為推進(jìn)海洋負(fù)排放貢獻(xiàn)中國智慧

■科技創(chuàng)新 高校力量

數(shù)十億年前，海洋，孕育了地球最早的生命。

數(shù)十億年間，海洋，蘊(yùn)藏了地球無數(shù)的秘密。

海洋碳匯——海洋吸收和儲存大氣中二氧化碳的能力——就是這無數(shù)個秘密中一顆耀眼的明珠。在當(dāng)代地球生命生態(tài)面臨氣候變化挑戰(zhàn)的時刻，早日摸清海洋碳匯的成因機(jī)制，發(fā)揮海洋負(fù)排放蘊(yùn)含的巨大潛力，具有重大理論和產(chǎn)業(yè)意義。

多年來，中國科學(xué)院院士、廈門大學(xué)碳中和創(chuàng)新研究中心首席科學(xué)家焦念志及其團(tuán)隊圍繞海洋負(fù)排放開展深入研究，提出“微型生物碳泵”（MCP）原創(chuàng)理論，助力打造國家戰(zhàn)略科技力量，服務(wù)碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)，領(lǐng)銜發(fā)起“海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃”。

面對嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，在這一由中國科學(xué)家發(fā)起的國際大科學(xué)計劃平臺上，集合人類智慧，向海洋進(jìn)軍。

做世界科技前沿難題的解謎者

地球上最大的活躍碳庫，不在陸地上，也不在大氣中。

地球上最大的活躍碳庫，是海洋。

海洋，儲存了地球上約93%的二氧化碳，是陸地碳庫的20倍、大氣碳庫的50倍，更累計吸收了工業(yè)革命以來人類二氧化碳排放量的近40%。無怪乎，科學(xué)家把海洋比作地球的“空調(diào)”。

海洋中溶解了大量的碳，海洋惰性溶解有機(jī)碳（RDOC）碳庫巨大（約6500億噸），可與大氣CO2總碳量相媲美，14C測定表明海洋RDOC平均年齡可達(dá)4000—6000年，構(gòu)成了海洋的長期儲碳，然而RDOC庫的成因一直是個懸而未決的科學(xué)難題，被《自然》雜志文章稱為“難解之謎（Enigma）”。從20世紀(jì)60年代起，各國科學(xué)家們就展開了持續(xù)不斷的探索。

解開謎題的曙光，在21世紀(jì)初出現(xiàn)在中國。解謎者，就是焦念志。

在焦念志眼中，海洋中真正的“巨人”，不是體長幾十米的藍(lán)鯨、鯨鯊，而是看不見摸不著的微生物。

無垠的海洋，有無數(shù)個體極小、但數(shù)量極大的微生物。經(jīng)過一系列研究，焦念志發(fā)現(xiàn)，它們擁有著決定人類命運(yùn)乃至大部分生命的“巨人之力”——把活性有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為惰性有機(jī)碳。

基于此，焦念志在國際上率先提出“微型生物碳泵”原創(chuàng)理論框架，揭示了微型生物碳在海洋巨大碳庫形成過程中的根本作用。微型生物碳泵理論提出后，《科學(xué)》雜志將該理論評論為“巨大碳庫的幕后推手”，引起全球?qū)W界關(guān)注。通過國際合作在加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)的生態(tài)模擬體系中進(jìn)行的長周期實驗證實，微型生物碳泵儲碳機(jī)制不僅存在，而且效率極高。

微型生物碳泵理論的提出，絕非一蹴而就，而是基于持之以恒的研究和長期知識的積累。焦念志早在1991年就開始了海洋新生產(chǎn)力的研究，至今，這仍是為數(shù)不多的海洋儲碳量化指標(biāo)之一。在研究海洋碳匯的道路上，焦念志帶領(lǐng)團(tuán)隊攻克了一個又一個難關(guān)，在30年的時間里，兩次獲得國家自然科學(xué)二等獎。

學(xué)以致用、服務(wù)國家，是焦念志團(tuán)隊的堅定信念。

早在2011年，焦念志就向國家發(fā)展改革委提交了《研發(fā)海洋碳匯，保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展》的建議，獲評“十二五”規(guī)劃建言獻(xiàn)策一等獎，他和團(tuán)隊持續(xù)推動海洋碳匯研發(fā)。

2015年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《生態(tài)文明體制改革總體方案》，明確提出要建立海洋碳匯的有效機(jī)制，“十三五”國家重點研發(fā)計劃中支持了多項涉及海洋碳匯的項目。2023年，焦念志科研團(tuán)隊結(jié)合我國實際情況，研究提出了在海水養(yǎng)殖區(qū)/海上牧場開展基于微型生物碳泵、碳酸鹽泵等“四泵集成”的海洋負(fù)排放生態(tài)工程新范式路線，持續(xù)以高?？蒲辛α糠?wù)支撐國家戰(zhàn)略。

做國際大科學(xué)計劃的領(lǐng)銜者

10月22日，海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃第三屆開放科學(xué)大會在廈門大學(xué)舉行。這一由焦念志于2017年領(lǐng)銜發(fā)起的國際大科學(xué)計劃，目前已得到33個國家和地區(qū)科學(xué)家的積極響應(yīng)和參與。

多年來，我國科學(xué)家、高校積極參與了眾多國際大科學(xué)計劃，完成了項目分工，但是處于主導(dǎo)地位的機(jī)會較少，亟須從“參與者”向“引領(lǐng)者”轉(zhuǎn)變。海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃的組織實施，有諸多啟示。

努力獲得國際科研話語權(quán)，首先基于科研創(chuàng)新實力——

我國在海洋領(lǐng)域具備先發(fā)優(yōu)勢，在海洋碳匯過程機(jī)制研究和負(fù)排放技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域具有長期和扎實的科學(xué)基礎(chǔ)，氣候變化與全球人類息息相關(guān)……有了這些基礎(chǔ)，在國際上發(fā)起海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃號召，也就獲得了海洋碳匯領(lǐng)域的積極響應(yīng)和參與。

領(lǐng)銜做好國際大科學(xué)計劃，也要深度聯(lián)合國際科研力量——

海洋負(fù)排放大科學(xué)計劃聯(lián)合了美國、加拿大、德國、英國等多個國家的頂尖科學(xué)家，形成了跨國界的科研合作網(wǎng)絡(luò)，同時高度重視國際科技組織力量，與北太平洋海洋科學(xué)組織、國際海洋考察理事會、國際科學(xué)理事會等國際海洋科學(xué)組織建立深度合作關(guān)系。

深入實施國際大科學(xué)計劃，還要積極投身國際多邊合作——

多年來，海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃相繼參與聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會氣候變化特別報告的撰寫，應(yīng)聯(lián)合國教科文組織政府間海洋學(xué)委員會邀請參與海洋碳報告的撰寫，還與重要國際海洋科學(xué)組織成立國際聯(lián)合工作組，搭建科學(xué)與政策的橋梁，以促進(jìn)政府間的深度合作。

在建設(shè)教育強(qiáng)國的過程中，中國高校更加主動地發(fā)起、主導(dǎo)國際大科學(xué)計劃，為解決世界性重大科學(xué)難題提出中國方案、發(fā)出中國聲音。經(jīng)過多年不懈努力，海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃通過了聯(lián)合國教科文組織政府間海洋學(xué)委員會的評審，正式成為聯(lián)合國“海洋十年”全球行動的國際大科學(xué)計劃。

做拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的踐行者

統(tǒng)籌實施科教興國戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，一體推進(jìn)教育發(fā)展、科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)，是建設(shè)教育強(qiáng)國的重要路徑。

海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃把拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)放在重中之重的位置，發(fā)起建立“地球系統(tǒng)科學(xué)通識教育改革虛擬教研室”，圍繞海洋碳匯人才培養(yǎng)搭平臺、建體系。

當(dāng)前，虛擬教研室推出30種語言的“宜居地球”通識課程，來自多個院校的院士專家參與授課，從地球演化到圈層的相互作用，從元素起源到物質(zhì)循環(huán)，從分子生物學(xué)技術(shù)到地球系統(tǒng)科學(xué)研究方法，跨學(xué)科、跨時空、多尺度、多維度開展頭腦風(fēng)暴式教學(xué)。

在課程授課方式創(chuàng)新上，海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃創(chuàng)立了授課三人組教學(xué)模式、“通識題—思考題”本研一體化考查模式，貫通基礎(chǔ)知識與科學(xué)前沿，搭建理論與應(yīng)用的橋梁，極大地開闊學(xué)生的視野、拓展聽眾的知識面，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

在海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃的支持下，2023年，來自英國皇家科學(xué)院、加拿大皇家科學(xué)院、歐洲科學(xué)院、奧地利科學(xué)院的5位院士專家親臨課堂授課。課程內(nèi)容涵蓋全球黑暗海洋中的原核生物活動、海洋病毒的重要性、地球系統(tǒng)科學(xué)的核心概念等內(nèi)容。

實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是我國高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，也是對國際社會的莊嚴(yán)承諾。中國要實現(xiàn)碳中和，把盡可能減排以及可能利用的清潔能源都算上，每年大概還有25億噸二氧化碳的排放量缺口需要靠負(fù)排放來彌補(bǔ)。發(fā)揮利用海洋負(fù)排放的生態(tài)效應(yīng)，影響不可估量。

下深海，潛至海底1866米，完成廈門大學(xué)首次深潛科考；赴海灣，采數(shù)據(jù)，為建立排海增匯的負(fù)排放技術(shù)不懈探索……刀在石上磨，人在事上練，在大科學(xué)計劃的平臺上，青年學(xué)子和科研人員不斷成長，充實我國海洋碳匯人才的培養(yǎng)厚度和技術(shù)儲備深度。

大科學(xué)計劃，也為廈門這座城市帶來新的發(fā)展機(jī)遇和活力。

2022年，海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃總部在廈門啟用；2024年，廈門海洋負(fù)排放研究中心作為該計劃的國內(nèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也正式揭牌。該計劃在廈門落地實施，不僅助力廈門建立海洋負(fù)排放示范區(qū)，在國際碳中和技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵的引領(lǐng)作用，更有望推動廈門成為一個集聚高端人才和先進(jìn)科研力量的國際海洋科學(xué)中心。

團(tuán)隊成員表示，將錨定世界科技前沿推進(jìn)科研，強(qiáng)化人才自主培養(yǎng)能力，為國家重大戰(zhàn)略和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展持續(xù)作出貢獻(xiàn)。

《中國教育報》2024年11月29日 第01版