文／周　瑋　朱　琳

　　10 年潛心深造，他立足森林生態(tài)學基礎研究；執(zhí)著創(chuàng)新，他長期探索氮沉降與森林碳氮生物地球化學過程，為碳中和戰(zhàn)略貢獻力量；初心為終，匠心為用，他扎根華南地區(qū)野外森林定位研究站，只為圓那一個“生態(tài)夢”。他，就是中國科學院華南植物園副研究員鄭棉海博士。

　　2012 年，鄭棉海從華南農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)后，用8 年時間在中國科學院華南植物園攻讀碩士、博士學位和從事博士后研究，依托廣東肇慶市鼎湖山、江門市鶴山等國家野外森林定位研究站，探索氮沉降對我國南方森林生態(tài)系統(tǒng)的影響及其機理。他先后入選第一屆中國生態(tài)學學會青年人才托舉工程、第三屆中國博士后創(chuàng)新人才支持計劃、第十一批中國科學院青年創(chuàng)新促進會會員。2022 年入選中國科學院特聘研究骨干崗位，擔任生態(tài)系統(tǒng)管理研究組負責人（PI），同時也是華南植物園生態(tài)黨支部“碳中和”青年突擊隊骨干。截至目前，他已經(jīng)在國內(nèi)外學術刊物發(fā)表論文43 篇，其中以第一/ 通訊作者發(fā)表論文24 篇。主持完成科研項目8 項。曾獲中國科學院優(yōu)秀博士學位論文、院長優(yōu)秀獎、優(yōu)秀畢業(yè)生等榮譽。在森林生態(tài)學和碳氮生物地球化學等領域做出了突出的成績。

　　為生態(tài)建設，一直在路上

　　“生態(tài)學基礎研究是一項長期的工作，它的科研成果可能無法很快做到技術轉化實現(xiàn)短期效益，所以需要科研人員有耐心、有熱情。”正是懷著這種堅定的信念，鄭棉海在從事科研的過程中從未懈怠。

　　全球變化背景下，大氣氮沉降被認為是森林氮素的主要來源。然而在長期氮沉降環(huán)境下，許多森林出現(xiàn)氮的流失多于沉降氮的輸入，但迄今為止對森林如何維持氮素平衡仍不清楚。針對此問題，鄭棉海定量分析了土壤、凋落物、苔蘚、植物根際和葉際等多個森林隔層的氮輸入情況，發(fā)現(xiàn)這些隔層中存在微生物固定大氣氮的現(xiàn)象（生物固氮）。

　　為了探究這種固氮現(xiàn)象在氮沉降環(huán)境下是否存在，他采用了多種施氮方法進行驗證。其一，依托我國最早建立的模擬森林氮沉降試驗平臺，經(jīng)過多年氮添加處理，他發(fā)現(xiàn)雖然多數(shù)自然林和人工林土壤出現(xiàn)氮富集現(xiàn)象，但森林的微生物固氮速率仍維持在較高的固氮活性范圍。其二，依托國內(nèi)首個林冠氮添加試驗平臺開展研究，他發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)林下施氮的實驗方法低估了微生物的固氮效率。此外，利用15N 穩(wěn)定同位素示蹤技術，鄭棉海團隊分析了氮輸入在森林中的去向，估算了森林對外源氮的回收率，發(fā)現(xiàn)超過50% 的氮素儲存于植物和土壤中。這些結果證實了游離微生物固氮是森林隱藏的重要氮源，更新了學術界對森林氮素來源的認識。

　　據(jù)此，鄭棉海提出了“富氮森林可以高效固持外源氮”的新假說。基于全球陸地生態(tài)系統(tǒng)微生物固氮的觀測實驗，量化了不同資源對微生物固氮的調(diào)控效應，結合人類干擾活動和全球氣候變化等實驗處理，證實了碳、氮和磷等資源協(xié)同影響微生物固氮的關鍵途徑。上述研究發(fā)表在EcologyLetters、Global Change Biology、Ecology、Journal of Ecology等生態(tài)學領域權威期刊，詮釋了森林氮素動力學機制，證明了微生物固氮過程受多種資源的協(xié)同作用，為陸地氮循環(huán)模型及其驅動機理的完善提供了理論依據(jù)。

　　為了結合國家“雙碳”戰(zhàn)略需求，他進一步探究了“氮”輸入對生態(tài)系統(tǒng)碳中和的貢獻，由此開展了森林碳氮生物地球化學的研究。依托廣東鼎湖山定位研究站，鄭棉海團隊進行了長達13 年的土壤碳排放的監(jiān)測和實驗研究，發(fā)現(xiàn)長期氮沉降對亞熱帶森林土壤碳排放的影響呈現(xiàn)“無顯著變化—顯著降低—無顯著變化”的三階段規(guī)律。

　　進一步發(fā)現(xiàn)，13年的施氮處理使土壤碳排放減少6.5～9.1MgCO2 ha-1，等同于1g 氮輸入可以減少6 ～ 13g 碳排放?；诙侥M氮沉降平臺建立以來測定的849 項土壤、植物和微生物碳氮循環(huán)數(shù)據(jù)，他們分析了生態(tài)系統(tǒng)的響應機理并構建了三階段的生態(tài)學理論框架。2022 年，該研究結果發(fā)表在地球科學領域頂級刊物Nature Geoscience ，為生態(tài)學理論、氣候變化預測及生態(tài)系統(tǒng)碳中和技術的發(fā)展提供了重要的參考依據(jù)。該成果發(fā)表后，鄭棉海受邀撰寫Research Briefi ng并進行重點報道。中國是世界上大氣氮沉降最嚴重的地區(qū)之一，也是森林資源豐富的國家，他們的研究量化了長期氮沉降減緩熱帶森林土壤碳排放的貢獻，可助力于國家“雙碳”戰(zhàn)略目標的需求。

　　為科研傳承，初心不動搖

　　“鄭老師總是我們課題組最早到的，周末也經(jīng)常加班”，他的學生說道。集思廣益、鍥而不舍是科研的靈魂，鄭棉海將這種科研精神潛移默化地灌輸給新一代年輕人。在他的影響下，整個團隊形成了一絲不茍的科研作風。

　　2002 年，鄭棉海的博士生導師（莫江明研究員）在鼎湖山建立了國內(nèi)最早的模擬森林氮沉降平臺，依托該平臺已在學術成果、科研獎勵和人才培養(yǎng)等方面取得了突出的成就。在莫江明老師的悉心指導下，鄭棉海也取得了較好的學術成績。2022 年，他正式接管莫老師的研究團隊并成為華南植物園最年輕的PI，帶領團隊繼續(xù)探索。目前，鄭棉海指導本科生3 名（大學生科技創(chuàng)新計劃）、研究生8 名和博士后2 名，有4 名研究生已獲得學位，其中1 名獲得“中國科學院院長優(yōu)秀獎”和“優(yōu)秀畢業(yè)生”稱號。

　　“對于科研工作者來說，實驗的失敗是不可避免的，但是要養(yǎng)成多思考、多觀察的習慣，沉下心去閱讀文獻、重復實驗，只有這樣才能做好研究。”正是出于對科研的熱情和執(zhí)著，鄭棉海從研究生階段以來就不斷取得較好的成績：2020 年，他的博士學位論文《氮磷添加對南亞熱帶三種典型森林自由固氮的影響和機理》獲評中國科學院百篇優(yōu)秀博士學位論文，博士后研究論文《自然生態(tài)系統(tǒng)生物固氮的理論探索和機制研究》被評為全國博士后創(chuàng)新人才計劃- 優(yōu)秀創(chuàng)新成果。

　　2023 年3 月，他受中共廣州市委“奮斗的青春”欄目人物專訪，以廣州青年故事為主題在“廣州青年”“中國科學院廣州分院”等微信公眾號推送。其人物事跡以“鄭棉海：為生態(tài)環(huán)境發(fā)展貢獻青年力量”為題在《廣州青年報》宣傳，同年也獲評華南植物園優(yōu)秀共產(chǎn)黨員。目前，他是TheInnovation、Eco-Environment & Health、Frontiers in PlantScience、Frontiers in Soil Science、Forests、Nitrogen、《地球環(huán)境學報》7 家學術期刊的編委、客座編委或青年編委。他正在自己的科研領域里開辟一條寬闊的道路。

　　作為一名青年科技工作者，鄭棉海的科研歷程體現(xiàn)了純粹的青年科學家精神，一種為理想而奮斗的熱忱。作為我國生態(tài)建設道路上的探索者，他正著力于森林生態(tài)學和碳氮生物地球化學的研究，以及生態(tài)和地學領域新一代科研人才的培養(yǎng)，以學問為矛、以理想為馬，風雨兼程，一路前行。

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