作者:王珊 来源:中国科学报 发布时间:2015/7/20 8:54:08
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中科院青藏中心:撑起世界“第三极”

 

■本报记者 王珊

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……

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。

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。

率先行动

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。

正因如此,2012年,中科院启动战略性先导专项(B类)“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。

“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”。

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。

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……

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?

“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。

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。

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。

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。

成果丰硕

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。

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。

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。

“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。

“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。

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。

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。

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。

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。”

“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。

新的高峰

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。

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。

“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。

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。

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。

展望未来,青藏中心有更加光明的前景。

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。

“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。

《中国科学报》 (2015-07-20 第1版 要闻)
 
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