浙大90後學霸首篇一作登上《科學》：研究很接「地氣」

近日，浙江大學生命科學學院程磊教授實驗室基於前期工作和相關實驗數據，就深層土壤對氣候變化響應的理論基礎和計算方法進行了深入探討。該成果以技術評論的形式（technical comments），於2月23日刊登在國際學術期刊《科學》雜誌上。

在夏天，人們通常有這樣的體驗：天氣越熱，喝水越多，出汗越多；我們看到身邊的狗狗，也會吐著舌頭，不停地呼哧呼哧喘氣……

而在我們的土地，也和人一樣，在全球變暖、氣溫升高的過程中，不斷「喘氣」——其中，佔大部分的是我們熟悉的碳。

於是，就有悲觀派說，要控制碳排放啦，因為氣溫升高，微生物代謝加快，碳排放會增加，全球變暖將進一步加劇；

也有樂觀派說，沒關係，微生物會幫助固定更多土壤中的碳，全球變暖沒那麼可怕……

那麼，氣候與土壤，一個「天」一個「地」，這兩者有什麼聯繫？來看浙江大學生命科學學院程磊教授實驗室的研究。

打破已有數據「迷信」，創新計算方法

早在程磊實驗室發表這篇技術評論之前，美國研究人員Hicks Pries 等已在《科學》發表封面文章（Hicks Pries et al。 Science 355：1420），報道了人工增溫條件下1m深度土壤CO2產生（主要為微生物呼吸），並估算了所有土壤深度微生物呼吸的溫度敏感性——Q10的值。

Q10值表達的是溫度每上升10 ℃微生物呼吸上升的倍數。這一溫度敏感性值對於預測氣候的模型是非常重要的參數。

但通過仔細分析原文數據，實驗室研究人員發現，通過已有計算方法得出的Q10值之間有著比較大的差距，而這種誤差會覆蓋上下土層的差異，從而影響對氣候變化的預測。

於是，實驗室在研究中提出對Q10的計算方法進行改進，提出通過一個廣義線性模型來計算並分析深層土壤二氧化碳產生的溫度敏感性，進而解決了由於實驗觀測數據變異所導致的溫度敏感性計算大幅偏離理論值的困擾。該實驗室負責人表示，這有助於更精確揭示深層土壤對氣候變化的響應強度，對於氣候變化模型將深層土壤納入考慮以預測未來氣候變化有著重要的指導意義。

文章中還提出，深層土壤對氣候變化響應的滯後效應（thermal lag）。由於全球氣候系統處於動態變化之中，同時受土壤熱傳導率及土壤厚度等影響，導致底層土壤溫度變化相對於表層土壤存在滯後效應。這一滯後效應的提出對於未來野外土壤升溫實驗有著重要的指導意義。

90後小伙兒破解計算難題，一作身份登上Science

憑藉前沿的理論探討，該實驗室的成果獲得了Science的認可。沒有駁回，幾乎沒有修改，一投即中，這讓博士生肖璟十分驚喜：「我以前從來沒一作發過SCI論文，這是第一篇。」

在這個團隊里，成員們常常有這樣一個困惑：拿著問題去問老師，老師有時並不會直接告訴學生答案，反而會給他們一些文獻，讓他們自己去尋找答案。

「老師的閱讀量非常大，我們往往能夠在他推薦的文獻中找到問題的答案，有時還會有意外的收穫。」肖璟對老師很是「崇拜」，「老師盡量給每位博士生出國參會的機會，也讓我們很感激。」此外，程老師還非常注重學生論文寫作能力的鍛煉。「老師一般是讓學生先自己完成初稿，然後老師會修改一遍並寫上詳細的批註返回給學生，讓學生確認並自己修改一次，再由老師修改，如此反反覆復直到文稿滿意為止。」

在導師程磊眼裡，寫論文還不是博士生培養的最終目的。「我們是要培養科學家。」

程磊表示，論文寫作其實是升華的過程，學生通過站在科學前沿，將已有的零碎知識串聯，並用邏輯的形式，提出問題，解決問題，繼續學習，總結規律，展現研究，不斷攀登科學高峰。

如今，這個由90後，甚至是95後組成的年輕團隊，一直著力於研究微生物調控的土壤生態系統以及碳循環過程對氣候變化的響應機制。在前期建立的微生物調控土壤碳循環對氣候變化響應理論框架基礎上 （Cheng et al。 Science 337：1084），實驗室通過結合野外大田實驗、理論建模、大數據整合以及微生物功能基因組學，揭示了底層土壤碳循環對氣候變暖響應的微生物學機制（Cheng et al。 ISME Journal 11：1825），並進一步提出適時開展氣候變化對深層乃至整層土壤影響的實驗與理論研究的重要性，特別是在不同地點、不同生態系統的研究將有助於進一步在全球尺度上對土壤有機碳庫的變化進行預測。但是，相關研究在理論和實驗技術上均具有一定挑戰性。

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