【创新引领“十四五” 实干成就“倍增+”】资源环境学院:“顶天立地”强科研

日期: 2021-03-26 阅读: 来源: 关键词:

30000风量云式除尘系统

2019年,Nature杂志发表的“青藏高原中更新世晚期丹尼索瓦人的下颌骨化石”研究成果

科考队员在日喀则拉孜县草地样方采集

以资源环境学院为主体的兰州大学祁连山科考团队发布的2020年祁连山生态绿皮书

评估队员入户访谈

以资源环境学院为主体的兰州大学祁连山科考团队合影

原创·首发·独家

2020年10月30日,在国家文物局召开的“考古中国”重大项目重要进展工作会上,兰州大学环境考古团队张东菊教授代表团队发布了青藏高原古人类活动研究重大突破:首次在中国考古遗址中成功提取古人类DNA并测定其为丹尼索瓦人线粒体DNA,揭示了丹尼索瓦人曾长期生活在欧亚大陆东侧。

该项成果在Science杂志在线发表,也是继2019年Nature杂志报道兰州大学环境考古团队等发现青藏高原距今至少16万年前的丹尼索瓦人下颌骨化石后,国内外的焦点再次聚集到这一古老而神秘的古人类和白石崖溶洞。

近年来,资源环境学院在青藏高原隆升与黄河演化、干旱区多尺度气候变化与影响、寒旱区史前人类活动与生存环境变化、青藏高原东北部及毗邻区生态系统演变与监测、西部地区高质量发展等研究领域产出了多项原创性、前沿性、突破性研究成果;积极对接生态文明建设的国家战略和“一带一路”倡议,主动承担为西部地区生态文明建设与高质量发展提供科技支撑的历史重任,助力脱贫攻坚国家重大需求,深度参与第二次青藏高原科考,聚焦黄河流域生态保护与高质量发展,服务地方经济社会发展等,为构建绿色丝绸之路经济带、国家生态文明建设和服务经济社会发展做出了重要贡献,为解决干旱半干旱区生态环境保护、高质量发展等重大问题提供了科技支撑。2016至2020年,资源环境学院师生在Nature、Science、PNAS、NaturePlants、QuaternaryScienceReviews、JournalofArchaeologicalSci-ence和《科学通报》等国际国内著名学术刊物上发表高质量研究论文700余篇;进账科研经费近4亿元,2020年科研经费达1.118亿,首次破亿。学院科研工作坚持既要顶天,又要立地,“顶天”就是基础研究要突出特色,占领科学前沿高地,“立地”就是应用研究要围绕国家战略需求和经济社会发展需要,研究成果要能应用到经济社会主战场。

参与大项目中产出大成果

历时20余天,行程5000多公里,涉足西藏日喀则市和阿里地区的18个县区,采集土壤样品208份,植物样品152份,拍摄影像资料100多G……在气候高寒、冰雹雨雪等恶劣天气频发的藏西高原,由兰州大学资源环境学院汪霞教授、巩杰教授团队组成的第二次青藏高原综合科考专题六“河湖源草地利用变化对植被和土壤影响”分队圆满完成了2020年度野外科考任务,“深入地认知了雅鲁藏布江上游、孔雀河、象泉河和狮泉河等流域的地理地貌、气候变化、土地利用、草地资源与畜牧业发展状况等”。

资源环境学院院长勾晓华教授介绍,学院有近三分之一的老师参与了第二次青藏高原科考的任务和专题,大家在参与大项目中扩大了视野,“通过研究学术前沿问题对老师们的发展和水平提高起到了积极的作用,也促进了人才培养”。学院党委书记沈正虎表示,近三年学院专任教师中有科研项目或科研经费的在98%以上。

祁连山脉位于青藏高原北缘,是泛第三极的重要组成部分,也是青藏高原生态安全屏障的重要组成部分。丁文广教授、勾晓华教授和李育教授联合多家科研单位组建了跨学科研究团队,并编撰了《祁连山生态绿皮书:祁连山生态系统发展报告》系列绿皮书,该书已连续三年出版。该系列丛书是“中国科学院战略性先导科技专项(A类)”项目下“祁连山山水林田湖草系统优化调配”课题中“祁连山生态系统变化归因与善治对策”的主要研究成果之一,也是第二次青藏高原科考的相关研究成果之一。团队目前正在执行国家重点研发计划项目“祁连山自然保护区生态环境评估、预警与监控关键技术研究”,预期将实现生态环境方面的关键核心技术突破。

上世纪70年代,兰州大学李吉均院士便担任第一次青藏高原综合科考冰川组组长,学校针对青藏高原的研究已有四五十年的积累。近年来,陈发虎院士领导的研究团队聚焦青藏高原北缘第四纪环境变化,并将研究区域扩展到亚洲中部,提出了多时间尺度中亚气候变化的“西风模式”;陈发虎院士建立的以董广辉教授、张东菊教授、安成邦教授为骨干的环境考古研究团队,从多学科角度探讨史前人类对青藏高原的探索过程和驱动机制。同时,以潘保田教授、聂军胜教授等为骨干的研究团队围绕青藏高原隆升如何驱动水系演化这一重大科学问题,系统揭示了黄河的“前世今生”;以潘保田教授、王乃昂教授、张廷军教授、贺缠生教授、勾晓华教授、李育教授、张宝庆教授、牟翠翠教授等为骨干的研究团队系统开展了青藏高原北缘及毗邻区生态系统演变与监测,支撑了青藏高原生态安全屏障优化体系建设,服务于国家生态文明建设。

相关研究先后获国家自然科学二等奖2项、教育部自然科学一等奖2项。“学院加强人才队伍和平台建设,近五年来有14人次入选国家级人才项目,引进人才40多人,新增省级教学科研平台四个,西部环境教育部重点实验室连续三次考核评估优秀。”勾晓华说,有了人才队伍和平台,科研项目、科研经费、科研成果都会水到渠成,青年人才的成长也提升了学院未来竞争力。

“新工科”解决实际问题

过去一年里,环境科学与工程系王博教授团队的几位成员长期驻扎在金川公司,调试着“云式除尘”设备。面对炼铁高炉排出的成分及其复杂的废气,他们开展实验、优化设备,希望能找到最佳的操作参数,实现粉尘等污染物的高效收集。

工业排放的细颗粒物(PM2.5)及亚微米级超细颗粒物(PM1)重量轻、粒径小,难以被高效收集。目前传统除尘技术对粒径较细的亚微米级超细粉尘的分离效果有待提高,而新兴技术比如动力波除尘技术在工业应用上还存在一次性投资大、运行维护成本高等实际问题。

早在2013年,王博团队就开始研发“云式除尘技术”,因为所需实验室空间较大,团队便在校外租赁实验室开展设备研发,长时间的科研攻关后形成了较为成熟的技术设备和工艺路线。该技术借鉴了自然界“成云降雨”的原理,在过饱和水汽环境中超细粉尘作为凝结核,水汽在其表面不断附着凝结并长大,随后碰撞团聚形成含尘液滴,并最终在自主研发的三级超重力场中沉降收集。

监测数据显示,“云式除尘”设备对颗粒物的总去除率高达99.9%,对亚微米级颗粒物的去除效率达95%以上。此外还有成本低、占用空间小、耗能低、适用性强等优点,且实现了全自动化工作,24小时无需值守。

在工业应用成熟后,团队还将空气净化思路用于民用小型化设备。面向呼吸道传染性疾病的防护需求,开发了可批量生产的健康防护用品“云式肺宝”,以及云式无菌空气净化器等产品。此外,针对我国农村冬季燃煤空气污染,团队也研发了“云式”散煤燃烧治理技术,正致力于推广应用。“我们是应用学科,就要面向经济社会主战场。”王博说。

服务社会中彰显使命担当

给学生队员们进行问卷讲解和政策培训,进入农户家中调查,完成被评估县的问卷审核和分析,撰写评估报告,这些是兰州大学精准扶贫工作成效和贫困县退出第三方评估团队老师们的工作日常。

2016年,兰州大学依托学科优势,充分发挥文理学科交叉融合的作用,形成了以资源环境学院人文地理研究所所长陈兴鹏教授为负责人的第三方评估团队。

五年来,这个包含地理学、社会学等多个学科的评估团队足迹遍布整个西北地区,先后承担了《国家精准扶贫工作成效第三方评估重大任务(甘肃、陕西、青海、新疆)》《贫困县退出第三方评估专项任务(甘肃、陕西、宁夏、新疆)》《贫困县退出第三方抽查专项任务(青海、新疆)》《国家精准扶贫数据质量评估任务(甘肃、新疆)》项目,撰写的评估报告被国务院扶贫办、相关省(区)采纳。团队以实际行动为脱贫攻坚贡献着力量,评估团队获得了“国家扶贫工作成效第三方评估工作先进集体”荣誉称号,陈兴鹏、张子龙、庞家幸等多名成员先后获得“国家扶贫开发工作成效第三方评估先进个人”。

第三方评估主要是查找扶贫工作中的薄弱环节,为深化精准扶贫工作提供参考依据。团队的工作一般都在贫困地区开展,遇到路途遥远的村庄,队员们早上出发,中午才能到达目的地。有时为了节省花费在路上的时间,就直接住在了乡镇上。“凌晨一两点睡觉是常事,有时候工作也可能会一直持续到三四点,早上六、七点起床继续新一天的工作。”团队青年教师庞家幸说。

“在服务地方中同学们了解了真正的农村,研究问题更接地气;我们和地方政府建立了联系,了解问题也更实更精准,这将可能会为后续编制地方‘十四五’规划和乡村振兴规划等起到积极作用。”陈兴鹏说。

以杨永春教授、陈怀录教授为带头人的城市与产业规划团队推动甘肃城镇体系建设与产业合理布局,完成了遍布甘肃省14个市(州)的城乡统筹规划、新型城镇化发展规划、城市总体规划等规划项目,承担了国家级、省级和地方服务项目600多项,为地方经济社会发展做出了贡献。张有贤教授为项目负责人的技术服务团队全身心投入到兰州新区精细化工园区的总体规划编制、产业设计和工业项目精准招商等工作,推动签订招商合同49项,投资106亿元,为兰州新区精细化工园区快速启动与发展奠定了坚实基础。

学院遵循“把论文写在祖国大地上,把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中”的要求和“以服务求支持,以贡献求发展”的思路,搭平台、建团队,强特色、重成果,聚人气、争一流。“学院的专业特色与社会服务紧密相关,而在提升社会服务质量中也扩大了科研规模。”勾晓华介绍,2020年学院的科研经费中,横向经费达5643万。

无论是产出高水平研究成果,还是实现新技术突破,在学院党委书记沈正虎看来,这不但是学院长期积累下的成果显现,更得益于筑牢国家生态安全屏障、“一带一路”倡议、黄河流域生态保护和高质量发展等一系列国家战略的实施。“面向‘十四五’,我们要把握住难得的机遇,强化优势、突出特色、优化结构,努力实现‘倍增+’目标任务。”

(《兰州大学报》第982期 2021年3月19日 第2版 教学科研)

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文:王耀辉
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编辑:陈柄霖
责任编辑:许文艳

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