【编者按】2008年，为支持北京大学建设高水平的教师队伍，培养具有卓越创新能力的后备骨干人才，促进学校教学科研事业的大力提升，王选教授的夫人陈堃銶教授代表王选教授和计算机科学技术研究所捐资1000万元人民币在北京大学设立“北京大学王选青年学者奖励基金”，用每年的收益奖励校本部理工科教学科研单位在教学岗位和科研工作中做出重要贡献并具有巨大发展潜力的青年教师。

源自北大，回馈北大，是王选教授生前所倡导的一贯宗旨。他的卓越贡献和高风亮节，是对北京大学光荣传统和优良学风的发扬光大，也是他留给北大人最宝贵的财富。“北京大学王选青年学者奖励基金”的设立，将为青年学者的学术研究提供及时的资助，同时也将成为青年学者们潜心钻研的精神鼓励。

经过全校理工科各院系的精心推荐和学校严格评选，数学科学学院史宇光和城市与环境学院郭大立获得了首届王选青年学者奖。学校人事部、基金会和北大新闻网联合推出了“王选青年学者奖专题报道”，以激励全校青年教师，在王选先生精神的感召和鼓舞下，勇攀高峰、不断进取，续写北京大学学术成就的辉煌！

翻土、挖根、剖根……这可不是在干农活，这是北京大学城市与环境学院副教授郭大立在做研究工作。小麦色的皮肤诉说着风吹日晒工作的辛苦，鼻梁上略厚的眼镜显露着这位青年学者的勤奋钻研。作为研究生态系统生态学、根系及共生菌生态学和地下生态学的学者，郭大立的工作很多时候是和植物的根打交道。就像树根一样，他默默地扎入自己的研究领域，内敛而沉静地生长着。

他深深地热爱着自己的专业：“我觉得与生态学专业结缘是幸运的，一方面可以搞研究，一方面也可以四处跑跑，与大自然亲密接触。”

他勤恳地进行着自己的工作：“人如果选择了干一件事，只要坚持干下去，最终一定会有成果，关键在于选择之后以什么样的态度和精神去做。”

他不断地提醒着自己的研究：“科研不能光是好看，不能光发表文章，还要真‘能用’，有实际应用价值，做点预测，并能经受历史的考验，对后人有启发。”

从细处入手：“Small is big”

1962，美国女学者蕾切尔•卡逊（Rachel Carson）的《寂静的春天》在美国问世，它那惊世骇俗的关于人类环境危机的预言，一时掀起人类对环境问题的高度关注。60年代，由国际科学联合会(ICSU)组织，70多个国家参加的国际生物学计划（International Biological Program）开始执行，将生态学的发展推向了以生态系统研究为核心领域的新阶段。所以，作为一门学科，生态系统生态学大概已经有五六十年的历史，它主要从物质循环、能量流动的研究思路出发，强调生物与环境的整体系统性。目前，随着社会经济的发展，人们逐渐认识到保护自然的重要性，生态系统生态学也在生物学中占有越来越重要的地位。

生态系统生态学是一个很大的范畴，许多投身这个领域的专家学者都会有自己的研究角度。在做博士后之前，郭大立更多的是做大尺度上的研究，比如森林的破坏、火灾对土壤养分空间格局的影响等。在过去五年时间里，郭大立主要从事地下生态过程，尤其是树木根系构型、生理、周转等方面的研究。说起当初选择将植物的根系作为主要研究对象，郭大立说，一方面是考虑到想选择一个更实在的研究对象，“植物的根是看得见，摸得着的”，另一方面是因为当时这方面的研究还有很多空白，研究者也不多。

“我一直很敬佩哈佛大学的生物学家威尔逊，他在《大自然的猎人：生物学家威尔逊自传》中建议年轻人选择空白、冷门，冷门反而机会多。他自己也是选择将蚂蚁作为研究对象，一辈子投入其中，跑遍了世界各地，是这方面的世界顶尖专家。他对我的影响很大。”

鉴于根系最先端的根尖在生态系统物质循环中扮演重要角色，郭大立花很大力气研究的一个问题就是细小的根的寿命，以期通过研究根的死亡律来探究大气碳转化为土壤碳的速率。郭大立介绍道：“大概在10年前，有人在美国科学院院刊上发表了一篇文章，把世界上所有直径小于2毫米的根的总生物量全算出来了，在别人的研究基础上，这位学者预测这些根每年死一次。如果这样算来，植物每年生长量的三分之一用于这些小根，伴随着这些根的死亡，将是大量的碳回归到土壤。我们知道，土壤是一个巨大的碳库，其中所蕴含的碳的量是大气中的两倍，因此土壤库的微小变化都会对全球的碳平衡造成影响，如果这位学者的预测是准确的，那么根通过死亡向土壤输入的碳几乎可以抵消燃烧化石燃料所产生的碳。”

郭大立对此存有怀疑。通过研究，他首先阐明了根系死亡率测定方法中的两种主要方法——微根管法和碳同位素法——之间的区别，并发现植物根的死亡周期远没有一年那么短，由此他认为全球根周转向土壤输入的碳的量可能只有前人估计的30%左右，这一结果最终得到同行的较高评价。同时，他发现那些很小的根，事实上差别很大，它们就像树枝一样分叉，而且分很多级，不同的分叉，寿命差别很大。通过研究不同分枝等级的细根的寿命和解剖结构，郭大立成功定义了树木细根系统中的功能性模块，明确提出细根系统先端的前2到3个分枝等级的根为吸收根，解决了长期以来无法准确准定吸收根的困难。

对于为何选择如此细微的根作为研究切入点，郭大立说：“这和植物地上部分的研究选用叶子作为切入点类似，这些最小的根是根系中最活跃的根，它们在植物吸收养料的过程中起着至关重要的作用，它们也是更新最快的根，不断地向土壤输入碳。我们现在的最新研究表明直径小于0.5毫米的根的生命周期大概为一到二年，比这粗的根都能活很多年。”

也许是受了威尔逊研究小小蚂蚁的影响，郭大立也相信“small is big”。“这些小东西数量极其巨大，因此造成的影响是极其显著的。以前虽然同行中也有共识，但做的不多。我们希望通过我们的工作，能把地下这个‘黑箱’看得更明白点。”

“预测性是我们做研究的目标之一”

郭大立很喜欢读书，也对书中一些学者的“金玉良言”印象深刻。他说他很欣赏Jacques Barzun的话：真理就是可以拿来预测未来的知识。“预测性是我们做研究的目标之一，我们很难做到100%预测准确，但总得对个一两回。”为此，郭大立很看重自己所做研究是否“能用”。“知识要能做预测，研究中的发现要能经得起时间的考验，一些几十年前发表的文章对我至今仍有启发，我希望自己也能写些经久不衰的文章。”

郭大立说，生态学的知识完全可以应用在我们的日常生活中。3年前，北大园林部的同志来找他，反映未名湖北岸的柳树正在死亡，郭大立就运用自己所学给柳树“诊脉”。“我给提了两点，那些柳树不是染病就是移栽不成功，所以建议他们换种其他树种。”这当然是一个小例子。

有一次，郭大立带着学生到内蒙古塞罕坝野外实习，当看到山坡上枯死的数排落叶松树苗时，郭大立反而面带笑容，这令学生们大感意外。原来那片草原是四百毫米等降水量线以内的地区，年降水也就三百多毫米，而且那个坡恰好在阳坡，蒸发又大，栽树必然是不活的。郭大立早知此事，认为栽树之人违反自然规律，强行种树来换取国家的资金，对此极为不满。“近几年，我们观察到局部地区在草原上种树，这是不科学的。过去十年，国家在生态建设上投入了1万亿，如何将钱花得更有效是一个值得研究的课题。我们希望通过研究，指导科学种树，避免浪费。”

在未来的几年中，郭大立计划开展中国北方森林草原交错带半干旱区水资源和生态系统管理方面的研究。“水资源对植物的生长至关重要，尤其是在我国西北部。比如我们观测到内蒙中部的达里湖，它的水源补给主要是浑善达克沙地的地下水，但近年来湖面下降厉害。我们想从土壤系统出发，研究如何合理用水、保水。”过去三年，依托北京大学塞罕坝地球环境与生态系统定位站，郭大立所带的研究小组已经开展了大量的基础工作，郭大立相信这方面的工作不仅将产生一系列高质量的文章，也将为中国北方生态系统管理、水资源管理，以及人与自然的和谐共存和社会经济的可持续发展提供政策建议和工程方案。

作为对植物根系研究的自然延伸，郭大立还将把基础研究领域扩展到土壤碳循环，重点研究土壤碳循环对全球变化（包括大气及土壤持续升温，土壤水分胁迫的不断加剧，大气氮沉降等）的响应。土壤碳是目前全球变化研究中的一个热点，也是一个难点。根与土壤碳的关系非常密切，“目前大家把什么地方有多少土壤碳基本搞清楚了，但这些碳处于什么状态，是否稳定，温度升高、降雨变化对土壤碳有什么影响，都不清楚，可以说是‘a total mess’。”

郭大立对这种messy fields（混乱的领域）的兴趣是因为“浑水才能摸到鱼”。在科研工作中，“水至清则无鱼”，越是混乱不清的地方越需要科学家去探索、去发现、去理清思路。2009初，郭大立开始了他的第三个国家自然科学基金项目，从植物凋落物（死亡的叶片及根等）与土壤碳稳定性之间的关系出发，探索中国温带亚热带主要森林生态系统土壤碳的稳定性的调控因子。最近，他又获得了五年来的第四项国家自然科学基金，计划从2010年起在热带地区研究植物的功能属性对土壤碳稳定性的影响。凭借这方面较为扎实的基础，郭大立有信心在这一领域取得更大进展。

“坚持是最重要的因素”

在郭大立的人生经历中，“坚持”一词扮演着很重要的角色，他既为自己曾有的几次“不坚持”、“不定心”而懊悔，也为很多次的坚持而庆幸。

1988年，郭大立通过高考的筛选进入南京农业大学土壤与植物营养学专业学习。“大学一年级的时候觉得挺失望的，不知道学了土壤学会有什么用，而且当时也不能换专业。到了二年级就想，要学就学好吧。家里人也说‘行行出状元’，就专心学习，本科毕业后顺利保送到中科院读研。”

硕士毕业后，郭大立在中国农业科学院做项目官员，一次偶然的触动让他有了出国继续深造的念头。“当时有一个搞农业经济的专家，经常出国访问，我就经常帮助他办签证。然后我就有了一个朴素的想法：还是做专家好，可以出国开眼界，并且有人帮忙打点。”郭大立笑着说。

1997年，郭大立在美国弗吉尼亚理工学院开始了他的留学生涯。“我当时就是心不定，那时正值互联网兴起，于是和几个搞计算机的朋友一起做互联网，但后来觉得不适合自己就放弃了。到了博士三年级，导师对我说：‘你需要在毕业之前发表一篇文章。不然你要考虑一下毕业之后上哪儿去。’这个是个很现实的问题，当时我就被点醒了。”在接下来的日子里，郭大立发奋刻苦，熬夜苦读，所幸最后发表的文章不错，他顺利地申请到了博士后。这个经历给郭大立很大的启迪：“一旦你钻进去，而且还有一点小成果后，就会觉得自己的工作有意思。所以我也常常跟我的学生讲，坚持是最重要因素。如果你不知道你的兴趣在哪，你就找你能做好的事情，你善于做的事情，然后坚持做，一旦进入轨道，并且取得成绩之后，你就会乐在其中、欲罢不能。”

7年后，郭大立学成归国。踏上阔别多年、变化巨大的故土，郭大立面前困难重重，也有点不适应。一方面，对他来说工作环境等都是陌生的，另一方面生活工作条件有限，“买第一台电脑、第一台打印机、第一件家具……我甚至不知道买菜讲价钱。住的地方晚上施工吵闹得很，也睡不好觉。”当时，北大城市与环境学院的方精云院士就以一句“道路是曲折的，前途是光明的”来劝勉郭大立。“现在想想，当时就是熬过来的。不过，人的气质也是这样锻炼出来的。”郭大立笑着说。

从事地下生态过程的研究，就免不了要跑野外。从2005年起，每年夏天，郭大立都要花两个月时间，带着学生深入地头，他们的足迹踏遍了大兴安岭、小兴安岭、长白山、内蒙古、山西、云南、海南等地。“有些研究不能呆在办公室里，我们的主要工作就是‘挖根’，这样才能对根有感觉。第一手的感觉很重要。”野外的生活环境毕竟不像大城市，有一次郭大立带着学生到内蒙古一个镇上住宿，屋子里有上百只苍蝇，那晚他们就与苍蝇“共眠”，还有流血流汗、遇上迷路什么的，就更不用说了。“挖根的时候经常是趴在地上的，所以一天下来腰会很疼。”不过乐观的郭大立对野外工作的辛苦满不在乎：“在北京这样的城市呆久了，我就着急。”郭大立享受着在刨根过程中与大自然的亲密接触。

多年在生态系统生态学，尤其是植物根系研究方面的辛勤耕耘与积累，使得郭大立在近几年收获颇丰，并有望在不远的将来收获更多的果实。“我很喜欢北大的科研氛围，不急功近利，让我可以有经验、方法、知识上的积累，然后去做有价值的问题。我也希望我的研究行为本身可以创造价值，比如培养学生，教会他们独立思考，锻炼科学素养，这样的社会意义不亚于科研本身产生的价值。这也是我选择来北大教书的重要原因。”

自2004年到北京大学任职以来，郭大立共发表SCI论文11篇，其中9篇的影响因子在3.0以上，6篇在4.0以上，论文被引用130次以上，2009-2010年还有望发表6-8篇高质量的文章。“北京大学第七届青年教师教学演示竞赛”理工科一等奖第一名、2008年“北京大学教学优秀奖”、“中国植物学会先进青年科技工作者”、“教育部新世纪人才”等诸多荣誉见证了他在“小小根尖”上的“大作为”。

在郭大立眼里，生物学是一门有趣的学科。它是“unrestricted science”（非限制性科学），在研究中与化学家、地理学家、古生物学家等合作是常有的事；生物学的特点让你跟着问题走，问题的解决需要什么方法就得用什么方法，而不是会什么方法做什么问题。“You have to go wherever the question leads you！”带着寻根问底的执着，郭大立在科学研究的征途中上下求索，他用坚持不懈的追求诠释对这个专业的热爱，用踏踏实实的专注演绎一个科研工作者的本色。

编辑：李娜 知秋