為推進(jìn)海洋負(fù)排放貢獻(xiàn)中國(guó)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(wú)數(shù)的秘密。

海洋碳匯——海洋吸收和儲(chǔ)存大氣中二氧化碳的能力——就是這無(wú)數(shù)個(gè)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(shí)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(lái)，中國(guó)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(duì)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(guó)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(guó)際大科學(xué)計(jì)劃”。

面對(duì)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，在這一由中國(guó)科學(xué)家發(fā)起的國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃平臺(tái)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(kù)，不在陸地上，也不在大氣中。

地球上最大的活躍碳庫(kù)，是海洋。

海洋，儲(chǔ)存了地球上約93%的二氧化碳，是陸地碳庫(kù)的20倍、大氣碳庫(kù)的50倍，更累計(jì)吸收了工業(yè)革命以來(lái)人類二氧化碳排放量的近40%。無(wú)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(kù)巨大（約6500億噸），可與大氣CO2總碳量相媲美，14C測(cè)定表明海洋RDOC平均年齡可達(dá)4000—6000年，構(gòu)成了海洋的長(zhǎng)期儲(chǔ)碳，然而RDOC庫(kù)的成因一直是個(gè)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(guó)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(guó)。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(zhǎng)幾十米的藍(lán)鯨、鯨鯊，而是看不見摸不著的微生物。

無(wú)垠的海洋，有無(wú)數(shù)個(gè)體極小、但數(shù)量極大的微生物。經(jīng)過(guò)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(guó)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(kù)形成過(guò)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(píng)論為“巨大碳庫(kù)的幕后推手”，引起全球?qū)W界關(guān)注。通過(guò)國(guó)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(zhǎng)周期實(shí)驗(yàn)證實(shí)，微型生物碳泵儲(chǔ)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(zhǎng)期知識(shí)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(chǔ)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(duì)攻克了一個(gè)又一個(gè)難關(guān)，在30年的時(shí)間里，兩次獲得國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。

學(xué)以致用、服務(wù)國(guó)家，是焦念志團(tuán)隊(duì)的堅(jiān)定信念。

早在2011年，焦念志就向國(guó)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(píng)“十二五”規(guī)劃建言獻(xiàn)策一等獎(jiǎng)，他和團(tuán)隊(duì)持續(xù)推動(dòng)海洋碳匯研發(fā)。

2015年，中共中央、國(guó)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中支持了多項(xiàng)涉及海洋碳匯的項(xiàng)目。2023年，焦念志科研團(tuán)隊(duì)結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，研究提出了在海水養(yǎng)殖區(qū)/海上牧場(chǎng)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)以高校科研力量服務(wù)支撐國(guó)家戰(zhàn)略。

做國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃的領(lǐng)銜者

10月22日，海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃第三屆開放科學(xué)大會(huì)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(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，目前已得到33個(gè)國(guó)家和地區(qū)科學(xué)家的積極響應(yīng)和參與。

多年來(lái)，我國(guó)科學(xué)家、高校積極參與了眾多國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，完成了項(xiàng)目分工，但是處于主導(dǎo)地位的機(jī)會(huì)較少，亟須從“參與者”向“引領(lǐng)者”轉(zhuǎn)變。海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃的組織實(shí)施，有諸多啟示。

努力獲得國(guó)際科研話語(yǔ)權(quán)，首先基于科研創(chuàng)新實(shí)力——

我國(guó)在海洋領(lǐng)域具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)，在海洋碳匯過(guò)程機(jī)制研究和負(fù)排放技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域具有長(zhǎng)期和扎實(shí)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(guó)際上發(fā)起海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃號(hào)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(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，也要深度聯(lián)合國(guó)際科研力量——

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

深入實(shí)施國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，還要積極投身國(guó)際多邊合作——

多年來(lái)，海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃相繼參與聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)氣候變化特別報(bào)告的撰寫，應(yīng)聯(lián)合國(guó)教科文組織政府間海洋學(xué)委員會(huì)邀請(qǐng)參與海洋碳報(bào)告的撰寫，還與重要國(guó)際海洋科學(xué)組織成立國(guó)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(guó)的過(guò)程中，中國(guó)高校更加主動(dòng)地發(fā)起、主導(dǎo)國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，為解決世界性重大科學(xué)難題提出中國(guó)方案、發(fā)出中國(guó)聲音。經(jīng)過(guò)多年不懈努力，海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃通過(guò)了聯(lián)合國(guó)教科文組織政府間海洋學(xué)委員會(huì)的評(píng)審，正式成為聯(lián)合國(guó)“海洋十年”全球行動(dòng)的國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃。

做拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的踐行者

統(tǒng)籌實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)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(guó)的重要路徑。

海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)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(shí)教育改革虛擬教研室”，圍繞海洋碳匯人才培養(yǎng)搭平臺(tái)、建體系。

當(dāng)前，虛擬教研室推出30種語(yǔ)言的“宜居地球”通識(shí)課程，來(lái)自多個(gè)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(shí)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(guó)際大科學(xué)計(jì)劃創(chuàng)立了授課三人組教學(xué)模式、“通識(shí)題—思考題”本研一體化考查模式，貫通基礎(chǔ)知識(shí)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(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

在海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃的支持下，2023年，來(lái)自英國(guó)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(dòng)、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(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是我國(guó)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，也是對(duì)國(guó)際社會(huì)的莊嚴(yán)承諾。中國(guó)要實(shí)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(lái)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(jì)劃的平臺(tái)上，青年學(xué)子和科研人員不斷成長(zhǎng)，充實(shí)我國(guó)海洋碳匯人才的培養(yǎng)厚度和技術(shù)儲(chǔ)備深度。

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

2022年，海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)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(jì)劃的國(guó)內(nèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也正式揭牌。該計(jì)劃在廈門落地實(shí)施，不僅助力廈門建立海洋負(fù)排放示范區(qū)，在國(guó)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(dòng)廈門成為一個(gè)集聚高端人才和先進(jìn)科研力量的國(guó)際海洋科學(xué)中心。

團(tuán)隊(duì)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(guó)家重大戰(zhàn)略和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展持續(xù)作出貢獻(xiàn)。

《中國(guó)教育報(bào)》2024年11月29日 第01版