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兩次改稿,中國博后發(fā)現(xiàn)一個(gè)《科學(xué)》發(fā)文要訣

2023-05-23 09:09:16
一場10公里跑下來,姚方方身上的運(yùn)動(dòng)衣已基本濕透。
他是美國弗吉尼亞大學(xué) 地表水文學(xué)博士后,剛以一作兼通訊作者身份在《科學(xué)》發(fā)了篇論文,這讓他從精神到身體都感覺“特別釋壓”。
這篇論文揭示了過去近30年間,全球一半以上的大型湖泊和水庫已經(jīng)萎縮。氣候變暖、人類活動(dòng)等因素導(dǎo)致全球湖泊、水庫減少約16個(gè)三峽水庫的水量。
“這是項(xiàng)讓人感到震撼的工作。”《科學(xué)》雜志審稿人評價(jià)說,“有很多復(fù)雜的因素在里面,所做的分析要花大量時(shí)間和精力,而且這種方法非常全面、非常完善?!?/section>
姚方方認(rèn)為,科研是一項(xiàng)非常消耗體力的工作,就像“長跑”一樣是個(gè)日積月累的過程。所以,有個(gè)好的身體條件是搞好科研的保障。這位精力充沛的青年科學(xué)家,除了是朋友圈里的跑步“大神”,還不時(shí)挑戰(zhàn)爬山、越野、滑雪等運(yùn)動(dòng)。


【資料圖】

姚方方 受訪者供圖(下同)

科研是個(gè)“體力活”

“過去28年來,從全球尺度上看,大于一半的大型水庫、湖泊水量在減少?!币Ψ椒礁嬖V《中國科學(xué)報(bào)》,“之前有些研究揭示了地區(qū)性的水資源變化,比如,某個(gè)湖泊或某一地區(qū)水庫水量的減少。但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)這種縮減是全球性的,之前我們低估了湖泊水量減少、干涸化的嚴(yán)重程度?!?/section>
姚方方團(tuán)隊(duì)以美國宇航局的全球水位遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用10種不同的衛(wèi)星數(shù)據(jù)源互為參照驗(yàn)證,用“多源遙感數(shù)據(jù)”方法,采集、整理并分析了28年的數(shù)據(jù)。基于之前的研究進(jìn)展和方法,該團(tuán)隊(duì)提出一個(gè)時(shí)間序列連續(xù)的全球大型湖泊儲量數(shù)據(jù),這是之前的研究所沒有的。
“我們用了約25萬景衛(wèi)星遙感影像,還用到全球氣候數(shù)據(jù)、全球水文模型、衛(wèi)星觀測水位數(shù)據(jù)。因此,該研究收集的數(shù)據(jù)量非常大,其中進(jìn)行數(shù)據(jù)再處理和分析就用了近3年時(shí)間,這確實(shí)是個(gè)非常耗時(shí)間,非常耗體力的過程?!币Ψ椒秸f。
2020年春,即將進(jìn)行博士答辯的姚方方狀態(tài)欠佳,他感到有些“壓迫感”,想去做些改變,選擇一件之前沒嘗試過的事情去做。不久他到科羅拉多大學(xué)博爾德校區(qū)讀博后,那里臨近落基山國家森林公園,空氣好、道路條件也不錯(cuò),還沒有各種車輛干擾,因此被譽(yù)為“戶外圣地”,有很多跑步愛好者到此“打卡”。
于是,他選擇了跑步。從網(wǎng)上學(xué)習(xí)“攻略”、置辦裝備開始,到堅(jiān)持每天“拿下”10至16公里,他逐漸愛上了這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。
姚方方在博爾德參加半馬
“就相當(dāng)于一種生活狀態(tài)的調(diào)整吧,其實(shí)科研是個(gè)壓力較大的過程,這是無法否認(rèn)的?!币Ψ椒秸f,“有些業(yè)余愛好,可以很好地自我調(diào)整,舒緩一些壓力,幫我們更好地迎接下一階段的挑戰(zhàn)?!?/section>
2021年,姚方方以1小時(shí)38分的成績拿下一場“半馬”后,他準(zhǔn)備挑戰(zhàn)一次“全馬”。但跑“全馬”前需要進(jìn)行系統(tǒng)的訓(xùn)練,而他太忙了,因此一直未能執(zhí)行。

創(chuàng)新研究方法

對于姚方方的論文,《科學(xué)》雜志審稿人不吝給出“讓人感到震撼”的評價(jià),主要看中的是研究所使用的分析方法“非常全面、非常完善”。

姚方方介紹說,該研究所用數(shù)據(jù)中,2018年以后的衛(wèi)星遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)非常詳細(xì)、完整,但更早的數(shù)據(jù)并不理想。過去很多技術(shù)方法不能觀測水量,只能通過對湖泊范圍變化遙感影像,或遙感衛(wèi)星測出的水位高度數(shù)據(jù),再結(jié)合近幾年的水位觀測和水量觀測數(shù)據(jù)關(guān)系,構(gòu)建出水位、水量和湖泊面積的關(guān)系模型。
“通過這個(gè)關(guān)系模型,我們將水域面積數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成水量數(shù)據(jù)。相當(dāng)于用一維的水位高度數(shù)據(jù),二維的湖泊面積數(shù)據(jù),去構(gòu)建三維的湖泊水量變化信息?!币Ψ椒秸f。
除了使用“多源遙感數(shù)據(jù)”相互驗(yàn)證,建立“關(guān)系模型”推算,姚方方還利用讀博期間開發(fā)的一種數(shù)據(jù)推算方法,還原了湖泊水量變化的長時(shí)間序列數(shù)據(jù)。
“遙感觀測并非每次都完美無缺?!币Ψ椒浇忉屨f,“比如,陰雨天或云層較厚的時(shí)候,遙感影像會被干擾,衛(wèi)星不能‘看’清地面的情況?!?/section>
遙感衛(wèi)星影像對青藏高原卓乃湖的觀測
為得到完整、準(zhǔn)確的信息,姚方方將連續(xù)的晴天遙感觀測數(shù)據(jù)和陰雨天數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。發(fā)現(xiàn)在陰雨天,即使湖泊有80%的區(qū)域無法看清,但水面是平的,因此依然可以從沒被云遮住的湖泊邊界或局部影像,去推算湖泊的水位邊界,再換算出水量。
“這是用局部信息還原出整體信息,只要我們增加遙感觀測頻率,就能很好地構(gòu)建湖泊變化的時(shí)間序列,勾畫出逐月數(shù)據(jù)。”姚方方解釋說,很多湖泊的水量季節(jié)性變化很大,比如,長江流域、珠江流域有豐、枯水期,要分析28年的變化,選擇的時(shí)間尺度過大或過小都會影響分析結(jié)果。而逐月數(shù)據(jù)可以剔除季節(jié)性的影響,是理解湖泊變化一個(gè)非常好的時(shí)間尺度。
該研究認(rèn)為,水庫湖泊水量的減少,背后的原因很大程度上是因?yàn)闇囟茸兓鸬臐撛谡羯ⅲǖ乇硭魇У酱髿饫?,它描述了大氣的干涸程度,是氣候變化的指示器)增?qiáng)和人類用水的增加所致。
通過對水庫的連續(xù)分析,研究人員將水庫分為兩類:新建水庫和老水庫。除全球新建水庫水量有相對較小的增加趨勢外(水庫蓄水有個(gè)過程),絕大多數(shù)水庫使用一段時(shí)間后,水量就開始減少(水位沒有明顯變化,但泥沙沉積會導(dǎo)致水量減少)。進(jìn)一步的分析表明,全球約1/4的人口生活在這些流域(水庫、湖泊水量流失區(qū)域)。
“這意味著這么多人口可能會受到湖泊干涸化的影響?!币Ψ椒秸f,“而未來該如何滿足大量工農(nóng)業(yè)、水電及人類消費(fèi)用水供應(yīng)目前仍未知?!?/section>

PCR-GLOBWB水文模型示意

“拿捏”發(fā)稿要訣

“對英語不是母語的研究者來說,我覺得在《科學(xué)》發(fā)表文章有個(gè)容易被忽略的難點(diǎn)?!币Ψ椒綇?qiáng)調(diào)說,“就是對科學(xué)性和趣味性的‘拿捏’?!?/section>
該研究投稿后,很快收到修改意見,兩位審稿人雖然整體評價(jià)很高,但仍提出不少需要補(bǔ)充完善的意見。編輯給姚方方回信時(shí),特別強(qiáng)調(diào)了“文章并未確定被接受”的意思。
如果不能很好地解決評審人提出的問題,文章就無法通過。研究團(tuán)隊(duì)又補(bǔ)充了大量工作,按照審稿意見一一補(bǔ)充修訂后,依然心里沒底。很快,第二輪審稿意見回來了。
“那時(shí)候其中一位審稿人已經(jīng)建議接收文章了。但另一位審稿人又提出一些新問題——語言描述的準(zhǔn)確性問題。”姚方方說,“我是做水文研究的,如果文章投入到水文學(xué)方面的專刊,可能就不會有第二輪修改意見?!?/section>
為解決語言方面的問題,姚方方和編輯有過幾輪溝通。他發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題看似很小,但如果解決不好,有可能造成文章直接被拒。比如,你描述一個(gè)結(jié)論,如果用比較形象的語言表達(dá),可能會非常有意思,是個(gè)“亮點(diǎn)”,但它可能并不準(zhǔn)確,甚至?xí)斐赡承┤巳旱恼`解;如果表述得準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn),就丟失了趣味。

“如果是針對某一群體的小眾???,一些概念或者觀點(diǎn)的表述不容易被誤解。但《科學(xué)》是個(gè)綜合性學(xué)術(shù)期刊,其讀者范圍很廣,而且發(fā)表的文章篇幅有限,如果描述不是特別準(zhǔn)確,有可能造成一些信息誤導(dǎo)?!币Ψ椒秸f,“因此,我們在可讀性和準(zhǔn)確性的分寸拿捏上,還是花了一番功夫的。要保證文章容易被大家接受,同時(shí)又具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)性。”

用“小目標(biāo)”支撐“大目標(biāo)”

《科學(xué)》雜志兩位審稿人一致認(rèn)為,該文章工作很扎實(shí),特別是“討論”部分非常出色,揭示了湖泊變化背后隱含的重要性及潛在后果。
“這是我刻意和別人加強(qiáng)溝通,包括與合作者、審稿人和雜志編輯溝通的結(jié)果?!币Ψ椒秸f。
2020年,姚方方在科羅拉多大學(xué)博爾德分校開始用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行湖泊、水庫水量的研究也同時(shí)展開。那時(shí)候新冠疫情吃緊,博士后的第一年學(xué)校大門緊閉,處于完全隔離狀態(tài)。
正常情況下,美國各種學(xué)術(shù)交流機(jī)會很多,但那時(shí)幾乎全停了。這讓姚方方很緊張,因?yàn)樗宄约罕∪醯牡胤健啡备渌I(lǐng)域研究者的交流。
意識到學(xué)術(shù)方面的社交活動(dòng)對自己的未來非常重要,姚方方開始主動(dòng)出擊,他找到科羅拉多大學(xué)另外兩位教授(該文章的二作和三作),鼓動(dòng)大家合作寫“本子”,爭取項(xiàng)目。

姚方方(左)和文章三作討論問題

“我對全球湖泊變化及背后成因的很多見解都是在‘寫本子’過程中形成的。包括后來去構(gòu)建這篇文章,和同事及其他領(lǐng)域的研究者交流和溝通也非常重要?!币Ψ椒交貞浾f,“我們需要和不同人溝通,和不同領(lǐng)域的人交流。理解別人并讓別人理解我們的觀點(diǎn)。在科羅拉多大學(xué)的時(shí)候,我做了兩件事,一是積極跟周圍的人交流,二是主動(dòng)聯(lián)系去作學(xué)術(shù)報(bào)告,報(bào)告時(shí)會得到很多反饋,幫助我進(jìn)一步梳理想法?!?/section>
姚方方認(rèn)為,中國近幾年進(jìn)步很快,未來會有更多的學(xué)者在《科學(xué)》《自然》上發(fā)文章。從自己的經(jīng)歷來看,他認(rèn)為有三點(diǎn)很重要:一是溝通與交流;二是合理安排時(shí)間;三是將大目標(biāo)分解為多個(gè)小目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)。
“從個(gè)人經(jīng)驗(yàn)看,我遵照‘八二原則’,即80%的時(shí)間用于思考和交流,20%的時(shí)間放在怎么做上。如果用更多的時(shí)間去思考問題,會收到事半功倍的效果?!币Ψ椒秸f,“此外,在不同的科研階段,都會遇到壓力較大的事情,這時(shí)候要管理好時(shí)間,我的做法是短期計(jì)劃和長期計(jì)劃結(jié)合,用多個(gè)“小目標(biāo)”支撐“大目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)?!?/section>
相關(guān)論文信息:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo2812

(原標(biāo)題:兩次改稿,34歲中國博后發(fā)現(xiàn)一個(gè)Science發(fā)文要訣)

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