今年8月11-16日，美國生態學會第104屆年會在肯塔基州路易斯維爾舉行，會上，方精云獲頒“惠特克杰出生態學家獎”。該獎由美國生態學會設立，以紀念享譽世界的杰出生態學家羅伯特·惠特克，授予對生態學作出杰出貢獻的非美籍生態學家，每年僅評選一位獲獎者，是國際生態學界最具影響的獎項之一。方精云是首位獲得該獎項的中國科學家。“美國生態學會是生態學領域人數最多、國際影響最大的學會，能獲這個獎我還是挺高興的，這是對我們多年來工作的肯定。”剛領獎后回到北大的方精云坐在辦公室里，疲憊的臉上洋溢著笑容，對本報記者娓娓道來30年來他以及他帶領的課題組走遍祖國河山，為大自然“望聞問切”，在生態學的高峰上不斷攀登的故事。

2019年8月，方精云在美國獲頒“惠特克杰出生態學家獎”

科學的道路越走越寬

惠特克杰出生態學家獎評選委員會認為，方精云的工作發展了羅伯特·惠特克建立的多個概念，并為這些概念樹立了惠特克時代無法實現的科學嚴謹的新標準。對此方精云解釋道：“我們主要做了幾方面的工作，包括全球變化生態學、植被生態學與生物多樣性，以及生態遙感等。比如，我們最早在國內系統地開展了我國陸地生態系統碳循環和植物群落生態學的研究，后來又較為系統地開展了我國植物化學計量學研究。無論是碳循環、植物群落還是植物化學元素，它們都有一個特點，那就是隨著環境的變化而變化，在南方熱帶地區和溫帶地區是不一樣的，沿著某一或某些環境梯度發生有規律性的變化。從熱到冷的溫度梯度、從多雨到干旱的降水梯度、土壤梯度等等都構成環境梯度。”

雖然在做研究的過程中，方精云并沒有刻意去涉及惠特克的環境梯度理論，或者說沒有刻意按照惠特克理論去做研究，但經過多年的野外考察和實驗室分析，他們發現隨著環境因子的變化，生態特征是發生變化的，這從理論的高度上進行總結，就是環境梯度理論。惠特克在上世紀60年代就提出了環境梯度理論。當時他是通過較小范圍的調查，比如，他發現一座山的動植物分布是隨著海撥高度變化呈現出不同的分布特征的。

“惠特克當時提出的是一個比較寬泛的理論，而我們對更大范圍、更具體的生態特征的研究所發現的規律與惠特克理論相吻合。而且，這種環境因子的變化不僅體現在空間上，也體現在時間上。大家都知道化石燃料燃燒排放大量二氧化碳到大氣中，大氣中二氧化碳濃度的增加造成溫室效應。大氣二氧化碳、氮化物的濃度是隨時間而變化的。自然界的生態特征也會隨著這種環境因子的時間變化而變化。我感覺，惠特克當年并沒有考慮到時間上的這種變化。”方精云笑言，因為惠特克提出的環境梯度理論是一個寬泛的理論，他們在發表論文的時候幾乎沒有提到過惠特克。但是，他們確實發展了惠特克提出的多個生態學概念，并且建立了科學嚴謹的基準，其中很多工作在惠特克時代是沒法實現的。?

中國的生態學研究起步比較晚。“上世紀80年代初，如果出現一個生態學的新概念，我們都覺得不得了，因為那之前中國幾乎沒有什么研究。”方精云認為，這跟中國人受的教育有關系，也跟中國人不太了解大自然有關系。如果一個人從小就經常接觸大自然，就像西方的很多孩子一樣，從小就去野外觀鳥，去觀察各種動物和植物，那么他們可能就會對大自然、對生態學研究產生發自內心的興趣和熱愛。“而我們的學生可能從大學才開始接觸生態學，內心的感受跟從小就形成的對大自然的熱愛是很不一樣的。”內心真正地熱愛大自然，做生態學研究也就不覺得辛苦了。

“中國具有豐富的生境多樣性，環境梯度非常大，從海南到東北，從東部沿海到青藏高原，無論是氣候還是生物多樣性，中國都是最豐富的，這也是我能夠獲得惠特克獎的外部條件。”方精云表示對我國的生態學發展充滿了信心。

生態學研究要走進大自然

“做生態學研究一定要走進大自然，去親身接觸和了解自然。生態學有時也稱為‘野外生物學’，這也說明了野外工作在生態學研究中的重要性。雖然現在的研究工具、方法都進步了，比如遙感、計算機模擬等可以不用去野外，但我還是建議學生要走出去，去看看大自然真正是什么樣子。”方精云其實是一個不太愛說話的人，但他談起生態學研究、談起大自然話就多了起來。

方精云所說的“走進大自然”就是野外調查，這是生態學研究的基本方法。方精云十分重視野外調查和數據采集工作。在近30年的時間里，他對中國和日本的主要植被類型都曾做過實地考察或定點觀測，研究地點涉及我國西藏、青海、新疆、黑龍江、海南等幾乎所有省區和日本的一些地區，初步發現了我國植物多樣性的某些地理分布規律。

野外調查非常辛苦，有時還有危險，尤其在早期，儀器設備和野外生活條件都比較落后。方精云和同事、學生們經常得自己扛著儀器和工具，背上炊具和糧食，常常在野外露宿。“能坐上老鄉的拖拉機都是幸運的了，我們經常得步行。”“有一次，我們去黃河上游考察，整整走了三天才到達目的地。沒有路，車不能通行，我們只能借用當地牧民的驢子馱著工具、干糧等。”方精云回憶說。

1992年，方精云（右二）在海南尖峰嶺做野外調查

1995年5月，方精云作為“遠征北極點”科考隊7名隊員之一參加了我國首次有組織的北極科學考察，對加拿大高緯度地區的生物、凍土、冰雪和大氣進行研究。方精云說，北極的凍土非常堅硬，取樣十分困難。當時同行的人民日報社記者孔曉寧在《走進北極》一書中有這樣的描述：方精云跳下洞，從不同的層次，把冰樣裝進小塑料瓶里。這事需要精細。他嫌戴手套礙事，于是把手套甩了上來。很快，他兩只裸露的雙手，凍得又紅又腫……

從北極回到北京后，方精云對帶回來的大量樣品進行了化學成分分析，發現了一些非常有趣的現象。從那以后，他便開始關注植物和環境中重要化學元素的分布及相互關系。2005年，他領導的研究小組在英國《新植物學家》上發表了關于中國氮、磷元素化學計量特征的論文，被國外著名學者評價為“填補了全球生態化學計量學研究的空白”。

雖然野外調查很辛苦，但能感受到大自然的富饒和美麗，這讓方精云覺得很值得。“當我在青藏高原的樟木地區，從海拔1700多米爬到海拔4000多米的地方，雖然空氣稀薄，爬的過程也很吃力，但我往下望去，視野那么開闊，景色那么美麗，我的心情頓時非常愉悅。”那是1990年夏天，方精云參加中日合作的喜馬拉雅山南坡生物多樣性調查，并在珠峰腳下海拔5000～5800米的高山凍原地帶采樣，以研究植物對高寒環境的生態適應性。

在2009年6月召開的我國首屆野外科技工作會議上，方精云因在野外科技工作中做出的突出成績，榮獲了“全國野外科技工作先進個人”稱號。

科研要解決實際問題

方精云高中畢業時參加了“文革”后第一次全國統一高考，他報考了安徽農學院林學系。“我在農村長大，我們那里很缺木材，建房時屋梁椽子等都需要木材。所以我那時候就有一個樸素的想法，學林學，畢業后能做跟木材有關的工作。”可是上了大學，方精云又覺得做科研是一件很體面的事情。于是他考上了北京林學院教育部政府派遣出國研究生。在國內培訓一年后，他到日本攻讀碩士和博士學位。

在日本留學期間，方精云如饑似渴地汲取著知識的養分。“我從來沒有見過那么多書，恨不得一下子把它們都讀完。”方精云說他只要有空就一頭扎進書堆里，愛看書成了他人生的一件樂事。除了學習新知識，他還很注重思考。“讀碩士的時候，導師有一次給我提出一個跟統計有關的生態學問題，我就一直想啊想，連做夢都在思考那個問題，后來夢中‘化整為零’這個詞給了我靈感，終于成功解決了那個問題。”

2016年8月29日，在呼倫貝爾草牧業試驗區，方精云院士向汪洋副總理匯報試驗區工作進展

方精云認為，做科研不僅是為了探索未知世界的奧秘，還要運用科研成果去解決社會、經濟發展中的實際問題。科研人員不應只是追求多發表文章，還要結合國家需求和社會需要去做一些促進國家和社會發展的科研。對此，方精云不僅在理念上具有前瞻性，在行動上也敢想敢干。

方精云課題組經過對森林、草地、農作物、灌叢以及土壤等碳儲量的研究,建立了我國陸地植被和土壤碳儲量的研究方法，構建了我國第一個國家尺度的陸地碳循環模式，為我國陸地碳循環的研究奠定了方法論。2009年，在哥本哈根氣候大會召開前夕，受中科院學部委托，方精云帶領他的團隊奮戰兩個多月，對全球主要國家的碳排放趨勢和排放量做了詳細測算，并據此對我國的氣候談判政策提出了建議，受到中央領導的高度重視，對制定我國的氣候變化政策產生了重要影響。

方精云說他喜歡“瞎琢磨”。他的大膽設想變成現實的一個例子是“內蒙古呼倫貝爾草牧業試驗區”的建設。

過度放牧造成了草原植被覆蓋度低、生產力水平低、優質牧草比例低等問題。加上國內的糧食生產主要面向居民口糧，給牲口吃的飼料用糧卻面臨巨大缺口。“現在我國基本不缺口糧，但老百姓對牛、羊肉等肉類食物，尤其是優質肉類食物的需求還很旺盛。”

方精云認為，要解決我國飼草料短缺的問題，必須改變農業種植結構，建設集約化人工草地，增加飼草在種植業中的比重。他曾這樣設想：把90%以上的草地都“圈”起來養著，只開墾剩下不足10%的耕地。這樣，一方面人工草地生產的優質飼草喂飽牛羊，進而豐富人們餐桌上的肉類食物；另一方面也保護了絕大部分的天然草地。2014年，方精云課題組將這一想法寫成咨詢報告《建立生態草業特區，探索草原牧區發展新模式》，呈交國務院。

在報告中，方精云率先提出“草牧業”的概念，即在傳統畜牧業和草業基礎上提升的現代化生態草畜產業的理念。他希望通過這一理念的實施落地，從根本上回答“要生產效益還是要生態文明”這一難題，解決草畜矛盾問題。

這一報告受到國務院領導的重視，2015年3月，呼倫貝爾生態草牧業試驗區建設啟動。由方精云領銜的中科院22個研究所、近200名科研人員，在呼倫貝爾農墾集團提供的上萬畝草地上研發實踐。“經過三年多的建設，試驗區取得了很好的效果。國務院副總理汪洋、胡春華都曾先后到試驗區視察。”方精云說道。

帶著倒時差的疲憊接受完采訪，方精云還要接著趕去云南大學，過兩天就開學了，他這個新校長要去歡迎新同學。

文字：北京大學校報記者 張寧
責編：燕元