翁成郁：讀懂過去才能預(yù)測(cè)未來(lái)

□ 汲曉奇

2015年翁成郁在新疆羅布泊干涸的湖床上

據(jù)世界氣象組織最新發(fā)布的《2018年全球氣候狀況聲明》，2015年至2018年是自100多年前有氣溫記錄以來(lái)最熱的4年，2018年全球平均氣溫比工業(yè)化前水平上升了將近1℃。照此數(shù)據(jù)推斷，全球氣候似乎是在變暖。然而“欲窮千里目，更上一層樓”，看問題的高度不同，得出的結(jié)論亦會(huì)不同。當(dāng)把時(shí)間的尺度拉長(zhǎng)，不再以百年為單位，而以萬(wàn)年、百萬(wàn)年或千萬(wàn)年為單位時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)地球已經(jīng)歷了多次的冰期、間冰期，如今正處于間冰期。未來(lái)，地球氣候?qū)⒑稳ズ螐模?/p>

如何才能破解地球氣候和環(huán)境變化的奧秘，引發(fā)了無(wú)數(shù)科研工作者的思考。來(lái)自同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院的翁成郁教授就是其中一位。長(zhǎng)期以來(lái)，他沉浸于古生物學(xué)、植物學(xué)、生態(tài)學(xué)專業(yè)領(lǐng)域的研習(xí)，孜孜以求不懈探索，通過解讀植被、海洋沉積等大自然留給人類的線索，逐漸揭曉地球氣候的秘密。

求學(xué)海外立志科研

讀過的書，見過的人，走過的路，當(dāng)時(shí)看似平常卻會(huì)影響人的一生。青年時(shí)代的翁成郁輾轉(zhuǎn)于中外一流高等學(xué)府之間，受其傳承百年的優(yōu)良學(xué)風(fēng)熏陶，他開啟了科研的探索之旅，夢(mèng)想著終有一天能用自己的所學(xué)去揭示地球氣候和環(huán)境演化進(jìn)程。

翁成郁大學(xué)時(shí)代就讀于北京大學(xué)地質(zhì)系（現(xiàn)地球與空間學(xué)院）古生物學(xué)專業(yè)。在那里，他叩響了地球科學(xué)的大門，初步了解了地球表面廣泛分布的沉積地層，以及賦存于其中的礦產(chǎn)資源，地球歷史時(shí)期生物的起源、進(jìn)化和生物多樣性的發(fā)展歷史，地球46億年以來(lái)的環(huán)境變化，以及生物與環(huán)境的協(xié)同演變歷史。但化石的年份距今太過久遠(yuǎn)，短期內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)翁成郁“用所學(xué)解決當(dāng)今問題”的目標(biāo)。于是他將目光鎖定在了與現(xiàn)代較為接近的第四紀(jì)（距今約258萬(wàn)年前），希望通過研究這一時(shí)期留下的痕跡，能為地球氣候和環(huán)境的演化提供理論支撐。

接下來(lái)的幾年中，緊張而繁忙的學(xué)習(xí)填充了他風(fēng)華正茂的青春。在中國(guó)科學(xué)院植物研究所，他深入學(xué)習(xí)了植物學(xué)專業(yè)，對(duì)見證地球成長(zhǎng)的植被及其演變有了更專業(yè)的認(rèn)識(shí)。在歷史悠久的美國(guó)懷俄明大學(xué)，他在生態(tài)學(xué)專業(yè)繼續(xù)深造并取得了博士學(xué)位。尤其是這里純粹而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)，更深深地打動(dòng)了他：“他們看問題的眼界、研究問題的深入，幫我打開了一些思路，讓我覺得做這個(gè)研究挺有活力，挺有意思?！睂W(xué)習(xí)期間他發(fā)現(xiàn)了全球首例冰期后滅絕的喬木植物，并發(fā)表于著名刊物PNAS。

用海洋沉積破解“天書”奧秘

后經(jīng)歷幾年對(duì)亞馬孫熱帶叢林演變歷史的研究，翁成郁更加堅(jiān)定了繼續(xù)探索這一領(lǐng)域的決心，2006年來(lái)到同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院從事相關(guān)教學(xué)研究工作，并且發(fā)現(xiàn)“它與過去、現(xiàn)在乃至未來(lái)都有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系，在研究過程中，我能找到更多的樂趣”。這一“樂趣”，不僅是翁成郁多年來(lái)全面深入研究的動(dòng)力之源，更是他取得出色科研成果的有力保障。

2018年10月，國(guó)際著名地學(xué)刊物Nature Geoscience發(fā)表了翁成郁團(tuán)隊(duì)題為“Anthropogenic modification of vegetated landscapes in southern China from 6,000 years ago”（6千年前人類活動(dòng)改變?nèi)A南植被）的研究論文。該論文在世界上首次以確鑿證據(jù)揭示了數(shù)千年前的早期人類對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)演變的顯著改變，翁成郁解釋道：“我們通常認(rèn)為的自然環(huán)境其實(shí)早在五六千年前，就可能已經(jīng)受人類活動(dòng)影響并發(fā)生改變，變得不那么‘天然’，換句話說就是真正的天然植被早已離我們而去了?！?/p>

在該研究中，翁成郁團(tuán)隊(duì)試探性地分析了采自南海北部的深海沉積物巖芯中保存的由陸生植物產(chǎn)生的孢子與花粉，發(fā)現(xiàn)幾個(gè)間冰期顯示了許多相似的變化規(guī)律，并且與冰期時(shí)有相當(dāng)大的不同。譬如在幾個(gè)間冰期中，熱帶針葉樹雞毛松、陸均松與羅漢松等及闊葉的蕈樹（Altingia）等都在間冰期明顯上升，間冰期末又急劇減少，同時(shí)期的松（Pinus）則表現(xiàn)出相反的趨勢(shì)，顯示了自然環(huán)境因素在各個(gè)間冰期的控制作用。但現(xiàn)在的間冰期中此過程卻被打斷，而同一時(shí)間（距今約6千年前），反映人類活動(dòng)的炭屑卻出現(xiàn)了一個(gè)過去旋回中沒有的高峰。這意味著人類活動(dòng)其實(shí)早在數(shù)千年前而不是近一兩千年，就在自然植被的演替中起了重要作用，很可能已完全改變了植被演替的過程，包括成分與結(jié)構(gòu)的改變。“這一點(diǎn)若不從長(zhǎng)時(shí)間尺度對(duì)比，是不可能被認(rèn)識(shí)到的?！蔽坛捎魪?qiáng)調(diào)說。

萬(wàn)丈高樓平地起，基于此次對(duì)孢粉試探性的分析，翁成郁于2019年年初開始主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“長(zhǎng)時(shí)間尺度看過去幾個(gè)冰期—間冰期旋回中南海北部周邊陸地植被生態(tài)系統(tǒng)自然動(dòng)態(tài)與全新世人類活動(dòng)的深刻影響”。在該項(xiàng)目中他將繼續(xù)深入研究地表植被和與之協(xié)同變化的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的改變。

漫長(zhǎng)歲月中，地球環(huán)境的演化早已刻畫在海洋沉積物、極地冰芯、石筍等上，但想讀懂這些“天書”，并非易事。冰芯、石筍所含生物信息有限，黃土沉積時(shí)間分辨率不高，相比之下海洋沉積物記錄連續(xù)、定年可靠，還利于進(jìn)行?！懚喹h(huán)境因素綜合比較分析。因此翁成郁團(tuán)隊(duì)將對(duì)海洋沉積中的植物孢粉進(jìn)行更詳細(xì)的分析，根據(jù)孢粉組合推演在過去多個(gè)冰期—間冰期旋回中周邊陸上源區(qū)（主要是中國(guó)南部地區(qū)）的大區(qū)域范圍的植被演化的規(guī)律，并結(jié)合海洋環(huán)境指標(biāo)（如表面海水溫度、海平面高度）和地球軌道周期參數(shù)，比較和分析在這些旋回中陸上植被的演變與海陸協(xié)同變化的機(jī)制，并試圖分辨出人類活動(dòng)在最近的間冰期中的影響幅度，從中獲取冰期—間冰期旋回過程中生態(tài)環(huán)境演變的自然驅(qū)動(dòng)力與人類活動(dòng)在最后間冰期的可能影響力，從而為未來(lái)全球演變的趨勢(shì)與可能采取的應(yīng)對(duì)措施提供有益參考。

欲善其事，先利其器。關(guān)于該項(xiàng)目的研究方案，翁成郁詳細(xì)介紹說，他們將根據(jù)南海北部孢粉的來(lái)源區(qū)與孢粉由陸到海的傳播與搬運(yùn)模式，重建陸地植被的基本類型與格局，并通過對(duì)重要屬種在孢粉組合中的出現(xiàn)、豐度變化或消失的時(shí)間的系列對(duì)比與分析，對(duì)于陸地植被生態(tài)系統(tǒng)的演變過程進(jìn)行大區(qū)域范圍的恢復(fù)，在多個(gè)冰期—間冰期旋回對(duì)比研究的基礎(chǔ)上逐項(xiàng)解決該項(xiàng)目提出的預(yù)定目標(biāo)。

2018年在即將由馬來(lái)西亞出發(fā)的南?？疾齑?/p>

循循善誘精心育人

眾人拾柴火焰高。出色的科研成果凝結(jié)著團(tuán)隊(duì)成員長(zhǎng)期付出的辛勤與汗水，是集體智慧的結(jié)晶。翁成郁介紹說：“我的團(tuán)隊(duì)相對(duì)來(lái)說比較小一些，但小也有小的好處，整個(gè)團(tuán)隊(duì)更容易形成積極向上的氛圍，也更容易集中、深入地去探討一些問題?！?/p>

而在人才培養(yǎng)方面翁成郁也有自己的見解，他不僅將專業(yè)知識(shí)傳授給學(xué)生，更用人生哲理去啟迪學(xué)生?！拔艺J(rèn)為培養(yǎng)學(xué)生有兩點(diǎn)很重要，一是培養(yǎng)他們的眼界，看問題要看得廣；二是要培養(yǎng)他們的眼光，看問題要看得深。”同時(shí)，他希望學(xué)生們能靜下心來(lái)做學(xué)問，多一些思考少一些浮躁，這樣才能真正學(xué)有所成。

與此同時(shí)，為了讓學(xué)生對(duì)地球科學(xué)有更直觀的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)這門學(xué)科的興趣，2008年時(shí)，翁成郁開設(shè)了“旅游地質(zhì)學(xué)”的選修課。除了課堂上圖文并茂的講解，他還帶領(lǐng)學(xué)生前往黃山等地實(shí)地考察，在旅游中講解地球科學(xué)相關(guān)的知識(shí)。“希望他們以后能夠?qū)ψ匀痪吧J(rèn)識(shí)得更深一些，多一些科學(xué)素養(yǎng)方面的東西?！蹦軌蛉绱司牡販?zhǔn)備選修課，不難看出翁成郁在教書育人方面的良苦用心。而“旅游地質(zhì)學(xué)”也被同濟(jì)大學(xué)的學(xué)生們?cè)u(píng)選為最不能錯(cuò)過的選修課之一，并于最近被同濟(jì)大學(xué)列為精品建設(shè)課程。

“非淡泊無(wú)以明志，非寧?kù)o無(wú)以致遠(yuǎn)”，這是多年來(lái)翁成郁信守的準(zhǔn)則。未來(lái)，他還將在地球科學(xué)這一領(lǐng)域繼續(xù)探索，從地球成長(zhǎng)的印記里，挖掘出更多大自然演化的奧秘。