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青藏科考,撑起世界

发布时间:2019-09-03 12:40编辑:生命科学浏览(160)

    青藏高原一直是全世界地球科学家的“宠儿”,中国科学家更是对此“痴迷不已”。

    姚檀栋认为,青藏中心的“特”,主要体现在三个方面,“是历史的必然,是国家战略使命的需求,更是国际科学研究发展的必然趋势”。

    一直以来,确定印度大陆与欧洲大陆之间的碰撞时间与隆升历史,对于青藏高原的形成和演化研究具有重要意义。

    青藏科考:只为心中那座高地

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    作为地球“第三极”,青藏高原的形成改变了地球海陆分布、大气环流,影响着整个北半球乃至全球气候环境系统;青藏高原冰冻圈的强烈融化导致湖泊大范围扩张、生态系统产生重大变化,这对我国东部和周边地区产生重大影响……

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    “青藏高原隆升对整个中国和周边国家的环境都有重大的影响。正是青藏高原隆起造就了现在中国的环境,造成了现在季风和西风相互强烈作用的过程。” 姚檀栋指出,“我们的研究揭示,季风和西风的相互作用在青藏高原产生了三种模态,即西风模态、印度季风模态和过渡模态。这三种模态的空间和强度特征的变化正强烈影响着青藏高原冰川湖泊的变化,并通过气流和水流的方式‘输出西藏’、决定着中国和周边地区的环境命运。”

    水—冰—气—生的剧烈作用,共建了人类的生存环境。而青藏高原的岩石圈、大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈和人类圈的多圈层相互作用非常强烈,是研究地球系统多圈层耦合机制、解释全球气候变化的理想区域。

    怀着对未来的期许,卓越中心的研究视角正逐渐从青藏高原区域向全球范围延伸,从基础前沿到国家战略,从第三极地球系统科学研究到第三极国际人才高地,他们为国家三极计划的启动实施奠定了坚实的基础

    巍峨雄伟的雪山,宁静幽深的高原湖泊,蜿蜒不绝的大河……长久以来,作为地球的“第三极”,青藏高原一直为世人所向往。

    一直以来,科学家关注的是气候变化对青藏高原植被活动带来的影响,比如气候变暖会造成返青期提前,生产力增加,但关于植被活动对于气候变化的反馈,研究得非常少。

    同时,战略方向、研究方向、人员结构、经费来源……青藏高原地球科学卓越创新中心不断面临变化与挑战。

    目前,世界有三大科研热点地区:南极、北极、青藏高原。但如果从影响人数的范围来说,青藏高原这个“第三极”无疑影响更大,其涉及的人口将近30亿。“比如,上世纪90年代,青藏高原的气候突变就曾经导致长江中下游的暴雨并引起洪水暴发。科学问题的驱动是青藏高原逐渐成为国际科学研究热点地区的重要原因。因此,创立青藏中心也是国际科学研究发展的必然趋势。”姚檀栋说。

    对于这个想法,科学家倾注了非常高的热情。中科院青藏所学术副所长、美国国家科学院院士、中科院外籍院士郎尼·汤姆森表示,人才团队的建设是中心成功的关键,高水平研究成果的产出是中心成功的标志。

    “改革已经在路上!”青藏高原地球科学卓越创新中心以学术水平为主要价值导向,实行行政系统与学术委员会相结合的治理结构,以择优稳定支持为主配置资源,以国际同行评价为主要评价方式,促使“硬核”成绩纷至沓来,“国际引领”的目标也在逐步实现。

    令他感到高兴的是,目前青藏中心的各项工作也得到了外界的一致好评。他们刚刚通过了2014年的“青藏高原多圈层相互作用及其资源环境效应”专项的年度评审,“目前大家的反响都不错,这也让我们对中心未来的发展充满了信心。”他说。

    “5年的时间只能摸到青藏高原的冰山一角,这一角挖完了怎么办?继续申请课题拿经费?”姚檀栋等人担心,凝聚的队伍会随着专项的结束而散掉。

    6年前的国庆前夕,青藏高原地球科学卓越创新中心建设实施方案通过审批,中科院提前落子,为科学梦想铺就了一条通天大道。

    “应该说,青藏中心的成立是一个全新的事物,没有前例可循。因此,成立一年来,我们也在不断摸索,召开不同层面的研讨会。”姚檀栋说,就在几天前,他主持召开了该中心执委会会议、年度工作研讨会以及方向团队研讨会和领域集群研讨会,讨论卓越中心的发展与2015年的工作计划。

    中科院青藏中心:撑起世界“第三极”

    此后历经10年发展,2013年,中科院青藏所牵头负责中科院先导科技专项“青藏高原多圈层相互作用及其资源环境效应”,正是在执行专项的过程中,青藏中心应运而生。

    ■本报记者 王珊

    “建立青藏中心是历史发展的必然,是国际科学研究的趋势所在,更是国家战略使命的要求。”近日,青藏中心主任、中科院青藏高原研究所所长、中国科学院院士姚檀栋在接受《中国科学报》记者采访时指出,成立一年来,青藏中心已经取得了长足的进步,也得到专家的一致好评。

    7月14日,中科院青藏中心沈妙根等人的文章《青藏高原植被活动的局地降温效应》在美国《国家科学院院刊》上发表。

    他们发现,披毛犀、北极狐、雪豹等许多珍稀物种都起源于青藏高原,只是随着高原生态的变化才“走出西藏”,逐渐迁徙到其他地区。

    这些,决定了青藏高原是地球系统科学研究的天然实验室,是国内外研究的“必争之地”。从上世纪50年代我国老一辈科学家对青藏高原的科学考察开始,国内关于青藏高原的研究,一直不曾停止。

    为了加快促进科技跨越发展,提升创新能力,目前,中科院已经建立了五个卓越创新中心。青藏中心是继量子信息与量子科技前沿、脑科学之后,中科院创建的第三个卓越创新中心。

    在青藏中心,既有的运行费用支持以及结构安排,使解放科学家的时间有了可能。

    2014年,依据中科院“率先行动”计划,我国设立了中科院青藏高原地球科学卓越创新中心,主要依托单位为中科院青藏高原研究所,旨在为区域生态环境管理和社会可持续发展提供科技支撑。

    “卓越中心给予了大家更开拓的视野,大家想问题的方式、写文章的思路都不一样了。”中心成立后的点滴变化,都被姚檀栋看在眼里。

    《中国科学报》 (2015-04-13 第5版 创新周刊)

    “作为世界共同面临的难题,依靠任何一个单一学科,都不能解释或解答所有问题,必须要将研究力量整合起来联合攻关。”姚檀栋说,既有的学科带头人模式虽然能激发个人积极性,但是“不可避免地造成科研碎片化,不利于重大成果的产出”。

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    率先行动

    ■本报记者 彭科峰 见习记者 张晴丹

    国际上普遍接受的观点认为,印度与欧亚板块于距今50百万年前在印巴境内的西喜马拉雅构造结首先碰撞,青藏中心专项B项目一负责人丁林带领团队发现这一碰撞行为发生在雅鲁藏布江缝合线中部位置,碰撞时间约为65百万年。

    姚檀栋介绍说,从时间的角度来说,青藏中心的创立是先于中科院“率先行动”计划的,2014年初,中心的框架和计划基本就设计完毕。“率先行动”计划一公布,青藏中心就开始率先试水。

    “青藏高原地球科学卓越创新中心就像一个试验场,在这里我们试着把任务、队伍、平台紧密结合起来,目标是打造独树一帜的世界级研究中心。”姚檀栋说。

    青藏高原是世界海拔最高的地区,但是青藏高原何时隆升到现在的这个高度一直是学界争议的焦点。科学家们依据多年来扎实调查的翔实证据,明确指出从前青藏高原古高度研究中存在的错误,进而提出新的观点和证据。

    沈妙根等发现,青藏高原植被活动对气候变化形成了“负反馈”,植被活动的增强总体上降低了局地生长季平均温度。“第三极”植被的这种“负反馈”和北极地区植被对气候变暖的“正反馈”,形成了鲜明的对比。而这种“负反馈”也在一定程度上表明,中国政府在青藏高原实施的“退牧还草”等植被恢复措施,在减缓气候变暖方面也起到了作用。

    事实上,它也同样是科学家的“宠儿”。因为它的起源、现状等都与人类的生存和发展息息相关,青藏高原也是国际科学研究的“必争之地”。作为科技国家队,中国科学院也早已展开布局,提前落子。

    不同学科的交叉融合,也是青藏中心体制机制改革的一个特点。青藏中心吸收了国内外6个圈层研究的顶尖科学家,联手开展研究。

    在对青藏高原进行持续研究的过程中,青藏中心的科学家也有一些令人激动的发现。

    联合协作之下,成果不断涌现:确认印度与亚洲碰撞前存在古新世—始新世巨型前陆盆地系统,厘定了青藏高原两个重要的变形阶段,阐明了冈底斯山的形成与隆升过程,确认了长江贯通的时间,提出了第四纪冰期动物起源于青藏高原的“走出青藏”理论,揭示了青藏高原西风和季风相互作用的三种模态及其影响……

    在和青藏高原相关的论文发表方面,2000年以前,中国都是排名第三,居印度、美国之后;到2008年,虽然实现了发表量和引用量的第一,但是高质量的文章却很少;直到2013年,长久积淀的成果才开始显现,发表的高质量文章位居世界第一。

    但是,青藏高原的问题错综复杂,具有很强的学科交叉性。为集中优秀力量攻坚,占领科学制高点,2014年1月21日,作为中科院贯彻“率先行动”计划要求的重大举措,青藏中心成为中科院首批启动的卓越创新中心之一。

    2003年12月,中央编制办正式批准中科院青藏所成立。此后,中国的青藏高原研究也进入了飞速发展的时期。筹建青藏所时,有一种观点是要建设全国性的青藏高原研究中心,但后来决定先建一个研究所,等到研究有了一定基础和积淀后再考虑扩大,为中国青藏高原研究起到协调和支撑作用,成为国际青藏高原研究中心和为地方服务中心。姚檀栋表示,中科院青藏所的成立,一开始就有一个长远的大中心的目标。

    正因如此,2012年,中科院启动战略性先导专项“青藏高原多圈层相互作用及其资源环境效应”。中科院院士姚檀栋担任首席科学家。

    姚檀栋介绍,目前青藏中心设置四个领域方向,即高原深部系统过程与隆升历史、高原深部—表层相互作用、高原表层系统过程与环境变化和山地灾害。在每个领域,都有专门的科学家负责牵头,统筹进展。

    前不久,中科院院长白春礼在2015年院工作会议中指出,青藏中心是一个具备法人基础的中心,要积极引导推动向法人化发展。以法人为基础的青藏中心,意味着青藏中心的重大科学研究可获得长期稳定的支持和保障。

    此外,青藏中心牵头组织的《西藏高原环境变化科学评估》也得到西藏自治区的高度认可。该报告综合评估了青藏高原过去2000年以来的环境变化,并预估了未来50年和100年两个不同时间尺度的可能情景。

    而此时,中科院也正在酝酿“率先行动”计划。重大成果发源地、杰出人才聚集地,这也是中科院开启卓越中心建设的两大功能定位。遵循科学发展规律,青藏中心可谓应时而生。

    ▲青藏中心主要依托单位为中科院青藏高原研究所。

    时间的变化意味着什么呢?“印度板块移动速度为每百万年50公里。10个就是500多公里,问题就出现了,这期间大量的物质消耗在哪里?”丁林说,“刚开始,学界有人认为我们在制造噪音,但是现在,他们的研究已经证明了我们的结论。”

    2015年2月2日,世界著名学术出版商爱思唯尔发布了2014年中国高被引学者榜单,青藏中心姚檀栋院士、郭正堂院士、吴福元研究员、肖文交研究员、孙继敏研究员、孙卫东研究员、方小敏研究员、朴世龙教授、倪喜军研究员九人榜上有名。

    据了解,参与项目的科研单位不仅有中科院系统内的10余个相关研究所,还有北京大学、南京大学、西北大学等12所高校和科研机构。

    为什么是历史的必然?我国对青藏高原的研究可大致划分为三个历史阶段。第一阶段是新中国成立之前,西方科学家对青藏地区进行过一些初步的探索;第二阶段是上世纪50~70年代,国家组织、中科院牵头的青藏科考队;之后70年代进行了最大规模的科学考察。

    目前,青藏中心设置4个领域方向,即高原深部系统过程与隆升历史、高原深部—表层相互作用、高原地表系统各圈层相互作用和高原山地灾害。

    “在国家大力推行科技体制改革的情况下,中心也需要应时而变,不断调整。”姚檀栋指出,近期还将召开卓越中心、青藏所、专项B联合战略研讨会,重点研讨“十三五”期间青藏高原研究的重大科学问题,形成“十三五”青藏专项建议书。

    “青藏高原在‘一带一路’中处于重要的地理位置,而青藏高原地球科学卓越创新中心是青藏高原研究的特区,要为‘一带一路’国家战略服务。”姚檀栋表示。

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    “以前的项目都是经费引导型,如今科学家有了解决重大问题的平台,也有了定位和使命,有利于成果的产出。”中科院青藏中心副主任范蔚茗说。

    ▲青藏中心召开理事会。

    新的高峰

    西藏自治区党委书记陈全国在年初的见面会上表示,该报告数据详实、评价科学、内容权威,为西藏进一步搞好环境保护与生态建设提供了科学依据和有力指导,自治区党委、政府将在实际工作中充分利用好中国科学院、青藏高原研究所的科技成果,努力保护好雪域高原。

    “这是处于世界最前沿的研究,开辟了青藏高原研究的新方向。”姚檀栋毫不吝啬对这个刚30岁出头的年轻人的赞许。沈妙根北师大物理系出身,后来转到自然地理学领域,被中心称为“新人”,取新崛起的年轻力量之意。

    “未来,西藏政府还将把我们这份报告中的部分内容,直接引入政府的工作报告中,成为指导政府工作的重要文件。”姚檀栋表示,他们的工作能够为地方政府的工作起作用,对青藏中心来说是最大的认可和鼓励。

    能否像国外一样建立一个平台,将队伍保留下来,继续作研究?2013年6月19日,在青藏所的619会议室,一场关于“青藏高原卓越中心”建设的讨论轰轰烈烈地展开。

    中科院青藏所以及青藏中心的成立,对于中国科学家进行青藏研究的帮助是显而易见的。

    丰收的同时,项目组的成员进行了新的思考:专项的模式确实先进,能有效促进成果的产出,但专项结束后,科学研究又该朝着哪个方向努力,如何继续?

    “每个卓越中心都有其特色。如同改革开放初期,中国最早建立了深圳、珠海、汕头、厦门四个特区一样,在某种意义上,卓越中心就是中国科学研究的特区。它有很大的包容性、开放性,是一个全新的探索。”姚檀栋这样告诉记者。

    在这样的机制下,青藏中心孙继敏领导团队改写了高原古高度在4000多万年前就已经整体达到4500米高度的结论。姚檀栋等人则发现了西风和季风相互作用的三大模态及其对地表、冰川、湖泊的影响。

    目前,青藏中心每年都有好几篇文章刊登在《自然》《科学》《美国科学院院刊》这些顶级的国际期刊上,中心的科学家在世界范围的认可度也不断增强。

    展望未来,青藏中心有更加光明的前景。

    近5年来,青藏中心的研究目标以多圈层关键过程和相互作用为主线,瞄准青藏高原各圈层动力过程之间的关联,揭示各圈层及其相互作用的基本特征、过程和机理。

    不久前,加德满都中心、中亚中心和斯里兰卡中心的科学家坐在一起,讨论如何在“一带一路”国家战略的实施中更好地发挥海外中心的科学支撑作用。大家一致认为,组成海外中心科学联盟,服务于“一带一路”国家战略,是当代科学家的神圣职责,也是青藏中心责无旁贷的职责。

    展望未来,姚檀栋希望青藏中心能够得到外界更多的关心、帮助和支持。在他看来,要建设世界一流的青藏高原科学研究平台,营造创新、开放、竞争、流动的新机制,形成我国青藏高原地球科学研究重大成果的发源地,成为特色鲜明、国际公认、引领若干前沿研究的地球系统科学研究中心,为区域生态环境管理和社会可持续发展提供科技支撑,而这都需要社会各界在人才、政策、资金等多方面的支持。

    《中国科学报》 (2015-07-20 第1版 要闻)

    中科院青藏中心:撑起地球“第三极”

    在每个领域,都有专门的科学家负责牵头,统筹进展。“这4个领域的组织都是经过深思熟虑的,并且有很好的基础,非常有利于重大成果的产出。”高原深部—表层相互作用领域负责人、中科院院士郭正堂说。

    “作为研究者,一定要对中心的‘特’有着清醒的认识。”姚檀栋说。

    成果丰硕

    据介绍,青藏所建立时,科研重点主要围绕多圈层的相互作用过程与影响,高原的碰撞、隆升和影响来进行,并以此服务于中国环境变化的研究和对人类生存环境的影响。

    “当然,青藏中心的成立也是国家意志的体现,代表着国家的战略使命,它在很大程度上增强了青藏高原研究的凝聚力和稳定性。”姚檀栋说。

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