《科技与金融》高端访谈栏目将连续多期对多位高层次外国专家进行专访,为产业的技术升级、产业转型把脉献策,探讨产业发展及国际合作等方面的机遇和挑战,为读者带来国际合作的经验借鉴与启发。
6月初,因视频拍摄再次见到毛磊教授时,他刚在4—5月期间完成了历时36天、总行程近3000公里的长途骑行。这场颇具挑战的绿色骑行以广州中山大学为起点,北京奥林匹克公园为终点,途径赣 州、南昌、武汉等地。36天中,除常规骑行外,还有6天是用于休息、交流的“友谊日”。在“友谊日”,他去见了江西省定南县研究矿山生态修复的同行,共同讨论土壤修复问题;他受邀在多所大学开展讲座,向师生分享研究成果及骑行过程中的奇闻趣事……
这位74岁的教授在身体力行“绿色出行”的同时,也种下了中法交流的友谊之花。谈起这场特殊的骑行,他十分兴奋:“我这次骑行主要有两方面原因:一是迎接即将到来的巴黎奥运会,二是为中法建交60周年和中山大学建校100周年献礼。希望我的行动能对促进中法两国在学术领域的国际合作、推广环境保护、推动中法友谊等方面助力。”
本文首发于《科技与金融》2024年6月刊
翻译丨靳松、张孟月 采编丨张孟月
图丨张成渝
Q《科技与金融》记者
A Jean Louis Morel(毛磊)
跨国合作,联合实验室成果丰硕
Q 您在2005年第一次来到广州,对广州的第一印象是什么?20年间,您见证了广州怎样的变化?
A 广州的变化很大。2005年,广州正在建设许多高楼大厦,城市里到处都是自行车,现在自行车都被汽车取代了。彼时,广州市的空气质量和自来水水质还不太理想,但现在公园和开放式绿地越来越多,空气质量和水质都有了很大提高。此外,我还看到广州的马路上有许多新能源汽车,相较于燃油汽车,新能源汽车能有效降低空气污染、噪声污染,也减少了碳排放。
至于广州的邻居深圳,则可能是世界上电动汽车最多的城市。广州和深圳的城市规划做得很好,在马路上设置了专门的自行车道,对于像我这样喜欢骑行的人士非常友好。我认为,设置自行车专用道也会提高民众骑自行车的意愿,促进环保的生活理念和生活方式。
“毛磊自行车中国行”活动:2024年4月7日—5月12日,毛磊教授从广州出发,历时36天,骑行近3000公里抵达终点——北京奥林匹克公园,沿途传播环保知识、绿色出行和快乐运动理念,增进中法友谊。(图丨由受访者提供)
Q 2008年,您与中山大学开展合作的契机是什么?
A 2005年,受中山大学环境科学与工程学院的邀请,我来中国参加一场关于水处理和土壤修复的专业研讨会。来广州前,我正在法国的东北部研究矿山遗留场地污染治理等相关课题,我非常想了解中国的情况,因为矿山开采和相关活动造成的污染是全球性的挑战,这个问题非常棘手,我们需要携手合作。
当时,中山大学环境科学与工程学院的仇荣亮教授正带领团队进行矿区土壤修复的研究,他们摸索出一套使用植物来安全利用矿区重金属污染土壤的方案。我对该修复方案非常感兴趣。从那时起,我们便与中山大学环境科学与工程学院围绕土壤修复领域开展合作,我与仇荣亮教授也成为了很好的朋友。此后,法国洛林大学也与中山大学开展了一系列合作,一直持续到今天。
Q 请您简要地对我们介绍一下,洛林大学与中山大学2015年共建的中-法土壤环境联合实验室(ECOLAND)至今取得了哪些成果?实验室的二期合作协议已于2023年10月签约,二期项目的重心将放在哪些方面?
A 自2003年开始,中山大学与法国洛林大学及法国农业食品环境研究院开始了长达20年的合作交流。为更好地在土壤环境污染与修复理论和技术研究等方面展开合作,中法双方于2015年建立中-法土壤环境联合实验室(ECOLAND)。2018年,ECOLAND被法国农业食品环境研究院评为过去20年最成功的12项国际合作成果之一。
就一期项目而言,我们最大的收获是提升了对土壤污染的科学认知,推动了适用于大型污染区域的创造性土壤修复技术的研发。我们采取了基于自然的方法,其对大型污染区的污染修复以及促进生态系统服务,尤其是生物多样性保护方面非常有效。例如,我们借助植物和微生物修复的方法进行有机污染物的降解,利用植物稳定重金属污染物,甚至将重金属提取出来;同时,植物也可以为微生物的生长提供很好的栖息地。
我们认为,退化或被污染的土地具有很大的潜力,能提供广泛的生态系统服务,例如生物质与生态系统产品的生产、生物多样性的恢复与维持、气候调节、环境净化等等。此外,被污染的土地也有助于土壤碳封存。
当初,我们是世界上率先采用这种方法来应对土地退化和污染问题的实验室之一,如今这种方法已被广泛使用。总之,我们不能仅关注土壤污染本身,而应思考可以从污染的土壤中获得什么,不能将二者割裂看待。
除上述成就外,我们还在环境领域权威期刊发表了很多论文,培养了不少博士、硕士,促进了中法之间的学术交流。此外,我们还通过举办学术研讨和成果推介活动,促进产学研合作。
ECOLAND的一期项目为二期项目打下了坚实的基础,同时也面临很多挑战,我们要继续为土壤修复寻求解决方案。二期项目今后5年的主要目标是同步实现受污染土壤的生态修复与碳封存,为缓解全球气候变化提供技术方案。此外,都市农业也是我们已启动的另一个研究课题。中国早已开始了发展都市农业的实践探索,欧洲也十分关注都市农业的发展。
潜心科研,推动产学研合作
Q 您从什么时候起对土壤科学感兴趣?
A 我出生时恰逢欧洲、美国社会的环保意识开始萌芽,使我对环保产生了浓厚的兴趣。再加上我在农村长大,大部分时间都沉浸在大自然中,这进一步增强了我与环境的联系。
幼年时期,我就被脚下的土壤所吸引,经常在地上挖洞来观察土壤,尽管不明所以,依然充满好奇。早期对土壤的兴趣自然而然地演变成了对地质学的热情,引导我选择了一所国立农学和食品工业学校,并将研究重点放在土壤学上。
我顺利获得了农学和土壤学的本科学位,并进一步深入研究土壤学。随着多篇重要论文的发表,我成为了洛林大学土壤学系的助理教授,其后成为环境生物学的教授。我还建立了“土壤与环境实验室”,深入探讨植物修复、城市土壤功能和演变、农艺采矿(Agromining)等研究课题,旨在为环境的可持续发展和保护提供意见及建议,以更好地保护我们的地球。
毛磊教授在温室中观察水培条件下植物生长与根系发育情况
Q 矿山生态修复理论与技术、农田修复与安全利用技术、城市土壤的演化过程与机制等是您的研究领域,可否举例说明您的研究内容?
A 我想分享两个分别来自中国与法国的案例:在中国江西省定南县,稀土资源丰富,多年来稀土矿产被大量开采,遗留了大量的尾矿废弃地,对当地的地下水、地表水甚至农田都造成了巨大威胁,下游地区也因此面临着严峻的污染问题。
我们在当地进行的生态修复项目主要是利用纤维经济植物控制污染扩散。我们首先尝试解决当地土壤缺乏有机质的问题,其后种植纤维植物,减少污染物的扩散。这种植物的特殊性在于,其不仅可以有效防止污染,还能被用于制造纤维或产生能源。我们与当地一家从事生态修复的企业合作,共同研讨解决方案,目前相关技术已得到应用且大获成功。
在欧洲,我们开展的项目名为“Agromining”(农艺采矿),其原理是利用超富集植物从土壤中提取重金属。超富集植物能够吸收土壤中的重金属并储存在叶片中,其后,科研人员进一步将植物的地上部分进行灰化和冶炼,提取其中富含的重金属,这种方法被称为植物采矿(Phytomining)以及农艺采矿(Agromining)。利用农艺采矿技术,不仅可以修复被重金属污染的土壤,还可以通过重金属的资源化利用获得经济价值。
当前,我们已经取得成功的案例是通过植物采矿提取镍——制作电池的重要原材料。除了镍,土壤中的其他元素,如稀土元素等,同样可以被超富集植物提取出来并用于工业生产。在法国,我们还成立了相关的公司。为推动农艺采矿技术在中国的发展,我们希望成立一个合资公司。2018年时我们曾组织过相关研讨,尽管因为疫情被迫中断,我仍希望可以重启相关合作。
Q 土壤修复行业亟需强化产学研合作,请您对我们分享欧洲土壤修复行业的产学研合作情况。有哪些方式可以促进土壤修复科研成果的转化?
A 产学研合作项目在学术界和产业界之间搭建了桥梁,但迄今为止,二者之间依然存在隔阂。在我看来,主因在于二者的目标不尽相同,想真正促进学术界和产业界合作需要时间。
在欧洲,我曾担任法国土壤修复产学研联盟(GISFI)主席,GISFI联盟在2012年到2018年期间开展了一项名为“Lorver”的项目,旨在通过土壤重建和植物管理策略恢复退化地区,使其能够再次提供生态系统服务。该项目得到了法国洛林地区和欧盟的大力支持,包括资金及人才支持。项目还吸引了很多企业参与合作,如Suez Environnement(苏伊士环境集团)、ArcelorMittal(安塞乐米塔尔集团)等大型企业和许多中小企业。Lorver的成功是多方面的,例如培养了10名博士生,在生物炭生产、恢复土壤功能的土壤重建、从种植的植物中提取纤维和农艺采矿等方面开创了新技术。这个为期五年的项目见证了科研创新的力量,所开发的解决方案现已被相关公司采用。我认为,我们的产学研合作项目很好地体现了从学术界到产业界再到技术应用的完整链条,项目的成功非一日之功。
在我看来,为了更好地促进土壤修复领域科研成果的转化,科研院所应尽早邀请企业参与研究项目,这能使企业获得更高效、更环保、更高性价比的新技术或改良后的技术,从而提高盈利能力及社会经济影响。产学研合作的障碍之一在于,产业界想尽快获得可操作性强且经济实惠的方案,但学术界很难在初始阶段向其证明方案的可行性。因此,我们必须在项目的初始阶段就邀请企业参与,促进科学家和企业家对话,增进双方的了解与互信。
此外,鼓励优秀的科研人员成立创业公司也是洛林大学推动产学研发展的独特路径之一,我希望能在中山大学推行类似做法。事实上,我不仅有自己的咨询公司,而且曾帮助洛林大学的科研人员成立了两家公司,希望能将这种模式复制到中国。
谈土壤学,综合教学法不可或缺
Q 土壤学在环境科学领域中有何重要性?
A 土壤科学始于18世纪,是一门古老的学科。俄罗斯的学者Vasiliy Dokuchaev(道库恰耶夫)是现代土壤学之父,在他的努力下,土壤学得以成为一门独立的学科,陆续在很多国家得到发展。在法国、中国以及其他很多国家,都有很多资深的土壤学家。
以法国为例,法国缺少年轻的土壤学家,因为不同学科之间存在竞争关系,选择土壤学的年轻人并不多。在我看来,这主要是因为土壤学非常复杂,学习土壤学要求学生具备综合的学习能力和较高的科学素养。
为了提升土壤学对学生的吸引力,办法之一是将土壤研究和食物生产或环境问题相结合,因为土壤不仅是食物生产最重要的要素,而且对环境和水质至关重要。唯有如此,学生才不会将土壤简单地视为二维系统。事实上,土壤是一个立体的四维系统,每天都在发生变化。该立体四维系统包括了时间、地表、土壤深度和大气层,内部包含很多现象,涉及生物学、物理学、化学等原理,学生学起来并不容易,对老师的要求也很高。
一般而言,我们都喜欢分门别类地学习化学、物理学、文学、历史、地理等不同学科,但如今,每个学科相互交叉的情况愈发普遍。过去,欧洲的大学也是分门别类地教授不同学科,现在已经改变了教学方式,采取综合教学法。例如,农业专业的学生要到农场理解农场的运作、土壤、植物、材料等。对学生而言,综合教学法尽管在初始阶段难度较大,但当他们适应之后就会发现其中的乐趣。
Q 自2008年以来,您一直在中山大学担任客座教授,您见证了中国高等教育体系的哪些变化?中国高校在人才培养方面有哪些需改进之处?
A 在中山大学担任客座教授的16年间,我观察到在中国攻读硕士与博士学位的学生人数急剧增加,同学们的英语交流能力也有所提高,尽管学习法语的学生仍然很少。学生们有更多的途径和机会出国学习,各种国际项目、交换生项目等越来越多,部分项目还会提供奖学金。师资方面,中大环境科学与工程学院的员工人数大幅增加,师资力量不断增强,很多学者年轻有为,具有丰富的国际研究经验和国际化视野。
中国的大学擅长通过创新的教育实践来培养人才,例如特聘教授的加入为学校带来了新的学术思想和研究成果,促进了师生之间的学术交流与合作;学生们通过实地考察和在公司实习的实践经历,将理论知识与实践应用紧密结合,这种方法对促进环境科学等领域的研究大有裨益……然而,鉴于环境科学是一门复杂的、多学科交叉的科学,高校亟需推出更多综合的、跨学科的课程,以便同学们掌握跨学科学习的技能以及提高解决复杂问题的能力。
气候、土壤、水质、生物多样性等问题是相互依存的,应对全球气候变暖、减少温室气体排放、开发可再生能源等都是全球面临的共同问题,需要集思广益来解决。从我的经验来看,中国将在全球环境治理方面发挥更大的作用,期待中法学术界能在该领域开展更多、更深层次的合作。
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