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科学战略家与顶层设计

2019-10-25 马丽华 《青藏光芒》

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  2015年9月15日,中国科学院学部与地理资源所共同主办的“纪念中国科学院学部成立60周年暨孙鸿烈院士学术思想研讨会”在京举行,包括16位院士在内的160多位专家出席,其中,多半为青藏研究参与者。孙先生科学生涯60余载,无论是在青藏高原野外一线,还是身居科学院领导岗位,从学术思想到奉献精神,都得到与会者高度评价,其中特别肯定了他作为科学战略家的业绩建树:参与领导科学院科技体制改革、领导中科院在资源环境领域形成综合优势,不仅为中科院发挥国家科学思想库作用做出了重要贡献,同时深刻影响了科学界数十年!由他推动的地球科学、生命科学、资源科学与环境科学的交叉研究,终使中国团队在全球变化研究中走在前沿,体现了大国担当。

  而这一重要的学术思想,来自长期的科学实践——多学科,大综合,本就是综考会、青藏队一以贯之的工作范式:万物互联互通、学科互作互动,早已融会于思想方法中,一旦迈进顶层设计之列,自然而然地将其“代入”,普适于更广范围。上世纪80年代开始,十年里三大步,步步皆创新,孙先生以本专业的土壤圈,联结起大气圈、岩石圈、冰冻圈、生物圈和水圈,成就伟业的同时,他自己也从土壤地理学出发,成为资源环境学家,成为科学战略家。

  第一步,学科重组,开拓资源科学综合研究新领地。

  1983年,孙先生履新中国科学院副院长,并继续兼任综考会主任的时候,科学院的业务管理还是按照既有秩序的数、理、化、天、地、生,六大领域各设局级机构分而辖之。时值国内改革开放大潮澎湃,院长周光召同志主持科学院科技体制改革工作,志在除旧布新。作为副手,孙先生主管地学局。地学是“地球科学”简称,包括地球物理、地质、地理、海洋和气象,以及与之有关的学科,当时不含生态。生态在哪里?生物学名下一分支。然而就其所在领域而言,生物学属于实验性科学,专注于动物、植物、微生物各物种“生命形态”研究,发生发展演化规律研究,主攻方向为细胞学、分子生物学和遗传学之类微观世界;其中或有生物地理学及生物与环境之间的关系研究较为宏观,毕竟有限。长期的野外实践使得孙先生看重生态学,认为它与自然地理环境和人类生活环境密切相关,应当是一门系统科学,如果不与天、地、人结合起来,就谈不上学科发展;而缺失了这一环节,地球科学内涵也算不得丰富完整。毕竟,生态系统是地球系统中唯一有生命的自然资产,所形成的陆地生态圈是地球系统各圈层的重要组成部分,是人类社会赖以生存与发展的第一生产力基础。

  将生态学纳入地球科学的提议,得到周光召院长支持,随即对专业管理做出相应调整。由于生态学的加入,称呼了30余年的“地学部”“地学局”,自此改名“资源环境与科学技术发展局”,简称“资环局”。

  业务重组,名称改变,看似机构改革一举措,实则意义非凡、影响深远。生态学从先前的边缘地位解放出来,不仅利于自身的学科建设,由此自成学科体系,而且从生态系统,生态环境,到生态保护、生态文明建设、生态安全屏障建设,从自然科学延伸到社会科学,一系列现代理念在今天如此深入人心,作为社会共识的此“生态”,较之当年厕身于生物学一隅的彼“生态”,内涵与张力之大,已不可同日而语。即使在生物科学内部,研究生物之间和生物与环境之间相互关系的学问等宏观研究也与微观生物学齐头并进,意味着在面向基础研究的同时,加大了应用研究成分,面向的是国家和地区重大需求,助益当代建设事业。

  以资环局名义相继申报和筹建国际地圈—生物圈计划中国全国委员会(CNC-IGBP)、创设中国生态系统研究网络(CERN),可谓名正言顺,水到渠成。

  第二步,资源整合,创建生态系统网络研究新平台。

  同样来自多年野外考察经验,孙先生深知长期持续观测的重要性——面上考察限于一时一地,某条线路和某个瞬间,而典型地区的定点观测,则可记录每一年度的季节转换,甚至每一天的动态变化。上世纪80年代初,地学领域各研究所自建的野外观测及实验站点总计四五十家,分布于全国各地,但是设施简陋,设备落后,资金投入太少,工作和生活条件差到难以为继。其中最为关键的问题,是各自为战,即便同一类型的观测实验,比如植被,比如土壤,从内容到手段都还缺乏标准规范,即使提供来数据信息,也难以共享。对此,沈阳林业土壤所(后更名为应用生态研究所)的专家们首先提议,可否将各站点统合起来?

  1986年,“中国科学院第一次野外台站工作会议”在京召开,孙先生主持会议,引导了资源整合、站点联合,发挥科学院综合优势,共建生态网络的议题。众望所归,响应热烈,沈阳所的沈善敏和赵士洞两位研究员接受委托,负责组织一个调研团队,下设4个专业小组,就构成生态系统的四大类型农田、草地、森林(含人工林)、水体(湖泊海洋),各自制定统一的规范要求和指标体系,同时设定准入“门槛”。整整忙过一年,到1988年,中国生态系统研究网络(CERN)正式建立,经遴选,首批29家入网。

  万事俱备,最大困难接踵而来:资金短缺,哪里去找?孙先生想好了:从世界银行借贷!有人担心说非营利单位,如何归还?得到的回答是,先做起来再说。

  因远见而超前,有魄力有担当,是战略家本质特色。世界银行看好这项目,反复论证评估后,决定给予公益事业性质的优惠,减免利率、分期归还,贷款2000万美元。科学院将其中一部分投入生物学,大部分用于生态台站网,清一色一流进口设备。这笔贷款后由国家来还,不仅还贷,还另外拨付了配套资金,花在了各野外台站的基础设施方面,包括办公和生活条件的改善——借此机会全方位整体提升,面貌焕然一新,对于院属各所的野外台站的激励鼓舞可想而知,创造业绩入网遂成努力方向。其后

  不久,当生态环境保护被强调,纳入基本国策的时候,当中国以1994年加入国际互联网为标志,全面迈入信息化时代的时候,先行一步的院级生态网络CERN已经有声有色,提供全球共享,在国际学界声名鹊起,世界银行多番考察评价,都是“满意”“非常满意”“环境项目中最成功的一个”之类表述。

  国家高度重视这类网络平台建设,参照生态网模式,几年试点之后,科技部于2005年正式建立中国国家野外台站研究网络(CNERN),从全国包括农业部、林业部等部委和各高校科研机构野外观测研究台站择优录选,特请富有经验的孙先生担任该网络专家委员会主任,主持规划和评审。如此一来,形成更高一级阶梯:进入国家级网络又成为院级生态网各台站的努力方向。到2015年,野外台站进入院级网和国家网的各有40多家,而生态网首批29家台站几乎被悉数纳入——说“几乎”,是因仅有一家评审中未过关,落选了。

  孙鸿烈“科学战略家”称号就是媒体在报道生态网CERN建设过程中率先“冠名”的。历时20余年运行,成效卓著:这一涵盖中国主要区域和生态系统类型,集生态监测、科学研究与科技示范为一体的标准化、规范化和制度化的研究网络,已成为世界上体量最大、功能最强、运行效率最高的国家尺度生态系统观测研究的综合网络,已成为我国及世界长期生态网络建设、观测、研究和示范的引领者。“中国生态系统研究网络创建及其观测研究和试验示范”荣获2012年国家最高奖:科技进步一等奖。

  了解这一背景,可知孙鸿烈先生何以在攀登计划青藏项目的课题设计之初,就将野外定位站建设列入日程:加强已有的海北站(高寒草甸生态)、贡嘎山站(森林生态),新建拉萨站(农业生态)。

  第三步,因势利导,推动青藏高原研究新进展。

  与筹建生态网络平台差不多同步进行的另一大建树,是由孙鸿烈指导资环局一力促成组建了国际地圈—生物圈计划中国全国委员会(CNC-IGBP,1987年成立,叶笃正院士担任首届主席),使之成为中国科协领导下的常设学术机构,运行至今,做出了具有中国特色的国际性贡献。同时,该项计划在国内的实施越来越侧重于为现实、为区域发展服务的特征。如果说生态网络建设推动了野外台站规范发展,有助于科学观察和数据积累,那么此项国际计划在中国的实施,则催生了一大批国家重大科研项目上马,一大批重点实验室涌现,一大批从事全球变化研究的科学家脱颖而出。

  国际地圈—生物圈计划中国全国委员会(CNC-IGBP)成立之前,多个国际计划如人与生物圈、世界气候研究计划等中国委员会已经建立,新创设的中国环境科学学会之类机构已在运行中,所以20世纪八九十年代前后对于中国地球科学界来说,是一个活力迸发的年代,接轨国际只是形式方面的标志,全方位深度参与则是其实质所在。当孙鸿烈院士相继结束了中科院副院长和综考会主任任期,目光重新聚焦高原,青藏研究新格局开启:主持完成西藏自治区“一江两河”农业综合开发总体规划,紧随其后的是“八五”攀登计划青藏项目的进行,以及“九五”攀登计划青藏项目预研究。这期间完成了一项卓越贡献,主导推动了一个专注于青藏高原研究的学术性团体的建立——青藏队使命完成,“番号”可以取消,但有了这个平台,青藏研究的旗帜继续飘扬——1990年3月,中国青藏高原研究会正式成立!

  在中国科学院新一轮体制改革中,自然资源综合考察委员会与地理所撤销,两家机构合并为“地理科学与资源研究所”(简称地理资源所);中科院新建机构是青藏高原研究所,和地理资源所一起,成为中国青藏高原研究会的挂靠单位。2004年国际全球环境变化人文因素计划(IHDP)中国委员会成立,孙鸿烈担任主任委员,依托单位为地理资源所。青藏所,地理所,加上兰州的寒旱所、成都的山地所等等,凝聚起一大批青藏研究的中坚力量,紧随院士们身后,一代又一代专家成长起来。

  涉及机构沿革,综考会与地理所有过两度分合:1972年第一次合并,孙鸿烈曾任职自然地理室土地组副组长,20世纪80年代郑度先生担任过自然地理室主任。20世纪最后一年,两大机构最终合并时,下属各研究室随之从名称、人员到研究方向,均有大幅调整。其中自然地理研究室历经“资源环境整治研究室”“土地覆被变化与土地资源研究室”,2014年更改为现名“土地科学与生物地理研究室”(简称土地室),张镱锂研究员担任室主任。

  两大机构合并前后,地理所与青藏研究相关的盛事还有几桩:历任青藏队副队长、时任地理资源所所长的郑度先生,当选中科院院士,他担任首席科学家的“973”青藏项目“青藏高原形成演化及其环境资源效应”开始进行;张镱锂研究员新任土地室主任,同时第一次上高原,在郑度麾下做“典型地区土地利用与土地覆被变化机制与退化环境的恢复途径研究”课题负责人,自此目标锁定,持续跟进了有关青藏研究的多个“973”项目,2012年起又参加了规模、力度堪比此前3项总和的青藏专项;先后兼任IGBP中国委员会土地利用与土地覆被变化(LUCC)工作组秘书长、IGBP中国委员会—国际全球环境变化人文因素计划(IHDP)中国委员会土地变化科学(LCS)工作组秘书长,成为孙、郑两位院士的得力助手。两大计划布置的功课即核心任务多有重叠,其中有关土地科学领域正好集于一身,所以他的工作一头连接国际前沿,一头连接基层一线。有意思的是,每一次承担的课题都排在最末一项;项目结题每出一书,皆为殿后的一章,以示每一科研活动无论追溯了过往N个百万年,最终落脚点还是现实当下,凸显了为国家和地方经济社会可持续发展的终极面向,这也正是国际地圈—生物圈计划(IGBP,即全球变化的研究)所倡导的理念。而在IGBP的8个核心研究计划中,土地利用与土地覆被变化(LUCC)也正好是压后阵的一个——既属前沿,又接“地气”。

  探索变化机理,属于基础科学范畴;提出应对之策,属于基础应用学科范畴,而一旦涉及应用层面,自然科学家就不再单纯地面向自然,而是包括区域现实与发展,尤其当地人的生活质量、富裕程度、教育状况、幸福指数之类社科人文内容,一个都不能少。这既是国际全球环境变化人文因素计划的主旨倡导,尤其体现了青藏研究中现实的人文关怀——张镱锂团队接力前进,不光是青藏研究事业的继承,更可见老青藏精神的延续。

  作为国际地圈—生物圈计划八大核心计划之一的“过去的全球变化研究计划”(PAGES),主张通过对历史资料和自然记录(如保存在树木年轮、湖泊和海洋沉积物、珊瑚、冰芯中的自然信息)的研究,并借助于有效的现代物理、化学分析技术恢复过去环境的变化并区分自然因素和人为因素的影响,以此为依据,检验未来全球变化预测模型。PAGES计划目前集中于研究两个时间段,一是最近2000年的地球历史;二是晚第四纪的最后几十万年的冰期、间冰期旋回。该实施计划形成于1991年3月,这个时间点,恰值“八五”攀登计划即将实施,孙鸿烈院士正为青藏项目筹划布局,正好让IGBP所倡导的“地球系统科学”理念和多项核心研究计划得以“落地”,其中“过去全球变化计划”又刚好与青藏高原演化过程研究相契合,理所当然地在课题设计中占有重要一席,以天然剖面、湖泊岩芯、冰芯研究为主要手段。

  复原一条青藏高原自然史之链,就这样成为对应全球变化的核心内容;进入国家重大基础研究项目的青藏研究,自此步入深化阶段:面向国际前沿跑步前进,强化学习一切先进手段,从而使传统的冰川学、湖泊学、树轮学、孢粉学、古土壤学等等学科于足够短的时间脱胎换骨,焕发生机,并且使得地质学、地理学和环境科学众多学科以前所未有的密度纵横交织,俨如架起一座科学立交桥——人类正在利用已掌握的所有手段去探知一部大自然的履历——从沉积岩中的古生物化石,到天然剖面的古土壤和孢粉,从深海和湖泊的沉积岩芯,到冰芯、古岩溶、树木年轮,差不多一应手段,都被青藏研究拿来为我所用了。不同介质载体所能揭示的时间尺度和精度有所不同,所提取古环境气候的信息参数有同有异,各具优势与短板,可以互为参照订正,最终殊途同归。