陳發虎:科研路上“挖山不止”

 

  作者張文靜

  出處望》新聞周刊 2017130日第5

 

  從陜西省丹鳳縣一個小山村走出來的陳發虎,帶著改變西部自然環境的期許,將最美好的青春年華奉獻給了隴原大地。 

  在三十多年的科研生涯中,他利用湖泊巖心、黃土沉積等地質載體,針對不同時間尺度干旱半干旱區環境變化的重大科學問題,取得了系統性原創成果,尤其在亞洲中緯度地區氣候變化的“西風模態”、史前人類永久定居青藏高原的過程和機制等方面提出了創新性認識,深入揭示了環境變化與文明演化的相互關系。 

  “做有影響的科研工作,直接為國家社會經濟生態發展服務,是科學家應有的責任和擔當?!敝锌圃涸菏?、蘭州大學資源環境學院教授陳發虎的話,擲地有聲。 

  挑戰國際認識 

  區域環境變化及其影響是全球環境變化研究的重要方面。上世紀中期,美國等發達國家的研究普遍認為,氣候變化存在由冷到暖即“冰期—間冰期”的十萬年周期旋回變化。上世紀90年代,歐美科學家對格陵蘭冰蓋冰芯鉆探研究取得新進展,發現末次冰期內還存在一些千年尺度的氣候大幅度變化,被稱作氣候快速變化或者氣候變化的不穩定性,這項研究立即成為國際古氣候古環境研究的熱點。 

  “在冰期—間冰期氣候旋回變化方面,當時的證據來自于深海記錄,缺少大陸記錄,因此國際上很難建立完整理論?!标惏l虎告訴《望》新聞周刊記者,彼時,通過長序列陸地記錄及其與深海沉積記錄的對比成為國際第四紀古氣候研究的重點之一。我國科學家利用黃土高原的黃土記錄對冰期—間冰期氣候旋回變化做出了很好的回答。 

  陳發虎是這一研究的重要貢獻者。他首次在國際上通過陸地記錄證明了末次冰期內冬季風和夏季風均存在千年尺度的氣候大幅度變化,并發現我國阿拉善高原現代十分干旱的騰格里沙漠、巴丹吉林沙漠等夏季風邊緣區曾經存在巨大古湖泊,有著多次大幅度波動。這項研究為他及其團隊收獲了2007年國家自然科學獎二等獎。 

  陳發虎的研究也揭示了,中國新疆和中亞等干旱區的氣候變化模式,在現代間冰期從數千年到年代際時間尺度確實存在不同于東部季風區的濕度、降水變化模式。在此基礎上,他在國際上首次提出了亞洲中部干旱區存在氣候變化“西風模態”的假說。這一研究獲得了2012年教育部自然科學獎二等獎和甘肅省自然科學一等獎。 

  勇于向國際認識發起挑戰是陳發虎一貫的科研作風。 

  學生時代,陳發虎就關注環境和氣候變化對人類文明產生的影響?!皻v史上為什么會出現朝代更替?除了社會治理因素外,是否有其他誘因,比如氣候變化?”這些看似天馬行空的想法在他工作后得到了系統研究。 

  “縱觀中國歷史,不同時期的農民起義除了受社會治理影響外,更重要的誘因是極端干旱事件。比如唐宋等朝代末期都有這樣的案例。農民為了填飽肚子,就要起義,推翻舊王朝,建立新王朝?!标惏l虎分析道。他的這項研究全面揭示了極端干旱事件對人類文明的重要影響,他還將研究進一步拓展到環境氣候變化與人的相互關系方面。 

  作為世界上平均海拔最高的高原和世界第三極,青藏高原是人類最難生存的極端環境之一。那么,距今約4000年前,人類為何大規模地遷徙定居到青藏高原? 

  過去國內外學界普遍認為,溫暖適宜的氣候條件是促使史前人類永久定居青藏高原的主要因素。而長期以來的大量研究讓陳發虎認定:事實并非如此。 

  2005年起,陳發虎及其團隊對青藏高原東北部200余處史前遺址進行調查,選擇在考古地層保存完整的53個新石器——青銅文化遺址開展動物和植物遺存分析工作。研究團隊還用炭化植物種子直接測定了63AMS-14年齡,并開展了骨骼碳氮同位素的分析工作。 

  “這些科學證據能夠告訴大家,史前人類在什么時間生活在哪里,吃什么東西以及相關的社會經濟信息。比如,通過測量遺址中人、狗、豬骨頭的碳氮同位素,就能知道當時人們和動物主要吃肉、植物還是水果,是否吃糜子、谷子或是小麥、大麥?!标惏l虎說。 

  他和團隊發現,史前人類恰恰是在全球氣候變冷的背景下才向青藏高原高海拔地區大規模擴張的,而農業技術革新是促成人類大規模永久定居在青藏高原的主要原因。 

  他們還首次得出結論,史前人類向青藏高原擴散經歷了三個階段:距今5200年前,舊石器人群在青藏高原低強度季節性游獵;距今5200年前至3600年前,粟黍農業人群在青藏高原東北部海拔2500米以下河谷地區大規模永久定居;距今3600年以后,農牧混合經濟人群向高海拔地區大規模擴張。 

  陳發虎團隊的相關研究成果在國際頂尖的“Science”等刊物發表后,立即受到國內外廣泛關注和報道。 

  成績是勤奮換來的 

  對陳發虎來說,眾多成果的取得并非一蹴而就,背后是常人難以想象的付出和努力。 

  1962年,陳發虎出生于陜西省商洛山區的一個小山村。那里自然條件嚴苛,人多地少,填不飽肚子是家常便飯。陳發虎說,他對饑餓的印象最為深刻,“紅薯可是救命口糧,但頓頓吃,天天吃,吃得人胃發酸?!?/span> 

  但即使餓得前胸貼后背,他也沒放松過學習。初中時,他憑著興趣,自學完了高中數理化全部課程,并做完了課后習題?!拔沂且桓?,越不會做的題,越要想辦法拿下?!?/span> 

  初中畢業時,陳發虎獲得了數理化語文競賽總成績第一名,被推免到縣重點高中的重點班就讀。但他的父母希望他考中專,學一門手藝,找個好點的工作,不用再饑一頓飽一頓,也能補貼家里。 

  受到在杭州無線電學院讀書的哥哥的鼓勵,陳發虎樹起人生第一個目標:上高中,考大學?!拔腋绺嬖V我,上了大學后能做更多的貢獻,做更有影響的事情?!?/span> 

  最終,他以優異成績考取了蘭州大學地理系,他希望有朝一日去世界各地轉一轉。 

  因為英語基礎不好,大學期間,陳發虎下定決心“拿下”英語。他幾乎每天都要光顧學校后門口的報刊亭,盯著英文版《中國日報》,邊吃邊讀,有時報紙讀完了,飯也涼透了。日復一日的堅持下,他的英語水平突飛猛進,考研時,他以高于錄取分數線兩倍的英語成績被錄取。 

  “我并不聰明,要說有一點成績,都是勤奮換來的?!标惏l虎坦誠地說。 

  讀研期間,他發現自己撰寫科研文章欠點“火候”,于是跑到中文系“蹭課”,為的就是要把文章寫得“既有骨頭又有肉”。讀博時,他又跑到物理系蹭力學的課,通過跨學科內容的學習,拓展對本專業內容的延伸。 

  靠著勤奮,陳發虎在蘭州大學一口氣拿下了本科、碩士和博士學位;靠著勤奮,他從一名貧寒的農家子弟成長為中國乃至世界地理學領域研究的帶頭人。 

  盡管已是院士,但陳發虎從不敢對工作有一絲松懈。他的學生、蘭大資源環境學院講師魏海濤說,“只要他沒有出差開會、不在野外考察,基本上就在辦公室里工作?!?/span> 

  來得最早、走得最晚,周末、節假日甚至春節都在加班。這是陳發虎的“常態”?!拔覍蒲杏兄鴱娏业暮闷嫘暮颓笾?,不搞清楚就渾身不自在?!睂Υ蒲泄ぷ?,陳發虎就像“著了魔”一般。 

  “他對科學執著的追求、勤奮的工作精神和認真嚴謹的態度,非常值得我們青年學者學習?!碧m州大學資源環境學院教授董廣輝說。 

  陳發虎說,對他而言,科研工作是一種樂趣,熱愛就不覺得辛苦。 

  身體力行培養人才 

  1980年考入蘭大以來,陳發虎已在隴原大地上堅守了整整36年。 

  “和東部地區相比,西部地區生態環境脆弱,社會經濟發展相對落后,更需要大量優秀人才?!标惏l虎說,他的研究生導師李吉均先生也是中科院院士,培養了多位院士和一批優秀學者。從老一輩科學家身上,陳發虎學到的不僅僅是系統的理論知識,更是執著的科研精神以及為國家社會經濟發展服務的勇氣和擔當。 

  陳發虎也把老一輩科學家的精神通過自己的言傳身教,傳遞給了自己的學生。 

  董廣輝2016年被評為“青年長江學者特聘教授”。他告訴《望》新聞周刊記者,有時科研路上遇到了卡脖子難題,比如方向不清、經費不足,陳老師總會提供及時的指導和幫助。 

  想辦法支持青年學者成長和發展,是陳發虎培養人才的宗旨。為了將所在學院打造成地理學的“黃埔軍?!?,在他的協調下,蘭大近幾年先后引進了包括賀纏生、張廷軍等在內的多位“千人計劃”特聘教授。 

  “因材施教是陳老師培養研究生的一大特點,”陳發虎的博士生勾曉華說,她本人從植物學轉到自然地理學攻讀博士學位?!案鶕I情況,陳老師沒有讓我做他當時利用黃土和湖泊記錄主攻的晚第四紀氣候環境變化研究,而是鼓勵我開展樹輪生態和氣候變化,并找專家具體培養?!痹陉惏l虎的指導和支持下,勾曉華也已成長為“長江學者特聘教授”。 

  1995年至今,陳發虎累計培養的研究生中有50余人獲得了教授和副教授職稱,其中教授有30余名,有很多留在蘭州大學等西部地區高校和科研院所任職。 

  “作為一名教師,除了教授知識,關鍵還要教會學生獲取知識的方法和解決問題的能力?!标惏l虎說。 

  一有機會,陳發虎就將學生“放”到野外,讓他們放手去做。等碰到問題了,一對一指導,甚至花時間陪學生再前往野外調研。在他看來,這種培養模式能充分調動學生的積極性,增強獨立思考的能力。 

  “花了心思,動了腦子,科研工作才有生命力,才能創造出有利于經濟社會發展的成果?!谏讲恢埂?,是科研人員的使命?!标惏l虎說,不管是碩士還是博士,都不能小看自己的力量,要有“家國情懷”,要站在國家層面上思考問題。 

  隨著“一帶一路”的建設,陳發虎指導他的團隊人員,將目光聚焦到塔吉克斯坦等中亞干旱區的氣候變化和環境變化研究上。 

“中亞為什么能形成這么大的干旱區,這個區域的形成對過去不同的文明載體有何影響?有些文明持續了,有些消亡了,為什么?”陳發虎認為,開展這方面的研究可為絲綢之路經濟帶上的城市建設提供科學依據,為國家倡議提供“金點子”。

 

誦讀人:青藏高原所 張林,高寒生態研究中心黨支部副書記

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