青年人才成长故事丨李朋辉：从河口到深海，探寻海洋有机碳循环奥秘
南海海洋生物技术国家工程研究中心于2004年获批成立，是南海海洋行业国家级科技创新平台，目前依托新奥门31999新奥门31999管理和建设。经过十多年的发展，工程中心在科学研究、技术创新、产品研发、平台建设、人才培养和行业服务等方面成绩显著。中心成立至今，积极扩展创新领域，完善平台建设，凝聚核心竞争力，以“集聚一流人才、研究一流技术、开发一流装备、产出一流成果”为目标，近三年在南海海洋资源开发与利用、海洋生态环境监测与保护等技术方面解决了大量应用难题，已成为南海海洋技术研发高地和海洋高端人才聚集地。现特别推出南海海洋生物技术国家工程研究中心青年人才系列专题报道。
人才介绍
李朋辉，新奥门31999新奥门31999“百人计划”助理教授，硕士生导师。本科和博士均毕业于同济大学环境科学专业，随后前往韩国世宗大学和南方科技大学从事博士后研究，2020年3月加入新奥门31999新奥门31999。主要从事天然环境溶解有机质的表征、生物地球化学循环及生态环境效应等方面的研究，已发表相关期刊文章50余篇，包括Critical Reviews in Environmental Science and Technology、Environmental Science and Technology、Water Research、Science of The Total Environment等专业学术期刊，并担任Global Biogeochemical Cycles、Science of The Total Environment、Journal of Geophysical Research: Oceans、Science Bulletin、中国科学：地球科学、海洋学报等十余个专业期刊的审稿人。
海洋启蒙：初识溶解有机质，开启科研之路
李朋辉在本科阶段开始接触溶解有机质的相关知识，在本科班主任兼学术导师陈玲和黄清辉两位老师的悉心指导下，也逐渐意识到溶解有机质在全球变化和生态环境健康中的重要性。本科毕业论文即通过室内实验研究溶解有机质在咸淡水混合过程中的行为特性，这一研究也在博士阶段继续拓展到了野外环境——长江口。在博士阶段，李朋辉参加了多个长江口及东海的野外科学考察航次，也开始逐渐从陆地环境进入海洋科学领域。基于多个科学考察航次的野外调查、室内分析和模拟实验，发现长江口溶解有机质的含量和组成主要受咸淡水的物理混合主导，但同时受微生物降解、沉积物再悬浮等多个过程的影响，并创新性地基于有色溶解有机质和荧光性溶解有机质组分的比值变化识别出光降解对河口溶解有机质的影响。
漂洋入海：深入探索，整合研究方法
博士毕业后，李朋辉进入韩国世宗大学跟随溶解有机质领域国际知名专家Jin Hur教授从事博士后研究。随着研究的深入以及对研究数据理解的加深，李朋辉意识到建立溶解有机质相关样品数据库的重要性。尽管数据库的建立很重要，但是其建立和完善并非单个实验室朝夕可完成。同时，受John Helms、Cedric Fichot、Gregory Korshin以及北京大学晏明全教授等的启发，李朋辉发现紫外可见吸收光谱虽然广泛应用于溶解有机质研究的各个方面，但是在天然环境领域和环境工程领域的方法各自独立，类似平行世界，缺乏交流。如吸收系数和光谱斜率广泛应用于天然环境等静态体系溶解有机质的研究，而吸光度和差分光谱以及高斯分解则多用于环境工程等动态体系的研究。但是随着光谱仪器尤其是传感器的发展，天然环境也可以更好实现连续观测，而动态体系的研究也需要静态表征。因此，李朋辉对紫外可见吸收光谱在溶解有机质相关研究中的方法进行整合，提出不同领域溶解有机质研究方法可互为补充，共同应用于静态体系溶解有机质的表征及变化体系溶解有机质的动态研究，并呼吁国内外研究者尽快建立溶解有机质的紫外可见吸收光谱数据库。该成果发表在环境领域知名期刊Critical Reviews in Environmental Science and Technology，获得国内外同行的广泛认可，极大拓展吸收光谱在溶解有机质研究领域的应用并推进相关科学认识，已被引用300余次。
韩国世宗大学Jin Hur教授课题组合影（前排左三为李朋辉博士）
之后，李朋辉进入南方科技大学海洋科学与工程系张传伦教授课题组继续从事博士后研究。尽管之前从事河口海洋研究工作，但这是李朋辉第一次进入海洋研究机构进行科学研究。在团队的支持下，李朋辉有幸前往西太平洋-马里亚纳海沟海域进行科学考察，取得多个深海样品。在此期间，基于高分辨质谱对马里亚纳海沟上层2000米水体溶解有机质组成进行系统性研究，发现海洋溶解有机质分子组成呈现明显层化，微生物和光化学过程共同调控溶解有机质的组成和分布，该成果为理解海洋溶解有机质的惰性提供支撑。这也是我国第一篇基于高分辨质谱系统性研究海洋溶解有机质分子组成的文章。
李朋辉在马里亚纳海沟科学考察航次过程中进行固相萃取实验
在南方科技大学工作期间，受中国地质大学（北京）何伟博士的号召，和国内同行共同发起“天然有机质研究情报”学术公众号，并担任学术编辑。该公众号旨在搭建天然有机质相关科研信息交流分享的桥梁，目前已受到国内外研究者的广泛关注，订阅人数已达22000余人。
教书育人：理论实践相结合，培育海洋人才
2020年3月，李朋辉加入新奥门31999新奥门31999海洋生态学研究团队。入职以来，承担《生物统计学》《海洋生态学》《近岸环境污染与生态》《海水分析化学》等4门本科生课程，以及《海洋溶解有机质生物地球化学》研究生课程。积极在课程中融入学科发展史内容，鼓励学生大胆尝试，勇于探索，勇攀科学高峰。鼓励学生将课堂知识同生活实践结合起来，学以致用，如基于实验方案设计框架规划大学生活，基于统计学知识提升深造和就业成功率等。指导多项本科生大创项目（包含1项国家级），已结题的4项均获评优秀。基于大创项目成果，所指导本科生获珠海市生态调研大赛一等奖和最受欢迎奖。
李朋辉带领课题组本科生参加学术会议合影
服务国家：聚焦碳循环，助力美丽中国建设
在学校、学院和团队的支持下，李朋辉博士获得国家重点研发子课题、省部级及市级科研项目各一项。继续开展溶解有机质表征方法研究，聚焦全球变化和人类活动加剧背景下河流-河口-大洋连续体的有机碳循环研究，并关注冷泉及深海等特殊生境的碳循环研究，探索海洋溶解有机质尤其是惰性溶解有机质特性及其受控因素，为更好地实施海洋负排放提供科学依据，服务国家碳中和需求。如李朋辉博士近期利用高分辨质谱研究长江口缺氧区溶解有机质，发现缺氧区是河口有机质发生硫化的重要场所，并可促进陆源有机质的保存，该成果可为实施海洋负排放提供数据支撑。此外，近期课题组成员已赴南海冷泉区域进行考察，获得水体及沉积物等宝贵样品。目前第一批样品已完成分析，发现冷泉区沉积物对水体溶解有机质有重要贡献，成果将于近期投稿。
随着科学技术的发展，科学数据日益复杂，而数据分析方法的发展并未匹配数据量及其维度的剧增，阻碍学科的进一步发展。如溶解有机质的重要研究方法——以傅立叶变换离子回旋共振质谱为代表的高分辨质谱，其可以从分子层面对有机质进行表征，但由于其对环境条件及仪器条件等的灵敏性，导致不同研究数据不可比，而近期新算法的整合可加速这一问题的解决。因此，李朋辉在前期研究和思考的基础上，同香港科技大学何丁教授、中国石油大学（北京）史权教授等共同发起全球首个天然有机质分子指纹数据库，打造学科交流平台，推动跨生态系统碳循环研究，并促进跨学科数据分析方法如生物学及计算机科学等领域方法在溶解有机质高分辨质谱中的应用，进一步推动有机地球化学学科的发展和对全球碳循环的认识。
此外，基于自身专业特点，李朋辉博士同生态环境部华南环境科学研究所、珠江流域南海海域生态环境监督管理局等单位开展合作，利用溶解有机质光谱技术的指纹化特征及快速简便等特点，为广东省河流污染溯源以及河口总氮控制等工作提供基础支撑，努力为打造美丽中国、创建美丽海湾作贡献。
