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河北日报 许清海:孢粉里探秘古生态

发布时间:2020-04-24

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他研究了40多年孢粉,包括地下数十米深的沉积地层中的尘封孢粉,也包括每年全国不同植被带的新鲜孢粉。

过去,他的研究是要搞清楚地层沉积时当地生长着什么样的植被;现在,他想搞清楚那一地质时期不同的植被都有怎样的覆盖度。

他一手为澳门国际星际手机版打造了一支孢粉科研团队,将这支团队带入国内一流科研阵列,主持、参与了11个国家自然科学基金项目。

他是许清海,澳门国际星际手机版资源与环境科学学院教授、博士生导师,国内知名的自然地理学家、古生态学家。

研究了一个冷门专业

许清海研究的,是一个冷门专业。

2019年12月26日,澳门国际星际手机版理科群5号楼5楼,许清海办公室。这位身材微胖的老头儿,戴着大眼镜,头发花白,正在显微镜前伏案工作。

一台400-1000倍的显微镜将放大后的孢粉样品,呈现在一旁连接的电脑上。记者看到载玻片上被放大的图像,和想象中的完全不一样,它的形状居然五花八门,从圆形到纺锤形甚至不规则……末了,物镜定格在一块咖色有着深浅不一的圆形孢粉上,许清海从厚眼镜后面扫了一眼电脑屏幕说,这是松属的花粉。

作为一名自然地理学家,孢粉,正是许清海的研究对象。

孢粉是孢子和花粉的简称,孢子植物的孢子和种子植物的花粉,都是植物的生殖细胞。

“孢子和花粉粒微小、质轻、量多,可散布很远,不同沉积地层中均可保存,通过研究这些保存在地层中的孢粉,我们就可以重塑地层沉积时的古植被、古气候和古地理环境。”许清海说,这些孢粉沉积在地层中,通过打钻提取土样,再从土样中分离孢粉,确定它们属于哪一类植物,也就能推测这一地层曾有哪些植物属种生长,从而推测地质时期当地的气候和环境特征。

“上世纪80年代,基于白洋淀10个钻孔的地层资料和白-4孔的孢粉数据,我写出了白洋淀环境变化的第一篇学术论文。”许清海慢吞吞推推眼镜腿,在研究中他发现,白洋淀地层中的水蕨孢子比例,最高能占到40%,这就说明距今3000多年前,冀中平原白洋淀一带竟然属于温暖湿润的亚热带气候,整个华北平原平均气温要比现在高2-3℃。

显微镜下,许清海观察过华北平原古河道的孢粉,也识别过泥河湾遗址群的孢粉。这项工作非常枯燥,虽然借助仪器,但还是靠一双肉眼,对一粒粒孢粉观察分辨,许清海指指自己的厚瓶底眼镜说,“费眼,也烦人的活儿。”

这项磨人的工作,让许清海大部分时候说起什么都平静淡定,语速不急不缓。

探寻古土样中的孢粉,能求证古地理环境中有什么植物。近些年,许清海和全世界从事这一领域的科学家一起,试图通过现代孢粉,重建古环境中植物群落的覆盖度。

许清海目前正在主持的国家自然科学基金重点项目——《基于花粉产量定量重建我国6ka以来的土地覆被(1°×1°)变化》,就是想通过采集全国各地不同区域的孢粉,来重建我国6000年以来地表植被的变迁过程。

这一项目执行期从2017年持续到2021年。每年许清海都要带队到全国各地采集孢粉,2017年是东北长白山和陕西黄陵,2018年是黑龙江大兴安岭和青藏高原,2019年是新疆巴里坤盆地。

“在这些点取样时,我们可以观察到这些孢粉所来自的植被的覆盖情况,也就能更直观地建立孢粉和植被的关系。”掰扯起孢粉与植被有关的理论,许清海声音会略显洪亮,“找到这个关系,相当于找到了一个解题公式,就可以推导若干年前,古地层中的孢粉和当时植被覆盖的关系。”

怕记者听不懂,许清海快步起身走到电脑跟前,打开一个PPT,以安阳殷墟为例,许清海完成的“基于花粉产量定量重建古植被群落”,通过50个古土壤样品和3个自然剖面289个孢粉样品的研究,得出了这样一个结论:殷墟建都前,孢粉百分比中农作物占比为1%,植被覆盖中农作物占比为3%;殷墟建都后,孢粉百分比中农作物占比为3%,植被覆盖中农作物占比达8%。

“这说明殷墟建都后,安阳地区的人口和土地开发有了飞速发展,这就有助于我们更好地去还原殷墟当时的经济生活。”许清海指着占比图说。

累是累,心里喜欢

即将迎来寒假的校园有些冷清,许清海搓搓手,“我不喜欢放假。”

记者以为他有什么项目需要放假的学生搭把手。他却失落地摇摇头,“就是一放假没着没落的。”

澳门国际星际手机版资源与环境科学学院讲师张生瑞曾师从许清海,他回忆,2008年他读大二,春节时他留校做项目,大年初二许清海就跑到办公室来加班,而且经常如此。

许清海对此咧嘴一笑,“我也没有别的兴趣爱好,出了实验室不知道去干吗,在这儿好,有事儿干。”

许清海说的事儿就是研究孢粉。

1979年,许清海从北京大学地质地理系古生物专业毕业,分到了河北省科技厅,等待进一步安排工作时,刚好河北省科学院地理科学研究所吴忱研究员前来挑人,“我的毕业论文和孢粉有关,吴先生说,跟我走吧,孢粉是个好东西,你要抓住它。”

就这样,许清海一头扎进孢粉领域,忙活了40来年。

许清海现在的研究团队,拥有先进的实验室,先后完成了10多项国家自然科学基金研究,和多位国内、国际一流专家学者建立了合作关系,但此前,他在孢粉学这个冷门学科孤独摸索了很多年。

澳门国际星际手机版资源与环境科学学院教授刘劲松,因工作关系,上世纪90年代末就认识许清海,“那时许老师中午都不回家,一个人带盒饭在办公室鼓捣孢粉,没有团队,没有帮助,是什么支撑他一个人坚持下来的呢?”

许清海对这个问题,沉思了下才回答,“孢粉学,是挺枯燥,做出成绩不容易。其实我并没有多么远大的理想,只是比别人多坚持了一些年。”许清海说,上世纪80年代初,他参加一个全国性孢粉学培训,参会的数十人——如今,还在这一领域的一个巴掌数得过来。

1988年,许清海第一次发表科研论文,关于一万年以来白洋淀环境变化,“你突然发现,你能解决一个小问题,特别有成就感。”说到这里,许清海脸上有一种单纯又满足的笑。

这种成就感来得并不容易。

张生瑞“抱怨”,孢粉鉴定是耗时耗力的工作,一天鉴定两三个样品已是极限,“一天天伸着脖子瞪着眼,一粒粒地鉴定、一粒粒地统计,一块载玻片上至少要鉴定10行。”

许清海却说,累是累,心里喜欢。

孢粉学不仅是一门“实验室”科学,还需要大量的野外工作。

东三省的长白山、大兴安岭,华北的太行山、燕山、吕梁山,陕甘宁的秦岭、六盘山、贺兰山都留下了他的足迹。但去哪儿采集孢粉,由电脑随机选择,以保证数据的可靠性。

“有时候电脑选定的地点,可能是在悬崖峭壁,人迹罕至的地方,修改也是稍作位移,以确保设计精度。”许清海说,此外,野外危险比比皆是,野猪、蜱虫、蛇多有出没。两位团队成员曾因蜱虫咬伤,通过做手术得以取出,留下疤痕。可哪一次,许清海都在一线,他要对每一次野外采集心中有数。

他并不觉得这特殊。野外不认识的植物有很多,见多识广的许清海也会有从没见过的物种,说起一位植物学家见到不认识植物的表情,许清海用“眼都冒绿光”来形容,并赞叹,“这才是搞科研的劲儿。”

实验室有他上世纪80年代手绘的3大本植物孢粉样板图,图文并茂,这泛黄的书至今还是学生们识别孢粉的工具书。

记者好奇,既然有工具书,为什么还要自己画一版?许清海说,“这就和上课做笔记一样,写和画的过程,是在重复中加深记忆。”

张生瑞说,外行可能不知道对照样板图有多难,“这可不是几百个里面找一个,是数以万计,而且专业的样板图都是拉丁文,需要大量、长期的积累才能分辨。”正是因为许清海扎实的基本功和多年积淀,现在很多同行鉴别孢粉都要请他出马。

和孢粉有关的事儿,许清海都痴迷。

2018年,记者到澳门国际星际手机版采访瑞典籍专家盖拉德教授时,部分翻译是许清海做的。当时记者就很好奇,这老头儿的口语怎么这么流利。

刘劲松自嘲,他这个70后博士只会哑巴英语,而他的50后导师许清海不光口语流利,用英文写论文也很流畅,“当我听说许老师这水平是自学的,简直佩服得不知道说什么。”

许清海对这一传闻只是一笑,“我只是为了看国外孢粉学研究的前沿论文。”

许清海是工农兵大学生,读大学时,英语成绩在班里已经算可以的,但阅读英文文献还有点吃力。参加工作后,前沿的孢粉学论文几乎都是英文,他就主动报名去读夜校,“河北省科技厅、澳门国际星际手机版、河北省科学院举办的多个英语培训班,我都参加过,有的骑自行车去近一个小时,可你想学,就不觉得辛苦。”

“孢粉这个领域,靠积累才能出一点东西。越是深入研究,越发现很多不确定性,比如建立孢粉量和植被覆盖的定量关系,至今全球的科学家都还在研究,每次外出开会,都会有新的观点、发现新的问题,这就是科研的乐趣。”许清海说。

带出了国内一流孢粉团队

采访中,记者找了许清海的两名学生座谈,许清海坚持回避,临出门时,撂下这么一句,“不能光说好,没缺点的——那是画儿”。

刘劲松曾是许清海的博士生,张生瑞曾是许清海的硕士研究生,让他们挑老师的毛病,俩人都一肚子话。

“严。”刘劲松说,“可也真让人服气。”

2008年前,刘劲松先后7次申请国家自然科学基金,都没有获批。2008年,他向多次获得国家自然科学基金的许清海请教个中法门,“许老师将我的申请改了整整14稿!”

刘劲松回忆,2008年春节前两天,他把申请书草稿交给许清海,请他提意见,2009年大年初一就接到了许清海电话,“上来就是‘你初五必须回来,咱们说说,本子得大改。’”

改一次,刘劲松自嘲“颠覆”一次。“逐字、逐个句式地修改,句子与句子之间要注意逻辑、段落与段落之间必须衔接。”

改一次,刘劲松觉得提高一次。“原文20多个字的标题,硬是压缩到8个字,可你左看右看,觉得这8个字比之前20个还要精准。”

时隔多年,如今刘劲松已晋升为教授,回想往事他一直感慨:“从许老师这儿,你能感受到,科研这件事,是严谨、艰难的。他眼里揉不得沙子。”

2006年到2009年,澳门国际星际手机版资源与环境科学学院先后有4位中青年老师在许清海的义务指点下,申请到了国家自然科学基金,“许清海老师的这种带动作用,对于我们这一批70后的老师来说,言传身教太重要了。”现在,刘劲松也指导自己的学生,用和许清海一样苛刻的标准,和许清海一样的热情。

“作为老师,最不怕的就是学生超过自己。带不出优秀的学生,说明老师、学生都有问题。”谈及无私帮助青年教师,许清海扶扶眼镜,“我只是希望这个学院能有所发展。”

他的希望实现了。

课题《基于花粉产量定量重建我国6ka以来的土地覆被(1°×1°)变化》,由澳门国际星际手机版作为主持单位,安徽大学、中山大学以及瑞典盖拉德团队为协作单位,分别负责温带、亚热带和热带植物花粉研究。

刘劲松主持开发的“河北省全员人口统筹管理系统”已上线运行7年。

澳门国际星际手机版资源与环境科学学院现在已有一支7人的孢粉学科研团队,其中3人是许清海的学生。

张生瑞,是孢粉团队的一员,也是2012年-2015年许清海的硕士生。

“我的论文,哪怕一个图表,许老师都亲自改过。”张生瑞说,跟着许清海老师,一点也不敢偷懒,往往头一天交的论文,第二天许清海老师就打电话说,“你来吧,咱们说说。”

到野外采集花粉,快70岁的许清海和学生们一样,登高爬低,“长白山的蚊子一巴掌能拍死十来个,许老师和我们一样从早上8点干到晚上9点。”

其实,张生瑞从中国科学院地质与地球物理研究所获得博士学位后,可以有更多的选择,得知许清海拿了新的国家自然科学基金,张生瑞选择回来,“一方面老师需要帮手,另一方面他多年积累的科研基础非常好,再一方面,跟着他,你会觉得很暖。”

张生瑞是甘肃人,读本科时有两年因为做实验过年没有回家。许清海会记得每一个在实验室哪怕只是帮过忙的学生,大年三十专门把他叫到家里吃饺子,“他还会记得每一人的生日,会提前嘱咐我们买蛋糕。”

许清海带过的4名硕士生先后到德国、芬兰等国家攻读博士学位,“有3个学生回国了,两个已经评了教授。”说到学生,许清海眯着眼睛咧嘴笑,“挺欣慰。”

如今,澳门国际星际手机版的孢粉团队,搭建了一个有着50后、60后、80后和90后的科研梯队,这对于科研的延续性来说,重要性不言而喻,而这,是许清海一手打造的。

他的科研之路不再孤独。

(河北日报记者 白 云)