沈佐锐:不忘初心,申搏官网注册导航:创新求索
发表时间 2019-12-09 11:55 来源 中国科技新闻网

文 / 李梅  通讯作者 / 刘文婧

  游子自嘲

  别妻女载余,欣归期渐近。繁忙而未忘天伦,孤寂竟更念故土。昼夜交替,情理相兼。科学家,人也。

  今生有幸渡重洋,三顿快餐落肚肠。

  百卷英文双眼过,一身疲惫卧凉床。

  巫山梦显仙妃韵,东海情含龙女芳。

  梦断情回开电脑,安知电脑不思乡?

  这首诗发表于1987年5月8日的《人民日报》海外版,作者为中国农业大学昆虫学沈佐锐系教授。

  1944年,沈佐锐出生在贵州遵义一个知识分子家庭,从小就接受了良好的家庭教育,形成了关心国家命运,严格要求自己的品质。青年时期的沈佐锐踌躇满志,希望通过参加高考增长自己为国家做贡献的真才实学。他的求学之路也像当年许多同龄人一样,随着中华民族的命运而遭遇着磨难,也随着中华民族的腾飞而获得机遇。沈佐锐1967年毕业于北京农业大学生物物理专业。80年代先后赴比利时、美国两度留学。1983年在北京农业大学昆虫学专业获硕士学位,并留校任教;1988年获昆虫学专业博士学位。同年5月,被聘为副教授。无论在比利时留学,还是在美国以访问学者身份工作,沈佐锐都没有忘记报效祖国的初心。

  作为一个植物保护和昆虫生态学专业学科与农业信息科技领域的知名专家,沈佐锐求学与科研经历的最大关键词就是“创新求索,农心致远”。年轻时,他勤奋刻苦,成绩优异,为日后的科研事业奠定了坚实的基础;大学毕业后时,他坚持读书学习,做企业技术革新的带头人;改革开放后,他作为大学实验室负责人和研究生指导教师,在国家科研条件十分有限的情况下,不断做出学科交叉的集成创新成果,同时为跨学科的人才培养做出了重要贡献;退休后,他走到生产第一线,为地方政府做咨询,与企业密切结合,提出生态农业、智慧农业和农村可持续发展的新思路。

  1991年,沈佐锐和国内其他优秀博士生一起受到了国务院总理等领导人的接见,获得“有突出贡献博士学位获得者”的荣誉。1992年,被聘为教授;同年,被批准为享受国务院特殊津贴的专家。主持过多项国家自然科学基金项目、国家863高技术研究发展计划项目、国家973基础研究计划项目、国家科技攻关项目、博士点基金项目、农业部和北京市等地方科研项目,以及国际合作研究开发项目。研究领域覆盖五个方面:蔬菜生产的生态学机制和高新技术应用研究、害虫测报和植保风险分析的理论和新技术研究、计算机视觉和昆虫数学形态学的应用研究、昆虫分子生态学的理论和应用、农业信息化和教育信息化。退休后,为地方政府做咨询,特别是与企业密切结合,在农林病虫害绿色防控、生态农业和智慧农业实践中做出贡献。

  筚路蓝缕的创新之路

  研究生毕业留校后,沈佐锐的工作是从“昆虫小楼”开始的。当初,他只有一间10平米的小办公室和一台Apple Plus计算机。1989年,他获得第一个国家自然科学基金项目,是属于数学生态学研究的。为此,他成立了IPMist (IPM information and software technology)实验室,开始承接更多的科技项目,并接收研究生。许多优秀学生陆续进入实验室学习与工作。随着办公室面积的增加,他们的计算机也不断升级,从Apple-Plus 到286、386、486、586,到今天的各种型号的台式机、平板电脑,等等,一路进入了Internet网络时代。信息技术的发展不只体现在硬件的更新,更体现在软件的升级,两者是紧密结合,协同发展的。

  IPMist实验室成立的时候,电脑只能利用DOS系统的计算功能做些数学生态学或昆虫种群动态建模一类的工作。电脑的操作系统进入Windows时代,可以做的工作就越来越多。1996年,他们与北京市动植物检验检疫局合作,自筹经费,开发出植物检疫害虫图文信息及鉴定辅助系统PQ-InforMIS,这款基于多媒体技术的专家系统开了国内农业应用软件的先河,在全国口岸动植物检验检疫局推广取得良好效果。1997年,他们推出北京蔬菜生产管理信息系统BJ-CabbaGIS,这是国内第一款以地理信息系统(GIS)工具开发的农业实用软件。数学模型在植物保护工作中的主要应用之一是进行病虫害的预测预报,而实现计算机建模的先决条件是农田环境数据和病虫害调查数据的获取。因此,1996年以后,IPMist实验室把研究的重点转向了传感器技术、图像处理技术和计算机视觉技术。1999年,他们研发出BugVisux系统,这款基于图像处理和计算机视觉技术的软件经过数年若干研究生的持续研发,在昆虫、植物病害、植物种子等图像处理、昆虫种类和检疫性杂草的自动识别、病害进程研究、微小昆虫自动技术等方面应用,都取得了创新成果;同时,在技术上支持了昆虫数学形态学这一新的研究方向的发展。

  然而,沈佐锐并不满足于现状,使他感到遗憾的是,电脑软硬件的不断升级换代使得那些软件很难被一届一届研究生接力,持续地高效地开发下去。互联网(Internet)和Web技术的出现,特别是移动互联网和物联网的出现,使沈佐锐看到了希望。他高兴地对学生们说:“Internet是什么?Internet就是Syberspace。那么,Syberspace是什么?Syberspace就是生态系统空间。咱们今后开发的不再是单机版的软件了,而是网络版软件。网络版软件是有生命的,是可以存活下来,并不断生长和发育的。一个软件是个体,许多软件就组成了种群和群落乃至生态系统,生态系统还可以演替,不断进化。”2000年以后,IPMist实验室开发的软件都走向了网络。他们把一些软件集成,与全国农业技术推广中心合作,推出了农林病虫害远程诊断和预测预报系统,先后被农业部和教育部3次推荐申报国家科技进步奖。虽然因某些客观原因没有被评上,对此,沈佐锐冷静地分析总结道:“农业是信息技术最应该支持也最难支持的领域,我们虽然做出了一些创新成果,但扪心自问,这些成果是不是真正实用,真正解决问题?还不是。信息技术发展太快了,早晚会真正解决农业上的复杂问题,所以,我们要紧跟,真正的乐趣就在于紧跟。”我忽然想起了夸父逐日的故事。—— 沈佐锐,我们的开山大师兄,在离国家科技进步奖一步之遥时退休了,像不像夸父没有追太阳追到半路就渴死了?有些同事惋惜地说他挺悲壮的。但他豁达地说:“够不上先进,那就做先烈。”实际上,“评得上”不是他的目标,“用得上”才是他的追求。—— 他的心里还有梦!

  2009年,沈佐锐退休。他培养了52名硕士生、45名博士生,指导了4名博士后。他培养研究生的最突出特点是学科交叉。这些学生在本科或硕士阶段的专业可以说是五花八门,覆盖了昆虫学、植物病理学、生态学、基础生物学、数学、气象学、物理学、化学、电子学、设施农业工程,甚至经济学。20年里,在IPMist实验室做毕业实习的本科生有70多名,还有10多名来自各地的进修生。学科交叉才能创新,而创新是有风险的。由于我国研究生的培养有严格的年限,而且要求必须发表高水平的论文,因此,风险较大的研究不宜作为研究生的学位论文题目,否则一旦试验做不完,或者研究失败,他们就写不出论文,毕不了业。但是,研究生的论文,特别是博士生的论文,又必须有创新性。怎么办?沈佐锐的做法是把本科生、硕士生、博士生三个层次的学生团队作为整体,或者以系统工程的原则进行创新课题的设计。因此,沈佐锐对本科生毕业实习的作用就很重视。许多实验室安排他们给研究生打下手,但在IPMist实验室不是。沈佐锐有时会安排他们为风险较大的课题做一些探索性试验。这些探索性试验或者是从研究生的课题中划出来的不大有把握的;或者是跟研究生的现有的课题暂时无关的,但是可以为未来备选的研究生课题做先期探索试验。本科生的培养目标是通才,科研训练不仅让他们运用所学到的知识和技能尝试解决一些科技问题,也应该让他们参与研究生的课题交流,使他们了解自己的探索性试验在三个层次的学生团队里处于什么地位。其中,有些人后来报考了IPMist实验室的研究生。

  1998年,中国农业大学昆虫学系在国家211工程项目的支持下装备了公共实验室,全系师生有了使用分子生物学和遗传工程技术设备的条件。IPMist实验室也开始了这方面的研究。他们在昆虫的分子标记和分子监测、昆虫的内共生菌Wolbachia的研究等方面,都是走在国内前列的。他们还率先把分子检测和GIS相结合进行了昆虫地理种群的遗传多态性研究,意在为迁飞性害虫的预测预报探索新的方法。

  在沈佐锐和他的学生团队的共同努力下,IPMist实验室取得了瞩目的研究成果,被中央电视台5次报道。1997年,农业部路明副部长视察了该实验室,对沈佐锐开创植保信息技术新领域给予充分肯定和鼓励。2006年,沈佐锐应邀在美国农业部做了计算机在农业病虫害防治中应用的报告。他曾走遍全国和世界上10几个国家报告这些成果,还受国际著名专家的邀请参编了3部英文著作。至2009年,他退休时,共获得授权发明专利3项、实用新型专利1项、计算机软件著作权20多项,以及5种省、部委奖项,还先后被北京市、农业部、教育部推荐4次申报国家科技进步奖。2018年,《沈佐锐论文集》由中国农业大学出版社出版,收录了239篇学术论文,逾210万字,分为上、下两册,计1122页。上册为:第一部分,昆虫生态学理论与方法探讨;第二部分,昆虫生物技术与分子生态学。下册为:第三部分,植保信息技术研发及其应用;第四部分,昆虫数学形态学的研究及应用;第五部分,植物检疫研究与可持续农业。沈佐锐在“自序”中说:“这部论文集就是我和IPMist群体从事学科交叉研究的成果。”“最后,也是最重要的,就是要由衷地感谢我的妻子和子女。这个经历了半个世纪风风雨雨的家庭一直给予我无微不至的照顾,使我可以把全副精力投入工作。我把家人看作是这些论文的不署名的作者!”

  创新教学,不遗余力

  说到创新,沈佐锐在研究生教学中也做了许多努力。他自1983年开始讲授研究生必修的学位课“昆虫生态学”,1994年以后又陆续为博士生开了“数学生态学”、“进化生态学”、“生态系统健康与植物医学”等选修课。在这些课程的教学过程中,逐年积累了大量有关昆虫生态学和害虫防治方面的素材。特别是自1987年开始“昆虫生态学”形成了电子教材,更有利于做到年年讲,年年修改和增补。1995年,该课程被中国农业大学研究生院定位重点建设课程。1998年,受研究生院资助,开始探索网上教学。2003年,“课程生态学网络教学探索”被中国农业大学研究生院列为精品课程建设项目。按照项目的要求,“昆虫生态学”的电子教材重新编写,教材名称改为“昆虫生态学及害虫防治的生态学原理”。他的许多研究生参加了这本书的编写,他还阅读和参考了几部国外的优秀教材。2006年,他利用学术休假的半年时间,特别在美国加州大学戴维斯分校跟他们的教授交流,在图书馆里潜心著述。最终,2009年他刚刚退休之后,中国农业大学出版社出版了该书。真可谓“二十五年磨一剑,霜刀尝试几度新”。

  国内外同类教材无论在内容上,还是在编排结构上,都是大同小异。一般是按照个体、种群、群落和生态系统这样的层次展开的。相比之下,沈佐锐编写的《昆虫生态学与害虫防治的生态学原理》就很独特。这部教材是为农业大学昆虫学专业的研究生编写的,研究生的学习应该是个性化的。首先,他们的背景迥异,来自不同院校和各地农科院、林科院、植保管理部门。其次,他们的学习需求不同,将来从事的研究方向有的是昆虫生态学,有的是害虫综合防治或生物防治,有的是昆虫生理与生物化学,有的是昆虫毒理学和抗药性,有的是昆虫遗传学,有的是植物抗虫性,有的是昆虫分类与系统发育,等等。面对背景不同、学习需求也不同的研究生,这门必修的学位课应该有什么样的教材?20多年来,沈佐锐一直面对这种挑战,力求教材包含的知识尽可能广泛些,而任课教师用这部教材时则应该根据不同的学生所关注不同的学习重点加以指导,相当于引导学生们在一个专业性图书馆里寻找各自需要的读物。因此,《昆虫生态学及害虫防治的生态学原理》要形成自己的特点就必须有所创新。从20年前的8章到新教材的18章,不仅内容有了很大丰富,而且章节体系也经过一次又一次地重构,从传统的以昆虫个体生态学和种群生态学为主的教材,重构为将整个内容纳入生态系统框架“先综述,后分述,再综述”的教材,这样,读者就可以从“不识庐山真面目,只缘身在此山中”的知识氛围中走出来,进入“山僧不解数甲子,一叶落知天下秋”的学习境界。

  这本教材的另一个与国内外同类教材不同的创新特点,是把农林生态系统中植物、昆虫、微生物三大生物类群之间的关系和协同进化分为6章讨论清楚,然后在如此复杂的关系之中,研讨昆虫的生态对策。在阐述害虫防治的生态学原理时,仍然强调从综述农林生态系统及其害虫出发,沿着“物理防治-生物防治-化学防治-综合防治”的思路进行教学,以至谈到有害生物综合治理的生态学尺度扩展。最后,用5章的篇幅介绍昆虫生态学研究方法和技术手段,包括:种群空间格局与农田昆虫调查、种群动态分析与单种群基本模型、种间相互作用模型与农林生态系统分析、生态信息学与植保信息技术概论、生物信息学与昆虫分子生态学概论。

  农心追梦,励行致远

  沈佐锐65岁退休,至今已有10年,仍然没有停止创新的脚步。随着我们国家对三农工作越来越重视,他也越来越忙,甚至比退休以前还要忙。他跑遍全国各地,为地方政府和企业做了大量的农业科技咨询工作。

  今年,团中央实施建立中国乡村振兴青年服务站的计划。沈佐锐作为中国乡村振兴青年服务站计划的智库专家,协助广西的乡村致富带头人建立了南宁市乡村振兴青年服务站,并与中国农业科学院的“智农361-村镇县市大数据平台”课题组合作,以这个服务站为试点,研发为中国乡村振兴青年服务站的基层工作者提供信息服务的接口。

  如今,沈佐锐在做减法,减少一般性的农业科技咨询工作。他要把集中精力做好一件事,那就是南宁驻扎下来。他选择广西肽王新科技开发有限公司在南宁的生态经济循环产业园制定了“五年计划”,他们要将这个产业园打造成将智慧农业和商务智能结合起来的一二三产融合模式。

  一产:即辐射广西各地的规模适度的种植业和养殖业。依据生态系统的食物链和食物网原理,这些种植的植物和养殖的动物形成了近20个生态经济循环,例如,“蛋白桑/辣木-食用菌-蚯蚓”、“蛋白桑/辣木-养鸡-蝇蛆”、“蛋白桑/辣木-养猪-蚯蚓”等。

  二产:即生物肽产业。从这些动植物(辣木、猪和鸡的内脏废弃物、蝇蛆、蚯蚓等)中提取生物活性肽,并以肽为原料深加工,研发生产各种食品、饮料、护肤品和医药品。

  三产:包括科普、培训、公司产品专卖店等。科普的内容可以是生态循环经济、智慧农业、肽产业等知识;培训学校不仅培训企业职工,还要培训外来的创业者。对农村妇女,可以培训她们采用企业的方法和标准种植辣木、蛋白桑,并养猪、养鸡、养蚯蚓和蝇蛆等,这将为产业扶贫,解决留守儿童问题做出贡献。

  其中,沈佐锐的团队将利用传感器和物联网采集农田数据,结合人工检测和收集的实验室数据和企业管理及营销数据,对生态经济循环进行系统建模,并进行云平台的数据库和模型库建设,通过数据分析和专家决策,不断优化种植养殖结构组合及生产过程,优化食品、饮料、护肤品和医药品的生产工艺,以及实现对整个产业园的智慧管理和模式推广。

  该产业园的总体设计和运营将实现“三零两低一高”的目标,即生物废弃物的零排放、化学农药和肥料的零残留、水土气三相环境的零污染,最终达到低投入、低成本和高收益的经济指标。沈佐锐说,这个项目是他一直以来寻求的,它将弥补他的科研遗憾,或者说,可以圆他青年时代从比利时和美国回来时的科技梦。

  沈佐锐说:“中国的漫长历史无论怎样延续,农业是立国之本,这是永远不会变的。改革开放40年来,我国农村的发展状态、农业的产业结构、农民的数量和年龄构成,都发生了很大的变化。现在是大量农民进城打工,只占全国不足40%的6亿农村人口从事农业,来养活14亿之多的全国人口,而且耕地面积大幅下降,农村留守人口年龄老化。我相信,面临这样的形势,连续16年聚焦三农工作的中央一号文件将持续发布下去。固然,美国是世界上农业最强的国家。相比之下,美国占有世界13%的耕地,而人口只占世界的5%;中国只有世界7%的耕地,却要养活世界20%的人口,并且丘陵、山区的耕地面积占了很高的比例。所以,我们的现代农业不能套美国的经验,要走中国特色的农业立国之路。我作为老科技工作者的普通一员,没有精力在国家的宏观政策和重大项目上做贡献,但有机会在广西这样的丘陵山地面积占很高的比例的地区,跟志同道合的创业者一起创新求索,这是我的荣幸。”

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