生态学科考 | 瓦赫宁根大学生态学研究初探

教育   2024-09-04 20:07   江苏  




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抵达瓦赫宁根

——探索全球最可持续发展大学校园

顺利完成Erasmus医学中心和荷兰神经科学研究所的访问学习后,8月18日下午,中荷脑科学与生态学综合科考团乘坐火车抵达了位于瓦赫宁根市郊的瓦赫宁根大学校园。在徐驰教授的带领下,科考团成员们先行参观了瓦赫宁根大学美丽而充满历史底蕴的校园。了解了校园内各院所的分布和位置,为接下来四天的生态学暑期学校做好准备。

瓦赫宁根大学及研究中心(Wageningen University & Research)成立于1876年,目前的研究方向聚焦于三个核心领域:食物和生物制造生产(Food, feed & biobased production)、自然资源和生活环境(Natural resources & living environment)、社会和人类福祉(Society & well-being)。其研究涵盖了从分子层面到整个生态系统的广泛科学问题,主导和参与了荷兰政府的“Green Deal”、欧盟的“Horizon 2020”计划、以及“One Planet Research Centres”等重要项目,在农业与生命科学领域、食品科学、环境科学和可持续发展方面的研究水平都处于世界顶级水平。

科考团8月19日在Forum大楼前开营纪念

瓦赫宁根大学将生态和可持续发展理念很好地贯彻在了校园设计、人才培养、学术研究和日常实践中。将建筑与环境融为一体的景观设计,漂亮和富有创意的昆虫塑像,看似杂乱却精心设计的校园绿地,校园餐厅一角的无土化培养箱......我们参观过程中时刻感受到瓦大在自然科学研究中“探索自然潜力,提高生命质量”的使命。

瓦赫宁根大学联合利华研发中心校园餐厅内的无土栽培箱

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开启生态讲堂——共研学术

正所谓“读万卷书,行万里路”,瓦赫宁根大学的研学之行分为两部分——学术讲座和生态学实验实践。在宽敞明亮的教室中,生态学教授和研究员们为我们带来了系统、深入的生态学讲座。这些讲座不仅是知识的传递,更是对我们思维方式和科学研究方法的启发探讨。

前两日的讲座中,有许多内容给我们留下了深刻的印象。作为生态学讲座的开篇,Xiaomei Yang教授对科考团的到来表达了热烈欢迎,并为我们介绍了瓦赫宁根大学的学科设置、项目组成和卓越实力。接着,Yang教授围绕“土壤和土壤生态学的重要性”这一主题展开讲解,详细介绍了土壤的基本构成及其在生态系统中的重要地位。土壤是农业生态系统中及其重要的基础,Yang教授团队从微塑料出发,详细分析了微塑料颗粒对于微生物的氮固定和反硝化作用进而影响整个土壤生态系统生命进程的过程。

Elke Molenaar博士则向我们详细分析了一个目前十分吸引和困扰大家的问题:动物如何适应当下加剧的气候变化。Molenaar博士团队的研究选择了代表性的高等物种:鸟类,并从三个尺度开展,从全球生态系统的角度切逐层深入到特定种群的行为和形态特征。并综合研究了她所研究的非洲迁徙鸟类的取食频率、巢域高度、巢域小气候、覆羽与飞羽的长度等多项指标,系统地评估了这些因素对鸟类育雏的影响。

科考团的成员们对Molenaar博士的课题表现出极大的兴趣,纷纷加入热烈的提问和讨论。例如,作为食物网的高级成分,环境变化对于该结构低级成分的所有影响都会汇集到高营养级上,如何发掘关键指标。Molenaar博士称赞了大家的探索欲望和提问的逻辑深度。

这场讲座特别让人印象深刻的是Molenaar博士在讨论每一个实验指标时,都会首先论证该指标与育雏的相关性。生命系统是一个复杂系统,生物的行为充满不可预测性,而研究采用的物理行为又是定量和精确的。能从合适的尺度中选取能够量化且具有重要研究意义的指标,是生态学研究中的一个关键步骤。

此外,Mieke de Wit教授、Merel Hofmeijer教授分别为我们带来了瓦赫宁根大学的生物多样性挑战、农业生态系统中的生态学等方面的主题讲座,为队员们构建起更丰富完整的生态学知识系统。

生态学讲座及提问讨论

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03

走进生态系统——实验实训

生态学是一门历史悠久的学科,而实践则是这门学科中不可或缺的环节。在瓦赫宁根大学老师和助教们的精心安排下,我们参与了多项生态学实践活动。

生态系统的基础是土壤。8月19日中午,我们首先参观了位于瓦赫宁根大学的世界土壤博物馆。在这里,我们详细了解了各种土壤的理化性质及其对生态系统的影响。以欧洲为例,典型的土壤类型包括淋溶土(podzols)、壤土(loams)和石灰土(calcareous soils)。这些土壤类型不仅决定了当地的植被和农业模式,也对生态系统的稳定性和可持续性产生了深远影响。

8月19日下午,我们还在Wieger Wamelink教授的带领下参观了瓦赫宁根大学校园内的景观设计。这些每一块在科考队员乍看来只是“杂草地”的景观,都是精心设计的结果。与世界上大多数人工生态系统不同,其植物选择标准并非以观赏性为主,而是基于生态系统功能性和本地物种的适应性,保持了景观的异质性和层次性,并通过科学规划避免了植物群落间的过度竞争。

特别值得注意的是,这些绿地拥有丰富的高营养级成分的生物多样性,甚至在某些生态指标(如香农—维纳物种多样性指数)上超过了附近的自然林地。这些绿地系统可以作为城市生态廊道,缓解城市生境破碎化的问题,成为一种重要的实践和创新。

这让我们很有感触,正如一名队员写到:“生态学研究不仅是对自然界的探索,更是对人类未来生活的责任与使命。”这是贯彻在我们科考见闻中的精神,人类探索和发现科学的前沿是基于自然的尊重和对于提高生命质量的追求。

科考团参观世界土壤博物馆

科考团参观美丽的温室

Wieger Wamelink教授向我们介绍校园生态系统的景观设计

为未来生态系统设计的蜂箱

当天下午, Misty Hu博士还带领科考团成员们深入瓦大试验田,介绍了间作对物种多样性的重要意义。科考团成员们还在校园农田里布设了调查田间步甲多样性的实验装置,为开展小组研究做准备。

第二天,我们则在Jordy van Eijk博士的带领下参观了校园内的“食物森林(food forest)”系统。作为一种创新设计的永续农业生态系统,不同于传统农业的单作系统和复作系统,食物森林拥有更多的层次多样性和复杂的传粉者网络,高土壤营养可持续性等。这意味着食物森林可以利用自身构建起来的系统解决农业中最重要的水源,病虫害和营养问题。

截至2024年,荷兰境内已建成超过400个食物森林系统,这是科学家们为未来农业生态系统的可持续发展所做的积极探索。正如Jordy van Eijk博士所说,尽管目前食物森林带来的经济产出较低,但是综合生产中的固碳效应和能源的消耗,以及传统农业中大量的化学物质使用,“即使100年后我们都不会存在,我们必须要为这颗星球的每天所面临的环境考虑”。

Jordy van Eijk博士在典型的荷兰风雨中带领科考团考察食物森林

第二天科考结束后,科考队员还和瓦大负责国际交流和战略合作的Zhen Liu博士,以及瓦赫宁根学联主席Zihao Zhu博士、Yifan Wang博士等进行了交流分享。在这次分享会上,几位老师热情细致地回答了大家对于瓦大留学、研究生培养和科学研究等问题,激发了科考团成员们学术探索和的兴趣和决心。

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小结

在瓦赫宁根大学的研学之旅中,我们获得了对生态学深度的全新理解,特别是在全球气候变化和城市化这一宏观背景下,生态系统的保护和可持续发展所面临的挑战。荷兰是一个低海拔、地势平坦的国家,其国土面积虽小,但为欧洲农业的重要组成部分。随着气候危机的加剧,荷兰也是海平面上升等气候危机影响最大的国家。在这种背景下,瓦赫宁根大学的科学家们通过对人工生态系统的创新设计和生态友好的农业实践,探索了许多应对这些挑战的可行之道。

通过参与一系列的生态学讲座和实验,我们掌握了诸多生态学的研究方法和知识,并在教授们的引导下深入思考了如何将这些知识应用于实际,以应对未来的环境和生态问题。探索了可以构建一个产出满足人类需求,同时具有良好生态学效益的人工生态系统的终极可能。

尤其是在看到荷兰科学家们如何通过精细的景观设计和创新的食物森林系统来增强生态系统的多样性和稳定性后,我们对于未来农业生态系统的发展有了更加全面的认识。

这种跨学科的交流和实践,不仅开阔了我们的眼界,更启发了我们在科学研究中的创新思维。我们深刻感受到,科学研究不仅仅是知识的积累,更是对人类社会面临的实际问题的回应和解决。未来,科考团队也将继续致力于将学到的知识应用于解决实际问题,为解决更多人类重大科学问题贡献自己的力量。

科考掠影


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南京大学生命科学学院

文字 / 何锋、郭宗宇、徐锐

图片 / 张潇洋、何锋

美编 / 王璐琪

责编 / 朱昱苹

南京大学生命科学学院
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