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傅伯杰:從“玩笑”到熱愛

2020-06-09 中國科學報 馮麗妃
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2011年8月,傅伯杰(中)在黃土高原指導學生觀察生態恢復。

  “堅持一個研究方向,不斷深入;堅守一個區域,逐漸擴大。”在近日在線舉行的中國科學院大學院士大講堂上,自然地理和景觀生態學家傅伯杰如是激勵學子。

  科研半生,這是傅伯杰的心里話。30多年來,他與團隊一起,圍繞黃土高原水土流失、植被與生態恢復等問題展開攻關,讓昔日的荒山禿嶺變成一片“綠海”,并把中國的景觀生態學研究推向了國際前沿。

  “黃土高原生態修復具有中國的特殊性,也具有世界普遍性的意義。”傅伯杰說。如今,他與團隊又把目光對準黃土地上人與環境的相互作用以及全球變化對生態系統服務的影響,以期為區域科技、經濟發展以及未來地球科學發展提供科學依據。

  “命運的玩笑”

  幾年前,傅伯杰在給北京市中學生做科普的時候,曾勸尚未選定專業的學生學地理,因為這是一門探索自然規律、昭示人文精華的綜合性學科。“偏向于理科的,可以選自然地理;偏文科,就學人文地理;想學技術方面的,可以學地理信息的系統。”

  不過,談起與地理學的緣分,傅伯杰卻一度認為那幾乎是“命運的玩笑”。

  1977年恢復高考后,傅伯杰在咸陽機器制造學校(中專)的選拔考試中拔得頭籌,拿到了該校寥寥無幾的高考參試“通行證”。當年,全國有570萬考生,錄取名額僅27萬人,占比僅4.7%,傅伯杰“幸運”地成為被錄取者之一。

  然而,拿到陜西師范大學錄取通知書的傅伯杰,在打開通知書那一刻卻蒙了。

  “學校是不是把‘物理系’錯寫成了‘地理系’?”這是傅伯杰當時的第一念頭。因為他報考的自動控制、無線電等專業均與地理系毫不沾邊。

  后來,傅伯杰了解到,當年陜西師大地理系招收的七十名學生中,除了兩人,其余都是被調劑過來的。有同學不愿服從調配,因為當時地理學并非“高大上”的學科。一些人調侃:“認識五百漢字,就能學地理,還需要學四年?”

  帶著這樣的偏見,傅伯杰踏入了地理學領域。隨著學習的深入,他才發現,地理學是結合了自然科學和社會科學的一門交叉學科,涉及地貌、土壤、植物、人文、工業、氣象等各方面內容,這個“綜合”的特點非常符合他的興趣。

  這也讓傅伯杰越鉆越深。以全系第一名的成績本科畢業以后,他考上了陜西師大自然地理專業攻讀碩士,畢業后留校任教。他并沒有停止繼續探索的腳步,一年后便師從我國著名地理學家林超到北大讀博。此后,他又先后到英國、比利時接受聯合培養和做博士后。

  堅守黃土三十年

  從1982年初讀碩士算起,傅伯杰從事自然地理學研究已經38年。他把這些年的研究總結為三個階段:1982至1995年,黃土高原土地類型和土地評價研究;1995至2008年,黃土高原景觀格局與生態過程研究;2008年至今,黃土高原的生態系統過程與服務研究。

  盡管研究方向在變,但傅伯杰的目光從未離開過黃土高原。作為土生土長的陜西咸陽人,這里不僅是傅伯杰的故鄉,也是他科研的根。

  黃土高原橫跨我國青、甘、寧、內蒙古、陜、晉、豫7省區,總面積64萬平方公里,其水土流失面積接近43萬平方公里,是我國乃至全球水土流失最嚴重的地區。“植被破壞、水土流失加劇,導致土地肥力減退,農業和經濟收益下降,陷入‘越窮越墾,越墾越窮’的惡性循環。”傅伯杰說。

  出于關切,1983年,讀碩士二年級的傅伯杰就發表文章探討黃土高原的生態平衡。他提出,在摸清水土流失規律的基礎上,因地制宜,建立不同的生態區,以林牧業為主、農林牧全面發展,恢復生態平衡。此后,這也成為他研究的主要內容。

  同樣在1983年,傅伯杰還在《生態學雜志》發表了另一篇題為“地理學的新領域——景觀生態學”的短文。這也為他此后向景觀生態學進軍埋下了伏筆。

  “研究生期間是學習的黃金時期,也是堅定人生發展的一個關鍵階段。”回顧這一時期,傅伯杰激勵學子們一定要利用好這段最寶貴的學習時間,為日后的科研工作打下堅實的基礎。

  上世紀80年代,景觀生態學作為地理學和生態學的交叉研究方向剛剛興起。基于對黃土高原生態失調的觀察研究,接觸到相關知識的傅伯杰對此進行了初步的思考:“景觀生態學是當代綜合思想在地理學研究中的反映,是生態學向地理學的滲透,也是地理學發展的必然趨勢。”

  不過,直到1995年,從比利時回國的傅伯杰與歐洲科學家合作申請到歐盟的一筆70萬歐元的經費,他才開始帶領團隊進入這個新領域,并把延安市寶塔區羊圈溝作為研究黃土高原景觀格局與生態過程的“根據地”。

  在這個有著典型丘陵溝壑的陜北農村,傅伯杰與團隊開展了長達十多年的觀測研究。他們在小流域尺度上對土壤水分、養分和土壤侵蝕以及土地利用變化等開展了系統的研究。這是國內首個較系統的流域景觀格局與生態過程長期觀測研究,同時也受到了國際矚目。

  世紀之交,聯合國《千年生態系統評估報告》指出,全球生態系統服務有60%的服務功能在退化,影響了區域和全球的生態安全。該報告把生態系統服務研究推向了新的國際研究前沿。聯合國和英、美等國先后提出相關生態行動計劃。

  傅伯杰又帶領團隊開始生態系統服務研究,走出羊圈溝,把研究拓展到不同尺度的生態系統過程和服務中,在黃土高原實現了地理學“新的綜合”。他們開展了黃土高原南北、東西樣帶調查,結合不同地區的降雨量、植被覆蓋和固碳、固氮等特點,明晰了黃土高原產流產沙和黃河泥沙含量變化的影響因子。

  研究發現,在黃土高原南北、東西樣帶上降水量不同的地方,存在著種樹和種草的分界線。比年均降水530毫米以下更干旱的地方,不適合大范圍種樹,更適合種草和灌木。

  研究還發現,上世紀八九十年代,壩庫、梯田等工程措施是黃土高原產沙減少的主要原因,占54%。而2000年以來,植被恢復則是土壤保持和產沙減少的主要貢獻者,占57%。

  更需要關注的是,目前黃土高原植被恢復已接近該地區水資源植被承載力的閾值。

  “可見,維持一個可持續的植被生態系統,對防止水土流失反彈和黃河泥沙具有重要的作用。” 傅伯杰表示,下一步將繼續因地制宜,調整黃土高原的植被恢復結構。

  從黃土高原走向全球

  三十多年的黃土高原研究,讓傅伯杰取得了豐碩的研究成果,也讓他斬獲了很多榮譽。

  如果不是因為新冠肺炎疫情,今年5月初,傅伯杰原本要到奧地利首都維也納領獎——2020年度歐洲地球科學聯合會“洪堡獎章”。該獎章的授予對象是在發展中地區開展造福人類和社會的研究,在地球科學、行星或空間科學領域取得卓越貢獻并產生重要國際影響的科學家。

  傅伯杰獲得這一殊榮,正是因為他在黃土高原土地利用結構與生態過程、生態系統服務與生態恢復方面的創新成果,以及領導全球干旱生態系統研究的卓越成就。評審委員會一致認為,他的研究經歷和成就使他成為洪堡獎章最優秀的人選,“他享有很高國際聲譽”。這讓傅伯杰成為繼“黃土之父”中國科學院院士劉東生之后第二位獲得該獎章的中國科學家。

  榮譽背后,更多的是遇到困難時的堅持與堅守。單是在羊圈溝,傅伯杰就有無數記憶:

  “我們一些學生一年中大半時間待在溝里,每到下雨天,老鄉們往回跑,他們卻往山上跑(收集數據)。”

  “一位學生在溝里觀測了三年的數據投稿,期刊審稿后回復數據不夠,他一待又是一年。”

  “很多學生傳言傅老師‘不收女學生’,其實是因為初期野外住宿條件不允許。我們從老鄉那里租來的只有兩間窯洞,一間住人,另一間放儀器設備。”

  不過,幾年前,傅伯杰“不收女學生”的傳言被終結了。2014年底,黃土高原生態恢復與水土保持觀測研究站在羊圈溝揭牌。讓傅伯杰高興的是,以后再去溝里做實驗,研究團隊就可以住在新建的二層實驗小樓了。

  “我們不是因為看到希望而堅持,而是因為堅持才看到希望。”回顧走過的路,傅伯杰說。他囑托青年學子,做研究不是“一口吃個胖子”,要循序漸進,扎扎實實不斷開拓、勇于創新,不能套用、翻用別人的東西。

  當前,地理學研究范式正在發生深刻變化,研究主題日益聚焦人地系統與可持續發展。去年9月,傅伯杰申請獲得了國家自然科學基金重點項目,研究黃土高原社會—生態系統演變機理與可持續性。以此為依托,他正在領導全球干旱生態系統研究國際大科學計劃,以期為區域、全國乃至全球的生態保護、資源合理利用和可持續發展提供科學依據。

  (原載于《中國科學報》 2020-06-09 第8版 學人)
打印 責任編輯:侯茜

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