青年科学家岳超：筑梦碳中和与气候研究

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岳超

岳超研究员与团队师生在交流（图片均由西北农林科技大学 提供）

2017年底，35岁的岳超在法国国家冰川与环境物理实验室和国家环境与气候科学实验室开展的博士后研究即将结束。何去何从？岳超在迷茫之际参加了中国驻法使馆教育处主办的一场宣讲会，他回国发展的道路开始变得清晰。

“在欧洲，可以像普通人一样谋生活，但没有归属感。回来后，自己的能力可以得到更好的施展，也能为国家作贡献。”2018年初，岳超作出了决定：回国并选择了就职西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室。

沃土在西部，聚焦碳中和

岳超从北京大学生态学硕士毕业后，赴法国凡尔赛大学攻读气象、海洋及环境物理学博士学位，而他从事博士后研究的两个法国国家实验室均是气候变化和碳循环领域国际顶尖的实验室。中外高水平研究机构所给予的培养和视野，让岳超有了在生态学上“追求做大事”的梦想。

“我研究事业的沃土在西部。”岳超说，西北地区大部处于干旱半干旱地区，而杨凌大致位于我国干湿气候分界的过渡地带，面向西北可以研究干旱区问题，面向东南可以研究湿润区问题，是科学研究的沃土，“作为一名生态研究者，这里可供研究的对象和问题非常多样。再者，黄土高原是我国重要的生态安全屏障，黄土高原水-沙-植被关系的问题非常重要，很值得研究。”

全球变暖是人类社会可持续发展所面临的前所未有的重大挑战。岳超介绍，其根本原因在于人为活动向大气中排放的二氧化碳有近一半长期驻留在空气中，这部分气体阻碍了地球通过释放长波辐射的方式进行“散热”，后果是更多的能量被锁在地球内部，最终导致了全球变暖。

防止地球进一步变暖的根本出路，在于尽快稳定空气中的二氧化碳浓度，使得碳排放和碳吸收达到平衡，也就是实现“碳中和”。有研究表明，近20年中国陆地生态系统碳汇抵消了同期人为活动碳排放的7%～15%。而岳超团队研究发现，我国积极的植树造林、天然林保护、草原禁牧等生态工程措施贡献了超过一半的全国陆地碳汇。

展望未来，植树造林仍然是应对气候变化的重要手段。那么，为了实现“碳中和”，是不是应该尽可能多地种树？是不是要选择那些可以快速生长的树种？甚至干脆从现在就开始最大规模地植树造林呢？针对这些重大而紧迫的问题，岳超设计了一系列计划，正带领团队紧锣密鼓的开展研究。

为区域生态环境可持续发展出谋划策

岳超说，一般而言，森林生长需要消耗更多的水分，因此在降水量高的地区植树造林更容易成功。而在干旱半干旱地区，由于这些地区空气干燥、蒸发旺盛，但降水量偏低，不恰当或大规模的植树造林会导致水分通过植物蒸腾作用流失，反而可能加剧当地的水资源匮乏，或导致土壤水分快速消耗等生态问题。“有学者指出，目前黄土高原人工林营造使得该区域变绿明显，但同时消耗了大量土壤水分，导致人工林深层土壤出现了大面积的干燥化现象，对区域生态系统稳定性带来威胁。”岳超说，在哪里种树，种什么树，什么时候种，种完后如何管理，这些问题值得深入研究。

“我们关注黄土高原地区气候变化背景下植被适应性管理问题，尝试回答‘如何对人工林进行管理，使得其水分消耗能够满足区域水资源约束’和‘黄土高原退耕还林（草）对区域气候有什么影响’的问题。”岳超说，目前他们团队的研究成果表明，黄土高原生态恢复缓解了一部分全球变暖导致的气温升高，如果没有生态恢复，那么黄土高原地区的气温会比现在的还要更高。

去年9月，岳超主持建设的“黄土高原人工林生态系统观测研究站”在陕西省吴起县退耕还林公园揭牌成立。吴起观测站的建立将试图回答黄土高原人工林在不同强度干旱水平下的稳定性问题，以及通过森林管理确保生态恢复成果的可持续性。这些研究将为黄土高原生态恢复、水土保持的研究提供更加全面可参考的基础数据，为区域生态环境变绿的可持续性出谋划策。

“有意义的科研总是处于未完成状态。”独立自主的科研探索令岳超一直忙碌却乐此不疲，他认为，科学研究要以问题为导向，要打破学科间壁垒。

用创新提供科学模型

地球上的土地资源是有限的，土地用途在多数情况下具有排他性，一块土地要么用作森林，要么用来种植农作物。既要粮食安全，又要森林碳汇，鱼和熊掌能否兼得？过去30年全球城市用地迅速扩张，而包括道路、广场、硬化地面等城市不透水面扩展导致的碳损失数量巨大，如何通过合理的用地设计以增强城市碳汇能力？

面对这些问题，岳超进行广泛而深入的研究，目前，他建立了一支由2名青年科研人员和数十名研究生组成的研究团队，以第一作者和共同作者在《自然通讯》《大气化学与物理学》《地球科学模式研发》和《全球变化生物学》等国际著名期刊发表论文70多篇。

“我们所开展的研究，最终都要以计算机模型系统开发为落脚点，这是我们将科学见解应用于支撑现实决策的有效武器。”岳超介绍，森林碳汇能力的边界点在哪里？一些风险问题此消彼长，如何合理控制？一项碳汇举措出来会产生什么附带问题，又如何解决？这些问题的预警、研究与应对需要统筹思考，做好顶层设计。

早在2008年，岳超就已经开始关注全球植被碳循环计算机模拟的研究。近年来，他对国际上广泛使用的植被动态模型ORCHIDEE进行深度开发，把植被模型与薄记模型相融合，首次揭示了土地利用对陆地碳源汇年际波动的影响。