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“雙碳”戰略，是我國在應對全球氣候變化、推動經濟綠色轉型方面的重要舉措。致力于解決環境問題、保護生態系統和實現可持續發展的生態學研究對“雙碳”戰略的實施具有不可替代的作用。實現“雙碳”戰略離不開生態學所提供的科學依據和技術支撐。然而，在生態學科研當中，還存在諸多亟待破解的理論基礎和技術難題。比如：陸地關鍵碳通量的動態變化還不為人所熟知、生態系統狀態躍變仍難以預測……一系列難點分布于生態學所屬的植物生態學、全球變化生態學和生態系統生態學等多個分支領域，為領域內科研人員的綜合科研能力提出了重大挑戰。

生態優先克難關，雙碳目標勇向前。身為青年科學家的他，胸懷“國之大者”，立足國家戰略，扎根科研，以原創性科研成果永擎生態學科技旗幟，為雙碳戰略的順利實施提供了堅實的科技支撐。他就是中山大學生態學院副教授黃恒。長期以來，黃恒一直從事植物生態學、全球變化生態學和生態系統生態學研究。面向雙碳戰略，立足生態學科研難點，他通過理論建模、野外實驗、室內控制實驗等手段，較為深入地探究了資源和環境條件對不同生態學尺度上的物質能量代謝速率及生態系統穩定性的影響。在植物功能性狀關系及植物生長動態規律、陸地生態系統碳循環過程對氣候變化的響應及其機制、生態系統穩定性變化規律及其驅動機制等方面取得了創新成果。近年來，黃恒主持了國家海外高層次青年人才項目和中央高校基本科研業務費等項目。在求學和科研過程中，黃恒先后榮獲國家優秀自費留學生獎學金、U.S. Carbon Program Leadership Award、美國生態學會青年生態學家分會“杰出論文獎、美國生態學會亞洲分會“青年生態學家獎”、美國博物學家學會“青年科學家獎”等榮譽和獎項。

創新突破拓展生態學代謝理論

創新生態學代謝理論有助于全面認識陸地關鍵碳循環過程的動態變化及其對全球變化的響應。鑒于此，黃恒以高度的科研責任感，立足生態學科研現狀和理論瓶頸，進行了卓有成效的科研并取得理論突破。基于細胞能量學和酶動力學構建了植物代謝速率與生物量、溫度和植物含水量的理論模型，發現植物器官和個體水平上的代謝速率（光合和呼吸速率）隨植物含水量增大而非線性增加并遵從米氏方程動力學規律。研究首次從理論上揭示了水分調控植物代謝速率和功能性狀的普適性規律，進一步完善了生態學代謝理論。研究結果有助于進一步理解降雨格局變化對植物物質能量代謝的影響。黃恒分別以共同第一作者（排名第一）和獨立通訊作者身份將該研究結果發表在The American Naturalist （2020）、New Phytologist （2020） 和Nature Communications （2022）。

揭示氣候因子與植被生產力對陸地生態系統碳通量動態和碳平衡的重要調控作用

土壤異養呼吸是全球碳循環的重要組成部分，但它仍然是目前了解最少的碳通量之一。全面認識土壤異養呼吸的動態變化規律將有助于降低全球異養呼吸估測的不確定性，并提高地球系統模式對全球碳循環過程的預測能力。據此，黃恒基于微生物生長動態構建了生態系統尺度上土壤異養呼吸的概率模型，結合全球通量觀測網絡數據庫，發現土壤異養呼吸日動態變化符合伽馬分布，且不受生態系統類型等影響。經過研究發現，盡管土壤異養呼吸受土壤資源水平、氣候及植被類型等多因素影響，但在生態系統尺度上其動態主要受降雨特征和植被凈初級生產力調控。該研究為準確評估全球變化背景下陸地生態系統的碳收支格局奠定了理論基礎。黃恒將相關研究成果以第一作者身份發表在PNAS （2021） 和One Earth （2024）。其中，發表在PNAS上的研究被“Faculty Opinions”（原F1000 Prime）推薦。由于創新突破，黃恒榮獲2022年美國生態學會青年生態學家分會“杰出論文獎”。

闡明全球變化對脆弱生態系統穩定性的定量影響及其驅動機制

環境變化不僅影響生態系統過程，還可能通過與生物體的相互反饋改變生態系統狀態。當環境壓力接近閾值時，生態系統可能從一種穩態躍變到另一種穩態。生態系統躍變目前仍難以預測，可能導致系統崩潰等災難性后果，并且一般難以恢復到原來的穩態。探究生態系統躍變行為及其驅動機制，將有助于預測全球變化背景下生態系統穩定性的動態變化及其對相關生態系統功能服務的影響。為此，黃恒結合野外實驗和理論建模等手段量化了全球變化對脆弱生態系統穩定性的影響。他研究發現：全球變暖條件下植被?微氣候正反饋將促使林草交錯帶生態系統木本植物的快速擴張；當環境干擾強度達到臨界點時，傳粉網絡將通過自交?獎勵?傳粉正反饋機制迅速崩潰。該研究結果對區域生物多樣性保護和生態系統恢復具有重要的科學指導意義。黃恒將相關研究成果以第一作者身份分別發表在Ecology（2018，2020）和One Earth（2021）。

教研一體助力“雙碳”服務國家需求

在黃恒看來，科研不僅是為了追求學術上的突破，更是為了解決實際問題，服務國家及社會需求。為此，黃恒始終將科研與社會需求的緊密結合，創新科研成果能夠更好地服務于社會，推動發展新質生產力。身肩教學和科研的雙重責任，黃恒始終認為科研和教學是不可分割的一體兩面。在“雙碳”戰略背景下，為了鼓勵學生創新攀登實現“雙碳”戰略的科學路徑，他在教學中將開設《碳中和與生態系統碳匯管理》課程，并通過課程教學為學生介紹碳中和的背景、意義和實現路徑，以及生態系統碳匯的定義、機制和重要性；重點講解陸地生態系統（包括森林、草原、濕地等）的固碳機制以及影響碳匯的關鍵因素，并介紹碳匯評估的原理和方法，包括不同生態系統的碳匯潛力分析及其在碳中和政策制定等方面的應用。此外，黃恒還將以深入分析生態系統碳匯管理的措施和實踐案例，包括植樹造林、森林保護、濕地修復等措施為著重點，輔導學生深入理解陸地生態系統碳匯的科學原理和實踐應用，并培養他們對生態文明建設的認識和參與意識，為未來積極參與生態環境保護和碳中和行動奠定良好的基礎。

科研本身就是服務社會。站在科技的最前沿，黃恒將結合固定樣地監測、野外控制實驗和理論建模等生態學研究方法，圍繞陸地生態系統碳匯動態及其穩定性探究一系列關鍵科學問題：探究生態系統碳匯動態及其穩定性變化規律，揭示碳庫動態變化規律，分析生態系統碳匯穩定性沿環境梯度的變化規律，量化關鍵環境因子對陸地碳匯穩定性的影響；研究土壤碳循環過程對氣候變化的響應機制，以此來闡釋關鍵生物因子、氣候因子和土壤條件對土壤碳庫及碳通量不同組分的調控機理；創新構建陸地生態系統碳匯動態的理論框架，最終研究將進一步提高對陸地碳匯動態的預測能力，為實現我國碳中和目標和減緩區域氣候變化提供科學依據。

創新科研永無止境。馳騁在生態學助力“雙碳”戰略的科研賽道上，黃恒滿懷信心，并表示將勇往直前，用智慧和毅力不斷書寫“碳達峰”、“碳中和”的科技答卷。（文／張麗麗）