(通讯员周倩倩,照片由受访者本人提供)10月22日,由湖北省妇联、省科技厅联合主办的“楚凤成才计划——女性科技创新人才”揭晓暨座谈会在汉举行,“湖北省百名优秀女性科技创新人才”与“湖北省女性科技创新人才”名单揭晓,我校4名女教师入选,其中环境学院王红梅和刘慧教授、地学院何卫红教授被授予“湖北省百名优秀女性科技创新人才”称号,帅琴教授被授予“湖北省女性科技创新人才”称号。
王红梅教授在实验室与学生讨论实验结果
王红梅,二级教授,博士生导师,主要从事地球科学与生命科学的交叉领域——地质微生物学的教学和科研工作。曾获得教育部自然科学一等奖、湖北省师德先进个人、武汉市青年科技奖、武汉市三八红旗手等荣誉和称号。她获得湖北省杰出青年科学基金,入选教育部新世纪优秀人才支持计划、武汉市晨光计划。她担任国际洞穴协会微生物及地质微生物学分会副主席、国际深部生物圈研究中心执行委员会委员、中国古生物学会地球生物学分会理事、中国微生物学会地质微生物专委会委员。
王红梅主持国家自然科学基金项目7项,包括2项国家自然科学基金重点项目。她是中国地质大学(武汉)到目前为止获得两项国家自然科学基金重点项目的唯一一位女性。她发表SCI论文65篇,包括在Nature Index期刊EPSL和GCA上的第一作者或通讯作者论文,并以合作者身份发表Nature论文。她合作出版了专著2部。
王红梅是中国地质大学(武汉)生物科学专业的创始人之一,长期致力于生命科学与地球科学的交叉融合,以地质微生物的重大科学前沿难题为突破口,并服务于矿产资源、油气资源、矿区环境、全球变化等领域的国家重大需求,始终践行“将论文写在祖国大地上”。
王红梅依托鄂西清江喀斯特洞穴,发现洞穴微生物的自然过程能够消耗大气甲烷这一温室气体,从而服务于碳减排以及未来的国际谈判博弈。发现一些微生物能够在矿区污染环境合成一些矿物,由此可以去除重金属污染,为矿物环境治理提供了微生物方面的新方案。提出了微生物诱导形成白云石的分子机制,发现许多微生物能够分解黏土矿物并产生新的矿物,为研究常规与非常规油气资源的储层提供了新思路。发现一些关键土壤微生物可以指示地下隐伏的金矿化,为微生物找矿指明了新方向。这些创新性科研工作扎扎实实地推进了地球科学与生命科学的交叉融合,促进科学前沿研究与服务国家需求的结合。
交叉学科的发展对当前科学突破和服务社会的重要性不言而喻,但实现学科交叉又谈何容易!地球科学与生命科学这两大自然学科在研究对象、研究方法、研究目标和理论体系等方面都存在巨大差别,实现交叉的难度可想而知。然而,她一路走来,每一步都深深地烙下地球科学与生命科学交叉的印记,烙下了她将科学前沿研究服务于国家重大需求的印记。
一、 与微生物“邂逅”,演绎了微生物找矿的神奇
本科毕业于地球科学领域的她,却因博士期间的科研课题“微生物找矿”而与微生物“邂逅”,开启了地球科学与生命科学的交叉融合的艰难科研之路。微生物在地质环境中无处不在,但因个体小而不为人觉察。然而,这些微生物在治理环境和形成矿产资源方面贡献巨大,急需突破,以实现将科学前沿研究服务于国家重大需求。
在读博士期间,由于科研条件及学科体系的限制,地质出身的她主动到其他高校选修了《微生物学》课程,并学习微生物学实验操作技能,还与一些科研院所有关老师合作,开展科学研究。为了将课堂学习到的微生物学知识应用到野外的地质工作中,她独自一人在川西北藏族区进行野外地质样品采集,一个人手动研磨上百份的样品至200目。没有团队、没有平台,连最基本的超净台都需自己动手搭建,自己学习测试技术……。天道酬勤,4年的时间,她惊人地发现一些微生物的芽孢可以很好地用来寻找地下隐伏矿床。以此为题,她不仅顺利地完成了博士论文,还获得了全国优秀博士论文提名奖;以此为主要内容之一的科研成果还获得了教育部自然科学一等奖,初步从微生物找矿角度实现了地球科学与生命科学的交叉,实现了科学前沿研究与服务国家需求的结合。
二、与微生物“对话”,揭示了矿区环境治理的奥秘
王红梅不满足于资源领域的找矿工作,更想着人居环境的改善。绿水青山就是金山银山,她又开启了与微生物“对话”的征程。为此,博士毕业后,当儿子刚蹒跚走路、咿呀学语时,她就很荣幸地得到国家留学基金委的资助,毅然决定到美国俄亥俄州立大学开展环境微生物方面的合作研究。访学期间,她把对家人的思念和儿子的牵挂都化为汲取知识的力量。她从博士期间的微生物找矿进一步拓展到微生物对开矿造成的环境污染的研究上。
王红梅重点瞄准开矿形成的酸性矿坑水中的微生物与矿物的相互作用,探讨微生物在改变这一极端环境的理化参数以及矿物相的转变和重金属元素的释放方面的作用,为揭示酸性矿坑水的形成、有害元素的迁移转化等提供了科学依据,进而为矿区环境治理提供了微生物的方法支撑。一年的留学经历,不仅使她的英文语言能力得到了突飞猛进的提高,而且获得了大量的实验数据,并基于这些数据发表了5篇SCI论文,包括一篇Nature Index期刊论文。围绕该方向,她先后主持了3个国家自然科学基金面上项目,分别围绕铅锌矿、锑矿开展深入研究,为矿区环境治理提供了科学依据。也正是这些积累,她于2007年破格晋升为教授。她再次从微生物治理环境角度实现了地球科学与生命科学的交叉,实现了科学前沿研究与服务国家需求的结合。
三、与微生物“交心”,铺设了温室气体的自然减排之路
在学科交叉领域的多年摸爬滚打,已经让她对微生物割舍不下,喜欢与微生物“交心”。正当事业蒸蒸日上之时,她再次决定出国深造。此时正是分子生物学技术急速发展的关键时刻,她慕名去了南加州大学生物系地质微生物学领域全球著名女科学家Katrina Edwards的实验室,开始了分子生物学技术的学习、新思想的碰撞以及从业女科学家心灵上的沟通与交流。这次出国访学带给她的不仅仅是分子生物学技术上的革新,更是女科学家对科学研究的挚爱与热情,她永远忘不了Katrina在谈及海洋微生物时说过的一句话“I married the marine”。这种热情在深陷困境中时常激励着她,多少次DNA扩增没有条带,多少次DNA定量扩增效率不达标,多少次实验污染溯源令人一筹莫展……,但一切的一切都在她的石笋DNA提取扩增等系列技术难题破解之时成了奋斗的历史。
回国后,王红梅马不停蹄地建立了地质微生物的分子生物学平台,投入了洞穴黑暗生物圈的怀抱,实现了从酸性矿坑水的地表极端环境到地下深部极端环境的微生物研究转变。野外监测工作的艰辛与快乐并行,经历过塌方、车祸、修路、泄洪、干旱等,见证了出野外的道路从颠簸泥泞的搓板路变成了高速公路,摆渡的大叔、房东阿姨从陌路变成了亲人……. 。然而,所有这些艰辛换来了重要的科研成果。经过6年持之以恒、风雨无阻的洞穴微生物监测,她于2011年获得了国家自然基金科学基金委资助的第一个重点项目,开始了喀斯特洞穴地质微生物的科研之旅。
经过多年的探索,王红梅发现了洞穴微生物消耗甲烷的惊天秘密。由于洞穴中营养物质匮乏,大气中的甲烷也成为了部分微生物的美食,它们消耗甲烷获得生长所需要的碳源和能源,从而使洞穴中大气甲烷浓度下降,使洞穴成为大气甲烷的汇。阐明我国洞穴系统存在天然的甲烷消耗及其通量能为我国在国际碳减排谈判博弈提供新的科学依据。正是抓住了地质微生物的生态效应和国家重大需求,她于2019年再次获得国家自然科学基金委重点项目的资助。由于她在洞穴微生物研究中的贡献,2013年她当选为国际洞穴联合会微生物与地质微生物学分会副主席,国际深部生物圈研究中心执行委员。她又一次从微生物对碳减排的贡献角度实现了地球科学与生命科学的交叉,实现科学前沿研究与服务国家需求和区域发展的结合。
四、与微生物“联姻”,揭秘了微生物对油气资源的突出贡献
从微生物与矿产资源的交叉,到与矿区环境的交叉,再到与全球变化的交叉,每一个艰难的足迹都深深地烙在她的实验室,留在地质野外考察。然而,她在地球科学与生命科学的交叉绝不满足于此、停留在此。随着我国油气因对外依存度高而可能影响国家安全时,她又开始向油气资源进军。在服务国家重大需求的路上,她彻彻底底地“嫁给”了微生物。
她带领年轻人开拓新领域,瞄准了地质学领域的百年之谜——白云石成因的难题。她以微生物为抓手,突破了微生物诱导白云石的成因机制,受这一机制的启发,又验证了粘土矿物诱导形成白云石的过程,拓展了白云石成因机制的认识,成为该领域国内外具有显示度的研究团队之一。解决了白云石之谜的难题,也为白云岩的油气储层研究提供了新途径。
在此基础上,她从传统油气资源的白云岩储层的研究进一步拓展到非传统油气——页岩气储层的研究。她领导的团队发现许多地质微生物都可以分解黏土矿物,并形成石英和长石等矿物。这不仅为页岩气提供储存空间,更为开采的压裂创造了条件。这一开拓性工作受到中石化等国企单位的高度重视,专门拨款资助了她的进一步研究。她完成的这些成果先后以通讯作者身份在Nature Index期刊Earth and Planetary Letters、Geochimica et Cosmochimica Acta等发表。
五、与微生物“合体”,搭建和培植了学科交叉的平台和梯队
在不断开拓地球科学与生命科学交叉领域的同时,她时刻不忘在具有地球科学优势的中国地质大学(武汉)建设微生物平台的重要性。毫无疑问,在服务国家需求方面,她已经完完全全地与微生物“合体”了。2003年,学校提出了新办生物科学专业,她临危受命、白手起家,带领部分年青教员承担起新学科的建设重任。作为学校生物科学专业的创始人之一,自2003年以来,王红梅教授对生物科学的专业建设和学科建设投入了大量的时间和精力。她主持完成了该专业的论证、教学计划和培养方案的制定,以及微生物学、细胞生物学、普通生物学、遗传学和生物化学与分子生物学等教学实验室的建设工作。她以负责人身份承担了学校第一批 “优秀青年教师特色学科团队”项目。
2015年,借助双一流学科的建设和学校地学优势,她又带领大家积极参与创新学术基地的建设,搭建了生物学科研平台,实现了分子古生物学实验室的更新换代,为强化学科特色奠定了基础。她积极引进和培养年轻人才,以项目为纽带,借助新校区搬迁的机会,搭建新的科研平台,为地质微生物学的发展提供了新的契机。她还与生物技术公司合作,大力推进新技术人才的培养,建立生物信息学平台,引进和培养生物信息学人才,为大数据的分析和处理奠定了基础,解决了阻碍科研工作的卡脖子问题,带动了科研工作发展。
岁月带走的是青春的羞涩和懵懂,留下的却是对科研的挚爱和永不退却的热情。她以地质微生物的前沿科学研究服务于国家在矿产资源、油气资源、矿区环境、气候变化等领域的重大需求,扎扎实实、一步一个脚印地推进了地球科学与生命科学的交叉,无悔于自己的青春和热血,践行了女性科学家对科研事业的别样执着。
刘慧, 女,2004年毕业于武汉大学环境科学专业,现任中国地质大学(武汉)环境学院教授、博士生导师。曾获教育部新世纪优秀人才、湖北省杰出青年项目资助,是国家创新群体“环境水文地质”与湖北省创新群体“江汉平原地下水污染与修复”的骨干成员。她潜心科学研究,致力技术创新,取得了丰硕的成果,为湖北省的科技发展和技术进步做出了重要的贡献。她承担了30余项国家和省部市级重要课题,完成了50余项横向技术服务项目;授权了15项发明专利;发表了80余篇学术论文,其中国际SCI论文56篇;培养毕业36名博/硕士研究生、11名国际留学博/硕士研究生。主要事迹如下:
(1) 潜心科学研究,揭示环境污染规律与机制
环境污染严重威胁着人类健康与生存发展。要想解决环境污染的问题,首先要知道这些污染物是什么,在哪里,有多少,它们会以什么样的速度迁移到哪里,自然环境能不能把它们降解掉。近年来,刘慧教授依托国家和省部级科研项目,重点研究了塑料增塑剂酞酸酯、双酚A、苯胺、硝基苯等一系列新型有机污染物的检测方法及其在土壤-地下水系统中的迁移、转化规律与机制;通过反复实验和模型模拟摸清了多种有机污染物的迁移规律,为确定污染物的环境归趋提供了重要的技术参数;探究了污染物与环境微生物功能群的相互作用关系,并从环境中分离获得了能降解有机污染物的高效菌株,揭示了微生物降解的机理,为强化环境污染的原位修复提供了有力的技术支撑。
(2) 致力技术创新,开拓环境修复新思路
环境污染修复受现有技术的制约,工程化过程中存在很多难题,急需破解。例如石油污染土壤修复有很多种方法,但其中物理化学方法成本高,微生物方法修复周期长,植物修复方法缺少耐受强且具有经济价值的修复植物,因此石油污染的修复技术仍难以实现工程化应用。针对该难题,刘慧教授提出利用油料作物与高效降解菌群协同修复石油污染土壤、利用该过程中生产出来的油制造生物柴油的新思路,突破了高效降解菌群的构建、配套工程措施的实施、油料作物的选育、生物柴油的清洁化生产等技术瓶颈,在江汉油田实现了石油污染土壤修复和生物柴油生产的工程化应用,获得了显著的社会和经济效益。该项目通过了科技部组织的验收。经专家评估,该成果达到了国际先进水平。该成果已申报湖北省科技进步奖,初评为二等奖。
(3) 培养科技人才,助力环保事业发展
人才是科技发展的动力。刘慧教授将科学研究成果融入教学,精心讲授《环境规划与管理》、《环境科学与工程前沿》等课程,受到了学生的欢迎。她还精心指导了近60名国内外博/硕士研究生的科研工作,其中47名已毕业,就职于环境保护行政管理部门、高校、科研机构、环保企业等,为环境保护和能源领域输入了一批优秀的科技人才,
巾帼不让须眉。20多年来,刘慧教授在教学和科研事业上兢兢业业,一丝不苟,无私奉献,为环境保护领域的科技创新发展做出了重要贡献。
中国地质大学何卫红教授野外工作照
何卫红,湖南益阳人,中共党员,古生物学与地层学专业博士;中国地质大学地球科学学院教授,博士生导师;中国古生物学会理事、中国古生物学会古无脊椎动物分会副理事长。在科研工作中严于律己,勇于创新。
探索生命和生态环境演变、寻找资源是地质学家不懈的追求。地层古生物学科在生命演化研究、新能源勘探以及生态文明建设等方面起着重要的作用。何卫红20余年来一直围绕古-中生代之交(约2.5亿年前)腕足类、放射虫、双壳类及其古环境,以古生物为基础,潜心研究。以第一作者在Springer出版英文专著1部,与他人合作出版专著4部;在本专业国际知名刊物《Geobiology》和《Journal of Systematic Palaeontology》、《Journal of Paleontology》等,共发表论文103篇(含SCI论文57篇),其中第一作者及通讯作者SCI论文30篇。主持国家自然科学基金项目4项,国家发展研发计划项目子课题1项,中国地质调查局地质调查项目1项;作为骨干参加国家自然科学基金重点项目1项、国家创新团队项目1项,教育部111创新引智计划项目1项。
获“2019年度国土资源科学技术奖”、“湖北省有突出贡献中青年专家”、“教育部新世纪优秀人才支持计划”、澳大利亚“奋进奖学金”和中国地质学会青年地质科技奖“银锤奖”等荣誉称号。
一、科研工作
何卫红立足中国,放眼国际前沿,围绕国际地学领域的热点和难点问题—地球历史上最大的生物灭绝事件,开展了大量细致的野外地质工作,系统采集古生物化石标本,进行深入的古生物分类学和精细的生物地层研究,取得了系列创新性成果,为全面认识2.5亿年前生态系统的时空演变过程提供了新的思路和重要素材,为沉积岩区矿产和新能源的潜力评价提供了重要基础资料:(1)发现了大量新化石,建立新属4个、新种26个,被国际动物系统命名库收录;(2)提出深水环境中的生物衰退早于浅水环境的新观点,引领地质学家进一步思考和完善生物大灭绝模式;(3)发现2.5亿年前伴随着生物大灭绝存在腕足类小型化等重要现象,揭示了生态系统在大灭绝高峰期到来之前就开始衰退;(4)根据古生代末放射虫的丰度、分异度和属种组成,建立华南系列化石产地二叠纪末的古水深模式,为古海洋的水深研究提供了关键依据;(5)综合古生物、地层、沉积、古地理、大地构造研究,作为副主编,编制了1:250万中国沉积大地构造图,为沉积矿产资源勘查和页岩气等新能源勘查提供了重要的基础资料和理论依据。
二、教学工作
何卫红在教学岗位上兢兢业业,为人师表,以德育人。承担了繁重的教学任务,主讲课程包括《古生物学》、《古生物学与地史学》、《地球表层学概论》、《普通地质学》。在教学过程中,把本专业最新的理论和成果介绍给学生,并结合自己的科研成果,对教学内容进行了大量更新,取得了很好的教学效果,曾被评为“最受学生欢迎老师”。
认为野外实践是地质学教学的灵魂。经常到北戴河、秭归实践教学基地指导大学生实习。每年暑假,顶着炎炎烈日,亲自带领学生赴野外收集第一手地质资料。注重以科研促教学,将科研成果融入到教学工作中,参与了《地层学基础与前沿》、《三峡地区地质学实习指导手册》、《古生物学》和《古生物地史学概论》4本教材的编写。
重视学生科研能力和国际视眼的培养,指导了31名本科生科研立项与素质训练、28名本科生毕业论文、18名研究生毕业论文(其中博士研究生5名),多名学生获湖北省优秀学位论文。指导多名研究生参加国内外专业学术会议,并获优秀报告奖,以此提高学生的科研能力,领会本领域的国际前沿。
三、国内外学术交流与合作
何卫红教授为扩大我校古生物专业的影响,推广我国古生物领域新成果,积极组织国内外学术会议。作为组委员成员,2015、2017年分别组织了第7届国际腕足大会和第15届国际放射虫大会;并组织我校师生积极参加学术会议。
为及时掌握本专业的国际动态,和英国、澳大利亚、日本等国的古生物学家合作,在Geobiology,Earth-Science Reviews等地学领域的顶级期刊多次发表论文、出版专著;经常赴澳大利亚、阿根廷、葡萄牙等国参加古生物学国际会议,努力提高我国古生物学科在国际上的影响力。
帅琴,1985年本科毕业于中国地质大学(武汉地质学院)岩矿分析专业后攻读分析化学硕士学位并留校任教。2001年毕业于武汉大学获分析化学博士学位。2001-2004年在华中科技大学煤燃烧国家重点实验室做博士后。2001年晋升教授,2010—2018年任材料与化学学院副院长,现任“岩矿测试”副主编,岩矿测试技术专业委员会副主任委员。
科研教学工作32年来,始终忠诚党的教育事业,努力实践科技强国战略,致力地质分析科研教学崇高事业,融合开展地质、环境、能源、材料等领域的科研创新工作,为学校与中国特色的分析教学教育科研事业做出了重要建树。
一、坚持科研创新融入绿色发展,开拓性进行 “分析化学”方向样品前处理技术方法创新,为测试行业的发展做出了奠基性贡献。
所建立的一系列分析测试新方法及装置,在保证检测灵敏度高和分析效率高的同时,降低了能耗和废弃物,具有简单、快速、灵敏、绿色和易于自动化的特点,服务于我国分析测试行业一线,获得授权专利,特别是为我国地质找矿事业的发展提供了海量的检测数据,取得了丰硕的成果,相关成果获原地矿部科技成果二等奖1项、湖北省科技进步二等奖1项。在Analytical Chemistry等期刊发表学术论文86 篇,其中SCI 检索58 篇,出版专著2部。作为负责人成功举办了“第四届流动注射分析学术研讨会”及“第九届全国地质与地球化学分析学术报告会及第三届全国地质与地球化学分析青年论坛”,提高了研究成果在分析测试行业的学术地位和影响力。积极开展国际交流,与固相微萃取技术发明人加拿大院士Janusz Pawliszyn教授建立了良好的国际合作关系,共同在分析化学国际权威期刊“Anal. Chem.”上发表了学术论文,同时与国内同行权威专家建立了密切的联系,于2018年在武汉成功举办了全国“第八届固相微萃取技术学术研讨会”,进一步提升了湖北在该领域的影响力和学术地位。
多年来承担国家、省部委及相关企事业科技项目42项,其中主持湖北省自然科学基金项目、中国质调查局项目等省部级以及地质行业相关科技项目25 项。
二、坚持科研创新服务国家战略需求,组建团队研制页岩含气量测试仪及分析系统,解决关键技术问题,为能源战略实施提供了有效支撑。
帅琴教授结合“鄂尔多斯长7段页岩含气量测试技术与评价”科研项目,敏感意识到页岩含气量测试先进商品仪器的特殊重要性,当时国际上该项技术又对我国进行封锁,而我国当时研制出有限的几台仪器普遍存在精度低,分析人员劳动强度大,检测效率低等问题。面对严酷的国内外条件,帅琴教授团队充分挖掘专业优势,组建跨学科专业的专家学者团队合作,开展页岩含气量测试系统技术攻关,日夜奋战8个月,成功研制出“SQ-1页岩气测试仪”,获授权国家发明专利1项,研制出科研样机,圆满完成了后续鄂尔多斯长7段页岩含气量测试技术与评价工作。仪器多次参加了深圳高交会的展出,2016年,研制的样机被安徽地质实验研究所购置和应用到现场一线,在地质行业得到了很好的应用。有关参与学习研究的学生团队也获得了湖北省科创“挑战杯”二等奖,产生了多方效益成果。
三、坚持科研与教学融合,潜心培育科技英才
帅琴教授注意将科研成果变成课程呈现在课堂,潜心育人。先后承担分析化学、仪器分析、地质分析、色谱分析(技术)、分离科学导论等本科生和研究生课程9门,出版《地质分析》等系列教材3本。先后被评为最受学生欢迎老师、教学优秀教师、校级教学名师等,带领团队2018年获湖北省教学成果一等奖,2018年度中国地质大学“女教职工建功立业标兵岗”。负责主讲的“分析化学”MOOC课程获国家精品在线开放课程。在应用化学专业的相关行业领域培养了一批领军人才和骨干力量。先后有六名毕业生获国家自然科学基金委杰出青年基金项目资助(1991届王东升、1995届张礼知、1995届杨岳衡、1997届袁洪林、2000届胡兆初、2001届史建波),成为担当大任的科技精英,正为党和国家做出越来越大的贡献。
据悉,“楚凤成才计划——女性科技创新人才”由湖北省妇女联合会、湖北省科技厅组织,在全省范围内主要面向智能制造、电子信息、生物医药、节能环保、新材料新能源、现代农业等多领域的女性科技创新人才进行遴选,以展示女性在科技创新领域取得的非凡成就,为女性科技创新人才搭建学习交流的平台,促进女性科技创新人才成长发展。最终,经各地各单位和社会各界广泛推荐、专家评审和主办单位研究,共有100人获“湖北省百名优秀女性科技创新人才”称号,115人获“湖北省女性科技创新人才”称号。