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来源：《科学中国人》 2017年第4期
王菁个人照片 本刊记者 迟艳艳
王清奎，中国科学院沈阳应用生态研究所研究员，湖南会同森林生态系统国家野外科学观测研究站副站长。1977年1月生，中国科学院研究生院理学博士，先后主持了国家自然科学基金、科技部“973”计划专题、中科院科技先导专项专题和中科院沈阳生态研究所青年创新体项目等10余项，总经费为1500余万元。
根据我国第八次森林资源调查结果，我国现有人工林面积为6900万公顷，蓄积24.83亿m3，约占全球人工林面积的1/3。这些数字看起来似乎很庞大，但要知道，作为全球第二大木材消耗国，我国目前木材的年消耗量已经高达5.7亿m3。与之相比，我国人工林的生产力尚不足世界林业发达国家的1/3，局面着实尴尬，这也导致了我国木材使用过度依靠进口。然而，随着俄罗斯、东盟市场等相继下发原木“禁出令”，国际原木市场也出现了供应量逐渐减少，价格日益上涨的趋势。
如何科学有效地提高木材产量？对一个木材消耗大国来说，已经成了一个关系国家木材产业战略安全，推动林产工业可持续发展的大事要事。中国科学院沈阳应用生态研究所研究员王清奎在做的，就是这样一件事。
心怀大格局
提高木材产量到底有多重要？如果可以类比的话，王清奎认为是与粮食生产有一拼的，同样都要提高产量，同样都要减少进口依赖，更重要的是，同样都要考虑对生态环境的作用。
“随着我国对环保问题的重视，保护天然林已经上升到了一个非常重要的高度，天然林全面商业禁伐。此时，人工林就成为木材供应的唯一来源。但是我国人工林以纯林为主，这就导致了人工林生态系统结构单一、生产和生态功能低下，直接影响其可持续发展能力。”王清奎说。一直以来，他都在通过对土壤碳循环的深入研究传递一个信号——做好人工林生态研究，让产量和生态得以兼得，就是在服务国家的战略需求。
“土壤有机碳是陆地生态系统长期积累的结果，但因其总量巨大，短期内很难检测到比较明显的变化。研究发现，人为改变有机物质的输入，可以增强或降低土壤有机碳转化速率，能够在短期内观察到土壤碳库和碳循环的变化。”在一篇论文中，王清奎郑重写道。
他认为，所谓的“人为改变”置于森林生态系统中，完全可以通过添加和去除凋落物，以及去除根系的方法（D I RT）来改变土壤碳的输入，从而达到研究土壤碳库和碳循环的目的。
2011年，他主持的国家自然科学基金面上项目正式启动，计划对“改变碳输入对杉木林土壤碳库构成及C O2通量的影响”进行研究。在该项目中，他采用野外长期定位观测与室内模拟相结合的方法研究了“残落物管理对土壤有机碳分解的影响”。在研究过程中，他发现通过改变土壤微生物也可以间接影响到土壤碳库的组成和循环，为了更深入地探讨杉木林土壤碳库和C O2通量的变化机理，他顺理成章地一并研究了土壤微生物在碳循环中作用。
“其实，研究土壤微生物落结构，已经超出了项目申报时计划的范围。”王清奎就这么“任性”地越界了。“由于技术手段限制，高达99%的土壤生物功能尚未被认识”，他认定这是一个新的发力点。果然，不久，欧美等国家就开展了相应研究计划，如美国的国家微生物组计划等，我国也正在酝酿类似的微生物组研究计划。到2014年，当中国科学院战略性先导科技专项“土壤-生物系统功能及其调控”启动时，我国也首次开展起大尺度的森林生态系统土壤微生物落组成及多样性的研究。采用的都是最新的微生物技术手段，王清奎主要负责研究我国典型森林生态系统土壤微生物的组成与水平空间分布格局，解析其形成机理。
目前，该项目刚走过两年多，进展很顺利。这且是后话。回到国家自然科学基金面上项目时期，王清
奎对碳输入的理解随着项目进展而加深。他表示，在森林生态系统碳循环研究中，不同碳源输入对土壤有机碳库和碳循环影响一直是薄弱环节，他要解决的问题其实还有很多，而杉木人工林也只是个例。2012年，在中国科学院沈阳应用生态研究所青年创新研究体基金支持下，他领衔了“碳输入对我国主要森林土壤碳库构成与碳循环的影响”研究，干脆将研究对象拓展到落叶松林和阔叶红松林，直接跨越了南北方界限，以及诸多的典型土壤类型，由点及面，拉开了一张大网，以更为先进的实验手段去解决更深的科学问题。“这两个项目，看起来都是‘碳输入’，后者却更为丰富。”
“我希望能够通过不断的研究，更全面地了解全球变化背景下土壤碳库和碳循环的响应机制”，这才是王清奎的格局。
铁肩担“责任”
“我们所比较重视年轻人的成长，站在科技前沿进行布局。”作为在沈阳生态所成长起来的青年科学家代表，王清奎常说进入该所是他的幸运，而创新体项目也是他的一个重要机遇。
该项目集结了一批年轻科学家，他们的研究方向不尽相同，但在学科交叉碰撞中，他们可以发挥各自的优势，根据各自的想法提出科学问题和研究方案，产生出令人惊喜的的研究灵感。“这个项目历时4年，经过团队成员的共同努力，取得了可喜的成果。我们发表了一些关于碳循环的高质量研究文章，被引率较高。更令人欣慰的是培养了几个年轻科学家。”
几乎与之同步，成长中的王清奎主持了“973”子课题“地下生态系统碳储量与林分蓄积增长对施肥措施的响应”。在该项目中，他抓住施肥环节，重点研究其对林分蓄积增长、新增光合产物分配以及土壤碳释放和碳平衡过程的影响，在2016年年底结题。在学术界看来，这是一项基本与国际同步水准，在国内处于领先地位的研究，其成果很值得期待。
“我算不上很聪明，但在勤劳这一点上还算过得去。我曾经听过一句话‘一勤天下无难事’，对于我来说，勤奋是第一位的。”王清奎说。靠着自身的勤奋，以及“那么一点做科研所需的灵气”，数年下来，他在科研之路上的积累也愈发丰富起来。
有了这些底蕴，2016年1月，又一项国家自然科学基金面上项目落到了他的肩头。在这项研究中，他们以杉木—土壤生态系统为研究对象，利用不同氮沉降处理的土壤和不同浓度的13C O2供给杉木生长，采用13C示踪和G C-I R M S技术区分SOM新老化合物，研究树木光合碳通过地下根系向土壤轻组和重组有机质以及氨基酸、氨基糖、中性糖和木质素等关键组分的转化动态与分配特征，及其对C O2浓度升高和氮沉降增加的响应。
“这样做可以揭示全球变化背景下森林S O M转化循环过程及调控机制，为科学评价森林土壤碳库的源汇功能、预测其未来变化奠定坚实的基础。切实增加生态系统碳固存是延缓气候变化的关键，也是保障我国生态安全和提高环交话语权的迫切需求。”在王清奎看来，全球气候变化影响深远，如果能够通过自己的研究为国家提供有价值的数据，那么这项研究就是有意义的。
立足国家战略需求，做有意义的、高水准的研究，王清奎对自己的要求向来严格。他认为，应该有良好的科研习惯，在工作中，他也习惯制定计划，并严格实施。“明日复明日，明日何其多，能不拖就不要拖”，他以此来律己，也要求学生遵守。“刚开始他们有点不适应，坚持一段时间之后，形成习惯，也就不难做到了。”
现阶段，王清奎多是带着学生们做科研。“我会要求他们多读文献，从文献阅读中学会如何开展科学研究、如何设计研究实验、如何寻并解决科学问题；也会给他们较多的机会参加学术会议和相关培训，提高自我学习和解决问题的能力；对于能力比较突出的学生，还可以促成他们参与国际合作，丰富他们的学习经历。”在科研过程中因材施教，王清奎将学术与研究水到渠成地融合起来。“在我的团队里，大家在共同的目标下各有侧重。我会根据实际需求，寻团队成员的优势领域，让他们发挥自己的长处。”
当然，对王清奎来说，责任感的培养也是重中之重。在他看来，科研人员并不是两耳不闻天下事，一心只在做实验。相反，在他的经验里，科研的出发点是为了国家的战略需求，落脚点则是为了国家的富强、社会的发展和人民福祉的增加。做好人工林生态的守护者，由始至终，他初心不变。
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