SUSTech科研说 | 在地理研究的广阔天地中“行万里路”
2025年06月27日

近日,南方科技大学环境科学与工程学院2023级博士生覃颖祚以第一作者身份在《自然》(Nature)上发表研究成果,首次揭示了亚马孙森林砍伐对降水的影响在季节间发生逆转的新机制。该研究不仅突破了热带毁林与降水关联机制的研究瓶颈,更以全新视角重塑了该领域的认知框架,引发了国际学界的广泛关注。这份突破的背后,是他在环境科研道路上步履不停地执着探索。

EGU-覃颖祚在EGU2025作口头报告.jpg解锁水循环密码:创新方法揭秘毁林降水季节逆转机制

“热带毁林对降水影响的研究一直缺乏完整的归因链条,我们的工作就像把散落的拼图拼在一起。”覃颖祚的研究打破了传统研究中观测、遥感与模型相互孤立的局限,通过改进耦合模型与水汽追踪技术,结合多源遥感观测,首次在时空尺度上系统揭示了陆地水分循环与外源水汽平衡对降水季节分布的决定性调节作用。导师曾振中教授评价道:“这些研究结果表明,热带雨林不仅是我们熟知的水源涵养地和碳储库,还在调节降水的季节分布方面发挥着关键作用。它能够削弱雨季的降水强度,同时增加旱季的降水量。”研究显示,雨季时森林破坏会加强大气水汽输送,导致降水增加2.2%;旱季则因地表水分蒸发减少,使降水下降3.9%。这表明热带雨林能够削弱雨季的降水强度,同时增加旱季的降水量。“然而,若热带雨林持续遭受破坏,这一调节功能将逐渐减弱,导致旱季更加干旱、湿润季更加潮湿,从而影响热带雨林自身的稳定性。这种变化可能进一步加剧森林覆盖率的下降,形成正反馈效应,并最终通过气候遥相关和碳循环对全球气候系统产生深远影响。”

这项研究的核心突破在于完成了对碎片化现象的理论整合。《自然》期刊的重点报道正是基于该研究“挑战研究惯性并建立新解释框架”的科学价值。

研究成果发表后,国际同行基于热带雨林研究的全球重要性给予了高度关注和认可。领域专家Wim Thiery在Nature news专栏评价道:“该研究的技术方法具有创新性:通过追踪区域气候模拟中的大气水汽流动,结合卫星数据,系统量化了砍伐前后水汽的输入、再分布与流出,为理解热带森林-气候相互作用提供了更精细、动态的手段。更重要的是,这一成果为预测‘临界点’风险(如森林退化为稀树草原)提供了科学基础,并强调了未来研究需持续融合动态植被模拟、季节性分析与多尺度反馈机制,以全面评估气候变化与土地利用共同作用下的生态系统稳定性。”

该研究为理解全球变化下的区域水循环提供了关键模型支持,其成果目前已被巴西热带雨林保护政策采纳为科学论证。而在覃颖祚看来,其更重要的意义在于证明了“基础研究的突破往往源于对既有范式的反思”。

淬炼于试错之间:南科沃土育科研韧性

模型初跑时竟呈现毁林区域的降水显著增加——这一完全颠覆对植被与降水关系的传统认知的结果,就是摆在覃颖祚面前的一道挑战。“我的第一反应是模型出错了。”他坦言道。出于科研严谨性,覃颖祚又花了数周时间检查数据、重新排查参数设置并反复进行敏感性测试,甚至一度产生了自我怀疑。但他没有轻言放弃,“这或许不是错误,而是一个隐藏在常规认知之外的真实物理机制。进一步查阅文献后发现,的确有研究暗示热力扰动可能吸引水汽汇聚,这与模拟的结果高度吻合。”课题组的集体研判认可了“异常值”存在的合理性,也极大地增强了他继续前进的信心。“导师间的开放协作、同学间的活跃讨论,都极大地帮助了我不断打磨和完善思路。”他真正体会到,“科学的突破往往不是在验证已知,而是在质疑‘理所当然’中诞生的。敢于承认‘这可能是新的’,才是科研真正的勇气。”

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科研之路并非一番坦途。之前整整三年没有一篇成果发表,覃颖祚每天都在读文献,跑失败的模拟、调代码,投入大量时间却看不到成果,那种挫败感一度让他怀疑自己是否适合走科研这条路。直到后来,之前那些不起眼的积累,逐渐构成了研究的核心框架——那些年走过的“弯路”,最终变成了后续工作的基础。“现在回头看,这段‘无果’的岁月,其实是厚积薄发的必经之路。它教会我耐心、敬畏,也让我真正理解了科研的意义:不是快,而是扎实。”覃颖祚说。

这次投稿过程也并非一帆风顺。编辑在最终给出接收通知前,曾以“拒稿”形式转达审稿人的建设性意见。这一度让覃颖祚感到沮丧,但仔细分析后,他意识到这些意见非常有价值。“慢慢地,我学会了把审稿人当作合作者,每次修改都是对研究成果的再凝练和再提升。即使投稿被拒的挑战,也要看作是攀登学术高峰的垫脚石,不断进步的阶梯。”如今,他已将“拒稿”视为“定位校准”,把审稿意见当作“隐形合作者的馈赠”,审稿人的严格要求与导师的引导一样,都是推动研究不断精进的重要力量。

南科大的系统性支持是坚强后盾。覃颖祚表示,“南科大在制度、文化和环境层面对我的研究提供了系统性支持。制度层面,‘预研基金’机制让我在立项前就能启动探索性工作,关键阶段及时覆盖了模型搭建与数据采集的资源需求。文化层面,学校倡导‘自由探索、鼓励试错’的求知精神,让我敢于探索交叉性研究方向,在学术组会和沙龙中得到来自导师和同学们的积极反馈和技术建议,促使我不断优化方案,最终发展出一个可行的实验框架;环境层面,高效的太乙超算平台和行政支持流程以及高质量的科研平台,显著提升了将想法转化为可操作方案的科研效率。”

丈量无垠天地:践行“行万里路”的地理求索之路

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“深夜实验室里,大家早已散去,只有我还坐在电脑前,反复敲击着键盘,调试模型代码,修改论文,回复审稿人的每一条细致意见。四周静悄悄的,只有屏幕发出的微光。当最后一条待办事项完成,我合上电脑,站起身,走向操场。那时操场柔和的灯光洒在空旷的跑道上。我一圈一圈地跑着走着,放空思绪,任由脑海中的问题慢慢沉淀。随着时间流逝,灯光逐渐熄灭,夜色更深,而我仿佛在这宁静与暗影之间找到了片刻的安宁和灵感。这个画面,就是我与亚马孙研究的真实写照——孤独但充满执着,劳累却依然前行。”覃颖祚说。

下一步,他计划践行地理学者“行万里路”的学术理念,深入亚马孙雨林开展实地验证,并计划引入CESM、IPSL等地球系统模型开展交叉对比。“真正脚踏实地的体验,远比自己读遍各种游记和文献强烈。热带雨林并非此次研究的终极目标,前方还有很多未解之谜等待着我去探索。每一次实地勘测,不仅是对已有理论的校验,更是对“森林-气候”复杂系统认知维度的一次实质性拓展。”

从实验室的地球系统模拟到广袤真实的地理空间,覃颖祚始终用行动诠释着新时代青年科研工作者的使命——“在传承中突破,在探索中扎根,在试错中成长”。面对有志于环境科研的学弟学妹,他满怀深情的寄语:“‘勇敢试错、主动破局’,即使感到迷茫,也不要停滞不前。科研之路没有坦途,无须畏惧试错,只有不断前行,才能在科研的征途上留下坚实的足迹。”


供稿:环境科学与工程学院

通讯员:周亦潆

编辑:任奕霏

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