中国教育报：厦门大学焦念志院士团队领衔发起国际大科学计划助力碳中和——为推进海洋负排放贡献中国智慧
来源：厦门大学 时间：2024-12-20 16:21:16
焦念志（左一）与国际海洋学委员会国际工作组的成员们讨论问题。 学校供图
数十亿年前，海洋，孕育了地球最早的生命。
数十亿年间，海洋，蕴藏了地球无数的秘密。
海洋碳汇——海洋吸收和储存大气中二氧化碳的能力——就是这无数个秘密中一颗耀眼的明珠。在当代地球生命生态面临气候变化挑战的时刻，早日摸清海洋碳汇的成因机制，发挥海洋负排放蕴含的巨大潜力，具有重大理论和产业意义。
多年来，中国科学院院士、厦门大学碳中和创新研究中心首席科学家焦念志及其团队围绕海洋负排放开展深入研究，提出“微型生物碳泵”（MCP）原创理论，助力打造国家战略科技力量，服务碳中和战略目标，领衔发起“海洋负排放国际大科学计划”。
面对严峻挑战，在这一由中国科学家发起的国际大科学计划平台上，集合人类智慧，向海洋进军。
做世界科技前沿难题的解谜者
地球上最大的活跃碳库，不在陆地上，也不在大气中。
地球上最大的活跃碳库，是海洋。
海洋，储存了地球上约93%的二氧化碳，是陆地碳库的20倍、大气碳库的50倍，更累计吸收了工业革命以来人类二氧化碳排放量的近40%。无怪乎，科学家把海洋比作地球的“空调”。
海洋中溶解了大量的碳，海洋惰性溶解有机碳（RDOC）碳库巨大（约6500亿吨），可与大气CO2总碳量相媲美，14C测定表明海洋RDOC平均年龄可达4000—6000年，构成了海洋的长期储碳，然而RDOC库的成因一直是个悬而未决的科学难题，被《自然》杂志文章称为“难解之谜（Enigma）”。从20世纪60年代起，各国科学家们就展开了持续不断的探索。
解开谜题的曙光，在21世纪初出现在中国。解谜者，就是焦念志。
在焦念志眼中，海洋中真正的“巨人”，不是体长几十米的蓝鲸、鲸鲨，而是看不见摸不着的微生物。
无垠的海洋，有无数个体极小、但数量极大的微生物。经过一系列研究，焦念志发现，它们拥有着决定人类命运乃至大部分生命的“巨人之力”——把活性有机碳转化为惰性有机碳。
基于此，焦念志在国际上率先提出“微型生物碳泵”原创理论框架，揭示了微型生物碳在海洋巨大碳库形成过程中的根本作用。微型生物碳泵理论提出后，《科学》杂志将该理论评论为“巨大碳库的幕后推手”，引起全球学界关注。通过国际合作在加拿大达尔豪斯大学的生态模拟体系中进行的长周期实验证实，微型生物碳泵储碳机制不仅存在，而且效率极高。
微型生物碳泵理论的提出，绝非一蹴而就，而是基于持之以恒的研究和长期知识的积累。焦念志早在1991年就开始了海洋新生产力的研究，至今，这仍是为数不多的海洋储碳量化指标之一。在研究海洋碳汇的道路上，焦念志带领团队攻克了一个又一个难关，在30年的时间里，两次获得国家自然科学二等奖。
学以致用、服务国家，是焦念志团队的坚定信念。
早在2011年，焦念志就向国家发展改革委提交了《研发海洋碳汇，保障经济发展》的建议，获评“十二五”规划建言献策一等奖，他和团队持续推动海洋碳汇研发。
2015年，中共中央、国务院印发《生态文明体制改革总体方案》，明确提出要建立海洋碳汇的有效机制，“十三五”国家重点研发计划中支持了多项涉及海洋碳汇的项目。2023年，焦念志科研团队结合我国实际情况，研究提出了在海水养殖区/海上牧场开展基于微型生物碳泵、碳酸盐泵等“四泵集成”的海洋负排放生态工程新范式路线，持续以高校科研力量服务支撑国家战略。
做国际大科学计划的领衔者
10月22日，海洋负排放国际大科学计划第三届开放科学大会在厦门大学举行。这一由焦念志于2017年领衔发起的国际大科学计划，目前已得到33个国家和地区科学家的积极响应和参与。
多年来，我国科学家、高校积极参与了众多国际大科学计划，完成了项目分工，但是处于主导地位的机会较少，亟须从“参与者”向“引领者”转变。海洋负排放国际大科学计划的组织实施，有诸多启示。
努力获得国际科研话语权，首先基于科研创新实力——
我国在海洋领域具备先发优势，在海洋碳汇过程机制研究和负排放技术研发领域具有长期和扎实的科学基础，气候变化与全球人类息息相关……有了这些基础，在国际上发起海洋负排放国际大科学计划号召，也就获得了海洋碳汇领域的积极响应和参与。
领衔做好国际大科学计划，也要深度联合国际科研力量——
海洋负排放大科学计划联合了美国、加拿大、德国、英国等多个国家的顶尖科学家，形成了跨国界的科研合作网络，同时高度重视国际科技组织力量，与北太平洋海洋科学组织、国际海洋考察理事会、国际科学理事会等国际海洋科学组织建立深度合作关系。
深入实施国际大科学计划，还要积极投身国际多边合作——
多年来，海洋负排放国际大科学计划相继参与联合国政府间气候变化专门委员会气候变化特别报告的撰写，应联合国教科文组织政府间海洋学委员会邀请参与海洋碳报告的撰写，还与重要国际海洋科学组织成立国际联合工作组，搭建科学与政策的桥梁，以促进政府间的深度合作。
在建设教育强国的过程中，中国高校更加主动地发起、主导国际大科学计划，为解决世界性重大科学难题提出中国方案、发出中国声音。经过多年不懈努力，海洋负排放国际大科学计划通过了联合国教科文组织政府间海洋学委员会的评审，正式成为联合国“海洋十年”全球行动的国际大科学计划。
做拔尖创新人才培养的践行者
统筹实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，一体推进教育发展、科技创新、人才培养，是建设教育强国的重要路径。
海洋负排放国际大科学计划把拔尖创新人才培养放在重中之重的位置，发起建立“地球系统科学通识教育改革虚拟教研室”，围绕海洋碳汇人才培养搭平台、建体系。
当前，虚拟教研室推出30种语言的“宜居地球”通识课程，来自多个院校的院士专家参与授课，从地球演化到圈层的相互作用，从元素起源到物质循环，从分子生物学技术到地球系统科学研究方法，跨学科、跨时空、多尺度、多维度开展头脑风暴式教学。
在课程授课方式创新上，海洋负排放国际大科学计划创立了授课三人组教学模式、“通识题—思考题”本研一体化考查模式，贯通基础知识与科学前沿，搭建理论与应用的桥梁，极大地开阔学生的视野、拓展听众的知识面，培养学生分析问题、解决问题的能力。
在海洋负排放国际大科学计划的支持下，2023年，来自英国皇家科学院、加拿大皇家科学院、欧洲科学院、奥地利科学院的5位院士专家亲临课堂授课。课程内容涵盖全球黑暗海洋中的原核生物活动、海洋病毒的重要性、地球系统科学的核心概念等内容。
实现碳达峰碳中和是我国高质量发展的内在要求，也是对国际社会的庄严承诺。中国要实现碳中和，把尽可能减排以及可能利用的清洁能源都算上，每年大概还有25亿吨二氧化碳的排放量缺口需要靠负排放来弥补。发挥利用海洋负排放的生态效应，影响不可估量。
下深海，潜至海底1866米，完成厦门大学首次深潜科考；赴海湾，采数据，为建立排海增汇的负排放技术不懈探索……刀在石上磨，人在事上练，在大科学计划的平台上，青年学子和科研人员不断成长，充实我国海洋碳汇人才的培养厚度和技术储备深度。
大科学计划，也为厦门这座城市带来新的发展机遇和活力。
2022年，海洋负排放国际大科学计划总部在厦门启用；2024年，厦门海洋负排放研究中心作为该计划的国内执行机构，也正式揭牌。该计划在厦门落地实施，不仅助力厦门建立海洋负排放示范区，在国际碳中和技术发展中发挥关键的引领作用，更有望推动厦门成为一个集聚高端人才和先进科研力量的国际海洋科学中心。
团队成员表示，将锚定世界科技前沿推进科研，强化人才自主培养能力，为国家重大战略和区域经济社会发展持续作出贡献。
（本报记者 高毅哲）
原载于2024年11月29日《中国教育报》第01版
