王 涵

時間就像一個無形的機(jī)器，整個世界都運(yùn)行其中，它公正地流淌著，不曾因任何人的懈怠而停留。那些執(zhí)著和堅守的人，他們終會把過往雕刻為一段精彩的歷史。在從事全球變化研究的科學(xué)家們眼中，時間則是開展空間對比的基準(zhǔn)。在中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所，就有這么一支從事全球變化研究的“有思想、有平臺、有成果”的高水平團(tuán)隊，他們徜徉在過去-現(xiàn)在-將來間，窺探著地球環(huán)境變化的歷史與奧秘。

戰(zhàn)略領(lǐng)航 掌舵定向

無論是學(xué)術(shù)成就還是組織協(xié)調(diào)，安芷生和周衛(wèi)健兩位院士都是這個團(tuán)隊當(dāng)之無愧的主心骨，他們一起為團(tuán)隊發(fā)展掌舵領(lǐng)航。作為團(tuán)隊創(chuàng)始人，安芷生不斷提出新的理論和新的思想，在團(tuán)隊發(fā)展的各個關(guān)鍵時刻提出不同的戰(zhàn)略目標(biāo)，拓展學(xué)科研究內(nèi)涵。周衛(wèi)健是東亞季風(fēng)千年突變事件的最早發(fā)現(xiàn)者之一，她提出了高低緯氣候相互作用對季風(fēng)突變事件影響機(jī)理的創(chuàng)新認(rèn)識，還是團(tuán)隊人才培養(yǎng)及環(huán)境示蹤研究平臺發(fā)展戰(zhàn)略的倡導(dǎo)者。他們扎根西部、身體力行，活躍在科研第一線，和團(tuán)隊成員一起探索前行。

新思想新理論引領(lǐng)學(xué)科發(fā)展

20世紀(jì)80年代末，古氣候研究仍囿于經(jīng)典冰期-間冰期理論框架之中。盡管黃土沉積記錄顯示出氣候變化的多旋回性，但到底是什么控制著黃土-古土壤序列的形成仍是一個不解之謎。地質(zhì)現(xiàn)象和原有理論之間的差異使得我國古氣候研究處于一個瓶頸期。

在這一背景下，安芷生在20世紀(jì)90年代初率先提出中國黃土-古土壤序列記錄了東亞冬、夏季風(fēng)氣候變遷歷史的新思想，進(jìn)而總結(jié)出東亞環(huán)境變化的季風(fēng)控制理論。該理論完美破解了中國黃土-古土壤序列形成之謎，解釋了湖面波動、沙漠進(jìn)退、林線雪線移動、動植物遷徙、南海海面溫度變化等一系列環(huán)境變化現(xiàn)象，突破了經(jīng)典冰期-間冰期框架，給當(dāng)時陷入瓶頸的東亞古氣候研究帶來一股清新之風(fēng)。國際著名古氣候?qū)W家、美國科學(xué)院院士John Kutzbach教授對這一理論給予了高度評價，說它“將照亮東亞環(huán)境變化研究的道路”。Kutzbach的評價很有遠(yuǎn)見，季風(fēng)控制理論確實引領(lǐng)了近30年亞洲第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)的發(fā)展。直到今天，古季風(fēng)氣候變化仍是全球變化研究領(lǐng)域的熱點之一。

安芷生與國外專家交流

21世紀(jì)初，安芷生又帶領(lǐng)團(tuán)隊首次將地質(zhì)記錄與數(shù)值模擬結(jié)合，關(guān)注青藏高原階段性隆升對亞洲季風(fēng)-干旱環(huán)境系統(tǒng)耦合演化的影響，提出了“亞洲季風(fēng)-干旱環(huán)境演化與高原生長聯(lián)系”的新概念；此后又相繼揭示了兩極冰蓋和大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流對亞洲季風(fēng)的影響，指出跨赤道氣壓梯度和穿赤道氣流對冰期-間冰期印度夏季風(fēng)演化的影響。周衛(wèi)健在20世紀(jì)90年代中期開展了東亞季風(fēng)新仙女木突變事件的研究，指出高-低緯、海-陸-氣相互作用對亞洲季風(fēng)突變事件的驅(qū)動。2007年，她又通過研究黃土10Be降水信號，發(fā)現(xiàn)了南北半球低緯夏季太陽輻射梯度對亞洲季風(fēng)的驅(qū)動作用。通過系統(tǒng)總結(jié)國內(nèi)外季風(fēng)氣候變化研究成果，團(tuán)隊在安芷生帶領(lǐng)下與中國科學(xué)院大氣物理研究所同仁合作，提出了多尺度全球季風(fēng)變化動力學(xué)的理論框架，將亞洲季風(fēng)研究推向了全球季風(fēng)動力學(xué)機(jī)制探討的新階段。

在20世紀(jì)末，我國還沒有專用于環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的加速器設(shè)備，一些前沿科學(xué)探索研究長期受限于國外的測試條件。周衛(wèi)健四處奔走，呼吁在國內(nèi)建設(shè)一個用于地球科學(xué)研究的加速器質(zhì)譜實驗室。從最初的建議到項目立項，再到設(shè)備選型、購置和安裝調(diào)試，幾乎每一步都有異乎尋常的困難，但她每次都能沉著而堅定地應(yīng)對挑戰(zhàn)。經(jīng)過近十年的艱苦努力，2006年我國第一個專用于地球環(huán)境科學(xué)研究的多核素分析加速器質(zhì)譜實驗室正式建成，并躋身我國第十個“大型科學(xué)儀器平臺”。

近年來，圍繞環(huán)境示蹤和放射性核素年代學(xué)兩個主題，周衛(wèi)健領(lǐng)導(dǎo)的加速器質(zhì)譜實驗室在黃土10Be示蹤地磁場變化、14C定量監(jiān)測城市化石源碳排放、129I核環(huán)境安全監(jiān)測以及14C、10Be/26Al、129I等多核素測年領(lǐng)域取得了一系列突破性進(jìn)展?；邳S土10Be沉積過程的復(fù)雜性，中國黃土10Be示蹤地磁場變化在國際上被認(rèn)為是一個幾乎不可能突破的難題。周衛(wèi)健以不服輸?shù)膭蓬^，帶領(lǐng)團(tuán)隊成員從10Be的生成、搬運(yùn)、沉降和后期改造等過程解析入手，經(jīng)過不計其數(shù)的探索，創(chuàng)新地構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，成功分離出了黃土10Be記錄中包含的地磁場和降水信號，解決了約80萬年前發(fā)生的布容-松山地磁極性倒轉(zhuǎn)事件在中國黃土和深海沉積中不一致的國際難題。

此外，在任地球環(huán)境所所長期間，周衛(wèi)健還提出并實行了促進(jìn)年輕人才成長的所級“青年百人計劃”，通過該計劃招聘的青年人才已成為研究所的主要后備力量。

安芷生和周衛(wèi)健在其研究領(lǐng)域的一系列開拓創(chuàng)新，不但在國內(nèi)產(chǎn)生了重要影響，也在國際地學(xué)領(lǐng)域獲得高度認(rèn)可。2003年，安芷生當(dāng)選為國際地圈-生物圈計劃（IGBP）科學(xué)委員會副主席，成為該學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)成立以來最高任職的中國學(xué)者。2013年，安芷生當(dāng)選為美國地球物理聯(lián)合會會士（AGU Fellow）。2016年，由于在“亞洲季風(fēng)動力學(xué)和全球氣候變化中的原創(chuàng)性杰出持久貢獻(xiàn)”，他當(dāng)選為美國科學(xué)院外籍院士。2016年，周衛(wèi)健當(dāng)選為美國地球物理聯(lián)合會會士（AGU Fellow），也是目前我國大陸唯一當(dāng)選的女科學(xué)家。時任AGU主席Margaret Leinen教授在向周衛(wèi)健頒發(fā)會士證書時說：“她的突出貢獻(xiàn)在于，她在亞洲開辟了宇宙成因核素示蹤全球環(huán)境變化研究的新方向?！?/p>

最近，安芷生又帶領(lǐng)團(tuán)隊與國際頂尖科學(xué)家一起，提出“人類世”概念，將人類營力與自然營力并列作為影響地層沉積的重要因素，并不遺余力地在中國推動人類世研究，爭分奪秒地開展人類世“金釘子”剖面的遴選和重要指標(biāo)的確定等工作，力爭在國際上率先取得突破。

三個轉(zhuǎn)變實現(xiàn)團(tuán)隊研究的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型

進(jìn)入新世紀(jì)，隨著“西部大開發(fā)”和“山川秀美工程”等政策的實施，西部地區(qū)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)迫切需要自然環(huán)境變化的歷史、過程和發(fā)展趨勢等基礎(chǔ)研究成果來支撐。安芷生敏銳地捕捉到基礎(chǔ)研究成果對理解自然環(huán)境變化規(guī)律及指導(dǎo)生態(tài)環(huán)境保護(hù)實踐具有獨特的優(yōu)勢，著手思考如何將基礎(chǔ)研究成果服務(wù)于國家戰(zhàn)略需求。

2006年，已卸任中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所所長職務(wù)的安芷生向研究所“十一五規(guī)劃”編制領(lǐng)導(dǎo)小組建議，需要在學(xué)科方向上實現(xiàn)三個轉(zhuǎn)變：由過去全球變化研究向過去與現(xiàn)代相結(jié)合的全球變化研究轉(zhuǎn)變；由區(qū)域研究向區(qū)域與全球相結(jié)合的研究轉(zhuǎn)變；由自然環(huán)境變化研究向自然與人類活動相結(jié)合的研究轉(zhuǎn)變。

在這“三個轉(zhuǎn)變”思想指引下，經(jīng)過十余年的努力，團(tuán)隊在研究時間尺度上實現(xiàn)了過去-現(xiàn)在-將來的貫通，在研究內(nèi)容上實現(xiàn)了自然過程和人類活動的融通，在研究范圍上實現(xiàn)了區(qū)域與全球的結(jié)合，學(xué)術(shù)成果再次實現(xiàn)了重大跨越。中國科學(xué)院黨組評價這“三個轉(zhuǎn)變”具有“戰(zhàn)略性”意義。

身體力行，長期活躍在科研第一線

在地球環(huán)境研究所，要說誰對全所的科研進(jìn)展最為熟悉，沒有人能比得過安芷生。他身體力行，和團(tuán)隊成員一起活躍在科研一線。很多重要研究成果，在研究思路設(shè)計階段，他就深度參與其中，甚至對很多研究的指導(dǎo)到了無微不至的程度。他位于三樓的辦公室總是敞開著，團(tuán)隊成員有什么疑惑總喜歡和他探討。來這里探討的有資深的研究員，也有剛?cè)胨难芯可?。探討科學(xué)問題，他總是讓人感覺是在與學(xué)術(shù)最前沿開展對話。他言語不多，但每次卻能點中問題的重要癥結(jié)，所以他的幾句話往往就能使人茅塞頓開。黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點實驗室主任金章東研究員在回憶團(tuán)隊成員開展鶴慶鉆探研究時非常敬佩地說：“從2007年準(zhǔn)備文稿到2011年文章在Science上以Article形式發(fā)表，安先生在數(shù)據(jù)處理整合、研究思路確定、論文寫作和修改等每個環(huán)節(jié)都身體力行，帶著我們一起干了一千多個日夜?！痹诎曹粕k公室對面有一個不大的會議室，這里經(jīng)常是團(tuán)隊成員討論科學(xué)問題和匯報研究進(jìn)展的場所。這里的每一場討論幾乎都有安芷生的身影。34歲的團(tuán)隊成員晏宏研究員說：“安老師體力和精力真好，和我們連續(xù)討論一個上午都不休息，我們這些年輕人都感覺疲倦，他卻依然精力旺盛?！?/p>

安芷生始終信奉這樣的理念：“與高水平的人合作，自己也會成為高明的人”。在這一理念引領(lǐng)下，開展高水平國際合作成為這個團(tuán)隊的突出特點。安芷生善于把握最新研究動向，確定國際合作方向，而周衛(wèi)健外語好，有豐富的外事工作經(jīng)驗。他們密切配合，為團(tuán)隊開展高水平國際合作做出了重要貢獻(xiàn)。

在國際合作中他們恰到好處地堅持有理、有利、有節(jié)的原則，使團(tuán)隊的國際合作始終做到“既廣泛合作，又以我為主”。通過與美國華盛頓大學(xué)Stephen Porter教授、哥倫比亞大學(xué)George Kukla教授、威斯康星大學(xué)John Kutzbach、麻省州立大學(xué)Raymond Bradley和科羅拉多大學(xué)Peter Molnar教授等一批國際頂尖科學(xué)家的長期合作，極大提升了我國黃土、第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)與全球變化科學(xué)的研究水平和國際知名度。通過開展持續(xù)的國際合作，團(tuán)隊成員與外方專家也結(jié)下了深厚友誼。為中國第四紀(jì)科學(xué)和研究團(tuán)隊發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)的Stephen Porter教授和John Kutzbach教授分別于2012年和2018年獲得中國國際科學(xué)技術(shù)合作獎、中國政府友誼獎，這些是我國政府在科技合作領(lǐng)域授予外國科學(xué)家的最高獎勵。

在安芷生和周衛(wèi)健的推動下，團(tuán)隊還與美國、瑞典等科研機(jī)構(gòu)分別成立了三個聯(lián)合實驗室，為開展穩(wěn)定的國際合作提供了良好平臺。2017年，經(jīng)科技部認(rèn)定，“地球環(huán)境國際聯(lián)合研究中心”成為國家級國際科技合作基地。

“一個科研團(tuán)隊的成功離不開完善的研究材料、先進(jìn)的實驗平臺和高效的組織管理等，但更需要能為團(tuán)隊高質(zhì)量發(fā)展領(lǐng)航定向的戰(zhàn)略科學(xué)家。實驗材料、實驗平臺和管理經(jīng)驗等通常很容易被學(xué)習(xí)和復(fù)制，而代表團(tuán)隊精神的戰(zhàn)略科學(xué)家卻不可多得?！钡厍颦h(huán)境研究所科技外事處處長于學(xué)峰這樣說。

拓展領(lǐng)域 多樣發(fā)展

梳理一下這個團(tuán)隊的研究歷程，不難發(fā)現(xiàn)，30多年來他們堅守初心，堅持不斷積極拓展新的研究領(lǐng)域，在多樣化發(fā)展的道路上不斷前行。從最初的黃土與第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)研究起家，團(tuán)隊的研究方向和研究領(lǐng)域不斷拓展。在研究的時間尺度上涵蓋了構(gòu)造、軌道、千年、百年、十年、年際、季節(jié)乃至數(shù)小時等尺度的環(huán)境變化。在研究材料方面，涵蓋了黃土、湖沼、樹輪、石筍、珊瑚、硨磲等多種地質(zhì)生物記錄。同時，研究團(tuán)隊還將環(huán)境變化的自然過程和人類活動因素結(jié)合起來。目前已經(jīng)形成了利用多種記錄載體開展多尺度環(huán)境變化過程與動力學(xué)研究，理解人類尺度環(huán)境變化規(guī)律，服務(wù)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的綜合性多樣化研究格局。

研究載體多樣化

黃土就像一本無字天書，忠實記錄了氣候變化的歷史，它和冰芯、深海沉積一起被譽(yù)為古環(huán)境變化的三大支柱。團(tuán)隊自組建以來從未間斷過對黃土記錄的研究。

作為安芷生培養(yǎng)的博士，孫有斌在獲得博士學(xué)位后，先后在中國科學(xué)院海洋研究所、南京大學(xué)地球科學(xué)系、美國Woods Hole海洋研究所和日本東京大學(xué)等機(jī)構(gòu)，圍繞“東亞季風(fēng)變化的海陸對比”開展了深入研究。2006年他入選中科院“百人計劃”回歸研究所。通過黃土記錄與數(shù)值模擬相結(jié)合，他提出了“大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流對季風(fēng)快速變化的影響”“太陽輻射和冰量變化對軌道尺度東亞季風(fēng)變率的共同驅(qū)動”“中更新世氣候轉(zhuǎn)型的多樣性”等新認(rèn)識。宋友桂則以新疆和中亞黃土為基礎(chǔ)，開展了“一帶一路”沿線中亞國家環(huán)境變化研究，在中亞黃土年代、粉塵來源與西風(fēng)氣候演化方面獲得了一系列新認(rèn)識。王旭龍成功將黃土釋光年代學(xué)測試上限從10萬年提高到80萬年，在國際上引起較大影響。

21世紀(jì)初，安芷生開始主持實施“中國大陸環(huán)境科學(xué)鉆探工程”，陸續(xù)在鶴慶、羅布泊、青海湖等地獲取了大量高質(zhì)量湖泊沉積巖芯，從中獲取了過去環(huán)境變化的歷史與機(jī)制。安芷生領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊充分顯示出人才和知識結(jié)構(gòu)的綜合性優(yōu)勢，圍繞年代學(xué)、氣候代用指標(biāo)序列、氣候動力學(xué)等方面的多學(xué)科協(xié)同攻關(guān)相繼展開。年代學(xué)包括磁性地層學(xué)、釋光、宇宙成因核素及人工放射性核素年代標(biāo)記等。同一個剖面可開展多種年代學(xué)測試手段的交叉檢驗，確保地層年代的可靠性。氣候代用指標(biāo)序列則涵蓋了地球物理、地球化學(xué)、環(huán)境生物學(xué)等方面。

如此扎實的協(xié)同攻關(guān)，為產(chǎn)出系列高水平研究成果奠定了堅實基礎(chǔ)。例如，代表印度夏季風(fēng)變化的鶴慶鉆孔研究成果作為Article發(fā)表在Science上；代表亞洲季風(fēng)與西風(fēng)氣候相互作用的青海湖鉆孔成果發(fā)表在Scientific Reports上；代表西部干旱化演化過程的羅布泊鉆孔成果發(fā)表在美國科學(xué)院院刊PNAS上，并得到了國內(nèi)外同行大量引用與高度評價。這些成果的取得也使得這個團(tuán)隊在湖沼古氣候研究領(lǐng)域占據(jù)了重要位置。

樹木年輪學(xué)研究是這個團(tuán)隊開展較早的研究方向之一，它在古氣候?qū)W和年代學(xué)研究中占有重要地位，可以高分辨率地記錄過去環(huán)境要素的變化歷史。劉禹在安芷生的安排下，從20世紀(jì)80年代中期開始，一直從事樹木年輪與全球變化研究，現(xiàn)在已成為我國樹輪界的一個領(lǐng)軍人物。劉禹帶領(lǐng)團(tuán)隊成員在全國各地采集樹輪標(biāo)本，并建成了目前亞洲最大的樹輪樣本庫，為開展區(qū)域環(huán)境要素重建奠定了基礎(chǔ)。他在國內(nèi)率先開展基于樹輪記錄的高分辨溫度、降水和流域徑流重建研究，獲得系統(tǒng)原創(chuàng)性成果，為認(rèn)識過去2000年來氣候環(huán)境變化的幅度、速率、周期、原因及未來趨勢做出了貢獻(xiàn)，得到國際同行高度認(rèn)可。他在21世紀(jì)初率先開展的基于樹輪資料的中國北方敏感帶降水趨勢預(yù)測，已得到現(xiàn)代氣象觀測記錄的有效驗證。他利用熱帶地區(qū)樹輪氧同位素（δ18O）重建了過去800年中太平洋海表溫度（ENSO）變化序列，這是目前全球最長的年分辨率ENSO記錄?；诖罅繕漭啒颖镜难芯?，他還將樹輪記錄與流域水文學(xué)相聯(lián)系，重建了黑河近600年和黃河近500年的徑流量變化，揭示出自然變化和人類活動共同影響下流域徑流和水資源變化規(guī)律，為黃河水利建設(shè)提供了彌足珍貴的資料。

基于高精度的U-Th測年技術(shù)和多種氣候代用指標(biāo)，洞穴石筍古氣候研究在20世紀(jì)開始興起，并顯示出巨大發(fā)展?jié)摿?。安芷生敏銳地意識到這一新興方向，于1998年組建洞穴沉積研究力量，并最早支持南京師范大學(xué)汪永進(jìn)教授開展石筍古氣候記錄研究，為我國石筍記錄研究獲得國際認(rèn)可做出了貢獻(xiàn)。安芷生培養(yǎng)的蔡演軍研究員基于云南石筍記錄，揭示了南半球氣候?qū)Ρ谇瓿叨扔《燃撅L(fēng)的影響；發(fā)現(xiàn)了印度季風(fēng)降水變化具有冰期-間冰期旋回的變化，回答了東部季風(fēng)區(qū)石筍δ18O記錄與黃土記錄在冰期尺度周期變化差異的問題；并首次在青藏高原上開展洞穴石筍研究，對用高原南部冰芯δ18O解釋古降水和古高度重建提出新認(rèn)識。譚亮成研究員則將石筍記錄擴(kuò)展到百年-年代際尺度氣候變化與旱澇災(zāi)害、社會影響和人類適應(yīng)相結(jié)合的研究，揭示西風(fēng)-季風(fēng)相互作用對中晚全新世我國季風(fēng)降雨時空分布模式的影響，并在石筍中檢測到了人類活動對環(huán)境的影響。目前這一方向已經(jīng)逐漸形成涵蓋亞-澳地區(qū)的樣品采集處理、代用指標(biāo)測試分析、年代學(xué)測試等為一體的綜合性研究體系，在石筍古氣候研究領(lǐng)域占有一席之地。

周衛(wèi)健在2002年開始對南海珊瑚開展鉆探取樣，獲得了大批珍貴的珊瑚巖芯，并指導(dǎo)研究生開展了基于碳氧同位素的海洋環(huán)境高分辨率重建研究，這些研究顯示出南海珊瑚具有開展月分辨率環(huán)境因子重建的潛力。晏宏研究員是團(tuán)隊中最年輕的學(xué)術(shù)帶頭人，主要從事南海硨磲古氣候研究。因為他的加盟，地球環(huán)境所這支全球變化研究的團(tuán)隊開始實現(xiàn)陸海的實質(zhì)性結(jié)合。最近，晏宏和團(tuán)隊成員一起，在南海硨磲記錄中成功識別出發(fā)生在數(shù)小時內(nèi)的臺風(fēng)和寒潮信息，使得古氣候研究向著更高分辨率的古天氣事件研究邁進(jìn)。

觀測與模擬并重

在環(huán)境代用指標(biāo)的測試能力方面，團(tuán)隊形成了完整的體系，包括地球物理、宇宙成因核素、傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素、元素地球化學(xué)和生物標(biāo)志物指標(biāo)等。劉衛(wèi)國研究員1999年加入這個團(tuán)隊時已近不惑之年。安芷生告訴他兩個基本思路：一是建立服務(wù)于環(huán)境變化示蹤研究的生物地球化學(xué)實驗室；二是研究工作要從現(xiàn)代過程入手，認(rèn)識黃土、湖泊現(xiàn)代環(huán)境下穩(wěn)定同位素組成的特征、規(guī)律和氣候意義，為古環(huán)境變化研究提供基礎(chǔ)。正是聽從了安芷生的建議，劉衛(wèi)國開始著手建設(shè)一個服務(wù)于環(huán)境示蹤研究的穩(wěn)定同位素實驗室。經(jīng)過20多年的努力，實驗室從只有一臺質(zhì)譜儀（時至今日仍然在運(yùn)行），發(fā)展到目前形成可以從事碳、氫、氧、氮等穩(wěn)定同位素和生物標(biāo)志物測試研究體系。

2013年12月在舊金山當(dāng)選為AGU fellow（美國地球物理學(xué)聯(lián)合會會士）

金章東研究員則用了近10年的時間，建立了多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜平臺，發(fā)展了鋰、硼、鎂、鋇等非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素體系，示蹤了地球關(guān)鍵帶的物質(zhì)循環(huán)和分餾機(jī)制，以解譯不同流域現(xiàn)代化學(xué)風(fēng)化過程及其對季風(fēng)水文過程和事件的響應(yīng)。2008年汶川地震發(fā)生之后，金章東敏銳地意識到高強(qiáng)度構(gòu)造事件的地表環(huán)境效應(yīng)對于闡明長時間尺度地表侵蝕–風(fēng)化及碳循環(huán)機(jī)制具有深刻科學(xué)意義。他聯(lián)合來自英國杜倫大學(xué)、美國南加州大學(xué)、澳大利亞國立大學(xué)的科學(xué)家，通過汶川地震前后岷江懸浮物通量、河水化學(xué)和沉積物組成的系統(tǒng)對比研究，從侵蝕、風(fēng)化和沉積的角度，系統(tǒng)揭示了地震對流域剝蝕-風(fēng)化過程影響強(qiáng)度、幅度和持續(xù)時間，在國際上首次將風(fēng)化、堿度和有機(jī)碳埋藏與構(gòu)造活動直接聯(lián)系起來，為“高原隆升-硅酸鹽風(fēng)化-氣候變化”假說提供了直接而有力的證據(jù)。

氣候與環(huán)境過程的數(shù)值模擬是理解環(huán)境變化動力學(xué)的重要手段之一，是全球變化研究不可缺少的內(nèi)容。劉曉東研究員從20世紀(jì)90年代初開始加入研究團(tuán)隊，使得研究團(tuán)隊實現(xiàn)了地質(zhì)記錄與數(shù)值模擬的結(jié)合。90年代，他參與了安芷生領(lǐng)銜開展的東亞全新世氣候最佳期穿時性、東亞季風(fēng)歷史與變率等研究，研究論文成為黃土與古季風(fēng)研究引用率最高的經(jīng)典文獻(xiàn)之一。此外，劉曉東還系統(tǒng)開展了青藏高原階段性隆升對亞洲季風(fēng)-干旱氣候形成演化影響的數(shù)值模擬研究，發(fā)現(xiàn)了青藏高原當(dāng)代氣候變暖的海拔依賴性現(xiàn)象，并指出高原變暖可作為全球氣候變化的早期預(yù)警信號。他與美國威斯康星大學(xué)的科學(xué)家合作，利用三維氣候模式完成了迄今為止最長的瞬變模擬。石正國研究員則用數(shù)值模擬方法獲得了青藏高原周邊包括蒙古和云貴高原隆升等對氣候變化影響的新認(rèn)識。

除了氣候動力學(xué)模擬研究，該團(tuán)隊在粉塵環(huán)境過程與效應(yīng)模擬方面也具有較高國際知名度。李國輝研究員基于觀測數(shù)據(jù)并利用區(qū)域氣象化學(xué)耦合模式（WRFChem）針對華北平原冬季典型重污染過程展開分析，定量論證了氣溶膠-輻射和氣溶膠-光解的相互作用對華北平原冬季霧霾貢獻(xiàn)的相對重要性。

關(guān)注大氣污染

團(tuán)隊另一個重要的研究方向是氣溶膠地球化學(xué)及空氣污染治理等研究。這一研究領(lǐng)域與黃土研究一脈相承，它伊始于黃土顆粒物與物源示蹤，后來發(fā)展為氣溶膠觀測與科學(xué)研究，目前發(fā)展到集氣溶膠物理-化學(xué)-健康效應(yīng)及其治理技術(shù)為一體的綜合性研究。

1999年，安芷生派曹軍驥前往美國沙漠研究所開展合作研究。在那里，他開始了PM2.5觀測和理化研究。2003年，他在國內(nèi)建設(shè)了第一個大氣PM2.5長期觀測站。2013年，當(dāng)全國人民開始關(guān)注大氣PM2.5污染時，他拿出連續(xù)10年的PM2.5日觀測數(shù)據(jù)，為認(rèn)識我國PM2.5污染規(guī)律做出了貢獻(xiàn)，這被中國科學(xué)院白春禮院長稱為“學(xué)科前瞻布局服務(wù)國家需求的范例”。韓永明研究員尤其關(guān)注自然火和化石燃料排放、黑炭、焦炭、煙炱及其與環(huán)境變化和人類活動之間聯(lián)系等。他提出區(qū)分焦炭和煙炱的新測量方法，并將該方法從氣溶膠擴(kuò)展應(yīng)用到土壤、沉積物黑炭測量中，獲得國際衛(wèi)生組織（WHO）在內(nèi)的廣泛國際認(rèn)可。黃汝錦研究員則主要針對我國城市大氣有機(jī)氣溶膠來源多樣、成分復(fù)雜多變、并且大部分處于痕量水平難以定量分析的挑戰(zhàn)，率先開展有機(jī)氣溶膠化學(xué)指紋綜合研究。他首次揭示我國二次有機(jī)氣溶膠對冬季灰霾PM2.5的重要貢獻(xiàn)和形成機(jī)制。文章在Nature雜志發(fā)表后，在國內(nèi)外引起較大反響。據(jù)此，他和團(tuán)隊成員指出控制揮發(fā)性有機(jī)物是治霾的關(guān)鍵途徑之一，得到有關(guān)部門重視。

如履薄冰 奮發(fā)圖強(qiáng)

安芷生領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊從1987年開始建設(shè)中科院開放實驗室，到1993年建設(shè)黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點實驗室，雖每一步都有難啃的硬骨頭，但一路走來還算順暢。時任中國科學(xué)院計劃局重點實驗室處處長的龔?fù)嬲]他，干任何事情要持“如履薄冰”的謹(jǐn)慎態(tài)度。

這句話對安芷生的影響很大。

從此，“如履薄冰，奮發(fā)圖強(qiáng)”成了團(tuán)隊成員的座右銘，成為“黃土室”的室訓(xùn)。幾十年來，他們用“如履薄冰”的謹(jǐn)慎態(tài)度，對待每一次機(jī)遇，同時用“奮發(fā)圖強(qiáng)”的創(chuàng)業(yè)精神去勇敢迎接挑戰(zhàn)。正是這樣既謹(jǐn)慎又刻苦的品質(zhì)造就了團(tuán)隊科學(xué)研究事業(yè)的一次又一次跨越。

“如履薄冰”的態(tài)度已經(jīng)內(nèi)化為團(tuán)隊的精神和成員遵循的規(guī)矩。這體現(xiàn)在他們對科學(xué)研究和實驗室測試數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)甚至苛刻的態(tài)度上，也體現(xiàn)在他們在項目爭取和待人接物過程中的認(rèn)真和謹(jǐn)慎。

年代學(xué)和環(huán)境代用指標(biāo)無疑是過去全球變化研究的兩項最重要的內(nèi)容?？煽康哪甏鷮W(xué)標(biāo)尺是開展環(huán)境格局重建并進(jìn)而討論環(huán)境變化動力學(xué)的基礎(chǔ)，有效的環(huán)境代用指標(biāo)則可以刻畫過去環(huán)境的變化細(xì)節(jié)。在研究鶴慶鉆探巖芯記錄的時候，安芷生帶領(lǐng)的團(tuán)隊對古地磁年代學(xué)測試幾乎到了苛刻的程度。為了獲得可靠的古地磁測試數(shù)據(jù)，強(qiáng)小科研究員一方面嚴(yán)格測試流程，另一方面采用雙盲法由兩個小組背對背對同一組樣品開展交叉檢驗，確保測試數(shù)據(jù)絕對可靠。雖然代用指標(biāo)的測試量更大，但他們并沒有因此懈怠，同樣以苛刻的態(tài)度完成了所有樣品測試。在論文寫作過程中更是數(shù)易其稿，臻于至善。功不唐捐，辛苦的付出終會迎來豐碩的回饋。從2002年開始科學(xué)鉆探，到2011年論文發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，他們打磨了整整十年，而這一成果也入選2011年度“中國科學(xué)十大進(jìn)展”。

2005年，經(jīng)過周衛(wèi)健等的多年呼吁和爭取，國內(nèi)第一臺專用于地球環(huán)境科學(xué)研究的加速器質(zhì)譜儀開始安裝調(diào)試。這是一臺多核素測量的加速器設(shè)備，可以測量14C、10Be、26Al和129I等宇宙成因核素。因為是國內(nèi)第一臺專用于環(huán)境科學(xué)研究的多核素加速器設(shè)備，同行對這臺設(shè)備充滿了期待。為了保證設(shè)備性能，周衛(wèi)健在設(shè)備訂購過程中，就要求設(shè)備生產(chǎn)廠家在安裝調(diào)試完成后，對四個核素測試水平進(jìn)行技術(shù)驗收，這在國外其他加速器設(shè)備采購中不多見。加速器安裝調(diào)試結(jié)束后，其他核素均能達(dá)到合同約定的測試精度，唯獨10Be測試無法到達(dá)合同約定的10-15量級。他們一方面加緊改進(jìn)10Be樣品制備實驗室，另一方面邀請10Be測量領(lǐng)域國際權(quán)威專家、法國G.Raisbeck教授帶樣品來實驗室開展測試。經(jīng)過不懈努力，西安加速器質(zhì)譜中心的測試水平達(dá)到國際一流水平，Raisbeck教授稱贊說，這是他使用過的精度最高的實驗設(shè)備，加速器設(shè)備生產(chǎn)商也夸贊西安是他們最好的客戶。

在這里工作過的人可能會比較熟悉，團(tuán)隊對待任何機(jī)會和挑戰(zhàn)都遵循了“如履薄冰”的謹(jǐn)慎態(tài)度。小到出席一次學(xué)術(shù)會議的成果展示，大到參加重大項目的競爭答辯，團(tuán)隊都會一絲不茍地準(zhǔn)備材料。一份項目答辯的PPT后邊往往會準(zhǔn)備更多片子用以回答問題，而且事前也會模擬若干可能的提問。有一次，團(tuán)隊成員參加項目答辯，評委提出問題后，參加答辯的團(tuán)隊成員用事先準(zhǔn)備好的材料圓滿回答了問題，提問的評委開玩笑說：“我問的問題和你們準(zhǔn)備的答辯材料，就跟我們事先商量好了似的?！逼鋵嵾@是團(tuán)隊事先認(rèn)真準(zhǔn)備、充分模擬演練的結(jié)果。

如果說“如履薄冰”的態(tài)度決定了團(tuán)隊對研究事業(yè)精益求精的執(zhí)著追求，那么“奮發(fā)圖強(qiáng)”則是團(tuán)隊迎接各種挑戰(zhàn)的強(qiáng)大力量。

2010年是地學(xué)領(lǐng)域國家重點實驗室開展五年一度評估的關(guān)鍵之年。此前，以該團(tuán)隊為主體的黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點實驗室已連續(xù)五次被評為優(yōu)秀實驗室。這一次，他們希望延續(xù)優(yōu)秀，所有人都全力以赴地應(yīng)對即將到來的實驗室評估工作。就在這樣的關(guān)鍵時刻，安芷生不慎摔傷。為了不影響準(zhǔn)備評估材料，安芷生將討論會搬到了自己家里。他躺在病床上參加討論，團(tuán)隊成員每人一個筆記本電腦圍坐在他的病床周圍，隨時修改各自負(fù)責(zé)的內(nèi)容。就是憑借這樣的拼命精神，在那一年的實驗室評估中，他們以優(yōu)異的成績再次蟬聯(lián)優(yōu)秀。也是憑借這樣頑強(qiáng)拼搏的精神，在2015年的實驗室評估中，他們又一次被評為優(yōu)秀，使得這個實驗室成為我國地學(xué)領(lǐng)域兩個連續(xù)七次被評為優(yōu)秀的國家重點實驗室之一。2019年，以該團(tuán)隊為主體的地球環(huán)境研究所正式啟動建設(shè)“中國科學(xué)院第四紀(jì)科學(xué)與全球變化卓越創(chuàng)新研究中心”，這也是中科院布局在西北地區(qū)的第一個從事基礎(chǔ)類研究的卓越中心，為研究團(tuán)隊開啟新的征程奠定了組織基礎(chǔ)。

面向決策 智庫支撐

不僅基礎(chǔ)理論研究成果在全球變化領(lǐng)域蜚聲海內(nèi)外，安芷生帶領(lǐng)的這個研究團(tuán)隊，在向各級政府提供智庫支持方面的表現(xiàn)也十分突出。他們自覺用環(huán)境變化規(guī)律的科學(xué)認(rèn)知去支撐區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，先后向各級政府提交了20余份咨詢報告，為西部生態(tài)環(huán)境治理做出了突出貢獻(xiàn)。

為遏制過度人為影響造成的生態(tài)退化等環(huán)境問題，國家出臺了鼓勵退耕還林的政策。然而，在西北半干旱-干旱區(qū)，由于水資源匱乏，出現(xiàn)“年年植樹不見樹”的現(xiàn)象，或是栽植的樹苗僅能勉強(qiáng)存活，成為多年不長的“小老頭樹”。這種投入大量人力物力卻得不到回報的現(xiàn)象，令安芷生憂心忡忡。因為他們通過黃土沉積的碳同位素和孢粉研究發(fā)現(xiàn)，在黃土高原的塬面上過去的植被以草原為主，而不存在大范圍的森林。2001年，安芷生和周衛(wèi)健等向中央提交報告，指出生態(tài)重建應(yīng)遵循地帶性規(guī)律，恢復(fù)其自然景觀，宜林則林，宜草則草，200～400毫米降水量的半干旱區(qū)是生態(tài)治理的關(guān)鍵地區(qū)。在2003年國務(wù)院出臺的《退耕還林條例》中明確“遵循自然規(guī)律，因地制宜，宜林則林，宜草則草，綜合治理”。

黃土高原自然地貌類型多樣，不同地貌單元對水土保護(hù)的要求不盡相同。團(tuán)隊成員陳怡平、王云強(qiáng)和金釗研究員等發(fā)現(xiàn)治溝造地可以降低黃土高原的勢能差，為延安等地實施治溝造地工程提供了科學(xué)依據(jù)。為了更加科學(xué)地開展黃土高原生態(tài)環(huán)境綜合治理，安芷生、周衛(wèi)健帶領(lǐng)團(tuán)隊成員幾乎走遍了所有地貌類型。在掌握大量第一手資料的基礎(chǔ)上，他們組織國內(nèi)有關(guān)黃土生態(tài)、水文、地質(zhì)和災(zāi)害領(lǐng)域的專家進(jìn)行研討，于2018年提出“塬區(qū)固溝保塬，坡面退耕還林草，溝道攔蓄整地，沙區(qū)固沙還灌草”的26字方略?！?6字方略”根據(jù)黃土高原不同自然地理狀況給出了不同的治理方向，更加科學(xué)合理。在新的綜合治理方略指導(dǎo)下的黃土高原生態(tài)環(huán)境將變得更加美麗，這里的經(jīng)濟(jì)社會也將走上高質(zhì)量發(fā)展的康莊大道。

從沙塵暴治理到城市大氣總懸浮顆粒物治理，從大氣PM10控制到PM2.5治理，從控煤抑塵到主導(dǎo)陜西關(guān)中城市空氣污染精細(xì)化治理的“一市一策”，安芷生、張小曳和曹軍驥帶領(lǐng)的團(tuán)隊在大氣污染成因與來源、空氣污染治理先進(jìn)技術(shù)等研究領(lǐng)域具有深厚的科學(xué)積累，能夠科學(xué)地提出改善空氣質(zhì)量的舉措，因此他們在科學(xué)上主導(dǎo)著陜西省及各地市的大氣污染防治。在積極向地方政府提交科學(xué)建議的同時，他們還通過開展業(yè)務(wù)指導(dǎo)和技術(shù)培訓(xùn)等活動，為地方環(huán)境保護(hù)部門培養(yǎng)了一支具有較強(qiáng)業(yè)務(wù)能力的空氣污染防治隊伍。

我國霧霾的成因非常復(fù)雜，一次排放的污染物在大氣中往往會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成污染更重的二次氣溶膠。要在藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)中取得勝利，除了要阻斷污染源，還得降低二次污染物的生成，有必要對霧霾形成的全過程進(jìn)行科學(xué)研究，追索其來龍去脈。2017年3月全國“兩會”前夕，安芷生和周衛(wèi)健通過中國科學(xué)院向國務(wù)院提交咨詢建議報告，希望加快我國大氣污染成因與來源研究，得到李克強(qiáng)總理的重視與批示。李克強(qiáng)總理在參加陜西代表團(tuán)討論時，專門帶上了這份報告并向周衛(wèi)健了解具體情況?；陟F霾研究的重要性，團(tuán)隊最終促進(jìn)了我國大氣污染攻關(guān)的總理基金研究專項立項，這對于理解霧霾成因與來源，切實改善我國空氣質(zhì)量具有十分重要的意義。

此外，研究團(tuán)隊在我國核設(shè)施周邊地區(qū)放射性水平安全性評估、環(huán)境變化的未來趨勢預(yù)估、室內(nèi)博物館空氣檢測和文物保護(hù)、碳減排效果評估等方面也做出了突出成績。他們及時將最新的基礎(chǔ)研究成果撰寫為咨詢報告向相關(guān)部門報告，支撐國家和省市的可持續(xù)發(fā)展。

夯基筑巢 引領(lǐng)未來

多年來，研究團(tuán)隊之所以能夠取得一系列前沿的科技成就，與他們重視科研能力建設(shè)有很大關(guān)系。經(jīng)過多年努力，他們目前在實驗室測試能力、研究材料儲備等方面具有良好平臺，為未來產(chǎn)出更多高質(zhì)量研究成果奠定了堅實基礎(chǔ)。

在實驗室測試能力建設(shè)方面，他們堅持更準(zhǔn)、更快、更新、更綜合的理念布局實驗室。目前已經(jīng)形成了現(xiàn)代過程監(jiān)測、代用指標(biāo)理化測試、年代學(xué)測試和環(huán)境過程數(shù)值模擬等體系，涵蓋了全球變化研究所需的關(guān)鍵實驗支撐體系。除了滿足團(tuán)隊自身研究的測試需求外，他們還面向國內(nèi)外科學(xué)同行開展高質(zhì)量的測試服務(wù)工作。

團(tuán)隊中的實驗支撐人員把“測得準(zhǔn)”這件事看得和自己的生命一樣重要。在設(shè)備相同的情況下，提高測試水平的關(guān)鍵是測試支撐人員的實驗水平與能力。團(tuán)隊所在的實驗室連續(xù)三次參加國際原子能機(jī)構(gòu)和格拉斯哥大學(xué)組織的放射性碳測試國際比對實驗。接到盲測樣品后，他們認(rèn)真準(zhǔn)備實驗方案，將化學(xué)前處理和實驗測試流程中每一個可能引入不確定性的因素一一排除，嚴(yán)格控制實驗誤差。他們報道的測試結(jié)果在全球100多家實驗室中名列前茅。團(tuán)隊在參與瑞士聯(lián)邦森林-雪與景觀研究所（WSL）組織開展的樹輪密度對比實驗時，精益求精，力求得到最準(zhǔn)確的密度數(shù)據(jù)。最終，他們獲取的X光密度年表與4—9月平均氣溫表現(xiàn)出了最高的相關(guān)關(guān)系，使實驗室的分析測量水平在國際比對中成績優(yōu)異。

“研究所的每一臺儀器設(shè)備我們都會將它的性能發(fā)揮到極致，而且就第四紀(jì)與全球變化這一學(xué)科領(lǐng)域而言，研究所儀器設(shè)備平臺涵蓋了完整的年代學(xué)方法體系、全面系統(tǒng)的氣候環(huán)境指標(biāo)體系、數(shù)值模擬與觀測體系，我們的實驗平臺的綜合性與系統(tǒng)性在國際上是不多見的?！钡厍颦h(huán)境研究所所級測試中心主任強(qiáng)小科研究員自豪地說。

中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所成立典禮

自20世紀(jì)90年代開始，安芷生等人積極推動開展大陸環(huán)境科學(xué)鉆探，為開展過去環(huán)境變化研究積累了寶貴素材。在科技部、基金委、中國科學(xué)院和國際大陸鉆探計劃（ICDP）等支持下，團(tuán)隊領(lǐng)導(dǎo)組織實施了“中國大陸環(huán)境科學(xué)鉆探計劃”，獲得云南鶴慶盆地、羅布泊、江漢平原、黃土高原西部、青海湖等地高質(zhì)量的沉積物巖芯，鉆取巖芯總長度超過2萬米。為妥善保存這批珍貴樣品，他們建設(shè)了一個符合國際標(biāo)準(zhǔn)的大陸環(huán)境巖芯檔案庫。這個巖芯庫以存儲大陸環(huán)境科學(xué)鉆探樣品為特色，面向世界高水平科學(xué)家開放，推動了我國大陸環(huán)境研究進(jìn)一步發(fā)展。最近，團(tuán)隊成員正積極籌劃渭河盆地深鉆計劃，這對理解秦嶺造山帶和黃土高原自然環(huán)境演化過程、中華文明演進(jìn)歷程中的自然環(huán)境因素等重大科學(xué)命題具有十分重要的意義。

除了巖芯庫存儲了2萬多米巖芯樣品，團(tuán)隊還擁有亞洲最大的樹木年輪樣本庫、全球最大的硨磲樣本庫等。這些寶貴的研究材料是團(tuán)隊持續(xù)開展環(huán)境變化的過去-現(xiàn)在-將來研究的重要支撐。

安芷生曾說：“地球科學(xué)工作者有責(zé)任用優(yōu)秀的成果為國家可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)支撐，并對人類社會發(fā)展做出貢獻(xiàn)！這個團(tuán)隊團(tuán)結(jié)了一批國內(nèi)外客座教授，也向其他單位輸送了一批人才，今天的成績離不開他們的努力。”

歷經(jīng)35年的風(fēng)雨洗禮，抱定科技報國的初心，團(tuán)隊成員堅守在黃土高原，將自己的青春沉淀在如水流淌的歲月里，將過往歷史雕刻成了華彩篇章。

未來，這支積淀深厚又活力四射的隊伍，將繼續(xù)綻放耀眼光芒。