王清奎：人工林生態的守護者

遲艷艷

王清奎，中國科學院沈陽應用生態研究所研究員，湖南會同森林生態系統國家野外科學觀測研究站副站長。1977年1月生，中國科學院研究生院理學博士，先后主持了國家自然科學基金、科技部“975”計劃專題、中科院科技先導專項專題和中科院沈陽生態研究所青年創新群體項目等10余項，總經費為1500余萬元。

根據我國第八次森林資源調查結果，我國現有人工林面積為6900萬公頃，蓄積24.83億m³，約占全球人工林面積的1/3。這些數字看起來似乎很龐大，但要知道，作為全球第二大木材消耗國，我國目前木材的年消耗量已經高達5.7億m³。與之相比，我國人工林的生產力尚不足世界林業發達國家的1/3，局面著實尷尬，這也導致了我國木材使用過度依靠進口。然而，隨著俄羅斯、東盟市場等相繼下發原木“禁出令”，國際原木市場也出現了供應量逐漸減少，價格日益上漲的趨勢。

如何科學有效地提高木材產量7對一個木材消耗大國來說，已經成了一個關系國家木材產業戰略安全，推動林產工業可持續發展的大事要事。中國科學院沈陽應用生態研究所研究員王清奎在做的，就是這樣一件事。

心懷大格局

提高木材產量到底有多重要7如果可以類比的話，王清奎認為是與糧食生產有一拼的，同樣都要提高產量，同樣都要減少進口依賴，更重要的是，同樣都要考慮對生態環境的作用。

“隨著我國對環保問題的重視，保護天然林已經上升到了一個非常重要的高度，天然林全面商業禁伐。此時，人工林就成為木材供應的唯一來源。但是我國人工林以純林為主，這就導致了人工林生態系統結構單一、生產和生態功能低下，直接影響其可持續發展能力。”王清奎說。一直以來，他都在通過對土壤碳循環的深入研究傳遞一個信號——做好人工林生態研究，讓產量和生態得以兼得，就是在服務國家的戰略需求。

“土壤有機碳是陸地生態系統長期積累的結果，但因其總量巨大，短期內很難檢測到比較明顯的變化。研究發現，人為改變有機物質的輸入，可以增強或降低土壤有機碳轉化速率，能夠在短期內觀察到土壤碳庫和碳循環的變化。”在一篇論文中，王清奎鄭重寫道。

他認為，所謂的“人為改變”置于森林生態系統中，完全可以通過添加和去除凋落物，以及去除根系的方法（DIRT）來改變土壤碳的輸入，從而達到研究土壤碳庫和碳循環的目的。

2011年，他主持的國家自然科學基金面上項目正式啟動，計劃對“改變碳輸入對杉木林土壤碳庫構成及cO₂通量的影響”進行研究。在該項目中，他采用野外長期定位觀測與室內模擬相結合的方法研究了“殘落物管理對土壤有機碳分解的影響”。在研究過程中，他發現通過改變土壤微生物也可以間接影響到土壤碳庫的組成和循環，為了更深入地探討杉木林土壤碳庫和cO₂通量的變化機理，他順理成章地一并研究了土壤微生物在碳循環中作用。

“其實，研究土壤微生物群落結構，已經超出了項目申報時計劃的范圍。”王清奎就這么“任性”地越界了。“由于技術手段限制，高達99%的土壤生物功能尚未被認識”，他認定這是一個新的發力點。果然，不久，歐美等國家就開展了相應研究計劃，如美國的國家微生物組計劃等，我國也正在醞釀類似的微生物組研究計劃。到2014年，當中國科學院戰略性先導科技專項“土壤一生物系統功能及其調控”啟動時，我國也首次開展起大尺度的森林生態系統土壤微生物群落組成及多樣性的研究。采用的都是最新的微生物技術手段，王清奎主要負責研究我國典型森林生態系統土壤微生物的組成與水平空間分布格局，解析其形成機理。

目前，該項目剛走過兩年多，進展很順利。這且是后話。回到國家自然科學基金面上項目時期，王清奎對碳輸入的理解隨著項目進展而加深。他表示，在森林生態系統碳循環研究中，不同碳源輸入對土壤有機碳庫和碳循環影響一直是薄弱環節，他要解決的問題其實還有很多，而杉木人工林也只是個例。2012年，在中國科學院沈陽應用生態研究所青年創新研究群體基金支持下，他領銜了“碳輸入對我國主要森林土壤碳庫構成與碳循環的影響”研究，干脆將研究對象拓展到落葉松林和闊葉紅松林，直接跨越了南北方界限，以及諸多的典型土壤類型，由點及面，拉開了一張大網，以更為先進的實驗手段去解決更深的科學問題。“這兩個項目，看起來都是‘碳輸入，后者卻更為豐富。”

“我希望能夠通過不斷的研究，更全面地了解全球變化背景下土壤碳庫和碳循環的響應機制”，這才是王清奎的格局。

鐵肩擔“責任”

“我們所比較重視年輕人的成長，站在科技前沿進行布局。”作為在沈陽生態所成長起來的青年科學家代表，王清奎常說進入該所是他的幸運，而創新群體項目也是他的一個重要機遇。

該項目集結了一批年輕科學家，他們的研究方向不盡相同，但在學科交叉碰撞中，他們可以發揮各自的優勢，根據各自的想法提出科學問題和研究方案，產生出令人驚喜的的研究靈感。“這個項目歷時4年，經過團隊成員的共同努力，取得了可喜的成果。我們發表了一些關于碳循環的高質量研究文章，被引率較高。更令人欣慰的是培養了幾個年輕科學家。”

幾乎與之同步，成長中的王清奎主持了“973”子課題“地下生態系統碳儲量與林分蓄積增長對施肥措施的響應”。在該項目中，他抓住施肥環節，重點研究其對林分蓄積增長、新增光合產物分配以及土壤碳釋放和碳平衡過程的影響，在2016年年底結題。在學術界看來，這是一項基本與國際同步水準，在國內處于領先地位的研究，其成果很值得期待。

“我算不上很聰明，但在勤勞這一點上還算過得去。我曾經聽過一句話‘一勤天下無難事，對于我來說，勤奮是第一位的。”王清奎說。靠著自身的勤奮，以及“那么一點做科研所需的靈氣”，數年下來，他在科研之路上的積累也愈發豐富起來。

有了這些底蘊，2016年1月，又一項國家自然科學基金面上項目落到了他的肩頭。在這項研究中，他們以杉木一土壤生態系統為研究對象，利用不同氮沉降處理的土壤和不同濃度的¹³cO₂供給杉木生長，采用¹³c示蹤和GC-IRMs技術區分SOM新老化合物，研究樹木光合碳通過地下根系向土壤輕組和重組有機質以及氨基酸、氨基糖、中性糖和木質素等關鍵組分的轉化動態與分配特征，及其對cO₂濃度升高和氮沉降增加的響應。

“這樣做可以揭示全球變化背景下森林sOM轉化循環過程及調控機制，為科學評價森林土壤碳庫的源匯功能、預測其未來變化奠定堅實的基礎。切實增加生態系統碳固存是延緩氣候變化的關鍵，也是保障我國生態安全和提高環境外交話語權的迫切需求。”在王清奎看來，全球氣候變化影響深遠，如果能夠通過自己的研究為國家提供有價值的數據，那么這項研究就是有意義的。

立足國家戰略需求，做有意義的、高水準的研究，王清奎對自己的要求向來嚴格。他認為，應該有良好的科研習慣，在工作中，他也習慣制定計劃，并嚴格實施。“明日復明日，明日何其多，能不拖就不要拖”，他以此來律己，也要求學生遵守。“剛開始他們有點不適應，堅持一段時間之后，形成習慣，也就不難做到了。”

現階段，王清奎多是帶著學生們做科研。“我會要求他們多讀文獻，從文獻閱讀中學會如何開展科學研究、如何設計研究實驗、如何尋找并解決科學問題：也會給他們較多的機會參加學術會議和相關培訓，提高自我學習和解決問題的能力：對于能力比較突出的學生，還可以促成他們參與國際合作，豐富他們的學習經歷。”在科研過程中因材施教，王清奎將學術與研究水到渠成地融合起來。“在我的團隊里，大家在共同的目標下各有側重。我會根據實際需求，尋找團隊成員的優勢領域，讓他們發揮自己的長處。”

當然，對王清奎來說，責任感的培養也是重中之重。在他看來，科研人員并不是兩耳不聞天下事，一心只在做實驗。相反，在他的經驗里，科研的出發點是為了國家的戰略需求，落腳點則是為了國家的富強、社會的發展和人民福祉的增加。做好人工林生態的守護者，由始至終，他初心不變。