我与生态学

2018年的时候,我问陶澍老师能不能用计算机模型模拟地表各种过程,像山脉隆起,河流搬运,冰川运移。我喜欢探究自然现象背后的机理,也喜欢计算机,觉得能够数字模拟自然过程是一件非常美好的事情。陶老师说这很难,要花很多时间,最后也可能不会成功。当时的我有一点沮丧,但我开始了解全球变化生态学的时候,我发现了许多科学家在用模型来模拟陆地碳汇、物候,已经实现了我梦想中的一部分。

我了解到模型已经有了很大的发展,从最早的统计模型,到基于过程的的模型,再到当前的动态植被模型。根据我有限的认识,我认为目前模型研究的成果主要集中在生态系统结构和功能的变化,关注原地的变化,忽视了植被对气候变化的适应和再分布;而后者正是当前模型研究的热点。另外模型与人类活动的耦合极度缺失。

我非常喜欢探究现象背后的机理。唐艳鸿老师的课让我注意到身边的生物有很多有趣现象,比如热带植物的大叶子上常有洞,温带阔叶树的却没有。生态学家提出了很多简洁清晰的理论来解释各种现象,如贝格曼法则,相关生长,岛屿生物地理学等等,我觉得都很有趣。教生态学的老师们讲课的时候,都爱说“这很有意思”,这份兴趣也深深的感染了我。大二下学期的时候,我加入了朴世龙老师的课题组,开始读论文并模仿Park et al.(2019)年的文章,以青藏高原为研究区域进行物候的研究。2020年我审视自己,认为自己并没有为读研读博做好准备,我选择了休学一年。一年的经历和思考让我明白,生态学能够激起我的好奇心,能够让我急切的去寻求答案,而且我做好了准备。

大三的时候,我开始认识全球变化生态学,这里面既有机理的研究,又有计算机模型作为工具,我立刻觉得这就是最适合我的方向。我读了更多的经典文献,去旁听了王旭辉老师的陆面模型课程。我好奇植被对气候变化的适应能力,通过实验的突然增温情景获得的结论,能否反应植被对现实中持续逐渐增温的响应;我关注中国未来的固碳潜力,随着林龄增加、固碳能力下降,留给中国的排放窗口还有多大。而且高中的时候我就非常喜欢计算机,不怕折腾,进组后上手MATLAB也很快,编程问题从来没有阻挡我的研究,让我有更多的精力放在了科学问题的探究上面。我自学过Linux操作系统的使用,管理过云服务器,建了个人网站,学习在服务器上运行陆面模型也很快。

全球变化生态学既能够激起我的好奇,又能够跟计算机工具结合在一起。能够提出机理去解释全球变化中的现象,还能用计算机模拟机理,复现现象,进行解释和预测,这就是我喜欢全球变化生态学的原因。

生态学领域有趣又有意义的内容太多了,任意挑一个问题都可以研究很深很久。气孔的开合受到什么控制;如何模拟根系的分布;为什么第四纪冰期间冰期循回中,变暖很快变冷却更慢;如何估计动态平衡下的自然生态系统有的抵抗力和恢复力;生态系统对气候变化的适应速度到底有多快……许许多多的问题我都想去探究。

科幻小说《沙丘》中虚构了一个重要的职位叫“行星生态学家”。沙漠星球上的行星生态学家,带领原住民利用生态,改造生态,蓄积水源,让自己的家园变得更加宜居。我相信,生态学家是能够指导人们保护星球改造星球的。应对气候变化,地球工程不只有物理的、化学的手段,还有生态手段。希望未来的生态学,能够回答我们什么样的地球工程是可控的、有效的,能够指导我们适度的影响地球,让我们的家园更宜居更健康。