中科院沈阳应用生态研究所:捧一方土 树万片林

科研信息网 林晓舟 2019-07-09 10:08:39
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中科院沈阳应用生态研究所:捧一方土 树万片林

土壤样品采集

中科院沈阳应用生态研究所:捧一方土 树万片林

科研人员考察策勒沙漠站固沙植被。

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稳定性肥料添加剂

中科院沈阳应用生态研究所:捧一方土 树万片林

科研人员在清原站

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拔节期玉米秸秆覆盖效果

中科院沈阳应用生态研究所:捧一方土 树万片林

石油污染场地电修复工程  中科院沈阳应用生态研究所供图

 

■本报记者 沈春蕾

65年前,一批老一辈科学家齐聚东北,组建了中国科学院林业土壤研究所(1987年更名为中科院沈阳应用生态研究所),从基础研究到公益应用研究,为农林生物科学和农林生产经济建设出谋献策。

如今,新一代“林土人”抓住中科院实施“率先行动”计划的契机,凝练特色学科和主攻方向,传承“林土精神”、助力生态文明,成为美丽中国建设的坚定践行者。

今天的中科院沈阳应用生态研究所(以下简称沈阳生态所),正因中科院特色研究所建设而创树别样的美丽。

问题导向 定位特色

沈阳生态所所长朱教君始终坚信:“能进入特色研究所,因为我们真的有特色,而且具有特色学科和独特区域‘双特色’。”

从学科发展来看,经过几代科研工作者的坚守深耕,沈阳生态所在林业生态、农业生态、环境生态3个领域形成了深厚的学科积淀,也曾取得丰硕的成果——从动态地植物学的创建,到森林采伐更新理论写入国家规程;从农田防护林学的创建,到三北防护林理论与技术体系支撑;从土壤酶学的创建和植物营养理论的探究,到长效碳酸氢氨、长效缓释复混肥等新型绿色肥料的研制及推广;从土壤—植物系统污染生态原理和生态建设理论的提出,到污染土地处理革新技术、石油污染土壤协同修复技术的研发与应用……

从区域对象来看,沈阳生态所立足于东北地区,这里有我国“两屏三带”生态安全格局中唯一的森林屏障带,是我国主要商品粮基地,同时还是老工业基地。如此区域特点却伴生着棘手的生态环境问题:森林屏障带服务功能低下、威胁区域生态安全,肥料投入量大效率低、面源污染严重,老工业基地环境问题突出、制约经济发展等。

生于斯长于斯。为此,沈阳生态所明确了生态文明建设特色研究所的定位:围绕国家生态文明建设千年战略,针对生态文明建设主题——绿色发展、生态系统保护、环境治理中的关键科技问题,在森林生态与屏障带建设、土壤生态与绿色环保型肥料研发、污染生态与环境治理等领域开展基础性、前瞻性、引领性研究,为美丽中国建设提供关键科技支撑。

沈阳生态所纪委书记卓君臣当时任科技处处长。他回忆道:“特色研究所申报时间很紧张,但所领导决策非常果断,我们选择了生态文明建设作为服务国家目标和社会公众利益的主要领域。”

定位明确了,但“痛点”仍未消除。朱教君在2016年底开始主持全所工作时就深刻感受到,沈阳生态所“迫切需要一场改革来重新认识自己、证明自己”,而紧跟中科院实施“率先行动”计划的潮流无疑是绝佳机会。

以人为本 重培力引

缺人,是沈阳生态所面临的第一个痛点,朱教君上任后做的第一件事就是留人。

青年人才是研究所创新发展最具活力的群体,也是特色研究所建设的主力军,重点培养青年人才是改革的首要举措。在地理区位处于劣势、薪酬保障条件没有优势的前提下,如何留住青年人才、培养好青年人才,沈阳生态所领导集体倾注了大量时间和精力去思考、去布局。

为使青年骨干人才长本领、强能力,沈阳生态所专门设立青年学术奖、留学基金,开设基金申报讲座、青年学术沙龙等,打造青年人才脱颖而出的良好氛围。同时,推进学科组长、中心主任、管理部门负责人大幅年轻化,以优化人才年龄结构。

人事处处长叶汉峰说:“十年树木,百年树人。成果积累需要时间,人才培养同样需要时间,特色研究所建设为优秀人才提供了更多机会。”

从中科院西双版纳热带植物园理学硕士到植物研究所理学博士,吕晓涛没想到自己最后会来到沈阳生态所。

“当时,我的博士导师韩兴国任沈阳生态所所长,老师让我来这里试试。”吕晓涛回忆说。为了全家团聚,吕晓涛的妻子也辞掉工作随丈夫北上,为此付出了待业近一年的代价。

2010年入职助理研究员、2015年破格晋级研究员,吕晓涛没有辜负导师的期望和妻子的支持。在沈阳生态所的帮助下,他于2014年获中科院沈阳分院优秀青年科技人才奖,2015年获中科院卢嘉锡青年人才奖,2016年入选辽宁省“百千万”人才工程之千层次人才,2018年获国家自然科学基金优秀青年科学基金项目资助。他带领的“草地生态与适应性管理”研发团队,作为沈阳生态所10个特色创新团队之一,从最初的两人发展到目前十几人的规模,频频发表高水平论文。

今年4月,吕晓涛等人从植物养分利用特征种内变化这一新的角度,解释了为什么生物多样性与生产力间存在正向相关关系,研究成果发表于英国生态学会期刊《生态学杂志》。

“这篇论文多年前就开始酝酿,如果我当初匆匆写完发出去,可能直接被编审拒稿。”吕晓涛说,经过这些年的打磨,虽然结论还是一样,但内容更有说服力,让自己有底气选择更有影响力的期刊投稿。

说起发表高水平论文,还要提到另一支特色创新团队——“森林生态屏障带提质增效”科研团队。在首席科学家朱教君的带领下,团队不仅在影响因子高的期刊上发表了一批论文,还培养了多名优秀的青年人才。该团队副首席科学家王绪高就是其中之一,他于2017年获得国家优秀青年科学基金支持。

今年3月,王绪高指导的博士生毛子昆与哥伦比亚罗萨里奥大学、美国加州大学的研究人员合作,揭示了土壤养分和菌根真菌在温带森林群落结构形成过程中的主导作用,阐释了树种菌根类型调控森林群落结构的潜在机制。相关研究成果发表于《新植物学家》。

对于这些脱颖而出的青年人以及他们的成果,朱教君表示,“带头人很重要,稳住他们更重要”“有困难,我想办法去解决;没有钱,我可以去贷款”。稳定关键人才,既需要为人才解决实际困难,用事业和待遇留人;也愿意交朋友、讲情怀,用感情留人。特色研究所建设期间,沈阳生态所的关键人才没有出现流失现象。

除了积极培养本土人才,沈阳生态所也非常重视海外高层次人才的引进。沈阳生态所充分利用中科院和地方政策,提高引进人才待遇,筑巢引凤。针对领域话语权人才、技术人才缺乏和结构不合理的问题,则以特色学科为导向,在职称晋升、人员编制等方面给予倾斜,加大科研及技术人才的引进。

集散成聚 团队作战

痛点其二:“我们的学科低水平重复、碎片化现象严重,分散的小学科组不利于协同攻关,限制了重大成果产出。”朱教君说。

建设特色研究所以来,沈阳生态所采取“集散成聚”的方针,建设特色大团队,打造科研组织新模式。一方面,以重大科技问题为导向,整编32个学科组,组建10个特色创新团队,构建学科组主建、特色大团队主战的科研模式;另一方面,采取经费匹配、特殊津贴等资源倾斜配置措施,优先支持特色大团队发展。

自1999年入选中科院“百人计划”,研究员张旭东至今已在沈阳生态所工作了20年,见证了研究所从知识创新工程到研究所分类改革的发展历程。如今,60多岁的他,依然带着团队奔波在东北玉米种植带的各个乡村。“我的工作是推广玉米秸秆全覆盖免耕技术,需要到一线给农民授课。”

对这片土地,张旭东有着特殊的感情。“东北拥有肥沃的黑土,是重要商品粮基地,虽然这些年粮食产量没有降低,然而高产背后却是黑土地的长期‘透支’。黑土层正在变薄,土壤有机质也出现下降。”这令他忧心忡忡。

为解决这个难题,张旭东带领团队苦心钻研,在分析总结美国、加拿大等国免耕栽培技术的基础上,终于研发出适合我国国情的玉米秸秆覆盖全程机械化栽培技术。

“秸秆覆盖地表,宽窄行轮作,能够将耕作次数减到最少,春天使用免耕播种机,即可完成从播种、施肥到收割的一次性作业。同时,秸秆在地里自然腐烂的过程,增加了土壤的有机质,能够有效保护土地。”张旭东兴高采烈地解释道。

多年监测结果证明,这项技术不仅实现了节本增效和培肥地力,还有效解决了水土流失和因秸秆焚烧引发的环保问题,为东北地区耕作制度改革提供了极佳解决方案,被誉为非“镰刀弯”地区玉米种植的“梨树模式”。

石元亮早张旭东一年加入沈阳生态所,他的服务对象也是农民。然而,除了研究员这一身份,他还有另外一个身份——沈阳中科新型肥料有限公司总经理。

石元亮先后研究发明了长效复合肥添加剂NAM、氮肥长效增效剂——增铵一号系列以及长效缓释复合专用肥系列等产品,解决了肥效期短、利用率低的难题。

“最开始经常有企业来找我们,我们就把技术转让给它们。”石元亮回忆道,“由于企业对技术的认知和掌握能力存在差异,有的企业成功了,有的则不理想,甚至企业私下搞二次转让,造成市场的恶性竞争。”

“与其被动接受,不如主动出击。”石元亮不忍心看着自己辛苦研发出来的技术被一次次低价转让,于是他带领团队开始尝试自己研制产品,并将其推向市场。

如今,张旭东团队和石元亮团队共同致力于肥料减施替代技术集成与示范,组织模式从“单打独斗”到“强强联合”,科研布局从“战术式”到“战略式”。

张旭东的学生、“农田生态系统生态过程与调控”团队负责人何红波研究员说:“特色研究所建设让我们这些平时分散的课题组凝聚到共同的目标下,形成合力,打通了从基础研究、应用研究到技术转化落地的全链条。”

绩效改革 贡献为先

“深挖研究所此前暴露出来的发展内生动力不足的问题,更深层次的原因是一些科研人员抱有‘小富即安’的想法,正在渐渐失去进取心。”朱教君始终认为,要建设好特色研究所,就要提倡“贡献为先”的价值导向,激励创新奋进,实现公正公平,打造风清气正的良好创新文化。

沈阳生态所通过修订《绩效考核办法》,对科研、管理、支撑人员实施全员考核,考核结果直接影响到个人的绩效、职称等。朱教君指出,“在新的考核机制下,排名前20%的科研人员绩效工资将上浮20%。”

同时,科研绩效贡献也不再仅仅局限于论文,而是将指标、权重、等级等多元化,包括项目、专利、奖项、成果转移转化、咨询报告等多个方面。朱教君表示,“无论是科研人员还是管理和支撑人员,我们的绩效考核都以贡献为先,贡献可以小到科室部门、研究所,也可以大到行业、区域、国家乃至全球。”

防护林研究是沈阳生态所积淀深厚并极具优势的一个学科方向。2018年,我国三北防护林工程迎来40周年,同年发布的《三北防护林体系建设40年综合评价报告》,标志着该工程顺利通过了“期中考试”。这份报告正是出自以沈阳生态所为牵头单位的中科院评估技术团队。

“我们首次量化了防护林在保障低产区粮食生产安全、减少水土流失、控制风沙危害中的贡献率。”朱教君强调。他带领的团队还从个体到区域跨尺度明确了防护林衰退的水分、光合等生理生态机制,提出衰退防治对策,编制了可持续经营技术方案,重新规划了三北防护林工程建设区。

而三北防护林的研究工作就是一个绩效评估多元化的典型案例。虽然高水平文章数量相较之下不占优势,但科研项目、奖项以及为国家提供的重要咨询建议等却证明了科研价值及贡献所在。

此外,考虑到生态领域的科研成果需要一个长期的积累过程,沈阳生态所将考核周期定为5年,实行“2+3”制,即5年中的第二年和第五年分别进行中期和终期考核。“当年考核结果的统计周期为5年,即把从考核当年算起至前5年累加的考核结果作为当年的考核结果。”

全体职工共同贡献、共同分享、贡献为先的价值理念已经在沈阳生态所每个人心中落地生根。

根基台站 长远布局

2002年,朱教君回国后的第一件事是筹建中科院清原森林生态系统观测研究站(以下简称清原站)。他说:“野外站就是我们应用生态研究的‘实验室’,为科学研究提供重要的支撑。”

东北森林屏障带也是朱教君团队的研究对象之一。团队通过观测发现,东北森林屏障带呈现次生林(原始林经强烈干扰后形成的天然林)—人工林(用材林和防护林)镶嵌分布的格局,不同森林类型存在不同的问题。近年来,团队依靠多年科研积累和野外台站的支撑,针对天然林禁伐、林农经济发展受限的瓶颈,建立了林下经济模式,推广180万亩,让5.1万名林农脱贫,新增经济效益2.55亿元。

目前,除了清原站,沈阳生态所还拥有吉林长白山森林生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称长白山站)、湖南会同森林生态系统国家野外科学观测研究站、辽宁沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站、额尔古纳森林草原过渡带生态系统研究站(以下简称额尔古纳站)等9个各具特色的野外台站。

依托长白山站观测平台,沈阳生态所副研究员原作强及合作者对长白山自然保护区内4种主要森林类型、37.8公顷样地内近9.3万株个体进行了5~10年的连续监测,发现了树木生长和死亡速率随林龄增长而降低,但随土壤肥力增加而升高的现象。

不同于一些建设几十年的老站,额尔古纳站建成于特色研究所建设期间,建站的重要目的之一就是要打破部门间、学科间的封闭状态和限制因素。副站长吕晓涛介绍:“这个台站目标是成为国内外生态研究的公共野外观测和试验平台、数据资源共享平台。”

2016年,中科院院长白春礼在考察额尔古纳站时,对中科院全院野外台站建设提出了更高要求。其中,“整合挖掘现有科研数据,力争重大成果产出”成为野外台站建设的首要目标。

下一步,沈阳生态所还将建设沈阳污染土壤实验站,推动污染土壤治理。此前,沈阳生态所已研制出适用于石油污染土壤的工程化修复装备,效率是现有生物修复技术的两倍,综合效益可以提高一倍以上。

“山水林田湖草”是一个生命共同体。党的十九大报告用科学、朴素的语言阐述了人与自然之间唇齿相依的共生关系,为科学推进生态文明建设指明了方向。沈阳生态所建有森林、草地、沙地、农田等多种生态系统类型的野外站,将通过“站、室、馆、园”多种平台,全方位支撑“山水林田湖草”综合发展的科技布局。

朱教君认为,扩大环境容量、拓展生态空间将是未来生态文明建设的重点和难点,构建生态安全格局、提升生态系统服务功能将是生态文明建设的重大需求。

他表示,沈阳生态所将通过森林、农田和污染生态学多学科融合,探索林业生态工程、农业生态工程和环境生态工程的技术协同创新,引领应用生态学发展,打造一流生态文明建设研究所,为美丽中国建设提供理论指导和技术支撑,成为这一理念的坚定科技践行者。

 

《中国科学报》 (2019-07-09 第4版 纪实)