“雙碳”戰(zhàn)略，是我國(guó)在應(yīng)對(duì)全球氣候變化、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)型方面的重要舉措。致力于解決環(huán)境問(wèn)題、保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)學(xué)研究對(duì)“雙碳”戰(zhàn)略的實(shí)施具有不可替代的作用。實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略離不開(kāi)生態(tài)學(xué)所提供的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。然而，在生態(tài)學(xué)科研當(dāng)中，還存在諸多亟待破解的理論基礎(chǔ)和技術(shù)難題。比如：陸地關(guān)鍵碳通量的動(dòng)態(tài)變化還不為人所熟知、生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)躍變?nèi)噪y以預(yù)測(cè)……一系列難點(diǎn)分布于生態(tài)學(xué)所屬的植物生態(tài)學(xué)、全球變化生態(tài)學(xué)和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)等多個(gè)分支領(lǐng)域，為領(lǐng)域內(nèi)科研人員的綜合科研能力提出了重大挑戰(zhàn)。

生態(tài)優(yōu)先克難關(guān)，雙碳目標(biāo)勇向前。身為青年科學(xué)家的他，胸懷“國(guó)之大者”，立足國(guó)家戰(zhàn)略，扎根科研，以原創(chuàng)性科研成果永擎生態(tài)學(xué)科技旗幟，為雙碳戰(zhàn)略的順利實(shí)施提供了堅(jiān)實(shí)的科技支撐。他就是中山大學(xué)生態(tài)學(xué)院副教授黃恒。長(zhǎng)期以來(lái)，黃恒一直從事植物生態(tài)學(xué)、全球變化生態(tài)學(xué)和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)研究。面向雙碳戰(zhàn)略，立足生態(tài)學(xué)科研難點(diǎn)，他通過(guò)理論建模、野外實(shí)驗(yàn)、室內(nèi)控制實(shí)驗(yàn)等手段，較為深入地探究了資源和環(huán)境條件對(duì)不同生態(tài)學(xué)尺度上的物質(zhì)能量代謝速率及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。在植物功能性狀關(guān)系及植物生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)規(guī)律、陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程對(duì)氣候變化的響應(yīng)及其機(jī)制、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性變化規(guī)律及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制等方面取得了創(chuàng)新成果。近年來(lái)，黃恒主持了國(guó)家海外高層次青年人才項(xiàng)目和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目。在求學(xué)和科研過(guò)程中，黃恒先后榮獲國(guó)家優(yōu)秀自費(fèi)留學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金、U.S. Carbon Program Leadership Award、美國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)青年生態(tài)學(xué)家分會(huì)“杰出論文獎(jiǎng)、美國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)亞洲分會(huì)“青年生態(tài)學(xué)家獎(jiǎng)”、美國(guó)博物學(xué)家學(xué)會(huì)“青年科學(xué)家獎(jiǎng)”等榮譽(yù)和獎(jiǎng)項(xiàng)。

創(chuàng)新突破拓展生態(tài)學(xué)代謝理論

創(chuàng)新生態(tài)學(xué)代謝理論有助于全面認(rèn)識(shí)陸地關(guān)鍵碳循環(huán)過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)全球變化的響應(yīng)。鑒于此，黃恒以高度的科研責(zé)任感，立足生態(tài)學(xué)科研現(xiàn)狀和理論瓶頸，進(jìn)行了卓有成效的科研并取得理論突破?；诩?xì)胞能量學(xué)和酶動(dòng)力學(xué)構(gòu)建了植物代謝速率與生物量、溫度和植物含水量的理論模型，發(fā)現(xiàn)植物器官和個(gè)體水平上的代謝速率（光合和呼吸速率）隨植物含水量增大而非線性增加并遵從米氏方程動(dòng)力學(xué)規(guī)律。研究首次從理論上揭示了水分調(diào)控植物代謝速率和功能性狀的普適性規(guī)律，進(jìn)一步完善了生態(tài)學(xué)代謝理論。研究結(jié)果有助于進(jìn)一步理解降雨格局變化對(duì)植物物質(zhì)能量代謝的影響。黃恒分別以共同第一作者（排名第一）和獨(dú)立通訊作者身份將該研究結(jié)果發(fā)表在The American Naturalist （2020）、New Phytologist （2020） 和Nature Communications （2022）。

揭示氣候因子與植被生產(chǎn)力對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳通量動(dòng)態(tài)和碳平衡的重要調(diào)控作用

土壤異養(yǎng)呼吸是全球碳循環(huán)的重要組成部分，但它仍然是目前了解最少的碳通量之一。全面認(rèn)識(shí)土壤異養(yǎng)呼吸的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律將有助于降低全球異養(yǎng)呼吸估測(cè)的不確定性，并提高地球系統(tǒng)模式對(duì)全球碳循環(huán)過(guò)程的預(yù)測(cè)能力。據(jù)此，黃恒基于微生物生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)構(gòu)建了生態(tài)系統(tǒng)尺度上土壤異養(yǎng)呼吸的概率模型，結(jié)合全球通量觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)現(xiàn)土壤異養(yǎng)呼吸日動(dòng)態(tài)變化符合伽馬分布，且不受生態(tài)系統(tǒng)類型等影響。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，盡管土壤異養(yǎng)呼吸受土壤資源水平、氣候及植被類型等多因素影響，但在生態(tài)系統(tǒng)尺度上其動(dòng)態(tài)主要受降雨特征和植被凈初級(jí)生產(chǎn)力調(diào)控。該研究為準(zhǔn)確評(píng)估全球變化背景下陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳收支格局奠定了理論基礎(chǔ)。黃恒將相關(guān)研究成果以第一作者身份發(fā)表在PNAS （2021） 和One Earth （2024）。其中，發(fā)表在PNAS上的研究被“Faculty Opinions”（原F1000 Prime）推薦。由于創(chuàng)新突破，黃恒榮獲2022年美國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)青年生態(tài)學(xué)家分會(huì)“杰出論文獎(jiǎng)”。

闡明全球變化對(duì)脆弱生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的定量影響及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制

環(huán)境變化不僅影響生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程，還可能通過(guò)與生物體的相互反饋改變生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)。當(dāng)環(huán)境壓力接近閾值時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)可能從一種穩(wěn)態(tài)躍變到另一種穩(wěn)態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)躍變目前仍難以預(yù)測(cè)，可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰等災(zāi)難性后果，并且一般難以恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)態(tài)。探究生態(tài)系統(tǒng)躍變行為及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制，將有助于預(yù)測(cè)全球變化背景下生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)功能服務(wù)的影響。為此，黃恒結(jié)合野外實(shí)驗(yàn)和理論建模等手段量化了全球變化對(duì)脆弱生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。他研究發(fā)現(xiàn)：全球變暖條件下植被?微氣候正反饋將促使林草交錯(cuò)帶生態(tài)系統(tǒng)木本植物的快速擴(kuò)張；當(dāng)環(huán)境干擾強(qiáng)度達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)，傳粉網(wǎng)絡(luò)將通過(guò)自交?獎(jiǎng)勵(lì)?傳粉正反饋機(jī)制迅速崩潰。該研究結(jié)果對(duì)區(qū)域生物多樣性保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)具有重要的科學(xué)指導(dǎo)意義。黃恒將相關(guān)研究成果以第一作者身份分別發(fā)表在Ecology（2018，2020）和One Earth（2021）。

教研一體助力“雙碳”服務(wù)國(guó)家需求

在黃恒看來(lái)，科研不僅是為了追求學(xué)術(shù)上的突破，更是為了解決實(shí)際問(wèn)題，服務(wù)國(guó)家及社會(huì)需求。為此，黃恒始終將科研與社會(huì)需求的緊密結(jié)合，創(chuàng)新科研成果能夠更好地服務(wù)于社會(huì)，推動(dòng)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。身肩教學(xué)和科研的雙重責(zé)任，黃恒始終認(rèn)為科研和教學(xué)是不可分割的一體兩面。在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，為了鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新攀登實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略的科學(xué)路徑，他在教學(xué)中將開(kāi)設(shè)《碳中和與生態(tài)系統(tǒng)碳匯管理》課程，并通過(guò)課程教學(xué)為學(xué)生介紹碳中和的背景、意義和實(shí)現(xiàn)路徑，以及生態(tài)系統(tǒng)碳匯的定義、機(jī)制和重要性；重點(diǎn)講解陸地生態(tài)系統(tǒng)（包括森林、草原、濕地等）的固碳機(jī)制以及影響碳匯的關(guān)鍵因素，并介紹碳匯評(píng)估的原理和方法，包括不同生態(tài)系統(tǒng)的碳匯潛力分析及其在碳中和政策制定等方面的應(yīng)用。此外，黃恒還將以深入分析生態(tài)系統(tǒng)碳匯管理的措施和實(shí)踐案例，包括植樹(shù)造林、森林保護(hù)、濕地修復(fù)等措施為著重點(diǎn)，輔導(dǎo)學(xué)生深入理解陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯的科學(xué)原理和實(shí)踐應(yīng)用，并培養(yǎng)他們對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的認(rèn)識(shí)和參與意識(shí)，為未來(lái)積極參與生態(tài)環(huán)境保護(hù)和碳中和行動(dòng)奠定良好的基礎(chǔ)。

科研本身就是服務(wù)社會(huì)。站在科技的最前沿，黃恒將結(jié)合固定樣地監(jiān)測(cè)、野外控制實(shí)驗(yàn)和理論建模等生態(tài)學(xué)研究方法，圍繞陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯動(dòng)態(tài)及其穩(wěn)定性探究一系列關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題：探究生態(tài)系統(tǒng)碳匯動(dòng)態(tài)及其穩(wěn)定性變化規(guī)律，揭示碳庫(kù)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，分析生態(tài)系統(tǒng)碳匯穩(wěn)定性沿環(huán)境梯度的變化規(guī)律，量化關(guān)鍵環(huán)境因子對(duì)陸地碳匯穩(wěn)定性的影響；研究土壤碳循環(huán)過(guò)程對(duì)氣候變化的響應(yīng)機(jī)制，以此來(lái)闡釋關(guān)鍵生物因子、氣候因子和土壤條件對(duì)土壤碳庫(kù)及碳通量不同組分的調(diào)控機(jī)理；創(chuàng)新構(gòu)建陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯動(dòng)態(tài)的理論框架，最終研究將進(jìn)一步提高對(duì)陸地碳匯動(dòng)態(tài)的預(yù)測(cè)能力，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)碳中和目標(biāo)和減緩區(qū)域氣候變化提供科學(xué)依據(jù)。

創(chuàng)新科研永無(wú)止境。馳騁在生態(tài)學(xué)助力“雙碳”戰(zhàn)略的科研賽道上，黃恒滿懷信心，并表示將勇往直前，用智慧和毅力不斷書寫“碳達(dá)峰”、“碳中和”的科技答卷。（文／張麗麗）