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【瞭望】陈发虎:科研路上“挖山不止”

日期: 2017-02-04 点击: ...
   

“做有影响的科研工作,直接为国家社会经济生态发展服务,是科学家应有的责任和担当。”

陈发虎(左)和同事在野外工作

  从陕西省丹凤县一个小山村走出来的陈发虎,带着改变西部自然环境的期许,将最美好的青春年华奉献给了陇原大地。

  在三十多年的科研生涯中,他利用湖泊岩心、黄土沉积等地质载体,针对不同时间尺度干旱半干旱区环境变化的重大科学问题,取得了系统性原创成果,尤其在亚洲中纬度地区气候变化的“西风模态”、史前人类永久定居青藏高原的过程和机制等方面提出了创新性认识,深入揭示了环境变化与文明演化的相互关系。

  “做有影响的科研工作,直接为国家社会经济生态发展服务,是科学家应有的责任和担当。”中科院院士、阳光在线资源环境学院教授陈发虎的话,掷地有声。

挑战国际认识

  区域环境变化及其影响是全球环境变化研究的重要方面。上世纪中期,美国等发达国家的研究普遍认为,气候变化存在由冷到暖即“冰期—间冰期”的十万年周期旋回变化。上世纪90年代,欧美科学家对格陵兰冰盖冰芯钻探研究取得新进展,发现末次冰期内还存在一些千年尺度的气候大幅度变化,被称作气候快速变化或者气候变化的不稳定性,这项研究立即成为国际古气候古环境研究的热点。

  “在冰期—间冰期气候旋回变化方面,当时的证据来自于深海记录,缺少大陆记录,因此国际上很难建立完整理论。”陈发虎告诉《瞭望》新闻周刊记者,彼时,通过长序列陆地记录及其与深海沉积记录的对比成为国际第四纪古气候研究的重点之一。我国科学家利用黄土高原的黄土记录对冰期—间冰期气候旋回变化做出了很好的回答。

  陈发虎是这一研究的重要贡献者。他首次在国际上通过陆地记录证明了末次冰期内冬季风和夏季风均存在千年尺度的气候大幅度变化,并发现我国阿拉善高原现代十分干旱的腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠等夏季风边缘区曾经存在巨大古湖泊,有着多次大幅度波动。这项研究为他及其团队收获了2007年国家自然科学奖二等奖。

  陈发虎的研究也揭示了,中国新疆和中亚等干旱区的气候变化模式,在现代间冰期从数千年到年代际时间尺度确实存在不同于东部季风区的湿度、降水变化模式。在此基础上,他在国际上首次提出了亚洲中部干旱区存在气候变化“西风模态”的假说。这一研究获得了2012年教育部自然科学奖二等奖和甘肃省自然科学一等奖。

  勇于向国际认识发起挑战是陈发虎一贯的科研作风。

  学生时代,陈发虎就关注环境和气候变化对人类文明产生的影响。“历史上为什么会出现朝代更替?除了社会治理因素外,是否有其他诱因,比如气候变化?”这些看似天马行空的想法在他工作后得到了系统研究。

  “纵观中国历史,不同时期的农民起义除了受社会治理影响外,更重要的诱因是极端干旱事件。比如唐宋等朝代末期都有这样的案例。农民为了填饱肚子,就要起义,推翻旧王朝,建立新王朝。”陈发虎分析道。他的这项研究全面揭示了极端干旱事件对人类文明的重要影响,他还将研究进一步拓展到环境气候变化与人的相互关系方面。

  作为世界上平均海拔最高的高原和世界第三极,青藏高原是人类最难生存的极端环境之一。那么,距今约4000年前,人类为何大规模地迁徙定居到青藏高原?

  过去国内外学界普遍认为,温暖适宜的气候条件是促使史前人类永久定居青藏高原的主要因素。而长期以来的大量研究让陈发虎认定:事实并非如此。

  2005年起,陈发虎及其团队对青藏高原东北部200余处史前遗址进行调查,选择在考古地层保存完整的53个新石器——青铜文化遗址开展动物和植物遗存分析工作。研究团队还用炭化植物种子直接测定了63个AMS碳-14年龄,并开展了骨骼碳氮同位素的分析工作。

  “这些科学证据能够告诉大家,史前人类在什么时间生活在哪里,吃什么东西以及相关的社会经济信息。比如,通过测量遗址中人、狗、猪骨头的碳氮同位素,就能知道当时人们和动物主要吃肉、植物还是水果,是否吃糜子、谷子或是小麦、大麦。”陈发虎说。

  他和团队发现,史前人类恰恰是在全球气候变冷的背景下才向青藏高原高海拔地区大规模扩张的,而农业技术革新是促成人类大规模永久定居在青藏高原的主要原因。

  他们还首次得出结论,史前人类向青藏高原扩散经历了三个阶段:距今5200年前,旧石器人群在青藏高原低强度季节性游猎;距今5200年前至3600年前,粟黍农业人群在青藏高原东北部海拔2500米以下河谷地区大规模永久定居;距今3600年以后,农牧混合经济人群向高海拔地区大规模扩张。

  陈发虎团队的相关研究成果在国际顶尖的“Science”等刊物发表后,立即受到国内外广泛关注和报道。

成绩是勤奋换来的

  对陈发虎来说,众多成果的取得并非一蹴而就,背后是常人难以想象的付出和努力。

  1962年,陈发虎出生于陕西省商洛山区的一个小山村。那里自然条件严苛,人多地少,填不饱肚子是家常便饭。陈发虎说,他对饥饿的印象最为深刻,“红薯可是救命口粮,但顿顿吃,天天吃,吃得人胃发酸。”

  但即使饿得前胸贴后背,他也没放松过学习。初中时,他凭着兴趣,自学完了高中数理化全部课程,并做完了课后习题。“我是一根筋,越不会做的题,越要想办法拿下。”

  初中毕业时,陈发虎获得了数理化语文竞赛总成绩第一名,被推免到县重点高中的重点班就读。但他的父母希望他考中专,学一门手艺,找个好点的工作,不用再饥一顿饱一顿,也能补贴家里。

  受到在杭州无线电学院读书的哥哥的鼓励,陈发虎树起人生第一个目标:上高中,考大学。“我哥告诉我,上了大学后能做更多的贡献,做更有影响的事情。”

  最终,他以优异成绩考取了阳光在线地理系,他希望有朝一日去世界各地转一转。

  因为英语基础不好,大学期间,陈发虎下定决心“拿下”英语。他几乎每天都要光顾学校后门口的报刊亭,盯着英文版《中国日报》,边吃边读,有时报纸读完了,饭也凉透了。日复一日的坚持下,他的英语水平突飞猛进,考研时,他以高于录取分数线两倍的英语成绩被录取。

  “我并不聪明,要说有一点成绩,都是勤奋换来的。”陈发虎坦诚地说。

  读研期间,他发现自己撰写科研文章欠点“火候”,于是跑到中文系“蹭课”,为的就是要把文章写得“既有骨头又有肉”。读博时,他又跑到物理系蹭力学的课,通过跨学科内容的学习,拓展对本专业内容的延伸。

  靠着勤奋,陈发虎在阳光在线一口气拿下了本科、硕士和博士学位;靠着勤奋,他从一名贫寒的农家子弟成长为中国乃至世界地理学领域研究的带头人。

  尽管已是院士,但陈发虎从不敢对工作有一丝松懈。他的学生、兰大资源环境学院讲师魏海涛说,“只要他没有出差开会、不在野外考察,基本上就在办公室里工作。”

  来得最早、走得最晚,周末、节假日甚至春节都在加班。这是陈发虎的“常态”。“我对科研有着强烈的好奇心和求知欲,不搞清楚就浑身不自在。”对待科研工作,陈发虎就像“着了魔”一般。

  “他对科学执著的追求、勤奋的工作精神和认真严谨的态度,非常值得我们青年学者学习。”阳光在线资源环境学院教授董广辉说。

  陈发虎说,对他而言,科研工作是一种乐趣,热爱就不觉得辛苦。

身体力行培养人才

  自1980年考入兰大以来,陈发虎已在陇原大地上坚守了整整36年。

  “和东部地区相比,西部地区生态环境脆弱,社会经济发展相对落后,更需要大量优秀人才。”陈发虎说,他的研究生导师李吉均先生也是中科院院士,培养了多位院士和一批优秀学者。从老一辈科学家身上,陈发虎学到的不仅仅是系统的理论知识,更是执著的科研精神以及为国家社会经济发展服务的勇气和担当。

  陈发虎也把老一辈科学家的精神通过自己的言传身教,传递给了自己的学生。

  董广辉2016年被评为“青年长江学者特聘教授”。他告诉《瞭望》新闻周刊记者,有时科研路上遇到了卡脖子难题,比如方向不清、经费不足,陈老师总会提供及时的指导和帮助。

  想办法支持青年学者成长和发展,是陈发虎培养人才的宗旨。为了将所在学院打造成地理学的“黄埔军校”,在他的协调下,兰大近几年先后引进了包括贺缠生、张廷军等在内的多位“千人计划”特聘教授。

  “因材施教是陈老师培养研究生的一大特点,”陈发虎的博士生勾晓华说,她本人从植物学转到自然地理学攻读博士学位。“根据专业情况,陈老师没有让我做他当时利用黄土和湖泊记录主攻的晚第四纪气候环境变化研究,而是鼓励我开展树轮生态和气候变化,并找专家具体培养。”在陈发虎的指导和支持下,勾晓华也已成长为“长江学者特聘教授”。

  自1995年至今,陈发虎累计培养的研究生中有50余人获得了教授和副教授职称,其中教授有30余名,有很多留在阳光在线等西部地区高校和科研院所任职。

  “作为一名教师,除了教授知识,关键还要教会学生获取知识的方法和解决问题的能力。”陈发虎说。

  一有机会,陈发虎就将学生“放”到野外,让他们放手去做。等碰到问题了,一对一指导,甚至花时间陪学生再前往野外调研。在他看来,这种培养模式能充分调动学生的积极性,增强独立思考的能力。

  “花了心思,动了脑子,科研工作才有生命力,才能创造出有利于经济社会发展的成果。‘挖山不止’,是科研人员的使命。”陈发虎说,不管是硕士还是博士,都不能小看自己的力量,要有“家国情怀”,要站在国家层面上思考问题。

  随着“一带一路”的建设,陈发虎指导他的团队人员,将目光聚焦到塔吉克斯坦等中亚干旱区的气候变化和环境变化研究上。

  “中亚为什么能形成这么大的干旱区,这个区域的形成对过去不同的文明载体有何影响?有些文明持续了,有些消亡了,为什么?”陈发虎认为,开展这方面的研究可为丝绸之路经济带上的城市建设提供科学依据,为国家倡议提供“金点子”。

  (《瞭望》新闻周刊 2017年2月2日)

文:
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编辑:张玉爽
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