位科学家当选为美国科学院外籍院士。中国科学院院士、中国科学院地球环境研究所研究员安芷生位列其中。他也是本年度当选的唯一一位供职国内研究机构的研究人员。5月18日,在中科院地球环境研究所,安芷生院士就他从事的地球科学研究,以及基础研究与可持续发展等话题,与我们作了交流。原创研究的突破美国科学院在其官网中称,新当选的美国科学院院士都在原创研究中作出了杰出和源源不断的贡献。安芷生1961年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,1991年当选为中科院学部委员,2000年当选第三世界科学院院士。在地环所岩心库,我们见到了陈列的各地钻探岩心样品。科研人员介绍,这些岩心样品都是“安先生的宝贝”,它们是了解地球环境历史与演变的一把“密匙”。安芷生院士正是通过对大陆环境科学钻探和黄土以及其他生物地质记录的野外观测,在这一领域50余年的辛勤攀登,为地球科学发展作出了卓越的贡献。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,突破了全球冰期-间冰期经典理论,解析了亚洲环境变化的机理,得到了国际认可。“我们提出东亚的环境变化,尤其是中国中东部地区的环境变化很大程度上受气候变化影响。”他还提出整个亚洲季风和干旱环境变化与青藏高原隆升和全球气候变化相关,这些都得到了国际社会的广泛认可。安芷生说,这些结论现在看来很简单,但在上世纪90年代却十分艰辛。同时,这种原创性的工作能够得到国际承认非常不易。在此基础上,他提出我国季风区和干旱区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,生态环境修复应遵循自然演变的规律,为我国西部、特别是黄土高原生态环境治理提供了科技支撑。基础研究的现实意义安芷生主要从事第四纪地质及自然环境变化的研究。遥远的“第四纪”,与我们关注的现在和未来有什么联系?第四纪是地质年代分期的最后一个纪,大约在距今260万年。这一地质时期与气候变化、人类的出现和人类社会发展密切相关。人类活动和自然活动都在改造环境,人类如何应对环境问题是关系到人类生存的世界性话题。对科学而言,关键是找到气候环境变化的机制,从而提出科学的应对措施。在安芷生看来,研究的越深,提出应对措施的针对性也就越强。“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。因此,我们的基础性、原创性的科学研究能够直接为国家经济社会的可持续发展服务,尤其在资源环境领域。”扎根西部的安芷生团队,从黄土高原出发,为我国乃至全球应对环境变化提出了一系列建议和具体措施。本世纪初,他就提出西部大开发生态治理要遵循自然植被分带规律和自然恢复的原则;根据同位素变化,发现黄土高原历史最好的时期,不是以森林为主,而是以草原为主,他提出要多种植草本植物。“退耕还林草”“治沟造地”,这些国家重大的民生生态工程,无不是对气候环境自然规律深入研究而提出的科学措施。近年来,PM2.5成为广受关注的“热词”。早在本世纪初,地环所就开始观测记录全国多个城市PM2.5浓度的变化,进行分析研究。去年,他向中央提出了PM2.5污染控制与对策的咨询报告,受到中央和相关部门的重视。“科技工作者有责任,也有义务做好地球环境研究,以优秀的成果为国家可持续发展提供科学决策依据,并进一步对人类社会发展做出贡献。”科研需要环境和氛围在安芷生看来,所有成绩是地环所和黄土与第四纪地质国家重点实验室多年努力的结果。这次当选美国国家科学院院士不仅是国际社会对他个人这么多年工作的肯定,更是对地球环境研究所研究集体的承认。百余人的地球环境研究所是中科院系统的小所。虽然规模小,成就可不小。在基础研究方面,SCI引用达到1万余次;在人才培养方面,拥有2位科学院院士,培养了12位国家杰出青年基金获得者。在服务国家社会发展方面,向中央和地方政府提出了一系列有实际意义的建议,为我国西部经济社会可持续发展和生态环境修复提供了科学依据。说起这些成就,安芷生认为,从个人而言,做科研还是要从兴趣出发,坚持不懈。“地学基础研究时间尺度长、空间地域广、资料量庞大。如果没有兴趣很难做好。只有有了兴趣和信念,才能持之以恒。”同时,他认为基础研究必须有良好的氛围和条件。他说,科学研究单位和集体要多样化,不能一味追求大而强,要有不同类型。“既要发展大而强的研究单位,也要大力支持类似地环所这样地处西部小而精的研究集体。我们虽然没有地域和规模优势,但是我们的成绩和为国家做的贡献丝毫不逊色。”他呼吁,国家要加大对西部以及边远地区的科研投入。“有良好的学术环境和气氛,有明确的研究对象,再加上持之以恒的信念,才能干些事情。”

当地时间2016年5月3日,美国科学院通过其官网公布了2016年度新当选的美国科学院院士名单。84位来自美国本土的科学家新当选为美国科学院院士。另有来自14个国家和地区的21位科学家新当选为美国科学院外籍院士。美国科学院在其官网中称,新当选的美国科学院院士都在原创研究中做出了杰出和持续的贡献。

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。

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在21位外籍院士中,中国科学院院士、美国地球物理学会会士、发展中国家科学院院士、中国科学院地球环境研究所研究员安芷生先生位列其中。他也是本年度当选的唯一供职国内研究机构的研究人员。

■本报记者 韩天琪

(原文地址:)

安芷生先生从事地球科学研究50余年,他基于中国黄土和其它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,突破经典全球冰期-间冰期理论,提出东亚环境变化的季风控制论和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。他指出我国季风区和干旱区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,生态环境修复应遵循自然演变的规律,为我国西部,特别是黄土高原生态环境治理提供了科技支撑。他开拓了第四纪地质学与全球变化研究相融合的新领域,为我国培养了一大批从事第四纪地质学和全球变化研究的高水平科学家,为地球系统科学研究的发展和我国区域可持续发展战略的制定做出了贡献。

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。

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。

瞄准人类需求大方向

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。

“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。

“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。”

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。

“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。

关注气候和环境变化

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。

“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。

“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。

从兴趣出发坚持不懈

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。

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。”

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。”

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。”

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。”

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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