南京都市圈讯 科技部近日公布69座国家野外科学观测研究站择优建设名单，南京大学“长三角大气与地球系统科学野外科学观测研究站”、南京农业大学“南京水稻种质资源国家野外科学观测研究站”入选。野外站观测什么、做些什么研究，记者近日进行了详细探访。
40米高的小山上，
架设着最先进的大气探测仪
在南京市栖霞区，距离南京市区约20公里的南京大学仙林校区西北角有一座40米高的小山，因为上面架设了多台全国乃至世界最先进的大气探测仪，又被学生们称作“大气山”，长三角大气与地球系统科学野外科学观测站的旗舰观测站就建设在“大气山”上。
观测站的前身是南京大学于2011年建设的地球系统区域过程综合观测试验基地，以研究地球系统中一系列过程相互作用，包括天气过程对大气复合污染的影响以及空气污染在天气气候中扮演的角色。
“基地成立不久就遇到了罕见的‘黄泥天’。”观测站技术负责人、南京大学大气科学学院院长丁爱军教授介绍，2012年6月初，南京一整天都笼罩在黄色雾霾之下，同时南京、扬州多地天气预报高估气温近10摄氏度，并误报降水。到底什么原因导致污染能够短时间内积累到如此严重的程度并且长时间难以消解呢？
观测站研究团队利用化学和物理的交叉学科优势，对该观测站多项观测参数进行系统分析，并结合计算机模拟后发现，污染源自于秸秆燃烧与城市污染的混合，发生复杂的化学反应，并通过对太阳光的吸收散射影响大气热力结构从而实质性地影响气温和降水。该研究是国际上用现代分析技术和多过程集成观测捕获的一个揭示空气污染与天气相互作用的“完美”案例。由此，丁爱军教授团队基于2013年12月长三角地区持续雾霾污染首次提出了黑碳的“穹顶效应”，即PM2.5中的黑碳因其吸光性可冷却地表并加热大气，导致扩散条件恶化而加剧局地污染；后又基于2018年元旦的跨年污染提出黑碳的“穹顶效应”可以在长三角和京津冀更大空间尺度上通过影响大气边界层增强区域之间污染传输，成果分别发表于国际著名刊物《地球物理研究快报》和《自然-地球科学》，在国内外产生重大影响。
“柴油、秸秆等不完全燃烧产生黑炭，因为大气中有黑碳气溶胶的存在，吸收太阳辐射，把能量滞留在大气中，最后的结果就是静稳天气变得更稳定，使得城市污染排放被限制在更低高度，同样的排放，原来污染可以到达天空1公里的高度，现在就只有500米，那么地面的污染浓度就翻倍了，如果我们优先减排黑碳，这样气象扩散条件变得更好。”丁爱军解释。
该成果不仅揭示了黑碳减排可使灰霾控制“事半功倍”，而且明确了其在污染和气候变化两大问题上的协同效应，为我国空气污染控制对策的制定提供坚实的理论支撑，对于我国在京津冀和长三角一体化背景下实施跨区域大气污染协同控制具有重要的参考价值。
以地球系统区域过程综合观测试验基地建设为载体，南京大学还与赫尔辛基大学开展了长达十年的合作。“在成为国家级野外科学观测研究站后，南京大学将与之进一步深化合作，并与气象、环保等相关部门建立战略合作关系，逐步在长三角地区建立野外观测网络，以理解长三角区域大气污染与区域气候的长期变化趋势和相关过程机理，为国家和地方生态文明建设、应对气候变化与防灾减灾以及为长三角区域一体化发展提供更有力的支撑。”丁爱军说。
为培育水稻新品种，
记录300余亩试验田性状
对水稻种质资源在本地生态、特殊环境和气候等条件下进行持续的观测和记录，旨在提升水稻品质、产量的南京水稻种质资源国家野外科学观测研究站，位于江宁区淳化街道土桥社区，是南京农业大学设立的一个长期的、综合性的水稻种质资源综合研究基地。
研究站隶属于南京农业大学水稻研究所，试验地占地300.89亩，除了一座1500平方米的实验大楼，还建有2000平方米的网室，整体覆盖防虫网，进行全生育期水稻种质资源的抗虫性鉴定试验。
“水稻是我国最重要的粮食作物之一，增加单产是促进水稻总产不断提高的主要路径，但目前水稻的单产进入平台期，水稻杂种优势存在着一定的局限性，提高单产难度较大，而且长江中下游流域极端气候出现频发，导致水稻产量严重减产，稻飞虱、黑条矮缩病、稻纵卷叶螟、稻瘟病等水稻主要病虫害发生面积逐年扩大，对长江流域稻区造成严重危害，所以培育突破性水稻新品种成为了解决问题的关键。”研究站老师王益华教授介绍。
观测站从各类水稻种质资源中发掘了一大批产量、品质、抗性、营养高效等基因，并在此基础上创新种质，培育了一系列水稻品种，如宁粳1号至宁粳8号、宁香粳011、509S不育系，协优107组合等。2018年，南京农业大学万建民院士团队利用野生稻、亚洲栽培稻等资源在观测站观测的数据，首次用“自私基因模型”揭示了水稻的杂种不育现象，通过对自私基因进行基因编辑，彻底解决籼粳杂交不育问题，团队由此创制了“广亲和”的水稻新种质，充分利用杂交优势和野生种质资源，提高了水稻单产。
“种质资源是在漫长的历史过程中，由自然进化和人工创造而形成的一种重要的自然资源，它积累了因自然和人工引起的极其丰富的遗传变异，蕴藏着各种性状的遗传基因，所以优异种质资源的发现和利用是培育突破性品种的物质基础，关系着农业的可持续发展和国家粮食安全。”
王益华说，观测站计划将继续对水稻种质资源进行持续的观测和记录，并构建开放共享的水稻种质资源性状数据库，搭建了国际一流的开放、合作、共享的水稻种质资源国际创新平台，为我国水稻品种改良提供基础信息和育种材料，为其他科研单位、育种单位、种子企业的相关工作提供技术培训、指导，提高其种质资源的创新利用的技能，为不断培育突破性水稻新品种、保障国家粮食安全提供科技支撑。
