从戈壁沙漠的万里无垠,到高原山地的苍翠青松,从喀斯特地貌的曲折逶迤,到高山地貌的巍峨挺拔,刘鸿雁老师课题组的足迹遍布中国的生态脆弱区,同时延伸到蒙古和俄罗斯西伯利亚,用切身的考察,详实的数据,为自然地理学和生态学填补了一片又一片空白,为国家生态治理和生态修复建言献策,下面就让我们一起走进FASTER ecostone丰富多彩的科研生活,探寻生态学中“生与死”的真谛。
师门卡片
团队名称
FASTER_ecostone
团队导师
刘鸿雁,北京大学博雅特聘教授、德国洪堡学者,目前担任中国生态学会常务理事、中国地理学会生物地理专业委员会主任、中国遥感应用协会生态环境遥感分会理事长等学术兼职。曾获国家杰出青年科学基金资助、北京市教学成果一等奖、北京大学教学卓越奖、北京市高等学校教学名师等重要荣誉和奖励。
团队组成
7位博士后,8位博士生,3位硕士生,3位本科生,1位访学老师。
团队成就
FASTER是林草交错带研究(Forest and Steppe Ecotone Research)的缩写,主要围绕森林和草地展开研究;ecostone一词是ecotone的延伸,意味着团队将地表生态过程与地下岩石特性有机结合,开展地球关键带的研究。团队每年稳定有十余篇文章发表于Nature communication等核心国际期刊。
鸿起烟霄,飞赴林草
深耕林草、修复生态
刘鸿雁老师认为“生死关系”、“碳水关系”和“树草关系”是生态学中的三个重要关系,课题组的工作核心就是围绕这三大关系,回答全球变化背景下主要生态脆弱区(半干旱区、喀斯特地区、高纬多年冻士带南缘)生态脆弱性形成的机理,将研究成果应用于“宜林则林、宜灌则灌、宜草则草”的生态保护与修复。
海纳百川、与时俱进
在研究过程中,课题组会采取多种研究手段,包括定点观测、采样分析、控制实验、遥感分析,采样分析中又包括植物功能性状、树木年轮、同位素分析、沉积物分析;也会综合过往研究的数据进行meta分析。统计方面,除了传统的统计方法外,也会使用时下备受关注的机器学习方法。
可以说,从样地尺度到全球尺度,从第四纪万年尺度到年内季节变化,从分子水平到整个生物圈,无论是时间尺度、空间尺度、还是研究的系统层次水平,课题组的研究都实现了多维度的覆盖。
通力协作、硕果累累
近年来,课题组布局整个中国北方重点生态保护区和生态脆弱区,搭建中国森林和草原生态系统研究平台,以北京大学塞罕坝国家站为基地,在周边地区布设长期监测位点和试验样地,与开展旱区生态研究的国内外高校和科研机构交流合作,共同为旱区森林和草原生态系统研究创建协调、绿色、开放、共享、创新的良好科研环境。
探幽入微、苦中作乐
回忆起在各个地区进行研究的经历,课题组成员无不肯定当时的辛苦,无论是在喀斯特地区崎岖的山地中探寻地下岩层结构,还是在塞罕坝与天山的狂风大雪中采取样本,都给组内成员留下了深刻的印象,但正是在如此艰辛条件下取得的研究成果,更能使人感受到丰收的喜悦。
在西南喀斯特地区的研究时,课题组在揭示岩石的地下结构上遇到了问题,他们起初购买了探地雷达,尝试构建地下结构,但效果不佳。后来在探索中,发现岩石剖面上的裂隙数量和裂隙深度能够成为很好的指标,从而可以将地下的岩石特性与地上的植被定量地联系起来。回忆起这段经历来,博士生潘婉婷说:“在野外,课题组的每一次探索都可能成为研究的重要突破与未来的美好回忆。”
野外食宿也是一种类似“开盲盒”的有趣挑战。大部分时候,出野外需要居住在当地的研究站或旅馆,入乡随俗,课题组成员们便要去尝试全国各地的饮食。比如,在贵州考察时遇到的折耳根,虽然深受本地人的喜爱,却因其独特的味道对来自天南海北的课题组成员带来了不小的挑战。
幸运的是,各地科考站的条件也在不断改善。刘鸿雁老师课题组在塞罕坝的工作包括树干液流和土壤水的定点长期观测与采样分析,据组内成员回忆:由于塞罕坝生态基地是学院的基地,积累了许多植被调查类的基础信息,与当地的林业部门也维持着较好的合作关系,因此能够顺利找到合适的采样和设备安装地点。与此同时,塞罕坝的住宿条件相当不错,可以减少科研过程中的一些小烦恼。
宴游相乐,劳逸相合
在日常科研之外,课题组还是懂生活、爱生活的共同体,友爱、欢乐又和谐的“一家人”。研学玩结合,刘鸿雁老师课题组全体成员共建温馨团队。
团队建设,聚餐必不可少。每个学年末,课题组都会为毕业的本硕博同学拍一次毕业照,晚上在学校里聚餐一次。过年时,刘老师也会组织还留在学校的同学老师一起吃饭。此外,刘鸿雁老师的生日也是组里一个重大的节日,组会开始前几分钟,课题组成员唱生日歌,分蛋糕,吃着蛋糕听组会,气氛很是轻松。
运动和“旅游”当然也没有缺席,潘婉婷说:“刘老师和组里同学还会相约一起运动,比如这学期已经约过两场羽毛球了。”实地考察虽不是真正意义上的旅游,不过在考察过程中品尝当地的食物,观察自然景观与风土人情,也给予课题组成员别样的享受。
高瞻远瞩,大展鸿图
在刘鸿雁老师看来,做自然科学研究,文章和项目只是产出的计量成果,他更加关注工作能够为国家生态文明建设、国家进行生态治理和生态恢复决策提供什么样的支持,为自然地理学和生态学填补了哪些空白,为国内的这两个研究推动了怎样的一小步的贡献,这样求真务实的科研理念也引导着课题组里的每一位成员奋勇前行。
过去的工作,课题组成员用热爱、严谨和恒心交上了满意的答卷。道阻且长,行则将至,科研道路漫漫远兮,刘鸿雁老师课题组在未来将把重点关注从前期植被格局和动态的研究拓展到植被的功能,探索气候变化背景下生态脆弱区植被多重功能之间的关系,认识植被固碳和保水等多重功能稳定性的机制。他们表示,希望唱响保护修复林草之歌,能够在二十大后继续努力,与祖国共脉搏同命运,取得更多的成果, 为祖国的生态文明建设做出新的贡献。