[科学时报]扎根西部 创新发展
——记兰州大学西部环境教育部重点实验室

日期: 2008-12-31 阅读: 来源: 关键词:

扎根西部 创新发展
——记兰州大学西部环境教育部重点实验室
本报记者 崔雪芹

  地处西部的兰州大学,先后被确立为国家“211工程”和“985工程”重点建设高校。培养人才,服务地方,兰大在融入西部的发展中即将迎来百年校庆。

  作为兰州大学众多科研单元之一,兰大西部环境教育部重点实验室以我国西部高寒和干旱环境系统的形成演化为主要研究方向,以完善和创立有国际重大影响的区域气候环境变化理论为长远目标,以全球变化的区域响应为研究重点,取得了一批创新性研究成果,获得了国内外同行的较高评价。

  西部环境教育部重点实验室是兰大立足西部、服务西部的重要结合点。多年来,该实验室开展了干旱区风沙过程、生态水文过程、沙漠化过程,以及土地利用、覆盖变化过程的研究工作,以认识人类活动和环境变化的相互作用,并对西部的重大灾害环境问题进行攻关,为西部大开发、国家生态环境安全和可持续发展提供理论基础和科学支撑。

创新发展,成果迭出

  最近,根据中科院资源环境科学信息中心完成的国际气候变化科学发展态势分析课题的研究结论,兰州大学2003~2007年国际气候变化研究论文总量在全国所有高校中位居第一。而兰大气候变化国际论文主要依托平台,正是西部环境教育部重点实验室。

  论文数量仅仅是该实验室取得成绩的一部分。2007年,该实验室主任陈发虎、实验室学术委员会主任李吉均院士等主持完成的“中国西北季风边缘区晚第四纪气候与环境变化”研究获得国家自然科学奖二等奖。该项目属于地球科学的第四纪气候环境变化方向,该方向是第四纪研究的主线和全球变化研究的重点。实验室研究群体经过20多年的科研攻关,利用我国西北季风边缘区的黄土和湖泊沉积记录对第四纪气候和环境变化研究取得了重大成果。

  而在今年11月份,该实验室的张平中教授,在美国《科学》杂志发表了一篇气候变化方面的学术论文,这是兰大第一次以第一单位在《科学》杂志发表学术论文,也是实验室自己培养的博士生的原创成果。

  事实上,近5年来,该实验室承担国家和省部级科研项目380余项,包括:7项国家“973”计划项目的课题、4项国家自然科学基金委重点项目、4项国家基金委杰出人才基金,以及“西部环境变化”国家创新群体和“西部环境变化”高等学校学科创新引智基地项目等等;先后获得国家自然科学奖二等奖2项、省部级科技进步和自然科学奖一等奖2项,二、三等奖5项,在国内外高水平的期刊上发表学术论文400余篇。

  长期以来,该实验室还与德国、英国、美国、澳大利亚和蒙古等开展了深入的国际合作研究,与多国签订有研究生培养和人员交流协议,并与国内相关研究所和大学开展了广泛的科研合作。实验室与国际接轨,实现了实验室的高水平、规范化的运行和管理,已成为具有重要国际学术影响力的研究实体。

  据介绍,目前该实验室负责自然地理学国家重点学科,设有地理学博士后流动站,挂靠有国际IQNUA的RACHAD工作组,中国地理学会环境变化、中国第四纪研究会的干旱环境和中国资源学会的干旱半干旱区资源3个专业委员会,国家基金委和德国基金会的“中德干旱环境”联合研究中心,以及教育部中国“西部资源环境”网上合作中心等6个国内外学术机构,现有3人在国际学术组织中兼职。

立足西部环境,多点布局

  兰大西部环境教育部重点实验室平台,通过凝聚资源环境学院自然地理学、第四纪地质学和大气科学学院的相关力量,紧密结合当前国际研究热点,重点关注气候变化和全球变暖等研究主题。

  实验室实行“实验室—研究中心—研究小组”的3级运行制度,下设“青藏高原隆升及其环境效应研究中心”、“干旱环境与人类活动研究中心”、“环境遥感与地质灾害研究中心”、“水文与水资源研究中心”、“风沙过程与土地荒漠化研究中心”,以及“干旱气候与全球变化研究中心”等6个研究中心。

  同时,实验室建有技术平台,并分设7个分支实验室:年代学实验室、古地磁和环境磁学实验室、矿物岩石学实验室、微体古生物学实验室、地球化学实验、环境考古实验室、树轮学实验室,实验室总面积为5000平方米,设备总值为4050万元,其中有3200万元世界一流的仪器设备。

  利用地面观测和黄土、粉尘、湖泊、石笋、树轮、器测等记录,采用遥感技术、同位素、数值模拟等研究手段,该实验室在干旱半干旱区气候变化历史、变化机制模拟、古气候重建、气候变化影响与区域响应等领域的研究不断深入。目前,实验室研究主要集中在四个方向。

  青藏高原隆升及其环境效应研究是西部环境教育部重点实验室的传统优势方向。该研究方向紧密围绕高原隆起时间、机制及其资源环境和灾害效应等核心问题,依据地貌、沉积记录和新构造活动,开展青藏高原隆起过程和隆升模式研究,开展巨型地貌演化与水系发育研究,开展长序列干旱环境和主要沙漠演化历史研究,开展内陆干旱化、风成红黏土—黄土—古土壤系列研究,以及与此有关的第四纪地质和环境(如古冰川)等问题研究。

  干旱环境与人类活动研究方向是该实验室的重要研究方向。这一研究方向以理解晚第四纪(侧重全新世和历史时期)的气候环境变化历史、变化机制及其与人类活动的相互作用为目标。使用地貌学、沉积学、年代学、考古学和代用测试指标(如同位素地球化学、孢粉、介形虫等)等手段,重建沙漠的时空扩张,大气粉尘的变化历史、绿洲的消亡过程和湖泊的时空变化过程;建立中东亚干旱区晚第四纪气候变化模式,探索气候变化机制和全球变化的区响应;根据古城镇村落、古耕地和其他古遗址,重建人类活动强度和古文明消亡过程,认识人类活动与环境变化的相互作用。通过使用模拟手段,探索干旱环境对全球气候变化的影响,预测干旱环境的变化趋势。

  干旱气候与全球变化研究方向是实验室调整成立的新研究方向。这一新研究方向主要以树木年轮、石笋、文献记录、湖泊沉积等记录的代用气候指标为基础,结合观测资料和气候模式手段,重建中东亚干旱区年到十年分辨率的近2000年和近代气候变化历史,认识气候变化规律,揭示干旱气候事件发生的时空模式及其机理,理解中东亚干旱区气候变化的控制机制。同时,研究亚洲中部干旱区对全球变化的响应过程和驱动机制,探索全球变化的区域适应,预测在全球变化背景下未来干旱区的气候变化趋势,为我国干旱区的可持续发展和人与自然的和谐相处提供科学依据。

  干旱区现代地表过程研究方向是西部环境教育部重点实验室正在加强和组建的研究方向。这一研究方向主要以理解区域尺度的水文过程、生态过程和大气过程,探讨地下水形成时代、空间分布和演化过程,理解土地利用覆盖变化的驱动机制,对滑坡和泥石流等主要地质灾害的分布、发生和发展的基本规律等进行全面系统的研究,探索风沙运动微观过程,揭示土壤风蚀和沙漠化的发生过程和驱动机制,并开展不同时空尺度上土壤质量演变的物理化学及生物学过程研究,构建土壤资源可持续利用模式,最终建立适合我国干旱区的水土资源优化配置理论。

  正如该实验室主任陈发虎所说:“我们的实验室要研究西部的环境变化问题。比如,目前西部的干旱环境是怎么回事,如何形成的,我们要好好研究。我们要试图理解广大的干旱区发生了什么变化,为什么发生变化,未来全球变暖下会发生什么变化。”

  而对于未来的发展,陈发虎希望,实验室能建设成为国际上研究干旱环境的前沿阵地。

发挥优势,凝聚人才

  实验室以兰州大学自然地理学国家重点学科和第四纪地质学为核心,广泛吸收生态学、气候学、环境力学等优势学科的研究力量。现有研究人员56人,其中中国科学院院士1人,兼职院士2人,正高级职称22人,副高级职称20人,实验技术人员9人。中青年研究人员全部具有博士学位,有多人获得国内重要人才计划资助,其中2 人被聘为“长江学者计划”特聘教授,4人获得国家杰出青年基金,9人进入教育部新世纪(跨世纪)人才计划,5人曾在科学院从事“百人计划”研究工作。

  如此精壮的科研团队,与实验室主任陈发虎的人才观密不可分。陈发虎说:“一个团队的发展,特别是在西部地区,必须要有特殊的政策,鼓励年轻人才留校。”

  2005年,陈发虎刚当上实验室主任。实验室当时的评审是中等水平,许多老师想离开。由于体制的原因,有些老师离开了实验室。如何留住人才、吸引人才,是陈发虎面临的头等大事,也是实验室走向良性发展的第一要务。

  “制度的限制导致了许多人才流失。”陈发虎说,“当实验室主任后,我作了很多努力,在机制上有所改变,在政策上更为灵活,在思想上更为开放。兰大要发展,必须要有超前的理念。我们的实验室也贯穿这种理念。”

  兰大在区位上地处西部,有落后的地方,在科研上原创性不够。“因此我们特别强调国际合作。”在陈发虎的努力下,目前实验室的每个组都与国际上的高校建立了很好的合作关系。

  “实验室为许多老师提供了出国的机会,方便他们提职,以便继续留在实验室工作。”在李吉均院士与陈发虎等人的带动下,实验室涌现出了许多优秀人才。孙东怀教授、潘保田教授、南忠仁教授、马金珠教授、张平中教授、勾晓华教授等研究人员就是这些人中的代表,他们不断成长为科研骨干,并为实验室长远发展奠定了扎实的基础。

  “我们也积极引进国外留学人才回国任教。”陈发虎利用出国留学、考察、访问的机会,遍访人才,求才若渴。冯兆东、刘秀铭、孟兴民、赵艳等一批在国外已经作出突出成就的优秀人才,被吸引进实验室来。

  同时,实验室也邀请国外的知名学者专家来交流访问。“我们和他们一起带学生。”陈发虎说,通过大量的国际合作,实验室的整体竞争力在国际上得以施展,从而提高了团队的整体水平。

  2007年,依托实验室的“西部环境变化”创新群体通过基金委评审,是基金委评审中唯一一个获得优秀的群体。同时,自然地理学在国家重点学科评审中名列前茅。

  从英国留学来兰大的赵艳教授说:“虽然地处西部,但这儿的实验室很好,研究平台、创新团队、研究方面有很多优势。我从事环境变化研究,西部地区环境受人为干扰比较少。兰州是通往西部的要地。”

  “一是感情留人,二是事业留人。”这是陈发虎和西部环境教育部重点实验室人才观的两个基本原则。

服务社会 ,改善民生

  甘肃省石羊河流域下游的民勤县是保护河西走廊的一道屏障。近十几年来,由于人口增加及水资源不合理开发等诸多因素的影响,流域内经济社会发展大大超过了水资源承载能力,沙漠每年以15米到20米的速度向绿洲推进。

  生态恶化也导致了当地居民收入水平的急剧下降。实验室主任助理马金珠介绍,1997年后,民勤县产的籽瓜卖不出去,加上农民开采地下水,水位下降,也没有了扶贫补贴,农民特别贫困。1997年至2002年前,当地人均年收入不足800元。

  针对当地发展的迫切需求,长期从事民勤沙漠化研究工作的兰州大学西部环境教育部重点实验室,以陈发虎、马金珠、颉耀文、李丁和杨丽萍等组成的核心研究团体,通过长期的国际合作研究与实践,提出民勤绿洲“压缩高耗水的粮经作物,发展畜草经济,改变生产技术,禁牧圈养提高单位水资源利用产出”的生态经济发展模式。

  事实上,5年来,兰大西部环境教育部重点实验室在国际组织的资助下,选择民勤县东湖镇维结、雨顺两个行政村,通过参与式方法实施了民勤绿洲沙漠化防治与社区生态扶贫项目,坚持“治沙先治人”和以人为本的发展方向,把沙漠化治理、生态环境建设与改善人民生活条件紧密结合起来,利用饲草种植和禁牧圈养的生态保护措施,充分发挥草产业低耗水高产出和养殖业的高效益。

  在陈发虎、马金珠等科研人员的攻关下,项目区农民收入有显著提高, 2007年,人均收入上升到3000元。为此,受到国内外媒体的广泛关注,甘肃省电视台、中央电视台也都曾经进行过专题报道。

  兰大在地方实施的项目,不仅使当地居民的生活水平得到改善,而且也使危害一方的流动沙丘得到控制,风蚀农田的现象得到大大缓解,而且激发了当地政府发展相关产业的热情,为发展沙产业奠定了基础,成为“生态建设—社区经济发展”良性循环的又一成功模式。

  在实验室主任陈发虎的设计中,在下一步,兰大还将通过西部环境实验室建立清洁能源研究基地。围绕国家的重大需求,围绕西部发展的现实需求,围绕西北干旱区生态环境变化及其对全球变化的响应与适应性,开展前沿研究工作,兰大还要更多地为西部地方社会发展作出贡献。 

   (《科学时报》2008-12-31 A1 )

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编辑:朱珊珊

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