长文研究论文

Nature:陆地生态系统碳动态和气候反馈

有充分的实证证据表明，碳循环的地面组成部分正在应对全球范围内的气候变化和趋势。这可以通过全球平均大气CO2增长率的强烈年际变化来证明，这与 厄尔尼诺-南方涛动气候变化密切相关 （图1）。许多证据表明，CO2增长率的变化主要是由陆地效应引起的，特别是热浪和干旱对亚马逊西部和亚洲东南部植被的影响，导致生态系统碳损失，降低了植被生产力和/或增加呼吸。然而，这些年际变化反映了碳循环对气候扰动的短期反应，并且不能期望持续更长的时间尺度。相反，在最后一次冰期循环期间，大气中CO2、甲烷和N2O浓度与全球气候之间的密切关系表明，生态系统-气候相互作用也在数千年及更长的时间尺度上运作。

Figure 1:全球大气CO2浓度的估计增长率。 全球CO2浓度根据南极和莫纳罗亚（夏威夷）长期监测站的测量结果估算。黑点代表以六个月为间隔计算的居年中平均值。彩色背景显示多重厄尔尼诺-南方涛动指数的变化。蓝色阴影表示该指数的负相位，棕色阴影表示正相位。.，百万分之一。

不幸的是，与当前全球气候变化相关的长时间尺度（几十年到几个世纪）的全球碳循环-气候相互作用的经验证据非常缺乏。因此，必须通过全面、耦合的碳循环气候模型在这些时间尺度进行评估。工业时代（过去约150年）和未来100年的不同模型模拟的最近比较，基于标准的CO2排放模型，已经显示出各种各样的反应。几乎所有模型都表明，在十九世纪和二十世纪工业扩张的早期阶段，陆地CO2封存，但随着世界变暖，封存大幅减少（图2）。在某些模型中， 陆地碳循环甚至成为大气CO2的重要来源，从而强烈地放大了全球气候变化 。来自不同模型模拟的相当广泛的结果一方面证明了模拟气候变化的真实差异，另一方面表明对这些模型中所表示的功能生态系统中的过程的非常不了解。

Figure 2：碳循环-气候系统不同模型评估的全球陆地碳吸收的比较。 全球陆地碳吸收由11个耦合的碳循环气候模型模拟，该模型由SRES-A2排放剖面的碳排放驱动。数据来自耦合碳循环气候模型比对项目，采集率平滑为30年移动平均值。

生态系统碳动态的概念发生改变

在碳循环-气候模型中，气候对陆地生态系统碳平衡的影响，主要通过相对简单的响应函数、以及光合作用吸收CO2、呼吸作用释放CO2的动力学概念来描述。研究人员在过去二十年采用的基本范例是光合作用吸收受到CO2浓度上升、以及温度升高（主要北方和温带地区）的刺激，尽管预计两种效应在这些变量的高水平下都会饱和。另一方面，模型均假设 呼吸作用的生物过程以指数方式响应温度，但不受CO2浓度的影响 。由此得出结论，生物圈能够对CO2和温度升高提供负反馈，直到温度上升到对呼吸的刺激作用超过CO2施肥效应。这一基本原则反映了前面描述的比较研究中几乎所有模型的行为。

这种推理背后的基本假设是， 简单认为地上同化过程（植物光合作用）和地下异养呼吸过程可以在概念上分离并分别进行分析 。尽管这种概念模型为实验和模型设计提供了有价值的指导，但近年来已经积累了证据表明 地上和地下过程密切相关，构成了一个具有不可忽略的相互作用的复杂而动态的系统 。因此，情况比先前想象的要复杂得多，并且可能通过生态系统内的物理，化学和生物过程之间的相互作用 - 特别是在土壤中 - 产生意想不到的动态。这意味着， 除了CO2浓度升高和温度升高外，其他气候和环境因素可能会改变甚至主导全球生态系统的碳平衡 。此外，不仅温度等参数的平均值的长期变化率，而且其变异性的变化，包括更大的极值，可能对生态系统碳动态至关重要。

多重全球变化下的生态系统

【 水 】世界上一半以上的生态系统的初级生产力受到水资源供应的严重限制。因此，降水的变化将直接影响生态系统的碳动态。在一个较温暖的世界，预计蒸发量会增加，导致更加负面的水平衡，而在富含CO2的世界中通过气孔减少的水分流失将有助于缓解这种影响。较为负的总体水平衡的净效应（产量-呼吸）可能取决于土壤的持水能力、土壤中碳和根的垂直分布以及植被的一般干旱敏感性。例如，如果大部分土壤碳含量集中在土壤顶部，而根深入具有较高的持水能力的土壤，，甚至可以挖掘地下水，随着表土首先变干，相比生产力，土壤碳分解最初会受到干旱的影响。水限制甚至可能抑制温度对呼吸的有效生态系统水平响应。相反，如果土壤持水能力较低，如浅层土壤，植被生产力将受到负水平衡的强烈影响。因此，有研究预测干燥可以通过抑制呼吸作用和降低生产力来降低碳的净损和增加增加固存量。

【 氮 】第二个重要的相互作用因素是可利用的氮，它通常决定了CO2施肥效应的大小，并且如果氮是限制性的，可以完全抑制它[8,99（见第293页）。还有迹象表明水和氮之间存在强烈的相互作用，氮在干燥条件下变得更加有限。

【 光、空气污染、臭氧 】其他需要考虑的因素是光的数量和质量（直接或漫射）的变化，这会改变植被生产力，以及空气污染物和臭氧的增加，以及它们对初级生产的不利影响。

气候变异和极端气候

同样，水分缺乏、风速、空气温度和湿度的时间变化改变了森林火灾的频率和严重程度，以及随之而来的生物圈中碳的快速损失。一场大风暴造成的风灾使树木死亡，从而使以前 "锁定的碳 "受到腐烂和释放二氧化碳的影响。温度的季节性变化也会产生影响；例如，2006/2007年北半球大部分地区的冬季和春季变暖，导致植物提前落叶和开花，从而更容易受到晚霜的影响。我们对这种当地天气状况的预测能力显然受到以下两方面的限制：可以纳入大气-海洋总循环模型的详细程度，以及我们对生态系统的季节性动态及其在各种时间尺度上的适应能力的理解。

生态系统的非线性反馈循环

Figure 3：气候变化引起的地下生态系统碳平衡中的反馈循环。 这里给出的3个例子是生态系统中的关键过程，以简化形式显示。 a ，微生物代谢、永久冻土融化、碳释放之间的潜在相互作用。 b ，'微生物激发效应'。碳和能源的增加可以刺激微生物对“老”土壤碳的分解，特别是在草地土壤中。在气候变化的背景下，这种影响可能对CO2增加和全球变暖产生正反馈效应。 c ，碳和氮循环之间的交互作用可能会改变预期的生态系统碳响应气候变化的主流趋势。粉红色箭头表示陆地生态系统对气候的影响，橙色箭头表示气候变化对陆地生态系统的影响，黑色箭头表示生态系统内的交互作用。背景图像是土壤有机碳的世界地图。

【 微生物代谢、永久冻土融化、碳释放之间的潜在相互作用 】图3a显示了微生物代谢与永久冻土融化和碳释放的物理学之间的潜在相互作用。目前对永久冻土地区深度冷冻储存的碳的估计相当于至少400 petagrams（4 1011吨）的碳（参考文献13），它们相对未被处理和不稳定，因为冷冻状态保护其免受微生物分解。 苔藓和草皮层是对大气非常好的绝缘体 。随着夏季气温上升，这些土壤开始融化，碳被代谢掉，微生物代谢可释放出足够的热量（“粪堆效应”dung-heap effect），以促进进一步融化，提供一个非线性的正反馈机制，以加强永久冻土的融化，并通过甲烷和二氧化碳排放，增加温室效应。模型模拟表明，模型模拟表明，几年之后可能会引起不受控制的动态，但这种反馈机制的强度和这些模拟的真实性仍不清楚。

【 微生物激发效应 】另一个可能调动大量碳的机制是所谓的 "微生物激发效应"。在一些实验系统中显示，向土壤中添加具有现成能量的底物（如葡萄糖和纤维素）会刺激 "老 "土壤碳的分解。Sébastien Fontaine等人15,16表明，仅仅通过向土壤中添加纤维素，他们就可以从草原的底层调动被认为是稳定的碳，而其他因素如温度、加氮或增加氧气浓度则没有影响。与此相反的是，由于土壤中的碳储量很大，添加这种材料甚至会引起土壤样本中碳的净损失。在气候变化的背景下，这种影响可能会引起正反馈效应，特别是在草原土壤中（图3b）。二氧化碳浓度的增加可导致通过根和根系渗出物对易耗碳的地下分配增强，这可提高微生物的活性，促进被认为是稳定的碳物质的分解，但实际上由于微生物不活跃而没有被攻击。此外，如果由于降水的改变或作为一般植被动态的一部分，根系模式发生了变化，碳输入到以前没有生根的深层，可能会通过这一机制引起旧碳的释放。

【 碳、氮循环之间的交互作用 】最后，碳和氮循环的相互作用提供了过多的机制，可以改变预期的生态系统碳响应气候变化的主流趋势。其中一些显示在图3c中。在受氮限制的生态系统中，在二氧化碳水平增加几年后，经常发现氮营养限制了二氧化碳对树冠的同化作用。也有迹象表明，氮的可用性影响着土壤有机物的分解。真菌利用木质素—一种在植物细胞壁中发现的丰富、稳定的有机物质—在氮供应有限的条件下作为氮源。木质素分解的增强可能会导致对大气中二氧化碳含量上升的正反馈反应。然而，在数年的时间尺度上，物种组成的适应或变化，或者例如通过增加对土壤的碳水化合物输入而增加固氮作用，可能会缓解甚至过度补偿氮限制效应。此外，通过更密集和更深的植物根系与微生物 "引发"（见上文）的相互作用也不是不可能的，因为氮供应的减少往往会导致更多的碳分配给根系。

因此，过去认为二氧化碳和温度逐渐升高，对同化作用和呼吸作用的影响是分离的、非交互式的，这种观点需要更新，要更多考虑到多种气候变化因子间的交互作用，需要对环境因素的变化，包括其变异性和极端情况进行更复杂的描述，而且，也许最重要的是，需要对不同组织层次的生态系统过程之间复杂的相互作用进行更有力的综合考虑。这些新出现的特征大多表明，二氧化碳的吸收潜力比目前的模型所估计的要低，并突出了几千年来积累的土壤碳的脆弱性。生态系统碳对气候变化的正反馈可能比目前碳循环-气候耦合模型所预测的更早、更强烈地发生。

未来的方向

显然，未来几十年内对陆地碳循环气候反馈的能力的评估仍存在很大的不确定性。目前的实验给出了模糊的结果，也没有对上述机制的重要性提供明确的结论。总体而言，至少在全球范围内，陆地生态系统可能会在增温的世界中提供正的、放大的反馈，尽管幅度不确定。通过将 长期多因子实验 与 非破坏性生态系统级观测 （如整个生态系统的通量测量）相结合，并将结果与多约束框架下的生态系统模型相结合，我们的认识可能会有一个重要的改进。只要对所涉及的过程没有基本的了解，碳循环-气候耦合模型的模拟就只能说明其重要性，而不能显示出碳循环-气候系统众多可能的反馈的确凿情况。此外，这里描述的自然过程与土地使用、覆盖和管理方面的人为变化之间的强烈互动是可以预期的。

论文作者：Martin Heimann & MarkusReichstein【Max Planck Institute for Biogeochemistry】，2008-1-16发表于 Nature 。

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《高等教育国际化研究》

【摘要】高等教育国际化是全球化大背景下的必然趋势，也是我国高等教育建设高水平大学的必然途径。中国矿业大学的“国际化”办学理念以优势专业为中心，在学生国际流动、教师国际流动、教学与课程的国际化、国际合作研究以及合作办学等方面做出了诸多努力，在取得大量成果的同时，也存在一定的问题。

【关键词】中国矿业大学 国际化 优势专业

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)10 -0009-02

高等教育国际化是指一个国家及其高等教育机构为因应全球化背景而在战略上设定国际前沿目标并付诸行动的过程;在实施层面表现为具体的国际合作与交流活动及其效果。[1]高等教育国际化的本质是按照国际高等教育界通行的理念、准则和规范指导办学，加强国际间的交流和合作，从而提高一国或者一所高等教育机构办学水准，培养具有国际视野和国际理解能力的人才的过程。[2]

中国矿业大学是教育部直属的全国重点高校、国家“211工程”和“985优势学科创新平台项目”建设高校，同时也是教育部与江苏省人民政府、国家安全生产监督管理总局共建高校。作为一所具有一百多年办学历史、特色鲜明的多科性研究型高水平大学，对我国煤炭能源行业和地方经济社会发展发挥着不可替代的引领和支撑作用。[3]近年来，中国矿业大学在对外交流方面取得了显著成绩，分别被江苏省授予2013年 “江苏省外国文教专家研究会先进集体”和“江苏省教育国际合作交流先进学校”的称号。本论文集中讨论了具有矿大特色的国际化道路，同时指出了其存在的问题。

一 国际化的办学实践

1.学生的国际流动

中国矿业大学一直本着“走出去，请进来”的原则，积极扩大出国留学学生和来华留学学生的规模，形成了双向流动的合理格局。学生的国际流动是大学国际化的一个重要指标。中国矿业大学的留学生数一直呈现递增的趋势，目前有在校留学生180余人。就留学生的层次分布而言，大部分为学历生(degree-seekers)，而非非学历生数(non-degree seekers)。在学历生中，本科生的数量最多，一直占据主体地位。从方向上看，学生流动分为流入(国际留学生)和流出(本国学生接受时间不等的海外学习)两种形式。2013年，国际部会同教务部，设立出国留学奖学金，选拔了126名出国留学预备生。

同时国际部积极推进各个研究生、本科生层次中外合作办学项目。通过中加MBA项目、格里菲斯大学土木工程本科项目、墨尔本皇家理工建环本科项目、俄罗斯奖学金项目、美国全球优秀本科生项目、奥尔登堡大学交换生项目以及其他多个校际交流项目派出学生100多人。在鼓励本校学生短期访学的同时，2013年学校设立了来华留学生奖学金，鼓励更多留学生选择矿大为他们的学校。这一措施取得了显著的成果，当年招收留学生54人，其它各类学生29人，留学生在校生规模达到170人，较之前有了增长。[4]

2.教师队伍的国际化

中国矿业大学的国际化道路还体现在学校对师资力量国际化的重视。师资力量是衡量大学综合实力的重要指标之一，它直接影响学校的学科建设和发展方向，也影响着学校人才培养的质量和目标。世界上许多高水平的著名大学，师资力量往往都是高度国际化的。中国矿业大学采取了培养与引进并行的办法来促进教师队伍的国际化。

首先，中国矿业大学国际交流处经常组织教师及行政人员的短期访学工作为便于教职工赴海外进行学术交流，中国矿业大学国际交流处积极主动协调学校相关部门，对学校因公出访审批手续进行了简化，同时推出了《中国矿业大学出国(境)人员管理办法》和《关于进一步加强我校处级以上干部因公临时出国(境)管理的暂行规定》等政策，在严格规范外事管理的同时，为教职工积极开展对外交流提供了政策保障。2013年，学校累计派出111批次因公出访团组，共计296人次赴海外参加国际会议、开展学术交流、合作研究或考察访问，比去年同期增加49%。此外，学校停办多年的管理干部和教师团组海外进修项目也得以重新启动执行，收到了很好的效果。学校教职工自觉对外交流的主动意识逐渐增强，形成了良好的学术氛围。[5]

其次，中国矿业大学国际交流处加大聘请外籍教师的力度。他们的加入，大大丰富了教师学术背景的多样性，同时提升了教师队伍的国际化水平。通过积极拓展聘请渠道、强化服务措施等举措，学校2013年重点工作之一――聘请15名语言外教的任务顺利完成。这些英语、德语外教分别承担了英德语言专业、中外合作办学项目、大学公共英语、同时承担了研究生英语及孙越崎学院等的语言教学任务，教学效果良好。此外，2013年，学校还接待了来自美国、德国、澳大利亚、加拿大、俄罗斯、奥地利、英国、丹麦、日本、韩国、南非和香港等国家和地区的知名专家和学者200余人次来校合作交流。 [6]

在优化本土教师学源背景的同时，学校还采用多种形式，积极引进国外优秀的教育资源和智力资源。学校2007年获批的学科创新引智计划(111计划)项目“煤炭资源开采与环境科学与技术创新引智基地”继续由国家重点资助并实施。2013年，学校聘专引智经费实现360万，其中含学科创新引智计划即“111计划”项目3项，引进海外高层次文教专家重点支持计划项目2项，另外今年申报的第四个“111计划”――“深部地下工程学科创新引智基地”已获批执行。[7]

3. 教学与课程的国际化

一个学校的国际化不但体现在学生和师资的多元化，更重要，更核心的是要实现教学的国际化。1996年，OECD将“课程国际化”(internationalization of curriculum)定义为“一种为国内外学生设计的课程，旨在培养学生能在国际化和多元化的社会工作环境下生存的能力。”西方学者莫里斯哈拉雷(Maurice Harari)认为，课程国际化不仅包含外语训练和国际区域研究学科的发展过程，而且还包含将全球视野引入一般学科的“学科普遍化”过程。[8]

我校根据不同学科专业的特点和人才培养要求，稳步推进双语教学。2010年《中澳学院国际化课程体系建设与改革》列为校教学改革项目，与国际接轨的培养方案、教学计划与课程大纲制定并实施，3位外方合作高校教授为中德学院、中澳学院授课，国际化办学取得新进展，每个专业在学生进入大学三年级以后会开设专业英语课。但是和其他项目相比，教学上的改革力度较小，学生英语学习的教材单一，接触不到原版教材，虽然引进了外籍教师，但还没有从根本上改变教学和课程国际化的问题。

4.国际合作研究

在科研方面，中国矿业大学近年来积极推进本校优势专业的高水平的科研合作：一方面提高教师与学生主持、策划、参与重大国际项目的能力;同时依托国际会议，促进科技和学术成果的国际交流。2010年9月17日，我校校长葛世荣率团出席在纽约联合国总部举行的2010年世界能源论坛大会并向来自世界各国的700多位与会者发表了题为“中国未来能源与洁净煤技术”的演讲。2010年3月15日至3月22日宋学锋副校长等一行七人于赴德执行考察访问任务，主要是落实“中德共建徐州生态示范区合作推进会”中煤矿安全设备物联网、城市系统物流规划、节能减排、新能源和可再生能源等四个产业化项目。 [9]

5.国际合作办学

国际合作办学也是中国矿业大学国际化战略的一部分。2010年我校先后与德国杜伊斯堡-埃森大学、奥尔登堡大学、波鸿工业技术大学、德国RWE公司、澳大利亚巴拉瑞特大学、卧龙岗大学、加拿大滑铁卢大学等合作单位分别签订了教育科技合作协议或合作备忘录。学校积极开展国内外学术交流与合作，不断推进国际化办学。目前，学校同25所世界排名前200强的高校签署了合作协议。创新高等教育国际协同模式，成立了国际学院，建设了中澳矿业研究中心等国际合作平台，联合10多所国外知名高水平大学发起成立了“国际矿业、能源与环境高等教育联盟”。美国南达科塔矿业学院发起成立的全美矿业高等教育联盟拟以团体会员方式加入，联盟的国际影响日益扩大。2013年，学校新签约海外合作高校10所，续签7所。其中，新签约澳洲高校1所、续签4所;亚非高校新签约4所; 欧美合作高校5所、续签3所，布局日趋合理。同时，根据学校要求，结合各单位对外交流实际情况，各学院及重点实验室分别选取了5家合作伙伴作为重点交流对象。目前，各学院及重点实验室基本实现至少与海外2家以上的高校或研究机构建立了实质性合作关系，使得我校国际交流工作更加务实。 [10]

二 中国矿业大学国际化办学的特点及其问题

中国矿业大学国际化办学主要呈现出以下三个特点：第一对外交流与合作的方式不断丰富。从最初的单纯引进少量外国留学生，公派留学生，教师短期访问合作等方式发展成一套全面的，多渠道的，多层级的国际交流与合作模式。目前，中国矿业大学已经与国外一批大学建立了合作办学关系，通过联合培养、交换交流学生、国际会议等多种形式，不断拓展面向世界的人才培养和高水平的学术交流。第二，参与主体的层次逐步从研究生向本科生下移。中国矿业大学早期的学生对外交流项目主要针对硕士研究生的培养。近两年，矿大不断推进本科生短期访学交流项目。学校组织人力，物力，推进短期访学项目的进行。第三，中国矿业大学的国际化道路以自己的优势专业为发展中心，这一特点在国际会议的举办和国际合作项目中体现的尤为明显。

虽然中国矿业大学在国际化办学中取得了一定的成绩，但是还存在一系列问题。首先，中国矿业大学还缺乏对于国际留学生的吸引力，国际留学生比例依然偏低。从国际留学生的来源国家来看，中国矿业大学的留学生多集中在亚非欠发达国家，对欧美等发达国家学生的吸引力还不够。其次，对国外先进的教育理念和体制借鉴不够。高校国际化强调的是吸收、借鉴世界各国先进的高等教育办学理念和办学模式，从而达到提高人才培养质量的目的。目前中国矿业大学的多数国际化办学方式都是以项目为中心，以会议为表现形式，缺乏系统教育理念的植入和教育体制方面的真正变革。再次，中国矿业大学的国际化发展在许多方面依然体现出“依附性”的特点，对于其他大学借鉴的多，输出的少。而高等教育国际化要求的是，学校与学校之间的交流应该是双向的，即相互的借鉴，彼此的输出。

总之，中国矿业大学以服务教学、科研、学科和师资队伍建设等学校中心工作为宗旨，以促进学校教育改革发展为重点，探索实践行业特色和国际化办学相融合的发展之路，从学校发展实际出发，探求一个多层次、宽领域、高水平、讲实效的高等教育国际化道路。

参考文献：

[1] [2] [8] 袁本涛，潘一林，高等教育国际化与世界一流大学建设：清华大学的案例 [J] 高等教育研究，2009，(9)：23-28.

[3] 网络搜索.

[4][5][6][7][8][9][10]中国矿业大学国际合作与交流处年鉴[R].2013.

作者简介：朱潇潇，中国矿业大学外文学院教师、讲师(江苏徐州 221000)

项目：中央高校基本科研业务费专项资金，中国矿业大学社会科学青年项目B类(2012W57―思维教学在大学英语教学中应用的研究)

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