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【瞭望新闻周刊】勾晓华:破解树轮中的气候“密码”

日期: 2018-04-02 点击: ...
   

文/《瞭望》新闻周刊记者 张文静 王铭禹


在野外科学考察的勾晓华

  她,可以像男人一样,翻山越岭,深入到最偏远的大山,只为获取最理想的树轮样本,从它们身上寻找历史的记录,追踪气候变化的痕迹;
  
  她也可以安静地坐在实验室里,屏住呼吸,在显微镜下查明那密密麻麻的树木“暗语”,解码气候变化;
  
  她还可以脱下运动鞋,换上高跟鞋,化上淡淡的妆,走进教室,用生动的语言和丰富的野外经历向学生们讲述惊心动魄的科研故事。
  
  只要有时间,她也会在家中的厨房,为爱人和孩子精心烹制几道小菜,以弥补自己因为工作而对家人的愧疚。
  
  她,就是树轮学研究专家、兰州大学资源环境学院院长勾晓华教授。从事科研工作20多年,她的脚步遍布我国西部重要生态功能区,通过研究树木年轮,让大树“开口说话”,从而破解隐藏在树轮中的气候“密码”,重建西北旱区和青藏高原东北部气候变迁历史。
  
  兴趣和坚持的力量

  走上这条在外人看来艰辛又“无趣”的科研道路,勾晓华认为,兴趣和坚持是最好的“领路人”。
  
  1970年,勾晓华出生在祁连山脚下——甘肃省永昌县的一个普通家庭。7岁前的农村生活经历使她爱上了大自然。那些常人眼里稀松平常的花花草草,在她眼里就是五彩缤纷的大世界。
  
  7岁时,勾晓华随父母搬到县城。远离大自然的这一段时光,对她来说既难熬也非常锻炼人。父母工作忙,没时间照顾她,反而让她在中学时就成了生活“多面手”,“做饭、洗衣服、缝缝补补,都自己干,成就感十足。”
  
  回到大自然的怀抱是她的奋斗方向。她下决心要努力学习,将来报考跟植物有关的专业。高考那一年,她没和任何人商量,完全出于兴趣报考了兰州大学生物系植物学专业,并如愿以偿。
  
  当时,兰州大学生物系共有6个专业,大多数学生都填报了生物化学、细胞生物学等相对热门且容易就业的专业。而对大自然“念念不忘”的勾晓华选择了相对冷门的植物学。全班19名同学中,只有她和另外一名同学的第一志愿是植物学专业。
  
  但她乐在其中,“非常享受野外实习的过程,和老师、同学每天背着10来斤重的标本夹走几十里路,一点也不觉得累,能够把课堂学的直接在自然界应用和验证,觉得自己的选择太正确了。”
  
  那时的她没想过,自己的坚持是助力她日后科研事业发展的重要财富。
  
  自1988年至1995年,勾晓华在兰州大学生物系完成了本科和研究生的学习。恰逢地理系那一年需要一名植物地理学的老师,她前去应试,并顺利地得到了这一职位。
  
  从生物系跳到地理系,隔行如隔山。“除了对植物有些研究,地理的东西我完全不懂。”勾晓华再自信,心里也不免犯嘀咕。
  
  为结束“门外汉”的尴尬状态,勾晓华又当起了学生。只要不上课,她便去旁听地理系教授的课程,学习地貌、水文、土壤等地理学知识,跟着教授们赴野外考察、带学生实习。只是她始终不清楚如何将植物学与地理学更好地结合起来。继续攻读博士学位留在地理系还是重新回到生物系,这个问题在那段时间反复困扰着她。
  
  当时,地理系的自然地理学研究主要集中在冰川、黄土和沙漠等常规课题上,中科院院士、时任兰州大学地理系副主任陈发虎等一批学术带头人希望通过多学科交叉研究,拓展新的研究方向,勾晓华的交叉学科背景引起了教授们的注意。
  
  “陈老师为我指出了两个研究方向,树木年轮学或者孢粉学,并欢迎我加入他的研究团队。”勾晓华说,留校任教4年后她开始攻读自然地理学博士学位,并最终确定了研究方向。
  
  “通过研究树木年轮,我们可以知道一个研究区域过去几百年到几千年的气候变化和生态环境变化历史,并找到其中规律,在此基础上,可对未来气候变化做出预估。”勾晓华说。
  
  在她看来,兴趣是最大的力量,而坚持是照亮梦想的明灯。如今,昔日同窗中,依然从事植物学及相关领域研究的屈指可数,大多数人在后续的深造或工作中,纷纷转向生物学其他领域。
  
  从树轮中寻找历史
  
  年轮是树木的记忆,更是森林的记录者,蕴含着大量气候、水文和环境等方面的历史信息。指着实验室里一个布满年轮的大圆盘,勾晓华介绍说,年轮宽,代表那年气候条件好;年轮窄,代表那年气候条件恶劣。
  
  “年轮的宽度与温度、降水、太阳辐射、二氧化碳浓度等生态因子有着复杂的相关关系。”勾晓华说,她和团队成员借助宽度、稳定同位素分析和树木生长过程的野外观测等方法,解码这些“密语”,探究气候变化成因。但树木既有共性,也有个性。霜冻、干旱和虫灾等自然现象会影响树木生长,而人类活动的干扰也可能影响到树木的真实记忆。排除个性,找到共性,才能更客观准确地重建气候变化历史。
  
  “妈妈,附近的树这么多,为什么你总是要去山里找树?”对于孩子的疑问,勾晓华总会耐心解释。因为她清楚,高海拔、人迹罕至的地方才是她寻找最理想树木的目的地。要能采到一棵老树,这比“天上掉馅饼”还要让她兴奋。
  
  十余年来,勾晓华的足迹遍布祁连山、贺兰山和阿尼玛卿山等西部重要山脉。野外考察,动辄半个月以上,但她并不觉得苦,反而庆幸这片荒蛮给了她许多机会。
  
  在海拔3000多米的高山上,她和团队成员要背着十几斤重的工作背包,漫山遍野地采样。为了多采一棵树的样本,她常紧张地忘了高原反应这回事;即使戴了手套,拿着生长锥钻取树芯的双手也会磨出血泡。时间长了,血泡会变成茧子。
  
  白天徒步采样,饿了,大饼咸菜就着山泉水就是一顿饭,能想办法烧开一壶水,泡碗方便面那就是人间美味了。“山里的清晨特别冷,早上醒来帐篷上会结一层霜,河水冰冷,冷到不敢洗脸。”勾晓华笑着说:“就当防晒了。”
  
  晚上经常要在空旷的山林里安营扎寨。和衣躺在帐篷里,伴随她的是夜空中的满天繁星和耳边呼啸的寒风。勾晓华却认为是“科学研究让我看到了别人看不到的风景,丰富了我的生活”。
  
  在勾晓华看来,坚持不仅仅需要兴趣和热情,也需要勇气和胆量,有时还得像“探险家”一样具有冒险精神。
  
  2000年,勾晓华和团队在祁连山西部考察途中遇到了狼。驮着行李的毛驴突然发生躁动,拼命把背上的行李往地下甩,企图挣脱束缚逃走。雇来的当地向导野外经验丰富,立即警觉起来,“背后有狼!”向导低声急促地警告大家。
  
  “我们当时紧握采样工具当做防身武器,背靠背站成一圈,大家都不敢出声,只能快步走,走到开阔没有隐藏的地方时,狼就离开了。”勾晓华说,当时吓得她手心里都攥出了汗。
  
  遇强则强、迎难而上是勾晓华的性格。多年的不懈坚持令勾晓华和团队成绩斐然。近年来,他们定量重建了黄河上游近千年来的径流量变化;利用树轮重建了过去气候变化历史,特别是区域干湿变化历史,并展开了我国西北及周边区域干湿变化的面域树轮重建与对比研究。
  
  近几年,专注于古气候研究的勾晓华还将眼光投向气候变化对生态环境影响的研究。她目前承担的自然科学基金项目《云贵高原气候变化的树轮记录研究》已近尾声,她和团队又有了新的发现。
  
  勾晓华说,2011~2013年间,云贵高原部分区域出现成片树木死亡情况,人们普遍认为是冰雹、雷击等恶劣气象条件所致。但经过科学研究和分析,他们认为是干旱导致的树木死亡。
  
  “云贵地区降水丰沛,年降水量达到1000毫米以上,很难有人将树木死亡与干旱联系起来。”勾晓华介绍,云贵高原大面积分布的喀斯特地形使得降水难以积蓄下来,加之每年10月至来年4月是当地旱季,故而导致树木因长期干渴而成片死亡。
  
  辛勤付出也让勾晓华收获满满。她先后获得“中国青年科技奖”“中国青年女科学家奖”“青藏高原青年科技奖”,她是教育部长江学者特聘教授,并享受国务院特殊津贴。
  
  像圆柏一样坚韧
  
  勾晓华最重要的研究对象,是生活在祁连山深处的祁连圆柏。祁连圆柏是一种非常古老的树种,活树的树龄可达2000年,它的生命力极其顽强,只需少量水分土壤就能生生不息繁衍下去。她希望自己也像这古老的树种一样,积极、顽强、向上,不断成长。
  
  2017年,勾晓华继任兰州大学资源环境学院院长,成为该院有史以来首位女院长。“压力倍增,但也给我搭建了更好的平台。”勾晓华对学院发展有着自己清晰的规划:在教学和科研上争取国际一流,同时更好地服务地方经济、社会发展。
  
  勾晓华坦言,和西部高校一样,目前学院在发展过程中也面临着不同学科发展水平不均衡、人才队伍建设不均衡等问题。“这也是我们今后要着力解决的问题,而且在这个基础上,还要形成发展合力。兰大正在建设‘双一流’大学,兰大的地学有特色和优势,就要努力走到国际前列。要达到这一目标很不容易,但并非不可能,需要我们共同努力来实现。”勾晓华说。
  
  2018年初,祁连山研究院在兰州大学正式成立,勾晓华兼任院长,研究院专门针对祁连山近年来出现的生态环境问题,以及今后如何开发保护等展开深入研究。今年夏季,她将组织学校不同学科的专家深入祁连山腹地,进行跨学科的科考工作。
  
  身兼数职,勾晓华常常感慨时间不够用。好在她有来自父母的大力支持,以及同样从事气候变化研究的爱人的支持。
  
  作为一名女科学家,繁重的科研让勾晓华少了许多普通人的乐趣和陪伴孩子、家人的时间,但勾晓华并不后悔,“在我追求科研事业的过程中,和家人、和团队成员一起付出了超乎他人的努力和艰辛,也收获了满满的幸福和成就。科学研究永无止境。身为科研人员,需要我们踏踏实实,一步一个脚印,向着高峰一路攀登。而每一次的攀登,都有可能带来一次新发现,产生有影响力的贡献。”她说。

 (《瞭望》新闻周刊 2018年3月31日)

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编辑:赵梦然
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