魏达：“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与羊群……这是大自然赐予青藏高原的“礼物”。被称为地球“第三极”的青藏高原，具有独特的自然景观和富饶的自然资源，其对我国乃至北半球的气候系统具有重要影响。

 

扎根青藏高原15年、聚焦高寒碳汇研究，中国科学院成都山地灾害与环境研究所研究员魏达是最了解这片土地的“外地人”之一。在崇山峻岭、溪流草原中，他监测着植被的碳吸收与碳排放，聆听着这片高原的“呼吸声”。

 

前不久，魏达凭借突出贡献，获得了第一届中国科学院青年五四奖章。

 

发现被低估的“吸碳能手”

 

读大学时，魏达学的是城乡规划专业。出于对青藏高原的“神往”，2007年他考入中国科学院攻读博士学位。

 

“在此期间，我主要研究的是二氧化碳等温室气体。最开始，我还不太理解这个领域，觉得这些东西摸不着、看不见，很缥缈。”他回忆道。

 

2009年，联合国气候变化大会在丹麦首都哥本哈根召开。从这次会议公布的资料上，魏达看到了我国温室气体系统性数据不足的问题，由此他重新认识到了自己工作的意义。“虽然我研究的只是中国的局部区域，但如果能把这一个点做扎实的话，也是为我国温室气体研究助力。”他说。

 

2008年6月，魏达被派到西藏纳木错，当时他或许没想到，自己就此将在青藏高原扎根15年。

 

刚到纳木错时，魏达主要负责在站点做定点观测、采集当地的空气样品，同时进行高寒草原、高寒草甸、高寒湿地等典型生态系统的同步监测。

 

“我们的观测时间是从每年的五月初开始，一直持续到九月底。”魏达解释说，当地植物一般在五月初开始返青，植物开始进行光合作用，从大气里面吸收二氧化碳，成为碳汇；九月底植物开始枯萎，碳的交换过程开始变弱，这时他便带着样本返回北京，进行数据整理。

 

“我差不多算是在西藏拿到的博士学位。”魏达笑着说，在纳木错时，他都是通过电话或邮件向导师汇报研究进度，远程接受指导。

 

经过在纳木错连续8年的观测，再整合其他研究人员的数据，魏达发现，高寒植被其实是被低估的“吸碳小能手”。

 

“由于温度低、海拔高，之前学界普遍认为青藏高原上的微生物和植物吸收温室气体的量应该很少。但经过观测，我们发现，它们吸收甲烷和二氧化碳等温室气体的量是之前预计的3到4倍。”魏达觉得，这就是科研的必经之路，“后人或许也会把我们的一些结论进行修正，在向科学高峰攀登的路上，我们只是一级‘台阶’”。

 

到野外获取一手资料

 

在纳木错站点做了8年的定点观测后，魏达将研究的目光投向了整个高原面。“站里的监测工作毕竟只是碳汇研究的、很小的一个点，最终还是要走出去，到更广阔的地方去进行全面观测。”他说。

 

借着中国科学院开展第二次青藏高原综合科学考察的契机，魏达去到了青藏高原的20余个野外台站，在西藏申扎县、亚东县、改则县等地开展自动化观测，并在可可西里和羌塘无人区等地超前布局碳汇监测网络。

 

在此次青藏科考期间，魏达和团队成员一起进行了跨冈底斯山—唐古拉山—巴颜喀拉山—祁连山的野外采样。“从海拔3000多米的祁连山，到海拔5000多米的唐古拉山，我们一般会在两个点位之间往返四五趟，边跑边采样，一趟下来要花十五到二十天，单程就是几千公里。”至今，魏达对于这些公里数、海拔高度等数字记忆犹新。

 

确保数据无误，已内化为魏达的“本能”。“我们的仪器在每次开机后都要做稳定性检测，以保证数据的质量、让误差保持在1%以内，这样做出来的研究才有价值。”魏达说，青藏高原低气压、强辐射的自然环境十分特殊，是实验室难以模拟的，所以必须走到高原上，聆听生物的“呼吸声”，只有在真实环境里才能获得一手数据。

 

2020年，魏达成为研究生导师，开始带领一批批年轻的学生继续探索这片广袤的高原。

 

“我们学地学的，必须到大自然进行实地考察研究，光去还不行，还得用心观察和思考。”这句话是魏达的导师教给他的，在科考路上，他也把同样的话传授给了自己的学生。

 

在野外，魏达和学生风餐露宿，靠着“硬饼子就咸菜”，他们采集了大量样品，累计获取了3600余条监测数据。

 

身处再苦的工作条件，魏达也没有退缩，不过他也有怕的——“不怕下雪、下冰雹，最怕的是下雨”。有一次为了赶工作进度，他和学生冒着雨不间断地采集了三四个小时的样本，高原上气温很低，他不幸“中招”发烧，只好前往医院治疗。

 

而让魏达至今难忘的事，发生在2020年国庆节期间。当时，他带着科研人员和工程师共6人驶进可可西里无人区。刚出发十几公里，荒无人烟之地突然蹿出一头棕熊和两头牦牛，一路跟着他们的车跑。好在魏达和队友随机应变，让前面一辆车向前跑，后面一辆车掉头向后跑，才成功甩掉了棕熊和牦牛。

 

与国家“同呼吸共命运”

 

这些年，魏达采集了数万个空气样品，获取了扎实的研究数据，并以第一作者的身份发表了15篇国际论文。这些研究成果为认识青藏高原碳汇变化提供了扎实的数据，也为制定西藏国家生态文明高地相关政策提供了有力的支持。

 

2019年，在从成都去往拉萨的途中，魏达思考，能否联合青藏高原其他观测站，对整个青藏高原二氧化碳的碳汇做一个系统的评估，以服务于地方以及国家的政策制定。

 

为了让这一想法变为现实，魏达和团队成员开始向在青藏高原驻站研究的各个研究所寻求帮助。“虽然各个院所最开始都是‘各自为战’的，但是知道我们的需求后，都很慷慨地将数据共享给了我们，大家都认为，能联合起来服务于地方需求和国家需求，才是科研的最终目的。”魏达说，在数据整合过程中，中国科学院青藏高原研究所、中国科学院西北生态环境资源研究院、中国科学院地理科学与资源研究所、兰州大学等单位都给予了无私的支持与帮助。

 

通过研究这些汇总数据，魏达和团队成员发现，青藏高原的碳汇量超出科学界此前的推测，这很大程度上改变了大家对于青藏高原碳汇功能的传统认知。这些宝贵的观测资料和科学观点，也被发表在了国际权威期刊上。

 

在“双碳”背景下，魏达更加意识到，碳汇研究应该与国家重大需求紧密结合。“我们研究的就是青藏高原能够‘吸收’多少碳，而碳吸收量就意味着排放权，排放权就是我们国家的发展权。”他说。

 

回望这15年走过的路，魏达感叹，科研人员的“黄金时间”并不长，但能够在有限的时间里做好一件事，不容易却很值得。

 

“我个人很渺小，但从事的工作能够服务于国家发展需求，我深感荣幸。”魏达说，得益于国家对于科研的投入以及科研环境的改善，他才能在平凡的岗位上实现自己的价值，不仅能监测植物的“呼吸”，也能和国家“同呼吸共命运”。