美国哈佛大学Bullard学者奖(Bullard Fellowship)始于1962年，每年在世界范围内推选奖励5-7位在相关领域（包括生命科学、地球科学、经济学、政治学、管理学、哲学、人文科学、艺术、法学）取得杰出成就的高级科学家或者管理领袖。马占山研究员系该奖项设立近60年以来300多位获奖者中第6位华人。他预期将采用计算生物学、人工智能、进化博弈论、可靠性、可存活性理论，以及对哈佛大学森林“生态系统长期研究(LTER)”大数据的综合分析，探讨生态系统微生物菌群多样性与全球气候变化的关系；并采用计算机模拟仿真开展对森林生态系统菌群进行“宏基因编辑工程”的可行性研究。 

　　众所周知，地球生态环境的变化主要由地球化学物质循环和能量流动所驱动。而微生物和森林在其中扮演着绝对不可或缺的角色，其中森林环境中的微生物(特别是森林土壤和根际微生物菌群)则是重中之重。因此，它们对全球气候变化的重要性不言而喻。然而，目前国内外对微生物菌群的研究仍然主要集中在人体健康直接相关的肠道菌群，而对于微生物菌群与气候变化关系的研究则刚刚起步。事实上，有科学家近年来提出利用微生物菌群宏基因编辑改造工程调节地球碳循环，不仅可能增加森林生态系统的生产力，而且可能会为“地球降温”提供一条崭新的途径！ 

　　哈佛森林研究始于1907年，拥有4000多公顷的原始森林，并在国际森林生态和气候变化研究领域扮演重要角色。正是基于对以上问题的认知， 哈佛大学计划在未来10年间筹集至少五亿美元，由哈佛森林、哈佛-MIT Broad Institute、 哈佛大学公共卫生学院、进化生物学系、大数据科学、全球变化研究计划等机构联合发起关于地球微生物（特别是森林动植物和森林土壤菌群）与森林生态系统功能以及与全球气候变化关系的研究。 而马占山研究员计划开展的合作研究则是为该研究计划所产生的大数据分析和建模开展方法性探索。首批实验计划在哈佛森林4000公顷的林地获取至少10000份菌群样本，然后结合哈佛大学自1988年以来积累的生态学长期研究（LTER：Long-Term Ecological Research)大数据进行分析建模。最终希望将其模型整合到目前主流的全球气候变化预测模拟系统。同时也将探索一些目前看来超现实技术的可行性，例如以菌群宏基因编辑调节地球碳循环、从而为应对气候变暖提供可能的技术思路。 

　　同时，森林生态系统菌群与人类健康关系也密切相关。最近科学家对来自于6大洲6800多个生态群落多样性分析发现：人类活动导致生物多样性损失与流行病爆发有直接关联。森林（特别是热带雨林）生态环境破坏导致一些动植物灭绝，但遗憾的是那些生存力极强而留下来的物种（例如啮齿类）恰恰也是带有潜在性人类病原菌最多的物种。如果人类活动（例如森林大量砍伐或大规模森林火灾）再将这些带菌（毒）者逐出他们家园，最终他们可能会“反咬人类”一口，或许会导致新流行病的发生、传播、乃至大流行。然而，以上提到的这份受到广泛关注的Nature研究报告基本没有涉及森林环境中（特别是动植物）微生物菌群的多样性研究，而那些尚未为科学家所深入研究的微生物菌群多样性，按一般原理推断可能会影响机会性病原菌的种类和（或）丰度。2019年马占山团队在Nature子刊ISMEJ Journal 发文提出“菌群多样性与疾病1/3关系”的假设，所研究的疾病范围限于已经“驯化了”或者在人类早已扎根了的传染性疾病（例如HIV）或者是非传染性疾病（例如糖尿病、肥胖、自闭症等）。目前他们已经将研究范围从人类菌群扩展到了野生动植物和森林菌群的研究，未来会逐步扩展到海洋、冰川、湖泊等其它生态环境。事实上，忽略菌群多样性而研究病原菌与宏观生物多样性是有点“舍近求远”；这是因为菌群通常是病原菌“身边的伙计”，而且绝大多数是病原菌的抑制者，甚至是“天敌”。如果按人类菌群与疾病关系研究所获得的知识推断，自然界绝大多数菌群成员其实是人类的天然“盟友”，或许正是他们这些盟友对于机会性病原菌的有效“看管”，才使得我们人类可以享受现代都市生活。如前所述，当人类对森林过度开发，人类那些盟友可能就无法再有效地压制我们潜在的敌人了。在宏基因测序技术发明之前，舍近求远也是无奈之举。而未来全球变化（包括气候变暖、新生重大传染性疾病发生流行）则必然会跨越先前理念和技术方面的局限。马占山所要开展的Bullard Fellowship的另一研究重心将是探索整合分子层面的“人类菌群医学生态学” 与宏观生态学的策略和技术。 

　　马占山研究员现为中科院昆明动物所“计算生物与医学生态学”学科负责人，中国科学院动物进化与遗传前沿交叉卓越创新中心，以及遗传资源与进化国家重点实验室PI。美国爱达荷大学获得计算机科学(2008年)和昆虫学(1997年)双博士, 研究科学家。期间担任人类微生物菌群研究计划(Human Microbiome Project)主要研发科学家; 受邀为英国“Faculty of 1000 Biology & Medicine”撰写学术评论。 在回归学术研究之前，曾经在美国硅谷等地具有近10年的涵盖电子、网络、软件、信息安全领域的计算机高级软件工程师经历。迄今在计算生物学、 计算机科学（网络可靠性、可存活性、进化博弈论、计算智能和人工智能）、生态学、医学微生物学、昆虫学等领域发表SCI/EI论文百余篇。编著有：《生物信息学：计算技术和软件》（科学出版社 2017），《Reliability, Survivability and Resilience: A Unified Theoretic Approach》（Springer, 2021待出版），以及译著《生态统计学导论》（高教出版社, 2021待出版）。在基因组学、宏基因组学、生物信息学、菌群医学生态学等领域有17项发明专利受理或授权；并在最新的第三代基因测序技术领域合作研发出了三款大型基因测序组装软件(DBG2OLC, Sparc, SparseAssembler)，以及一套用于构建超大规模进化树的并行算法软件（HPTree)。

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