魏達：“碳”究青藏高原植被的“呼吸”

巍峨的雪峰、茂密的森林、徜徉在山坡上的牦牛與羊群……這是大自然賜予青藏高原的“禮物”。被稱為地球“第三極”的青藏高原，具有獨特的自然景觀和富饒的自然資源，其對我國乃至北半球的氣候系統(tǒng)具有重要影響。

 

扎根青藏高原15年、聚焦高寒碳匯研究，中國科學院成都山地災害與環(huán)境研究所研究員魏達是最了解這片土地的“外地人”之一。在崇山峻嶺、溪流草原中，他監(jiān)測著植被的碳吸收與碳排放，聆聽著這片高原的“呼吸聲”。

 

前不久，魏達憑借突出貢獻，獲得了第一屆中國科學院青年五四獎章。

 

發(fā)現(xiàn)被低估的“吸碳能手”

 

讀大學時，魏達學的是城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)。出于對青藏高原的“神往”，2007年他考入中國科學院攻讀博士學位。

 

“在此期間，我主要研究的是二氧化碳等溫室氣體。最開始，我還不太理解這個領域，覺得這些東西摸不著、看不見，很縹緲。”他回憶道。

 

2009年，聯(lián)合國氣候變化大會在丹麥首都哥本哈根召開。從這次會議公布的資料上，魏達看到了我國溫室氣體系統(tǒng)性數(shù)據(jù)不足的問題，由此他重新認識到了自己工作的意義。“雖然我研究的只是中國的局部區(qū)域，但如果能把這一個點做扎實的話，也是為我國溫室氣體研究助力。”他說。

 

2008年6月，魏達被派到西藏納木錯，當時他或許沒想到，自己就此將在青藏高原扎根15年。

 

剛到納木錯時，魏達主要負責在站點做定點觀測、采集當?shù)氐目諝鈽悠?，同時進行高寒草原、高寒草甸、高寒濕地等典型生態(tài)系統(tǒng)的同步監(jiān)測。

 

“我們的觀測時間是從每年的五月初開始，一直持續(xù)到九月底。”魏達解釋說，當?shù)刂参镆话阍谖逶鲁蹰_始返青，植物開始進行光合作用，從大氣里面吸收二氧化碳，成為碳匯；九月底植物開始枯萎，碳的交換過程開始變弱，這時他便帶著樣本返回北京，進行數(shù)據(jù)整理。

 

“我差不多算是在西藏拿到的博士學位。”魏達笑著說，在納木錯時，他都是通過電話或郵件向導師匯報研究進度，遠程接受指導。

 

經過在納木錯連續(xù)8年的觀測，再整合其他研究人員的數(shù)據(jù)，魏達發(fā)現(xiàn)，高寒植被其實是被低估的“吸碳小能手”。

 

“由于溫度低、海拔高，之前學界普遍認為青藏高原上的微生物和植物吸收溫室氣體的量應該很少。但經過觀測，我們發(fā)現(xiàn)，它們吸收甲烷和二氧化碳等溫室氣體的量是之前預計的3到4倍。”魏達覺得，這就是科研的必經之路，“后人或許也會把我們的一些結論進行修正，在向科學高峰攀登的路上，我們只是一級‘臺階’”。

 

到野外獲取一手資料

 

在納木錯站點做了8年的定點觀測后，魏達將研究的目光投向了整個高原面。“站里的監(jiān)測工作畢竟只是碳匯研究的、很小的一個點，最終還是要走出去，到更廣闊的地方去進行全面觀測。”他說。

 

借著中國科學院開展第二次青藏高原綜合科學考察的契機，魏達去到了青藏高原的20余個野外臺站，在西藏申扎縣、亞東縣、改則縣等地開展自動化觀測，并在可可西里和羌塘無人區(qū)等地超前布局碳匯監(jiān)測網絡。

 

在此次青藏科考期間，魏達和團隊成員一起進行了跨岡底斯山—唐古拉山—巴顏喀拉山—祁連山的野外采樣。“從海拔3000多米的祁連山，到海拔5000多米的唐古拉山，我們一般會在兩個點位之間往返四五趟，邊跑邊采樣，一趟下來要花十五到二十天，單程就是幾千公里。”至今，魏達對于這些公里數(shù)、海拔高度等數(shù)字記憶猶新。

 

確保數(shù)據(jù)無誤，已內化為魏達的“本能”。“我們的儀器在每次開機后都要做穩(wěn)定性檢測，以保證數(shù)據(jù)的質量、讓誤差保持在1%以內，這樣做出來的研究才有價值。”魏達說，青藏高原低氣壓、強輻射的自然環(huán)境十分特殊，是實驗室難以模擬的，所以必須走到高原上，聆聽生物的“呼吸聲”，只有在真實環(huán)境里才能獲得一手數(shù)據(jù)。

 

2020年，魏達成為研究生導師，開始帶領一批批年輕的學生繼續(xù)探索這片廣袤的高原。

 

“我們學地學的，必須到大自然進行實地考察研究，光去還不行，還得用心觀察和思考。”這句話是魏達的導師教給他的，在科考路上，他也把同樣的話傳授給了自己的學生。

 

在野外，魏達和學生風餐露宿，靠著“硬餅子就咸菜”，他們采集了大量樣品，累計獲取了3600余條監(jiān)測數(shù)據(jù)。

 

身處再苦的工作條件，魏達也沒有退縮，不過他也有怕的——“不怕下雪、下冰雹，最怕的是下雨”。有一次為了趕工作進度，他和學生冒著雨不間斷地采集了三四個小時的樣本，高原上氣溫很低，他不幸“中招”發(fā)燒，只好前往醫(yī)院治療。

 

而讓魏達至今難忘的事，發(fā)生在2020年國慶節(jié)期間。當時，他帶著科研人員和工程師共6人駛進可可西里無人區(qū)。剛出發(fā)十幾公里，荒無人煙之地突然躥出一頭棕熊和兩頭牦牛，一路跟著他們的車跑。好在魏達和隊友隨機應變，讓前面一輛車向前跑，后面一輛車掉頭向后跑，才成功甩掉了棕熊和牦牛。

 

與國家“同呼吸共命運”

 

這些年，魏達采集了數(shù)萬個空氣樣品，獲取了扎實的研究數(shù)據(jù)，并以第一作者的身份發(fā)表了15篇國際論文。這些研究成果為認識青藏高原碳匯變化提供了扎實的數(shù)據(jù)，也為制定西藏國家生態(tài)文明高地相關政策提供了有力的支持。

 

2019年，在從成都去往拉薩的途中，魏達思考，能否聯(lián)合青藏高原其他觀測站，對整個青藏高原二氧化碳的碳匯做一個系統(tǒng)的評估，以服務于地方以及國家的政策制定。

 

為了讓這一想法變?yōu)楝F(xiàn)實，魏達和團隊成員開始向在青藏高原駐站研究的各個研究所尋求幫助。“雖然各個院所最開始都是‘各自為戰(zhàn)’的，但是知道我們的需求后，都很慷慨地將數(shù)據(jù)共享給了我們，大家都認為，能聯(lián)合起來服務于地方需求和國家需求，才是科研的最終目的。”魏達說，在數(shù)據(jù)整合過程中，中國科學院青藏高原研究所、中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、中國科學院地理科學與資源研究所、蘭州大學等單位都給予了無私的支持與幫助。

 

通過研究這些匯總數(shù)據(jù)，魏達和團隊成員發(fā)現(xiàn)，青藏高原的碳匯量超出科學界此前的推測，這很大程度上改變了大家對于青藏高原碳匯功能的傳統(tǒng)認知。這些寶貴的觀測資料和科學觀點，也被發(fā)表在了國際權威期刊上。

 

在“雙碳”背景下，魏達更加意識到，碳匯研究應該與國家重大需求緊密結合。“我們研究的就是青藏高原能夠‘吸收’多少碳，而碳吸收量就意味著排放權，排放權就是我們國家的發(fā)展權。”他說。

 

回望這15年走過的路，魏達感嘆，科研人員的“黃金時間”并不長，但能夠在有限的時間里做好一件事，不容易卻很值得。

 

“我個人很渺小，但從事的工作能夠服務于國家發(fā)展需求，我深感榮幸。”魏達說，得益于國家對于科研的投入以及科研環(huán)境的改善，他才能在平凡的崗位上實現(xiàn)自己的價值，不僅能監(jiān)測植物的“呼吸”，也能和國家“同呼吸共命運”。