代敏:死磕造纸业“大题目”,把论文从厚再写薄

快晚上12点了,复旦大学江湾校区环境科学楼四楼的一间办公室仍亮着灯,一名年轻女生正在电脑前紧张地处理数据。

她是复旦大学环境科学与工程系教授王玉涛课题组的博士生代敏。彼时,她天天沉浸在海量的数据分析中,死磕一个听起来就非常宏大的课题——“全球造纸行业温室气体净零排放”。

功夫不负有心人。2023年底,这篇论文发表于《自然》,而代敏是当之无愧的唯一第一作者。

加班加点、延期毕业,回顾这项贯穿了整个博士生涯的工作,代敏感到非常幸运,收获的远不止一篇论文。“在我埋头干活的时候,王老师已经默默地‘下了一盘大棋’。当我毕业时,我惊讶地发现,我已经在一个小领域做了较为系统的工作,同时接受了完整的、成体系的科研训练。”

拿到一个“大题目”

这是《自然》首篇关于造纸行业温室气体净零排放的研究论文,首次从系统视角揭示了全球主要纸张生产与消费国造纸行业温室气体的排放特征,提出了2050年不同国家实现该行业净零排放目标的差异化策略。

研究的起点,要从几年前说起。

2018年,代敏参加了一场学术会议,遇到了在复旦大学组建实验室不久的王玉涛。代敏对王玉涛并不陌生。早在读大学时,她就听过他的学术讲座,并从那时起就对产业生态学萌生了兴趣。她后来去中国科学院城市环境研究所读硕士,也是因为得到了王玉涛的指点和推荐。

当时,代敏正在纠结硕士毕业后的去向,她和王玉涛相谈甚欢,很快决定加入这个课题组。2019年秋天,她正式成为复旦大学环境科学与工程系的一名博士研究生。

早在十几年前,王玉涛就关注造纸行业温室气体排放的问题,并持续开展了相关研究。

造纸行业的二氧化碳排放量在全球工业部门位居第五,仅次于钢铁、石化、水泥、铝等重工业行业。然而,人们对全球造纸行业温室气体排放缺乏系统认识,非常有必要开展深入研究。

王玉涛建议代敏以造纸行业完整的物质流全景为基础,进一步研究分析该行业的温室气体排放问题。

这个课题的主题相当宏大,时间跨度近60年。

在王玉涛的指导下,代敏与课题组研究人员根据每个国家制浆造纸的产量及消费情况,筛选可以代表全球整体水平的30个国家,研究的系统边界涵盖了行业全过程,每一个阶段又包含了多种工艺流程。

在代敏最初的想象中,造纸作为重要的基础性工业行业,应该会有覆盖全球各国每年各阶段温室气体排放的通用数据库。但她很快发现,只能收集到各国造纸行业生产阶段二氧化碳的排放总量,或零星收集到一些国家部分年份的造纸行业生命周期的温室气体排放量,其中不少研究存在忽略上下游重要环节的情况。

为系统全面地剖析各国造纸行业温室气体排放特征,代敏及合作者为各国造纸行业构建了详细的物质流清单,在此基础上厘清能量流动和生物碳流动,最终建立了高解析度的造纸行业温室气体排放数据集。

此外,他们根据行业背景信息和历史分析结果,识别了影响造纸行业温室气体排放的关键因素,并根据地域化特征为因素设置不同情景,最终每个国家各形成2160种综合情景。

基于这些情景,他们研究了不同因素在各国对造纸行业温室气体排放的影响,分析了各国造纸行业实现净零排放的可能性与难度,提出了不同国家造纸行业的差异化净零策略。

把论文“写厚再写薄”

在写稿、投稿、审稿期间,代敏和其他论文作者经历了把论文“写厚再写薄”的过程。

第一次投稿是在2022年6月12日,这一版本正文部分有4000多字。

文章涉及森林碳排放问题,由于当时没有意识到这是一个关键问题,研究人员作了一定假设,但没有逃过审稿人的“火眼金睛”。审稿人指出,这样的假设具有很强的不确定性,如果不解决,对研究结论及创新性都会产生一定影响,并直言“这是非常值得做的,因为论文的其他部分非常扎实详尽”。

为解决这个问题,代敏和合作者前后共花了4个多月时间,阅读了与森林及其碳排放相关的大量文献,咨询了相关专家,提出了改进的估算框架,并补充了大量数据。当重新提交论文时,审稿人评价认为,这项补充研究是“令人钦佩的工作”。

此时论文正文部分字数已经超过5000字,此外,附件还有近140页。审稿人反馈称:“论文附件差不多达到了一篇博士论文的工作量和篇幅,但涵盖的内容太多,以至于难以方便地捕捉重点信息。”

在修改的最后阶段,按照要求,论文正文需要控制在3500字以内。对于母语非英语的研究者而言,这样的修改并非易事。

“论文文本的增加其实是前期反复修改的结果,而字数大幅减少可能会使重要细节缺失。”王玉涛说。

取舍并不容易,代敏和每一位作者都付出了很多心血。在最终上线的论文版本中,正文3400多字,附件凝练到几十页,清晰讲述了这30个国家造纸行业温室气体排放的过去和未来。

这次将论文“写厚再写薄”的经历,让代敏学到了很多。“能遇上这样高水平的审稿人,我感到特别幸运。”

当之无愧的唯一第一作者

某种程度上,这是一篇“大”论文:研究对象的时间跨度长、空间尺度大;分析的数据体量大、类型多;涉及的问题范围广、情况复杂。这样的论文背后,毫无疑问有着巨大的工作量。

在这种情况下,代敏作为唯一第一作者,付出的辛劳有目共睹。“所以,不存在需要讨论‘共同第一作者’的问题。”王玉涛说。

在王玉涛看来,代敏是一位极具创造力又脚踏实地的学生,她做过的数据分析让人很放心。“因为她永远考虑得更为细致、全面。”王玉涛笑道,“甚至有时候过于全面了。你让她列出两种可能性,她能一口气列出五六种。”

为完成这项研究,代敏的博士读了4年半,其中有半年是因想要完善研究工作而延期。回望过去,好在每一步都留下了印记。

“我性格里可能有一些不切实际的理想主义,毕业、找工作、发多少论文的目标不清晰也不迫切。我希望自己达到这样一种状态——游刃有余地发现问题,再有针对性地设计一套方案解决问题,最终为国家和社会带来一定的价值。”代敏说。

2019年8月底,到复旦大学报到的那天,代敏在校园里收到一个印有“一作《Nature》正刊留念”的帆布包。她把这个包收了起来,一直没好意思背。

“现在你可以背上这个包了。”王玉涛笑着对代敏说。(见习记者江庆龄 记者李晨阳)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-023-06962-0

原标题:代敏:死磕造纸业“大题目”,把论文从厚再写薄