代表故事|焦念志:海洋世界的弄潮儿
民盟福建省第十四次代表大会即将召开。届时将有三百多位盟员代表参加本次大会。这些代表中有诲人不倦的教育工作者,有救死扶伤的白衣天使,有勇于探索的科研工作者……在大会召开倒计时之际,小编邀您一同走进这些代表的世界,一起去看一看他们的故事。
焦念志,2009年11月加入民盟。现任厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室副主任、教授、博士生导师,全国人大代表,民盟福建省委副主委,中国科学院院士(地学部副主任)、发展中国家科学院院士、“长江学者”特聘教授、国务院委员会学科组成员、北太平洋海洋科学组织(PICES)-国际海洋探索理事会(ICES)联合工作组主席。
焦念志是厦门大学海洋与地球学院教授、教育部“长江学者”特聘教授、中国科学院院士(地学部副主任)、发展中国家科学院院士、中国微生物学会副理事长、中国海洋与湖沼学会副理事长。他主攻海洋微型生物生态过程及其资源环境效应,创新性地提出了海洋储碳新机制——“微型生物碳泵(MCP)”理论。曾两度作为第一完成人获得国家自然科学二等奖(2006年、2015年),获得首届全国创新争先奖状(2017年)。
学科交叉、古今结合开展系统性研究,引发国际海洋碳汇领域研究热潮
焦院士致力于海洋生态与环境研究,他运用创新性思维方法和学科交叉手段,突破以往研究瓶颈,通过不断地探索和系统地研究,实现了一系列突破:在国际上首次发现光合自养微型生物原绿球藻在完全无光的深海环境大量存在,并通过学科交叉创新性地阐释了这个难以理解的现象及其重要环境意义;查明了重要功能类群“好氧不产氧光合异养菌(AAPB)在全球海洋的分布格局,澄清了学术界的争议,阐释了其调控机制及其在海洋碳循环中的特殊作用;指出异养细菌光能利用对于“海区是大气CO2的‘源’还是‘汇’”至关重要;进而深入探究AAPB实际分布与理论预测不符的原因,提出了“微型生物碳泵(MCP)”海洋储碳新机制。MCP代表文章被Nature子刊Nature ReviewsMicrobiology作为亮点文章发表,并在其网站首页、期刊封面、及目录突出展示。美国Science评论MCP为“巨大碳库的幕后推手”,并出版了焦念志等主编的MCP的Science增刊。国际海洋科学委员会(SCOR)为此设立了以MCP命名的科学工作组WG-134,由焦念志担任主席,显著提升了我国在该领域的国际影响力。
焦院士的创新研究还体现在学科交叉和古今结合上:在新兴交叉学科期刊Biogeosciences组织出版了MCP专刊(2014),在2015年发表在Science杂志上的评述文章,针对Nature半个世纪前提出的“深海碳库之谜”,建立了惰性溶解有机碳库形成的“稀释假说”和“生物惰性假说”的有机链接。
MCP发表以来持续被美国ESI遴选为高引用率文章,引领了该领域的国际发展趋势,引发了深海碳库成因这个1968年Nature提出、半个世纪以来悬而未决的科学命题的研究热潮。近几年,MCP在Science、Nature及其子刊、PNAS等顶级期刊上每年都有综述文章,该理论已成为国际海洋碳汇领域的前沿热点。
海洋本身就是一个巨大的碳库,碳汇潜力巨大,增加海洋碳汇大有可为。
众所周知,地表有三大碳库,大陆、大气和海洋。三大碳库碳量总和是基本固定的,其中一个库的碳量增加必然导致另一个库的减少。如今的情况便是大气碳库量增加,这也成为全球气候问题加剧的主要原因。要解决这个问题,单靠大规模减排是不现实的,要多条腿走路,一方面减排,一方面增加碳汇。比如,种树是一种储碳的办法,但不可能无限大扩大森林的面积,所以看得见的碳汇是相当有限的,作用也是相当有限的。而海洋的面积占地球的71%,加上海洋本身的立体储存空间和超长的储存时间,储碳的研发潜力巨大。
焦院士是我国海洋环境研究专家,特别是在海洋微型生物生态研究方面更是世界的权威之一,他提出的“海洋微型生物碳泵(MCP)”理论为增加海洋碳汇(二氧化碳的吸收和储藏)提供了全新的思路,该理论便是基于海洋微型生物生态过程可以将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳并可长期储存在海洋中,从而构成海洋储碳。这个时间可达5000年,总量可与大气二氧化碳的总碳量相当。
通过海洋微型生物过程实现储碳,通俗来讲,在一杯水中,所有海洋微型生物就都囊括其中,可以将它放在任何地方,不大受外界条件的限制。海洋微型生物在其中生长,如果将二氧化碳充到这个容器当中,自养的微型生物就可以利用太阳光能把二氧化碳固定成有机碳,即实现微型生物固碳储碳。此外,也可通过简单处理(比如过滤)收集有机碳,例如提取活性物质、药物,做化妆品,甚至转化成航空燃料。
探索海洋碳汇增汇模式,支撑与贡献国家需求
一个国家在国际上的地位和发言权主要在于经济的发展,经济支撑是重要的保障条件,特别是当前中国处于百年不遇的发展期,节能减排不能以牺牲经济的发展作为代价。除了节能减排外,还有一个办法就是增汇,即增加碳的储存能力。为应对全球气候变化、支撑国家减排增汇的迫切需求、实施低碳经济战略,焦院士在推动海洋碳汇研发等方面做出了突出贡献:为促进产学研联合,最大限度地汇聚国内外海洋碳汇领域的智力资源,他发起创立全国海洋碳汇联盟(COCA)(2013);曾在国家发改委、全国人大等多渠道建言献策,得到李克强总理的批示(2013);他发起建立中国未来海洋联合会(CFO),推出“中国蓝碳计划”(2014),对外服务于我国应对气候问题国际谈判、对内支撑海洋生态健康和沿海经济社会可持续发展。“中国蓝碳计划”是促进低碳经济的新引擎、是解决环境问题老大难的一揽子方案、是我国发挥地缘政治影响的柔性利器;他推动建立两个中科院咨询评议项目,《微生物海洋学发展战略研究》和《陆海统筹水环境监测与海洋碳汇标准体系》,直面国家需求和社会公共利益,将为中央提供海洋碳汇及环境保护的相关建议(2016);他推动与海洋碳汇相关的两项国家重点研发项目纳入国家“十三五”规划,并进一步推动纳入国际计划IMBER(2016);他领衔推出PICES中国计划(FUTURE-C),发起并获批PICES-ICES联合工作组(2016),汇聚国际科技优势力量联合开展海洋碳汇研发;他在久负盛名的国际学术品牌美国戈登论坛(GRC)发起创立了关于海洋生物地化循环与碳汇的永久论坛(2016),这是首个我国大陆学者发起创立的GRC永久论坛,打造了海洋碳汇领域具有世界影响力和引领作用的国际学术高地。
海洋储存起来的碳是可以用来交易的
以前中国农田施肥是超量的,并且呈现持续增加的趋势,人们总是觉得施肥多,产量高,效益好。其实这是一个误区,过量的肥料是不会被植物吸收的,相反会被冲刷带走,进入河流、海洋和大气并污染环境,而农民并不知情。过量施肥有可能最终破坏了整个生态系统平衡,减少海洋储碳。在MCP理论的基础上,焦院士应邀再次为Nature微生物学撰写的综述文章中提出了“减少陆地施肥,增加海洋碳汇”的新思路和CO2增汇途径。指出根据“微型生物碳泵”原理,通过陆海统筹,减少陆地化肥使用量,促进微型生物碳泵自然过程对有机碳的固化作用,把碳长期地保存在水中,并随后由海流带入大洋进行长期储碳。这将是一个既现实可行、又无环境风险的增汇途径。对于缓解减排压力,促进“碳交易”、发展低碳经济有着巨大的研发前景。
的确,海洋储存起来的碳是可以用来交易的,在其碳汇交易平台建立起来后,如果产业发展因减排而造成减产,则因减排而增加的碳汇恰好可以提供减产的补偿,此时,便可给予相关产业补偿损失,真正建立起交易关系。如此一来,公众既可以理解其中的科学问题,又觉得减排是值得的,甚至赚了。通过少施肥减少成本,同时获得收入,公众便更愿意自觉参与到低碳经济行动当中,形成一个政府的意志成为大众自觉的行为,是一个良性的发展模式。
当前,陆地碳汇(尤其森林碳汇)在我国已纳入碳交易市场试点。而我国的海洋碳汇潜力更加巨大,储碳时间更长久,然而对海洋碳汇这一重要“减排”资源的开发还十分欠缺,国际海洋碳汇交易还属于初期阶段,交易市场基础尚不完善,尚未形成交易技术标准。所幸的是,焦院士目前从事的研究即是要把海洋碳汇交易的国际标准建立起来,这是一件很难的事,但毕竟迈出了第一步。
未来几年中国有望成为世界上最大的碳交易市场,新形势下我国在引领国际海洋碳汇研发的良好基础上,若率先建立海洋碳汇的评估标准和方法体系,并将海洋碳汇纳入碳排放交易市场试点,可望形成新的经济增长点,产生巨大经济效益、社会效益及国际影响,有利于扩大对外开放、促进经济发展、推进我国“一带一路”建设。同时,海上丝绸之路沿岸国家大多为发展中国家,同样面临节能减排压力和环境问题的困扰,将海洋碳汇研发拓展到这些国家,发挥我国在海洋碳汇开发的优势和主导地位,不但有利于对方解决难题,还可大大增强中国的地区影响力,具有重要战略意义。
国家发改委规划2016年将碳交易试点城市扩大到100个,焦院士建议福建省有关城市,特别是厦门市可率先建立海洋碳汇交易试点。在政策引导、科技支撑、措施保障的轨道上逐步形成海洋碳汇交易市场。为我国的低碳经济、环境安全和可持续性发展做出创造性贡献。
科普绝不局限在中小学生,除了针对年轻人以外,还应该指向政府官员。
焦院士认为科学家的社会责任感,即是把所研究的科学知识传播到社会上去,而并非单纯的科普。的确,科普绝不局限在中小学生,科普教育对子女、对年轻人来讲固然重要,但从科研到应用,还是需要通过政府来落实下去,从而更好地利用科研的元素来贡献社会的经济发展。
作为来自民盟的人大代表,焦院士针对生态文明、低碳经济、海洋碳汇、海上丝绸之路、海洋权益等主题提出了近20条议案、建议,得到国家发改委、国家海洋局等部门的高度重视以及媒体的广泛热议(其中他领衔提出的《中国海洋基本法》议案已进入立法程序)。在连续数年的不懈努力与推动下,“海洋碳汇”纳入国家战略,不仅《生态文明体制改革总体方案》中明确要求增加“海洋碳汇”有效机制,国家“十三五”控制温室气体排放工作方案中也明确提出“探索开展海洋等生态系统碳汇试点”,国家海洋局等有关部门正在编制“海洋碳汇工程”规划。同时,在他与国际同行的共同推动下,政府间气候专门委员会(IPCC)“气候变化与海洋冰冻圈特别报告”也纳入了海洋碳汇的相关内容。
2013年,他提出的《率先研发海洋碳汇,引领福建未来发展》建议得到张志南副省长批示;
2013年,因《关于陆海统筹研发海洋碳汇的建议》得到得李克强总理和张高丽副总理的批示;
2013年,为应对全球气候变化、实施低碳经济战略、推动海洋碳汇研发,他发起创办全国海洋碳汇联盟(COCA);
2014年,他发起创立中国未来海洋联合会(CFO),推出“中国蓝碳计划”;
2015年,他发起成立了北太平洋海洋科学组织(PICES)第一个FUTURE国家计划——FUTURE-China计划。并推动建立了PICES与国际海洋考察理事会(ICES)联合工作组,是ICES成立110多年来第二个联合工作组,汇聚国际科技优势力量联合开展海洋碳汇研发;
2015年,应邀为我国对应巴黎气候大会的中国气候变化绿皮书《应对气候变化报告(2015)》和《气候变化研究进展》撰文,介绍我国海洋碳汇、低碳经济、生态文明、可持续发展方面的成就和先进理念,为我国应对气候变化,提高国际话语权提供科技支撑;
2016年,在久负盛名的美国戈登科学前沿论坛(GRC)创立了关于海洋碳汇的永久论坛,这也是GRC建立80多年来我国大陆学者发起的首个永久论坛,打造了海洋碳汇领域具有世界影响力和引领作用的学术高地;
2016年,他提出的《研发海洋碳汇培育碳交易市场》建议引起沿海省市的高度重视;
2016年,他提出的《关于实施“中国蓝碳计划”的建议》受到高度重视,国家海洋局正在组织全国力量编写蓝碳国家重大战略专项。
2015年,党中央、国务院印发的《生态文明体制改革总体方案》明确要求建立增加海洋碳汇的有效机制;
2016年,国务院印发“十三五”控制温室气体排放工作方案,明确提出“探索开展海洋等生态系统碳汇试点”;
2016年,国务院印发的《全国海洋主体功能区规划》指出要“增强海洋碳汇功能”;
2016年,福建省《碳排放权交易管理暂行办法》将“海洋碳汇”纳入其中;
2017年,海洋碳汇纳入政府间气候专门委员会(IPCC)“气候变化与海洋冰冻圈特别报告”(SixthAssessment Report,AR6)。
2012年2月,受联合国教科文组织气候变化与适应委员会主席M.Watanabe邀请做水环境论坛专场报告,日本;
2012年3月,受挪威自然与社会科学院院长NilsChr.Stenseth邀请在NASF论坛做大会主题报告,奥斯陆,挪威;
2012年8月,受德国汉莎先进研究院(HWK)资助举办国际海洋研究科学委员会“海洋碳汇”专题报告会,Delmenhorst,德国;
2013年1月,他提出的MCP碳汇机制被目前最大的海洋国际计划(IMBER)遴选为IMBIZOIII三个战略前沿主题之一,果阿,印度;
2013年5月,作为特邀的两个大陆学者之一参与台湾海洋科学战略研讨,台湾;
2014年6月,MCP在目前最大的海洋国际计划(IMBER)“FutureOceans”科学大会上被遴选为大会亮点成果,卑尔根,挪威;
2015年3月,在北太平洋海洋科学组织(PICES)主办的“第3届气候变化对世界海洋的影响国际论坛”上,举办“气候变化对生物驱动之多种碳泵的效应”专题研讨会,圣保罗,巴西;
2012年至今,受邀参加民盟、中国科学院、发展中国家科学院、国家海洋局、中国科协和福建省科协组织的有关社会活动、科技活动和科普活动90余次。例如:
2013年10月,焦念志作为中国科协院士科教团及国务院学位委员会学科评议组的成员,应邀参加国务院学位办和中国科协组织举办的全国博士学术大会,并作大会报告“微观-宏观,质疑-挑战——科技人才成长之我见”,鼓励青年学生在科学研究中保持“开阔思路,严谨求证、不断进取、努力成才”的科研原则;
2013年11月,为进一步推动跨部门、跨学科联合、促进协同创新,焦念志作为第一主席组织召集了在北京举办的中国科学院首个跨学部综合论坛:“陆海统筹研发海洋碳汇”科学与技术前沿论坛;
2014年8月,为响应十八大提出的建设海洋强国的战略决策,焦念志组织召集了“中科院学部第39次科学与技术前沿论坛暨海洋科技发展战略研讨会”;
2015年3月,应澳门科技大学邀请,焦念志参加由澳门基金会赞助、澳门科技大学主办的科技大师系列讲座,并做报告“海洋储碳与气候变化”;
2016年7月,应邀参加国家海洋局举办的“生态文明贵阳国际论坛—海洋生态文明分论坛”,并作大会特邀报告“实施蓝碳行动计划,积极应对气候变化”。
2012年起担任《中国科学地球科学》中英文期刊副主编;
2012年当选中国海洋与湖沼学会副理事长、福建省科协副主席;
2013年获香港何梁何利基金会的何梁何利科学与技术进步奖;
2014年获福建省自然科学一等奖;
2014年当选为发展中国家科学院院士(TWAS);
2015年获第二届全国高校微课教学比赛特别奖(全国仅两名获奖者);
2015年获国家自然科学二等奖(第一位);
2016年当选中国微生物学会副理事长;
2016年当选中国科学院地学部副主任;
2017年获首届全国创新争先奖状。