每年11月到次年的2月,上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区都会迎来一批特殊的游客。成群结队的冬候鸟在这里聚集,吃着它们爱吃的海三棱藨草的种子和球茎以补充体力,稍事休息后开始下一段旅程。
事实上,在多年前,这块被候鸟们喜爱的地方,满是外来入侵物种互花米草,那些找不到食物的鸟儿,也不愿在此停留。
有一群生态学家,决定通过自己的专业知识,去做出一些改变。在这片湿地上,他们建起观测站,研究如何消灭外来入侵物种,又一点点重建并复壮起长江口地标种——海三棱藨草种群,为鸟儿们重新构筑起梦幻家园。
“这就是海三棱藨草!”
近日,崇明东滩鸟类国家级自然保护区迎来了十余名前来探访学习的复旦大学师生,保护区里的工作人员指着湿地上生长茂密的草丛,向他们介绍道。
此次的探访活动,作为复旦大学生物生态学科周系列活动之一,面向师生公开报名,旨在通过促进校内跨学科深度互动,共同繁荣学校的学术传统和创新文化。
什么是生态学?生态学家日常的工作是什么?崇明东滩为什么这么重要?在半天时光里,学生们在自然中,踏上了一场干货满满的的知识探索之旅。
“天然实验室”
1998年,复旦大学生命科学学院教授陈家宽牵头,开始在崇明东滩湿地建设野外科学观测研究站。发展至今,研究站的名字已经变为“上海长江河口湿地生态系统国家野外科学观测研究站”(以下简称研究站)。
长江口湿地国家站揭牌仪式。图片由研究站提供
崇明东滩地理位置十分特殊,地处长江尾闾、海岸带中部,位于长江、沿海“一横一纵”两大经济带交汇点。同时,崇明东滩是典型的河口湿地生态系统,位列全球生物多样性优先保护热点区,被誉为探讨河口湿地生态系统演替和生态系统服务及其形成机理的“天然实验室”。
目前,研究站已经建设了“一主站、三分站”的观测场体系,构建了“天–空–地–水”立体观测体系,涉及水、土、气、生四要素145项指标的常规观测,以及“滨海湿地蓝碳碳汇”“滩涂淤积速率”“湿地生态过程对水位梯度响应”“盐沼植被下行调控”“植物入侵与富营养化互作”等7项长期实验或专项观测。
“生态学非常重要,不仅仅是一门基础学科,更是直接面向应用的科学。”复旦大学生命科学学院教授、研究站站长李博强调。
得益于其得天独厚的地理和生态环境,研究站迄今已在Nature、Science等期刊发表论文700余篇,出版著作15部,获国家科技进步二等奖、国家技术发明奖二等奖、上海市自然科学一等奖等20余项奖励。
更重要的是,研究站在推动国家生态文明建设方面做出了系列贡献。复旦大学生命科学学院教授、研究站常务副站长鞠瑞亭,总结了5个方面,分别为——
提出“崇明世界级生态岛”理念,为建设“世界级生态岛”起到了关键作用;支撑了东滩鸟类国家级自然保护区立项,长期为崇明湿地保护提供科技支撑;推动全球最大的湿地入侵种治理工程“崇明东滩互花米草生态治理及鸟类栖息地优化工程”的实施;重建和复壮了长江口地标种土著物种海三棱藨草种群,大幅提升迁徙鸟类栖息地质量;建设了中国首个滨海湿地碳通量观测网络,为上海贯彻落实国家“碳达峰、碳中和”战略,以及崇明构建全国“碳中和先行区”提供长期数据。
其中,互花米草生态治理这项工作,为国务院五部门出台并实施的《互花米草防治专项行动计划》提供了支持作用。同时,研究站牵头编制了全国《互花米草综合防治技术指南》,今年已由国家林业和草原局正式发布,目前正在全国11个沿海省份推广应用,产生了重要的示范性影响。
“这是一个科学研究支撑国家发展的一个很好的案例。”李博表示,“作为生态学家,我们最初是想发挥自己所长,解决互花米草物种入侵这个科学问题,但以点带面,推动了全国范围内互花米草的治理工作。”
栖息在生态修复区的鸟类。袁鹏摄
现如今,他们正在谋划一个时间跨度几十年的“大实验”。2018年,复旦大学开始对占地面积130亩的东滩生态系统实验样地进行建设。样地设置了低、中、高三个地下水位处理(水位差为30厘米),每个水位处理由6个60米乘60米的二级样地组成,并嵌套增温、施氮等实验处理。除此之外,不会进行任何的人为干预。
2021年,在这片土地上展开的“东滩生态系统实验”正式开启,短短3年时间,已经可以看到不同水位条件下植物生态群落分布的差异。
“再过50年、100年,这里或许出现一片同上海气候特征相匹配的茂密森林。”李博介绍,“我们希望通过这个实验,了解水位变化对生态系统结构和功能的影响,进而解答全球气候变化背景下,生态系统的动态演变问题。”
东滩生态系统实验。江庆龄摄
热爱是第一要义
李博在2000年的时候开始在研究站工作,迄今已经24年。他的微信头像是他本人的卡通画像。“2017年的时候我就开始用这个头像了,是我们团队的年轻人帮我设计的。”李博笑着解释。
提起团队和复旦大学生态学专业的学生,李博说的最多的词,就是“热爱”。
对生态学家而言,“出野外”是工作中必不可少的环节。在滩涂上收集数据,搭建各类实验装置、监测设备并定期维护,是研究站的科研人员及学生的日常工作,不惧酷暑,不畏寒冬。如果不是因为对科学研究的热爱,对探索自然奥秘的无限好奇,是无法坚持下来的。
科研人员在筛选底栖动物。图片由研究站提供
“不管是面试学生还是老师,我们首先关注的是他的motivation(动机),确认他们是否真的热爱生态学研究。”李博说道。
选择留在崇明东滩发展的科研人员,无一不是满怀热爱。“时代楷模”钟扬也曾是其中的一员。说起这位共事了多年的同事,李博充满遗憾。“钟扬在青藏高原工作了16年,从来没有抱怨过辛苦,他是一位充满家国情怀、有着强烈的事业心的杰出人才。”
而在研究站发展壮大的这些年里,研究站的“人才库”也不断扩充。2016年,本科是应用化学专业的鞠瑞亭加入复旦大学,从事生物入侵生态学、湿地生态学、病虫害预警防控等研究。2022年,他参与的“外来入侵物种精准绿色防控技术及应用”成果获环境保护科学技术奖二等奖,对提升我国生物安全治理能力和履行国际生物安全义务起到了重要示范作用。
“喜欢就不会感到辛苦。对我们来说,这不止是一份工作,更是我们的事业。我们在工作中发现了很多新的自然规律,并且能够把这些知识同国家的需求相结合,为上海市和国家的发展做出贡献。”鞠瑞亭说道。
复旦大学生物多样性与生态工程教育部重点实验室主任贺强,也是李博非常看好的青年科学家。2018年,贺强结束在美国杜克大学的博士后研究,来到复旦大学工作,短短几年后,已经完成了系列生态修复相关的工作。2023年,贺强、吴纪华、李博团队,突破“自下而上”的传统思路,构建了基于食物链“自上而下”反向调控的生态修复增效方案。这项研究一举被Science选为封面论文,并获得了中国生态环境十大进展。
一些非生物学专业背景的年轻人,因为兴趣开始进入这个领域。在李博为复旦大学本科生开设的通识课程上,每年都有中文系、经济系的学生联系他,询问是否可以参与到生态学研究的项目中。
已经退休的老教授们,也牵挂着崇明东滩的发展。研究站正在规划,在东滩建起一座大楼,为青少年们普及生态学知识。“等建成了,我要来这边看门。”那些为生态学研究奉献了一辈子的人们,这样说道。
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