孔祥臻 中国科学院南京地理与湖泊研究所青年研究员

孔祥臻：男，1987年生，江苏海安人。2010年获河海大学物理学专业学士学位；2016年、2018年分别获北京大学环境地理学专业博士学位和荷兰瓦赫宁根大学生态学博士学位；2016和2017年先后在北京大学和美国弗吉尼亚联邦大学从事博士后研究；2018年获德国“洪堡”基金，在德国亥姆霍兹环境研究中心从事博士后研究；2021年任中科院南京地理与湖泊研究所副研究员。

主要从事湖泊生态系统演化方面的研究工作，以生态系统模型为手段，结合古湖沼学方法与高频监测技术，在我国长江中下游亚热带和欧洲中部温带典型浅水湖泊开展了系列研究。构建了可定量分析浅水湖泊生态系统演化/物质循环过程及其相互作用机制的耦合模型（PCLE），提出了复杂人类活动影响下我国亚热带浅水湖泊的“三阶段演化（草型-混合藻型-蓝藻型）”新模式，揭示了气候变化影响下欧洲温带浅水湖泊藻类群落演化新模式及其“光照+温度”双因素驱动机制，深化了对不同气候区湖泊生态系统演化过程与机制的理解。在Global Change Biology、Water Research和Environmental Science & Technology等期刊发表第一/通讯作者SCI论文15篇，英文专著章节4章，申请软件著作权1项。担任Global Change Biology、Ecology Letters和Water Research等期刊审稿人。先后主持国家自然科学基金（2项）、中国博士后科学基金（2项），作为骨干参与国家自然科学基金重点项目（1项）、水专项（1项）、重点研发项目（1项）等。目前是国际湖沼协会（SIL）、全球湖泊观测网络（GLEON）和水生态系统模型网络（AEMON）成员，多次在国际和国内重要学术会议中做主题或特邀报告。

教育背景：

2013.10～2018.11    荷兰瓦赫宁根大学，生态学专业，博士。

2010.09～2016.01    北京大学，环境地理学专业，博士。

2006.09～2010.07    河海大学，物理学专业，学士。

工作经历：

2022-06~现在, 中国科学院南京地理与湖泊研究所, 青年研究员。

2021-01~2022-05,中国科学院南京地理与湖泊研究所, 副研究员。

2018-03~2020-12,亥姆霍兹环境研究中心（德国）, 博士后，洪堡学者。

2016-11~2018-01,弗吉尼亚联邦大学（美国）, 博士后。

2016-01~2018-09,北京大学, 博士后。

社会兼职：

1、2024-03-12-2027-03-11,Ecosystem Health and Sustainability 青年编委。

招生信息：

招生专业

083001-环境科学

070501-自然地理学

招生方向

水域生态学，湖沼学，水环境模型

教授课程：

Integrated Catchment Modelling

指导学生:

薛雨霏 硕士研究生 077601-环境科学

研究领域及方向：

湖泊营养物循环与生态系统演化；持久性污染物多介质归趋与生态效应；湖泊生态系统模型开发与应用

科研项目：

（ 1 ） 中国科学院引才计划B类项目, 项目负责人, 中国科学院计划, 2021-01--2026-12。

（ 2 ） 我国北方温带浅水湖泊蓝藻水华机理模型研究-以呼伦湖为例, 项目负责人, 国家自然科学基金面上项目, 2022-01--2025-12。

（ 3 ） 湖泊流域固碳增汇过程与驱动机制, 项目负责人, 研究所自主部署, 2023-01--2025-12。

（ 4 ） 中国湖泊生态安全评估体系构建与实践, 参与, 研究所自主部署, 2023-01--2025-12。

（ 5 ）  藻类暴发对巢湖多环芳烃多介质归趋与迁移影响的模拟研究，国家自然科学基金青年项目，项目负责人，2017.01～2019.12 。

（ 6 ） 藻类暴发对多环芳烃在巢湖食物网中富集影响的模拟研究, 中国博士后科学基金特别资助，项目负责人，2017.01～2018.09 。

（ 7 ） 气候变化对巢湖生态系统结构与功能影响的模拟研究，中国博士后科学基金面上资助，项目负责人，2017.11～2018.09 。 

软件著作权：

（ 1 ） 孔祥臻, 何伟, 李一龙, 刘文秀, 徐福留. 农药多介质逸度模型软件平台（EUTOX）V1.0, 2019SR028838, 原始取得, 全部权利, 2018-11-09 (软件著作权)

发表论文

1.A serious game approach for lake modeling and management: The EscapeBLOOM, ENVIRONMENTAL MODELLING AND SOFTWARE, 2024, 第 2 作者

2. Xiangzhen Kong,* Maria Determann, Tobias Kuhlmann Andersen, Carolina Cerqueira Barbosa,Tallent Dadi, Annette B.G. Janssen, Ma. Cristina Paule-Mercado, Diego Guimaraes̃ Florencio Pujoni,Martin Schultze, and Karsten Rinke。Synergistic Effects of Warming and Internal Nutrient Loading Interfere with the Long-Term Stability of Lake Restoration and Induce Sudden Re-eutrophication, ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY, 2023, 第 1 作者   PDF
 

3. High-frequency monitoring enables operational opportunities to reduce the dissolved organic carbon (DOC) load in Germany's largest drinking water reservoir, INLAND WATERS, 2022, 第 2 作者

4. Kong, X., Ghaffar, S., Determann, M., Friese, K., Jomaa, S., Mi C.,Shatwell, T., Rinke, K., Rode, M. (2022): Reservoir water quality deterioration due to deforestation emphasizes the indirect effects of global change. Water Research, 118721.    PDF

5. Controlling blooms of Planktothrix rubescens by optimized metalimnetic water withdrawal: a modelling study on adaptive reservoir operation, ENVIRONMENTAL SCIENCES EUROPE, 2022, 第 5 作者

6. Lake restoration time of Lake Taibai (China): a case study based on paleolimnology and ecosystem modeling, JOURNAL OF PALEOLIMNOLOGY, 2021, 第 2 作者

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8. Xiangzhen Kong; Michael Seewald; Tallent Dadi; Kurt Friese; Chenxi Mi; Bertram Boehrer; Martin Schultze; Karsten Rinke; Tom Shatwell: Unravelling winter diatom blooms in temperate lakes using high frequency data and ecological modeling. Water Research, 2021, 190: 116681.

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74.孔祥臻; 何伟; 秦宁; 何玘霜; 王雁; 欧阳慧灵; 徐福留.重金属对淡水生物生态风险的物种敏感性分布评估.中国环境科学, 2011, (09): 1555-1562.

75.欧阳慧灵; 孔祥臻; 何玘霜; 秦宁; 何伟; 王雁; 王戎; 徐福留.Cu~(2 )对普通小球藻的光合毒性:初始藻密度的影响.生态毒理学报, 2011, (05): 499-506.

76.何伟; 董琳; 秦宁; 何玘霜; 王雁; 孔祥臻; 欧阳慧灵; 徐福留.天津市节能减排绩效及经济效益协调性研究.中国人口.资源与环境, 2011, (06): 110-117.

77.Qin, Bo; Kong, Xiangzhen; Wang, Rong*; Zhao, Yanjie; Yang, Xiangdong.Lake restoration time of Lake Taibai (China): a case study based on paleolimnology and ecosystem modeling.Journal of Paleolimnology.

78.徐福留; 何玘霜; 孔祥臻; 何伟; 刘文秀.现代巢湖生态系统演化规律的地球化学记录分析.中国矿物岩石地球化学学会, 2015-06-24.

79.欧阳慧灵; 孔祥臻; 徐福留.五种重金属亚致死暴露浓度对普通小球藻生长抑制与光合毒性的比较研究.中国化学会环境化学专业委员会、中国环境科学学会环境化学分会、中国毒理学会分析毒理专业委员会.

荣誉奖励：

1. 2022年，江苏省海洋湖沼学会青年科技奖, 省级。

2.  2021年，江苏省水利科技进步一等奖（排名8/12）。

参与会议

（1）基于PCLake系列模型的湖泊生态系统多稳态模拟与预测研究 第八届水环境模拟与预测学术会议 2024-05-19

（2）我国北方大型浅水湖泊 蓝藻水华与生态模拟研究——呼伦湖为例 第八届全国生态毒理学大会 2023-10-14

（3）湖泊生态系统演变研究：沉积记录与生态模型耦合新视角 第八届青年地学论坛 2023-05-06

（4）基于流域高频监测技术的湖库氮截留评估与模拟 第七届青年地学论坛 2021-07-09

 科学中国人报道：

创新研发生态模型 矢志守护湖泊环境

——记中国科学院南京地理与湖泊研究所青年研究员孔祥臻

2024-06-11　

 

湖泊被誉为“大地上的明珠”，是重要的国土资源和生态安全屏障。我国是湖泊大国，据2022年中国科学院南京地理与湖泊研究所编制的《中国湖泊生态环境研究报告》显示，我国现有面积1平方千米以上的天然湖泊2670个，总面积8.07万平方千米，是我国极其珍贵的地表水资源。为了更好地保护和利用这一资源，用科学的手段深入了解湖泊生态系统长期演变规律至关重要。

有湖泊的地方，常常能看见这样一支团队：他们脚踏实地、兢兢业业，为祖国绿水青山的生态环境保护注入科技力量。中国科学院南京地理与湖泊研究所青年研究员孔祥臻就是其中一员。

与“湖泊科学”研究结缘多年，孔祥臻聚焦全球变化下的湖泊生态系统长期演变规律及其机制，创新研发湖泊生态模型，并与长期湖沼学记录相结合，阐明湖泊流域人－地互作机制，探究全球变化影响下不同气候区与不同类型湖泊生态系统演变的新模式和机制，用科技力量守护着祖国的绿水青山。 

专业选择：从物理到地理的跨越 

作为一名在湖泊研究领域经验颇丰的青年研究者，孔祥臻最开始的专业方向却是物理学。

孔祥臻一直对基础理论学科十分感兴趣，并在本科期间选择了物理学专业。物理学科在培养过程中十分注重数学建模的概念，本科阶段孔祥臻积极参与到国内外多个数学建模竞赛中并数次荣获一等奖。在这一过程中，他了解到数学模型可广泛应用在生态环境问题研究中，并对此产生了浓厚的兴趣。为了能够将自己所学的专业更好地加以应用，本科毕业后孔祥臻选择保送至北京大学攻读博士学位，师从徐福留教授，并将专业方向转换到了环境地理学。

科研方向的转换，让孔祥臻经历了一段“阵痛期”。“因为物理学与环境科学之间没有太多的交集，所以要从很多基础理论知识开始恶补。”他说。这一阶段，徐福留教授给予了孔祥臻专业的指导和巨大的支持，同时也鼓励他发挥自己的专业背景特点开展工作。随着学习的深入，孔祥臻利用在物理专业学习中塑造的逻辑思维和数理分析能力，从独特的视角更加全面地理解湖泊生态系统的演变规律，并在环境地理学研究中拓展出新的科研创新问题，在相关领域研究中越发得心应手。 

创新实践：成功研发湖泊生态系统模型 

巢湖位于安徽省中部，面积约780平方千米，是我国第五大淡水湖，也是富营养化问题最为严重的湖泊之一。

从博士阶段开始，孔祥臻就以巢湖作为研究对象开展了系列研究，致力于研发符合巢湖生态环境特点的数学模型，揭示和预测湖泊的历史演变过程，探究富营养化和稳态转换过程的发生机制。

事实上，关于湖泊生态模型的研发，国际上早有先例。

20世纪90年代，荷兰瓦赫宁根大学的科学家曾研发了浅水湖泊富营养化模型PCLake并被广泛应用。通过系统研究，孔祥臻发现PCLake并不完全适用于国内湖泊。“荷兰地处温带地区，其气候条件与巢湖所处的亚热带地区有很大的不同。同时，不同地区湖泊的生态结构与功能也有显著差异。我国湖泊营养级下行效应偏弱，杂食性鱼类比例较高，生物群落结构与功能显著不同于温带湖泊。另外，我国湖泊普遍受到富营养化与有害污染物的复合污染，已有的湖泊生态模型（包括PCLake）尚无法研究复合污染条件下的湖泊生态系统演变。”孔祥臻说。

在这一背景下，孔祥臻基于PCLake并针对我国湖泊特点，成功研发了生态系统模型EUTOX（EUtrophication & TOXicant，v1.0）。模型以流域－湖泊系统为模拟对象，由物质循环与湖泊生态系统模块构成，能够根据不同湖泊食物网结构特点进行模块化设置，相对传统模型在应用范围方面有大幅提升。

基于EUTOX模型，孔祥臻系统梳理和定量反演了巢湖生态系统20世纪50年代以来的演变过程，发现了营养盐排放与水文调控的耦合作用机制，提出了巢湖“三阶段”富营养化和演变模式。进一步研究发现，有害污染物通过“资源稀释”效应降低湖泊富营养化发生阈值，使得湖泊更易发生系统突变和藻类水华。相关成果发表于《全球变化生物学》（Global Change Biology）、《水研究》（Water Research）等重要学术期刊。在优秀的科研成果基础上，孔祥臻于2016年、2018年先后获得北京大学环境地理学及荷兰瓦赫宁根大学生态学的双博士学位。 

放眼全球：完善升级EUTOX模型 

为了能够接触到更多前沿的科学观点，孔祥臻于2018年申请并成功获得了德国洪堡基金的资助，开始在德国亥姆霍兹环境研究中心（UFZ）从事博士后工作，更加系统研究了全球变化下湖泊生态系统的演变规律。

德国等欧洲国家在湖沼学方面有着非常深厚的研究积淀。博士后阶段孔祥臻得到了更加全面、系统的专业训练，同时，UFZ的科研平台也让孔祥臻有机会与各国学者进行广泛交流，参与了包括跨领域国际影响模型比较计划（ISIMIP）在内的多个国际研究项目，同时进一步提升EUTOX（v2.0）模型对湖泊-流域耦合系统的模拟功能。

基于高频水质监测数据和升级的EUTOX（v2.0）模型分析，孔祥臻揭示了增温可缩短冬季湖冰时间，进而间接改变藻类季节演替模式及其驱动机制，为揭示湖泊生态系统长期演变规律和准确预警夏季蓝藻水华提供了新的理论依据。在此基础上，他进一步突破了传统的“气候-湖库”二元系统框架的局限性，提出了“气候-流域-湖库”多元耦合系统新框架，研究了连续极端干旱事件后森林大面积退化对下游湖库生态系统退化造成的影响，揭示了在未来短期内（10～15年）“气候→流域”偶联过程的湖库生态效应亟须优先应对，为管理决策提供了关键科学依据。相关成果连续发表在《水研究》（Water Research）和《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）等重要学术期刊，并被美国科学促进会（AAAS）、《科学日报》（Science Daily）、德国亥姆霍兹环境研究中心（UFZ）网站等多家网络科学媒体采访并广泛报道。 

研以报国：致力北方湖泊生态系统保护 

游子思归，报效祖国。在国外从事科研工作多年，孔祥臻“学成报国”的信念越加强烈。

中国科学院南京地理与湖泊研究所，是目前全国唯一以湖泊－流域系统为主要研究对象的综合研究机构，也是孔祥臻一直向往的科研工作平台。2021年他如愿以人才引进的方式入职，加入了薛滨研究员的研究团队。

近年来，北方温带湖泊生态系统急剧退化，蓝藻水华等生态环境问题日趋严重，湖泊富营养化治理与防控迫在眉睫。加入地湖所之后，孔祥臻开始着眼于研究基础较为薄弱的北方温带高纬度地区湖泊。针对北方第一大淡水湖呼伦湖，孔祥臻多次组织团队进行实地考察和调研，发现蓝藻水华已经成了当前呼伦湖治理最棘手的问题之一。在研究团队带头人薛滨研究员大力推动下，中国科学院南京地理与湖泊研究所和呼伦湖国家级保护区管理局共建呼伦湖湿地生态系统定位观测研究站，并加入国家陆地生态系统定位观测网络。孔祥臻也积极参与到台站的建设与运行中，“以站为基”，全面投入以呼伦湖为代表的北方干旱半干旱地区湖泊研究工作中。

未来，孔祥臻希望能进一步开发适用于我国北方湖泊的EUTOX系列模型，力求突破北方温带湖泊生态系统演变规律的理论和模型技术瓶颈，回答“全球变化多重因素协同作用下我国北方温带湖泊生态系统演变机制”这一重要科学问题，为有效防控北方温带湖泊富营养化、保障区域水生态安全作出创新贡献。

光而不耀，静水深流。多年来脚踏实地前行在科研探索的道路上，孔祥臻始终在追求一种“自然而然、水到渠成”的状态。正如《道德经》中所说：“天之道，利而不害；人之道，为而不争。”而这便是他向往的工作与生活态度。他希望无论是现在还是以后，都能不忘初心，以最饱满的热情投入我国湖泊流域的生态环境研究中，为保护祖国的绿水青山贡献科学力量。

来源：科学中国人 2024年第5期创新之路