孔祥臻：男，1987年生，江蘇海安人。2010年獲河海大學物理學專業學士學位；2016年、2018年分別獲北京大學環境地理學專業博士學位和荷蘭瓦赫寧根大學生態學博士學位；2016和2017年先后在北京大學和美國弗吉尼亞聯邦大學從事博士后研究；2018年獲德國“洪堡”基金，在德國亥姆霍茲環境研究中心從事博士后研究；2021年任中科院南京地理與湖泊研究所副研究員。

主要從事湖泊生態系統演化方面的研究工作，以生態系統模型為手段，結合古湖沼學方法與高頻監測技術，在我國長江中下游亞熱帶和歐洲中部溫帶典型淺水湖泊開展了系列研究。構建了可定量分析淺水湖泊生態系統演化/物質循環過程及其相互作用機制的耦合模型（PCLE），提出了復雜人類活動影響下我國亞熱帶淺水湖泊的“三階段演化（草型-混合藻型-藍藻型）”新模式，揭示了氣候變化影響下歐洲溫帶淺水湖泊藻類群落演化新模式及其“光照+溫度”雙因素驅動機制，深化了對不同氣候區湖泊生態系統演化過程與機制的理解。在Global Change Biology、Water Research和Environmental Science & Technology等期刊發表第一/通訊作者SCI論文15篇，英文專著章節4章，申請軟件著作權1項。擔任Global Change Biology、Ecology Letters和Water Research等期刊審稿人。先后主持國家自然科學基金（2項）、中國博士后科學基金（2項），作為骨干參與國家自然科學基金重點項目（1項）、水專項（1項）、重點研發項目（1項）等。目前是國際湖沼協會（SIL）、全球湖泊觀測網絡（GLEON）和水生態系統模型網絡（AEMON）成員，多次在國際和國內重要學術會議中做主題或特邀報告。

教育背景：

2013.10～2018.11    荷蘭瓦赫寧根大學，生態學專業，博士。

2010.09～2016.01    北京大學，環境地理學專業，博士。

2006.09～2010.07    河海大學，物理學專業，學士。

工作經歷：

2022-06~現在, 中國科學院南京地理與湖泊研究所, 青年研究員。

2021-01~2022-05,中國科學院南京地理與湖泊研究所, 副研究員。

2018-03~2020-12,亥姆霍茲環境研究中心（德國）, 博士后，洪堡學者。

2016-11~2018-01,弗吉尼亞聯邦大學（美國）, 博士后。

2016-01~2018-09,北京大學, 博士后。

社會兼職：

1、2024-03-12-2027-03-11,Ecosystem Health and Sustainability 青年編委。

招生信息：

招生專業

083001-環境科學

070501-自然地理學

招生方向

水域生態學，湖沼學，水環境模型

教授課程：

Integrated Catchment Modelling

指導學生:

薛雨霏 碩士研究生 077601-環境科學

研究領域及方向：

湖泊營養物循環與生態系統演化；持久性污染物多介質歸趨與生態效應；湖泊生態系統模型開發與應用

科研項目：

（ 1 ） 中國科學院引才計劃B類項目, 項目負責人, 中國科學院計劃, 2021-01--2026-12。

（ 2 ） 我國北方溫帶淺水湖泊藍藻水華機理模型研究-以呼倫湖為例, 項目負責人, 國家自然科學基金面上項目, 2022-01--2025-12。

（ 3 ） 湖泊流域固碳增匯過程與驅動機制, 項目負責人, 研究所自主部署, 2023-01--2025-12。

（ 4 ） 中國湖泊生態安全評估體系構建與實踐, 參與, 研究所自主部署, 2023-01--2025-12。

（ 5 ）  藻類暴發對巢湖多環芳烴多介質歸趨與遷移影響的模擬研究，國家自然科學基金青年項目，項目負責人，2017.01～2019.12 。

（ 6 ） 藻類暴發對多環芳烴在巢湖食物網中富集影響的模擬研究, 中國博士后科學基金特別資助，項目負責人，2017.01～2018.09 。

（ 7 ） 氣候變化對巢湖生態系統結構與功能影響的模擬研究，中國博士后科學基金面上資助，項目負責人，2017.11～2018.09 。 

軟件著作權：

（ 1 ） 孔祥臻, 何偉, 李一龍, 劉文秀, 徐福留. 農藥多介質逸度模型軟件平臺（EUTOX）V1.0, 2019SR028838, 原始取得, 全部權利, 2018-11-09 (軟件著作權)

發表論文

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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73.何偉; 董琳; 秦寧; 何玘霜; 王雁; 孔祥臻; 徐福留.天津市工業節能減排績效及其與經濟效益協調性評估.環境科學研究, 2011, (08): 958-966.

74.孔祥臻; 何偉; 秦寧; 何玘霜; 王雁; 歐陽慧靈; 徐福留.重金屬對淡水生物生態風險的物種敏感性分布評估.中國環境科學, 2011, (09): 1555-1562.

75.歐陽慧靈; 孔祥臻; 何玘霜; 秦寧; 何偉; 王雁; 王戎; 徐福留.Cu~(2 )對普通小球藻的光合毒性:初始藻密度的影響.生態毒理學報, 2011, (05): 499-506.

76.何偉; 董琳; 秦寧; 何玘霜; 王雁; 孔祥臻; 歐陽慧靈; 徐福留.天津市節能減排績效及經濟效益協調性研究.中國人口.資源與環境, 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; 何偉; 劉文秀.現代巢湖生態系統演化規律的地球化學記錄分析.中國礦物巖石地球化學學會, 2015-06-24.

79.歐陽慧靈; 孔祥臻; 徐福留.五種重金屬亞致死暴露濃度對普通小球藻生長抑制與光合毒性的比較研究.中國化學會環境化學專業委員會、中國環境科學學會環境化學分會、中國毒理學會分析毒理專業委員會.

榮譽獎勵：

1. 2022年，江蘇省海洋湖沼學會青年科技獎, 省級。

2.  2021年，江蘇省水利科技進步一等獎（排名8/12）。

參與會議

（1）基于PCLake系列模型的湖泊生態系統多穩態模擬與預測研究 第八屆水環境模擬與預測學術會議 2024-05-19

（2）我國北方大型淺水湖泊 藍藻水華與生態模擬研究——呼倫湖為例 第八屆全國生態毒理學大會 2023-10-14

（3）湖泊生態系統演變研究：沉積記錄與生態模型耦合新視角 第八屆青年地學論壇 2023-05-06

（4）基于流域高頻監測技術的湖庫氮截留評估與模擬 第七屆青年地學論壇 2021-07-09

 科學中國人報道：

創新研發生態模型 矢志守護湖泊環境

——記中國科學院南京地理與湖泊研究所青年研究員孔祥臻

2024-06-11　

 

湖泊被譽為“大地上的明珠”，是重要的國土資源和生態安全屏障。我國是湖泊大國，據2022年中國科學院南京地理與湖泊研究所編制的《中國湖泊生態環境研究報告》顯示，我國現有面積1平方千米以上的天然湖泊2670個，總面積8.07萬平方千米，是我國極其珍貴的地表水資源。為了更好地保護和利用這一資源，用科學的手段深入了解湖泊生態系統長期演變規律至關重要。

有湖泊的地方，常常能看見這樣一支團隊：他們腳踏實地、兢兢業業，為祖國綠水青山的生態環境保護注入科技力量。中國科學院南京地理與湖泊研究所青年研究員孔祥臻就是其中一員。

與“湖泊科學”研究結緣多年，孔祥臻聚焦全球變化下的湖泊生態系統長期演變規律及其機制，創新研發湖泊生態模型，并與長期湖沼學記錄相結合，闡明湖泊流域人－地互作機制，探究全球變化影響下不同氣候區與不同類型湖泊生態系統演變的新模式和機制，用科技力量守護著祖國的綠水青山。 

專業選擇：從物理到地理的跨越 

作為一名在湖泊研究領域經驗頗豐的青年研究者，孔祥臻最開始的專業方向卻是物理學。

孔祥臻一直對基礎理論學科十分感興趣，并在本科期間選擇了物理學專業。物理學科在培養過程中十分注重數學建模的概念，本科階段孔祥臻積極參與到國內外多個數學建模競賽中并數次榮獲一等獎。在這一過程中，他了解到數學模型可廣泛應用在生態環境問題研究中，并對此產生了濃厚的興趣。為了能夠將自己所學的專業更好地加以應用，本科畢業后孔祥臻選擇保送至北京大學攻讀博士學位，師從徐福留教授，并將專業方向轉換到了環境地理學。

科研方向的轉換，讓孔祥臻經歷了一段“陣痛期”。“因為物理學與環境科學之間沒有太多的交集，所以要從很多基礎理論知識開始惡補。”他說。這一階段，徐福留教授給予了孔祥臻專業的指導和巨大的支持，同時也鼓勵他發揮自己的專業背景特點開展工作。隨著學習的深入，孔祥臻利用在物理專業學習中塑造的邏輯思維和數理分析能力，從獨特的視角更加全面地理解湖泊生態系統的演變規律，并在環境地理學研究中拓展出新的科研創新問題，在相關領域研究中越發得心應手。 

創新實踐：成功研發湖泊生態系統模型 

巢湖位于安徽省中部，面積約780平方千米，是我國第五大淡水湖，也是富營養化問題最為嚴重的湖泊之一。

從博士階段開始，孔祥臻就以巢湖作為研究對象開展了系列研究，致力于研發符合巢湖生態環境特點的數學模型，揭示和預測湖泊的歷史演變過程，探究富營養化和穩態轉換過程的發生機制。

事實上，關于湖泊生態模型的研發，國際上早有先例。

20世紀90年代，荷蘭瓦赫寧根大學的科學家曾研發了淺水湖泊富營養化模型PCLake并被廣泛應用。通過系統研究，孔祥臻發現PCLake并不完全適用于國內湖泊。“荷蘭地處溫帶地區，其氣候條件與巢湖所處的亞熱帶地區有很大的不同。同時，不同地區湖泊的生態結構與功能也有顯著差異。我國湖泊營養級下行效應偏弱，雜食性魚類比例較高，生物群落結構與功能顯著不同于溫帶湖泊。另外，我國湖泊普遍受到富營養化與有害污染物的復合污染，已有的湖泊生態模型（包括PCLake）尚無法研究復合污染條件下的湖泊生態系統演變。”孔祥臻說。

在這一背景下，孔祥臻基于PCLake并針對我國湖泊特點，成功研發了生態系統模型EUTOX（EUtrophication & TOXicant，v1.0）。模型以流域－湖泊系統為模擬對象，由物質循環與湖泊生態系統模塊構成，能夠根據不同湖泊食物網結構特點進行模塊化設置，相對傳統模型在應用范圍方面有大幅提升。

基于EUTOX模型，孔祥臻系統梳理和定量反演了巢湖生態系統20世紀50年代以來的演變過程，發現了營養鹽排放與水文調控的耦合作用機制，提出了巢湖“三階段”富營養化和演變模式。進一步研究發現，有害污染物通過“資源稀釋”效應降低湖泊富營養化發生閾值，使得湖泊更易發生系統突變和藻類水華。相關成果發表于《全球變化生物學》（Global Change Biology）、《水研究》（Water Research）等重要學術期刊。在優秀的科研成果基礎上，孔祥臻于2016年、2018年先后獲得北京大學環境地理學及荷蘭瓦赫寧根大學生態學的雙博士學位。 

放眼全球：完善升級EUTOX模型 

為了能夠接觸到更多前沿的科學觀點，孔祥臻于2018年申請并成功獲得了德國洪堡基金的資助，開始在德國亥姆霍茲環境研究中心（UFZ）從事博士后工作，更加系統研究了全球變化下湖泊生態系統的演變規律。

德國等歐洲國家在湖沼學方面有著非常深厚的研究積淀。博士后階段孔祥臻得到了更加全面、系統的專業訓練，同時，UFZ的科研平臺也讓孔祥臻有機會與各國學者進行廣泛交流，參與了包括跨領域國際影響模型比較計劃（ISIMIP）在內的多個國際研究項目，同時進一步提升EUTOX（v2.0）模型對湖泊-流域耦合系統的模擬功能。

基于高頻水質監測數據和升級的EUTOX（v2.0）模型分析，孔祥臻揭示了增溫可縮短冬季湖冰時間，進而間接改變藻類季節演替模式及其驅動機制，為揭示湖泊生態系統長期演變規律和準確預警夏季藍藻水華提供了新的理論依據。在此基礎上，他進一步突破了傳統的“氣候-湖庫”二元系統框架的局限性，提出了“氣候-流域-湖庫”多元耦合系統新框架，研究了連續極端干旱事件后森林大面積退化對下游湖庫生態系統退化造成的影響，揭示了在未來短期內（10～15年）“氣候→流域”偶聯過程的湖庫生態效應亟須優先應對，為管理決策提供了關鍵科學依據。相關成果連續發表在《水研究》（Water Research）和《環境科學與技術》（Environmental Science & Technology）等重要學術期刊，并被美國科學促進會（AAAS）、《科學日報》（Science Daily）、德國亥姆霍茲環境研究中心（UFZ）網站等多家網絡科學媒體采訪并廣泛報道。 

研以報國：致力北方湖泊生態系統保護 

游子思歸，報效祖國。在國外從事科研工作多年，孔祥臻“學成報國”的信念越加強烈。

中國科學院南京地理與湖泊研究所，是目前全國唯一以湖泊－流域系統為主要研究對象的綜合研究機構，也是孔祥臻一直向往的科研工作平臺。2021年他如愿以人才引進的方式入職，加入了薛濱研究員的研究團隊。

近年來，北方溫帶湖泊生態系統急劇退化，藍藻水華等生態環境問題日趨嚴重，湖泊富營養化治理與防控迫在眉睫。加入地湖所之后，孔祥臻開始著眼于研究基礎較為薄弱的北方溫帶高緯度地區湖泊。針對北方第一大淡水湖呼倫湖，孔祥臻多次組織團隊進行實地考察和調研，發現藍藻水華已經成了當前呼倫湖治理最棘手的問題之一。在研究團隊帶頭人薛濱研究員大力推動下，中國科學院南京地理與湖泊研究所和呼倫湖國家級保護區管理局共建呼倫湖濕地生態系統定位觀測研究站，并加入國家陸地生態系統定位觀測網絡。孔祥臻也積極參與到臺站的建設與運行中，“以站為基”，全面投入以呼倫湖為代表的北方干旱半干旱地區湖泊研究工作中。

未來，孔祥臻希望能進一步開發適用于我國北方湖泊的EUTOX系列模型，力求突破北方溫帶湖泊生態系統演變規律的理論和模型技術瓶頸，回答“全球變化多重因素協同作用下我國北方溫帶湖泊生態系統演變機制”這一重要科學問題，為有效防控北方溫帶湖泊富營養化、保障區域水生態安全作出創新貢獻。

光而不耀，靜水深流。多年來腳踏實地前行在科研探索的道路上，孔祥臻始終在追求一種“自然而然、水到渠成”的狀態。正如《道德經》中所說：“天之道，利而不害；人之道，為而不爭。”而這便是他向往的工作與生活態度。他希望無論是現在還是以后，都能不忘初心，以最飽滿的熱情投入我國湖泊流域的生態環境研究中，為保護祖國的綠水青山貢獻科學力量。

來源：科學中國人 2024年第5期創新之路