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奏响创新协作乐章 探寻生态碳汇奥秘

来源:  发布时间:2025-12-30

——记东北林业大学教授何念鹏及其团队

黄雪霜  卫婷婷

  

  在中国的东北端,一片浩瀚的绿色勾勒出雄鸡昂扬的轮廓。这是寒温带森林独有的深绿——它承载着四季轮回的密码,蕴藏着调节气候、固碳储水等巨大生态功能。这抹绿色,是北国大地的生命底色,更是生态学家何念鹏与他的团队扎根东北、求索前行的梦想起点。

  30多年前,一个来自四川盆地,名叫何念鹏的青年,带着“走遍山河”的梦想来到东北。那时他未曾想过,这抹绿色,不仅是他个人的学术征途,更会凝聚起一个团队,在祖国的广阔疆域谱写一曲波澜壮阔的生态协奏曲。


第一乐章:青绿的启航

  ——个人与学科共同成长

  20世纪90年代,彼时的何念鹏对生态学全然懵懂,高考填报志愿时既无明确方向,也不了解这一学科的内涵与前景,心中满是年轻人对“诗和远方”的憧憬。偶然间看到东北师范大学招生简章上“生态学”这一专业时,他潜意识觉得它就是能满足自己“走遍中国”朴素愿望的那个“它”,从此与生态学结下了不解之缘。

  为这份向往,何念鹏背起行囊踏上了艰辛的旅程:从四川老家遂宁出发,经县城到成都,在北京中转后终抵长春。3500公里路途辗转三天半,终踏入那片黑土地。随着对专业的日渐深入接触,何念鹏了解到,20世纪初,生态学开始被引入中国并逐步发展,但各大高校却鲜少设立本科专业,教材也多沿用国外著作的翻译本;东北师范大学属国内较早布局相关专业的院校——1978年成立环境科学研究所(中国高校最早的环境研究机构之一),同年开设“生态学”课程,1994年正式建立“生态学”本科专业并全国招生。2013年,学校环境学院成立后,形成了环境科学与工程、生态学等交叉学科方向,成为东北地区环境人才培养的重要基地。这份沉淀为何念鹏之后学术研究的开启埋下了重要基石。.

  在何念鹏的印象中,本科阶段,他就“心满意足”地得到了很多到野外实习锻炼的机会。

  硕士阶段,何念鹏进入东北师范大学草地研究所,在周道玮老师的指导下,开启草原生态研究。“那时开展的多是偏理论性的数据分析,没有太深切地感受工作的重要意义”,但草原用最朴实的方式给他上了第一课:每一株牧草的生长节律,每一寸土壤的碳储量变化,都藏着自然的密码;而解读密码的钥匙,是坚韧与耐心。硕士毕业后,他决心“再到外边闯一闯”,因而“转战”北京,拜入中国科学院植物研究所韩兴国老师门下。自此,他的脚步进一步延伸至内蒙古大草原。锡林郭勒的烈日下,他跟着团队搭建样地,记录草原群落的季相变化……这段时光里,他不仅摸清了草地生长和碳循环的基本规律,更在一次次野外实践中懂得:生态学的根,必须扎进大地深处。

  2005年,博士毕业后何念鹏接过中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站执行站长的担子,他的工作从单纯的科研拓展到了管理的维度。每年站上要接待百余名博士生、硕士生和实习生,他既要管科研监测、实验室维护,还要安排食宿、协调地方关系,成了团队的“大管家”。也正是这段历经5年的特殊经历,让他懂得了团队协作的力量。

  2011年,何念鹏进入中国科学院地理科学与资源研究所,成为于贵瑞院士团队的一员。在于院士引领下,他的科研视野也顺利从原来草原的“单点定位观测”,向全国大尺度生态系统研究跨越。自此十多年间,从松嫩草原到锡林郭勒,从天山牧场到青藏高原,从漠河林海到海南雨林……他和团队的足迹勾勒出的图谱几乎遍及祖国的山河。

  时至今日,当年怀揣“想到处看看”愿望的懵懂青年,在不断追寻中幸运地与中国生态学一起实现了跨越。“如今生态学早已超越传统的理论研究范畴,发展成为一门融合观测、实验、模型与应用的综合性学科。”这种转变也促使何念鹏团队开始思考如何通过多学科交叉和方法创新,自主解决国家生态安全与可持续发展面临的重大科学问题——这,大概就是个人与学科共同成长的“双向奔赴”。


第二乐章:墨绿的远征

  ——将绿色足迹连成国家尺度的网络

  进入中国科学院地理资源所后,何念鹏的绿色征程从此有了更宏大的格局——其团队逐步将散落在各地的绿色足迹,编织成一张覆盖全国的研究网络。这次转型并非易事,从草本到木本,从单点观测到区域评估,基础数据缺失、研究方法迥异,都是横在他们面前的难关。

  野外调查不仅锻造了何念鹏和他团队成员的韧性,更催生了他们突破传统的勇气。早年他和团队在研究土壤有机质分解的温度敏感性时,发现传统的“恒温培养+间断测试”方法与自然环境脱节,难以准确捕捉真实的分解规律。“不能盲目崇拜国外的方法,我们觉得不对就要改”,这份不愿盲从的倔强,让他们萌生了自主研发仪器的念头。没有现成设备,就自己找单位协作;没有技术参考,就通过多个交叉团队协作方式反复试验。最终,催生了“连续变温培养与自动测试模式”的雏形和自主配套设备的研发。

  凭借在草原练就的韧性,何念鹏在带领团队开启全国森林样带调查时多了几分底气和自信,但让他没想到的是过程如此艰辛。

  2013年夏天,一场从黑龙江呼中到海南尖峰岭的远征野外调查开启。57天里,他们驾驶着越野车,行程超过两万公里。每天除了开车赶路,就是野外取样、室内分析,连吃饭都要轮着来。“在广东遇上台风,雨刮器开到最大都看不清路,还是硬着头皮赶往海南”,何念鹏记得,当时团队里有刚入学的本科生,每天背着沉重的设备在山林里穿梭,脚上磨起了水泡却从不叫苦。当完成最后一个在尖峰岭调查的样点时,这群疲惫到极点的年轻人躺在林地上,望着头顶的浓绿树冠,突然集体大喊起来,泪水混着汗水滑落。“他们说这是人生最宝贵的历练。”何念鹏感慨。这次远征不仅获取了第一手的森林功能性状数据,更锻造了团队“能吃苦、敢担当”的精神——此后多年,这支队伍成了中国科学院地理资源所每每提出来大家都竖起大拇指的野外调查“王牌军”。

  远征的路途从不缺惊险。2018年青藏科考期间,何念鹏带领团队在内蒙古、黄土和西藏三大高原开展大调查。当车队行至唐古拉山海拔5300米处时,一台越野车突然冲出109国道翻进沟里;“当时脑子一片空白,那地方要是有人受伤,后果不堪设想”。他们立刻组织救援,所有人不顾严重的高原反应,齐心协力将车拖了出来。救援结束后,老司机急促地说:“不能停,再等两个小时大家都得倒下。”队伍强撑着翻越山口,在海拔4500米处休整时,每个人都已近虚脱。“那次之后才真正懂了敬畏自然这句话的分量。”何念鹏说。

  一次次远征换来了丰硕的成果——团队构建了中国陆地生态系统植物功能性状数据库(China_Traits),涵盖112种性状、6400余种物种,如同为中国的绿色生命绘制了“功能性状图谱”;提出了基于群落性状预测生态系统生产力的TBP理论框架,破解了“单物种性状难以解释生态系统功能”的难题;自主开发的森林生态系统固碳模型(FCS模型),更是打破了传统模型难以预测森林生态系统长期碳汇动态的局限……这些成果如同墨绿森林的年轮,记录着远征的足迹,也构建起从数据到理论再到模型预测的科研体系。


第三乐章:深绿的扎根

  ——北疆林海中的共生

  2022年,何念鹏做出一个重要的人生抉择——重回东北,以国家级高层次人才的身份加盟东北林业大学(简称“东北林大”)。东北拥有中国唯一的寒温带森林生态系统,是解开高纬度生态韧性密码的天然实验室,更是他将生态学研究落地服务于民的实践沃土,而东北林大的生态学科发轫于20世纪50年代,80年代就拥有全国首批硕士、博士点,底蕴深厚。虽然回东北的时间不长,但得到了黑龙江省相关部门和东北林业大学的大力支持,以及于贵瑞院士和刘世荣院士等前辈给予的科学指导……天时地利人和,何念鹏得以迅速凝聚起一支特色鲜明的科研团队,吸纳多位深耕森林生态、碳汇评估、遥感观察的教授筑牢根基,引入擅长仪器研发、数据建模、野外观测的人才补全链条,形成学科交叉矩阵。

  近年来,何念鹏带领团队在生态学理论研究与林业碳汇应用等领域取得系列重要突破。他们重新定义了植物功能性状(Plant functional trait)的概念和科学内涵,发展了植物群落性状、生态系统性状、植物性状网络等原创概念/理论体系,撰写了《植物功能生态学:从器官到生态系统》中英文专著,填补了国内外空白;创建的基于植物群落功能性状预测生产力理论框架(TBP),成功揭示了功能性状对生态系统生产力的调控机制,成果入选2023年度“中国生态环境十大科技进展”,并被国家自然科学基金委收录为《凝练科学问题案例》。相关研究为群落构建和生态系统功能维持机制研究提供了新思路,引领国内外相关研究领域。在应用实践层面,基于自主发展的FCS模型和多源数据,揭示了2010s中国陆地生态系统碳氮磷储量、空间变异规律及其对氮磷酸沉降的响应机制、20102060年中国森林生态系统固碳效应时空格局及其调控机制。更为重要的是,团队将自主研发FCS经过深度本地优化,开发出分树种的造林碳汇方法学,发展成为黑龙江省团体标准,经中国林学会成果鉴定整体达到国际先进水平,其中模型核心框架居于国际领先地位。以此为核心,何念鹏以黑龙江省林业碳汇项目专家组组长身份牵头构建了全国首个省级林业碳汇评估与交易体系——“龙江绿碳”,创新实现了碳汇交易、碳汇质押贷款、生态损害赔偿替代等多元价值实现路径。“很多人眼中生态学是‘软学科’,如今真真切切体会到了它的作用意义。”当寒温带森林的“深绿”真正转化为惠及地方的“金色”收益,何念鹏的语气里满是欣慰。

  凭借过往经验和大家的帮助,20222025年,何念鹏带领团队搭建完成了“3个野外台站(加格达奇多样性站-塔河地球关键带站-漠河生态站)、1个大兴安岭林草生态高等研究院和1个国家林业与草原局重点实验室”的寒温带生态系统研究体系。他说:“野外站是生态学研究的根基,没有野外基地支撑,再高深的理论都是空中楼阁、难以落地生根。”牵头创建中国科学院兴安岭地球关键带与地表通量观测研究站和寒温带生物多样性观测研究站并任站长,牵头创建大兴安岭林草生态高等研究院并任院长,成功组建寒温带森林生态系统保护恢复国家林业和草原局重点实验室并任主任……这一系列公益性大量投入,均缘于何念鹏对野外站的热爱与执着。在建设“中国科学院兴安岭地球关键带与地表通量观测研究站”时,于贵瑞院士指导将“大兴安岭”的“大”字去掉,这一举动实藏深意:兴安岭包括大兴安岭、小兴安岭、外兴安岭,一路向北,直抵俄罗斯腹地,赋予了该站国际合作和跨国拓展的重要使命。缘于此,2025年,在何念鹏、张佳慧、宗鑫老师的带领下,团队深入俄罗斯,完成了为期40多天的野外调查,采样点由漠河延伸至北冰洋边缘寒带苔原,由此初步完成了7000千米亚洲东部南北样带调查。团队研究从“中国”迈向“世界”。

  扎根科研的同时,育人的“森林”也在茁壮成长。提起自己的学生,何念鹏有满满的成就感,他认为培养具有自主创新能力的学生是事关科研未来的重中之重。“每个学生都是不同的树种,要因材施教,让他们共生成林。”他的第一个研究生温丁本科所学并非生态学专业,却擅长技术开发,何念鹏放手让他主导FCS模型研发,最终温丁不仅拿到了软件著作权,还在北京找到了理想工作;博士生刘远原本做数据整合,后来想转实验研究,他立刻支持其开发仪器设备,创新实验方法,最终刘远获得中国科学院百篇优秀博士论文,如今在美国专攻土壤分解的微生物机理研究。“把学生当独立的科研工作者,给他们足够的空间”,这是何念鹏的坚持。他要求每个硕士生都独立负责课题,从选题到发表全程参与;鼓励博士生出国深造,“不是为了镀金,而是为了开阔眼界”。桃李不言,下自成蹊,如今他培养的学生,有的成了高校教授,有的进入科研院所,如同从林海中生长起来的新苗,将绿色火种播向四方。

  30载光阴流转,何念鹏的绿色足迹画出了一条清晰的轨迹:从松嫩草原的青绿启蒙,到全国森林的墨绿远征,再到林海的深绿扎根,最终连接起跨越国界的绿色网络。在这条创新征程上,他们面临过很多困难和巨大争议,但所幸有团队的协同奋进。如今,团队的研究仍在继续:基于AI的植物功能性状与生态修复、FCS模型的全球验证、中俄森林带的协同监测……这些课题如同新抽的枝芽,以北疆沃土为基础逐步拓展到全球。而那些在艰苦中凝结的协作精神、在创新中坚守的科学信念、在育人中传递的成长力量,早已融入团队的血脉,成为绿意长歌中最动人的旋律。
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2025年12月

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