国庆前夕,有机会在上海华师大自然地理楼与一位从事环境地理学研究的青年学者、2002年度的启明星计划入选者及2004年启明星计划跟踪资助者——张卫国副教授见面交谈。

我们近两个小时的交流基本上都是应着环境磁学这一话题展开,我注意到,略显腼腆的他在谈起自己的专业时显得那样兴致盎然。小张告诉我,1992年他从华师大地理系毕业时,适逢刚从英国留学归来的俞立中教授在华师大创立环境磁学这一研究方向。俞教授在英国访学的那几年直接参与了彼时正趋热的环境磁学研究,对其在环境监测、治理中所能起到的特殊价值有了深入的了解。一回国俞教授立即在其母校华师大地理专业中推动创建环境磁学,并着手开题研究。张卫国正好赶上这一学科初创、发展的当口,由是步入其门。在师从俞教授完成从硕士到博士学位的过程中,在大量课题的锻炼中,张卫国成为在中国开展环境磁学研究,并将此与应用到环境污染调查的早期研究人员之一。

见我有兴趣,张博士先给我介绍了学界对“环境磁学”的定义:环境磁学是20世纪70年代中期发展起来的一门介于地球科学、环境科学和磁学之间的新兴交叉学科。尽管其历史不长,它的发展却异常迅速,在样芯对比、物质来源鉴别、泥沙运移示踪、流域生态环境演替、古气候和古环境研究、土壤发生学、环境污染、油气勘探、古地磁学等领域得到了广泛应用。某些参数,如磁化率,已被视为全球变化研究的重要指标。利用磁信息进行污染诊断和污染物来源分析,为环境科学,特别是大区域范围的重金属污染调查和监测,提供了新技术和新方法。

怕我对深奥的学术表述理解有困难,小张结合自己的理解做了更通俗的解释:通常工业燃煤、燃油过程中会产生一些磁性颗粒,排放后,在环境中会产生一些有别于一般天然沉积物的信号。积聚在路边树叶上、土壤里和海岸带潮滩沉积物中的这类人类活动的产物由于带有磁信息因而能被检测。环境磁学直接的意义是可为日后环境治理提供基础信息,加上其检测简便、快速、非破坏性等特点,使得这一学科近年来越来越受重视。

从1989年开始,华师大的环境磁学研究小组,结合地球化学等学科,先后对长三角地区的黄土、湖泊(太湖、巢湖)、潮滩、北太平洋的沉积物,以及城市大气悬浮颗粒物等进行了磁性特征研究,以探讨其在古环境演变和现代环境污染监测等领域的应用。这个课题组主要成员有3-4位,张卫国是其中一员。

这些科研调查活动,令张卫国印象最深刻的是1993年那次沿着上海海岸带,从南汇芦潮港一直到宝钢石洞口,对这一线潮滩沉积物展开的调查,当时从野外采集的底泥,在实验室内使用磁学仪器(磁化率仪、脉冲磁化仪、旋转磁力仪等)测量不同的参数。结果发现石洞口附近的沉积物磁性最强。他们就此做出的一个推论是,该处工业污染物较多的排放导致沉积物磁性增强。对提取的磁性颗粒的电镜扫描证实了这一推断,该地区沉积物中的磁性矿物含有许多球形颗粒,但在其他地点岸段的沉积物中很少见,而这种颗粒与燃煤等工业活动释放的磁性颗粒的形态是一致的。这些研究为污染监测和调查提供了新的手段。

除了为当下的环境污染研究提供基础信息外,张卫国说华师大自然地理学专业还参与了一些与全球变化事件研究有关的国际、国内科研项目。如近期他们参与了国家自然科学基金委与英国皇家学会的联合资助项目“长江下游区域人类活动影响的历史重建”(2003-2005年),该研究截取巢湖流域过去2000年、500年、50年这三个时间段,展现当时人类活动对当地生态环境的影响。参与研究的,不光有从事地理研究的学者,还有从事古籍研究的专家,因为涉及到人类的活动,以往的文献、地方志中可以提供有关环境变迁、人口变动、水利工程、聚落分布等信息,这样文理学科的交叉,更有利于认识复杂的人类生存环境的演变。

谈起这一课题,张博士介绍说,现在国际上对全球变化事件的研究中有一个重要思想,就是希望借助地球上过去发生的事件,以期鉴古而知今并有助于预见未来。这种研究计划学术界称之为“过去全球变化"(PAGES),是国际地圈-生物圈计划的子计划。我国著名学者,同济大学汪品先院士领衔研究的大洋钻探计划也可以归为这类研究。当然汪先生主持的研究试图揭示的地球奥秘涉及的时间尺度更长。此外冰芯、黄土、石笋等都已被学术界选作样本材料,藉以了解不同时空尺度的地球环境变迁。

2001年,张卫国以华师大河口海岸学国家重点实验室在职研究人员身份攻下博士学位,这一年距他从江苏一所县级中学考入华东师大地理系仅仅只有13年。这十几年时间里,张卫国以环境磁学为重要手段,结合地球化学,围绕泥沙来源的定量分析、环境污染、早期成岩作用、古气候和古环境重建等国内外普遍关注且有着重大应用价值的领域,在河口、海岸、湖泊等系统开展了一系列的研究工作。作为主持人或参加人,他先后承担、参与了国家、教育部和上海市各类研究项目十几项。先后在国内外杂志上发表论文二十多篇。2004年,他作为第二完成人,分别获得了教育部提名国家科技进步奖一等奖和上海市科技进步二等奖。

虽然我们之间只有短短两小时的交流,但张卫国给我留下了踏实做学问的印象:他不会寒暄客套,给我作参考的简历只有半张纸,他甚至拿不出名片,而我约他在一周时间内完稿的介绍环境磁学新进展的综述文章,他在三天之内就高质量地完成了。

凭我的感觉,以张卫国的为人和保持目前这样的工作状态,只要假以时日,他和他的同事们一定能在自然地理学领域做出真正原创性的工作。

[江世亮采写自2005年9月30日]