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【人民网】武汉大学教授于丹:用水草为湖泊疗伤

发布时间:2014-07-03 15:42 来源: 作者: 鄢振刚阅读:
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我们要把湖泊当成有生命的朋友。

常说这句话的人,是梁子湖湖泊生态系统国家野外科学观测研究站站长、武汉大学生命科学学院教授、博士生导师于丹。对梁子湖来说他是个妙手仁心的好医生。

他带领研究团队驻守梁子湖23年,进行定位观测、水生植被重建、湖泊生态修复和水质净化研究。经过艰苦研究与摸索,逐步建立起“优势物种筛选——生物学规律破译——人工大面积种植”的梁子湖水生态修复模式。他们亲手种下的水草,在梁子湖底繁衍成超过20万亩的丛林,被世界自然基金会成员誉为“水下原始森林”。

于丹团队的研究与实践,让梁子湖生态一次次劫后重生,生机盎然。

研究填补国内空白

35岁时,于丹博士毕业后决然扎根梁子湖,并非一时冲动。

1980至1981年,于丹参加黄河上游渔业资源考察,进行黄河源头及扎陵湖、鄂陵湖、龙羊峡水库本底水生生物学调查。调查中,他发现同一流域不同河流和湖泊里的水草都不一样。他把不同的水草采起来,向带队老师询问这些水草的生物学特点,得到的答复常是“以后再说”。于丹非常困惑。

“20世纪80年代以来,湖泊生态系统的保护、修复和可持续利用逐渐成为国际生态学研究的热点,但此类研究在国内还是空白。” 于丹查阅大量信息后解决了疑问,同时下定决心向这个空白领域进军。

从1982年起,于丹自己采集,研究中国水生植物区系地理和群落动态。他对北温带湖泊水生植被演替进行了连续10年观测,对东北山区河流生态系统进行了连续6年观测,积累了宝贵的资料和研究成果。

1992年,于丹从东北林业大学博士毕来到武汉大学,开展以“长江中下游淡水湖泊调查”为课题的博士后研究。

“当时水生植物研究在中国没有专门基地。我想寻找一个清水湖泊创立野外观察站,进行水生植物的长期跟踪调查。”从太湖一路向西,于丹跑遍长江中下游100多个湖泊,最后选择了不仅水质清澈,而且水生生物群落类型齐全,水生植被保持完好,长江中下游湖泊群落中典型的草型湖泊梁子湖。

于丹带着几个学生,将野外观察站建在在湖中的梁子岛。起初,没有任何资金来源,于丹只能带着学生寄宿于岛上渔民的平房里,靠几台电脑和桌子维持工作。岛上老鼠和蛇很多。在吃饭和工作的时候蛇和老鼠从屋顶掉到面前是家常便饭。于丹对这样的记忆总是轻描淡写。为了节约资金投入科研,于丹带领学生们省吃俭用。外出考察都是租每晚5元的“大通铺”挤着睡。

2005年,“梁子湖湖泊生态系统国家野外科学观测研究站”获批建设,成为国内第一个以水生植物和清水湖泊为研究对象的野外站,于丹所在的生态学学科也被评为国家重点学科。此后,科研条件大为改观。站内建起近400个大大小小的实验池,实验楼里配套了各种精密仪器。

实验池里种着于丹团队从梁子湖和全国各地采集的种苗。这些水草进过培育筛选,他们还要将水草种到湖里。为了保证挖起来的水草能够成功移植实验室,每株水草都要有完整的根部,所以他们每次都要潜到水底,把水草连根捞起。

种草比采草更难,需要完全潜到水底,用手刨坑。每种一棵草都要潜到水底30多秒,有时要潜水几次才能种好一棵水草。年过半百的于丹和学生们一样,不断地潜入水底又不断冒出水面换气。

23年来,于丹团队积累了大量湖泊生态系统动态变化观测资料,建立一整套水生植物实验生态系统,使过去野外描述性工作转向以人工受控实验研究为主,将基础研究与实践应用紧密结合。

初试“以草治水”模式

梁子湖是湖北省面积第二储水量第一的淡水湖。在常年平均水位时,水面面积225平方公里,平均水深2.54米,贮水量6.5亿立方米。梁子湖因生物多样性和稀有性,被专家称为“化石型湖泊”、“鸟类乐园”、“武昌鱼故乡”和“物种基因库”。

上世纪80年代,江湖分割和围网养鱼打破了梁子湖的湖水完整性,导致水草退化、生物多样性骤减;人工饵料和化肥的投入也使湖泊水质下降。1998年的特大洪水使得梁子湖水位升高,水草的生长环境随之改变,整个湖的水生植被覆盖率骤然减少50%。与此同时,来自周边武汉、黄石、咸宁、鄂州等地的工业废水和生活污水让梁子湖生态雪上加霜。

梁子湖病了,于丹心急如焚。他在长期研究中发现,水草对污水具有强大的净化能力,如果能突破传统的治污模式,在水底种上大量的水草,用生态治污的方式建立保护水质的长效模式,不仅成本低,而且效果持久。于丹决定“以草治水”。

1999年春,于丹开始实施梁子湖植被生态恢复工程,通过人工种植适应梁子湖环境的水生植物来净化水体、水质。他带领学生首先在站内1000亩基地种草。1999年下半年,这些水草基本上成活了,接着他们一鼓作气,与梁子湖管理局合作,在梁子湖种植黄丝草、苦草、轮叶黑藻等水生植物草种约3万公斤,种植面积达20万亩。

“优势物种筛选——生物学规律破译——人工大面积种植种”于丹说:“种草要遵循严密的流程,采集科学的数据。每年要采集种子,保存、浸泡、培养幼苗,再到湖里种植。绝不能拿了种子就往水里撒,必须通过技术手段保障幼苗的成活率。”

2009年底,梁子湖底80%区域被水生植被覆盖,水下草原清晰可见。年底,世界自然基金会成员上岛考察,叹服梁子湖水之清澈、水草之茂盛,誉其为“水下原始森林”。

当年,梁子湖湖水整体恢复到Ⅱ类水质,1/2为Ⅰ类水质,西梁子湖90%水域达到了Ⅰ类水质。2009年5月至9月,梁子湖高密度出现有“水中大熊猫”之称、二类水质之下无法生存的桃花水母。

第13届世界湖泊大会上,来自各国的湖泊保护专家实地考察后认定:梁子湖流域独特的生态价值和相对良好的生态环境,已经成为武汉城市圈、湖北省、中国乃至世界的一个珍贵湖泊湿地资源。

2001年,浙江省台州市的长潭水库连续3年出现蓝藻水华,污染严重。于丹应邀为该市政府编写长潭水库生态规划并展开治理。2001年至2003年,他从梁子湖引种水生植物到长潭水库,建立水下草场1万余亩,水质明显改善,蓝藻水华再未出现,证明了种草治污的可行性和可推广性。

再造梁子湖生态

2010年4月,梁子湖70%水域达到一类水质,是我国东部地区唯一出现一类水质,常年整体保持二类水质的大中型湖泊。全湖都可以见到游弋的桃花水母。于丹团队来不及享受成功的喜悦,梁子湖的又一场劫难很快到来。

当年盛夏,一场特大洪水让梁子湖水位持续43天居高不下,水位一度上升到21米以上。加上湖水浑浊,水生植物无法获得光照,从而大量死亡。梁子湖湖水由Ⅰ类、Ⅱ类水质下降至Ⅲ类水质。当年8月中旬,武汉大学梁子湖国家野外站经过对700多个观测点近半个月抽样调查,发现梁子湖内全部的挺水植物和80%的沉水植物被淹死。

时隔12年,梁子湖再次面临灭顶之灾。2010年7月25日,手术尚未出院的于丹带病查看武大梁子湖生态站及梁子湖生态损失情况时,数度落泪。

2010年8月4日,洪水还未退去,于丹离开武汉,会合生态站在外科考的多路师生,大范围采集种子,为梁子湖生态修复作准备。很快,于丹团队发现耐水淹的植物,立即向梁子湖引种。

2010年冬至2011年春,生态站师生将5万公斤种子和幼苗植入湖底,人工干预近半湖面,还密植3000公顷作为示范带。超过20万亩“水下森林”再次覆盖梁子湖底八成以上区域。

2011年4月24日,环保部、国家发改委、财政部和水利部验收全国9大重点湖泊(滇池、太湖、巢湖、洪泽湖、洞庭湖、鄱阳湖、梁子湖、抚仙湖、乌梁素海)生态安全调查与评估项目,梁子湖获得“最安全”的评价,居各湖之首。

专家组的评价是,梁子湖是中国水生植物种类最多,植被覆盖率最高,群落生物量最大,中国东部地区唯一出现一类水质的大中型湖泊,也是长江中下游湖泊群中典型的草型湖泊。梁子湖生态修复模式,对我国湖泊生态系统重建,具有示范意义。

2014年6月25日,梁子湖湖泊生态系统国家野外科学观测站月度调查结果出炉,约三分之二湖区水质继续保持二类,梁子湖仍是一湖清水。

“三月份时,透明度达到2.5米,为近4年最佳。综合评估,梁子湖水质正恢复到灾前水平。”于丹高兴的说,2010年大汛导致梁子湖生态严重受损后,他估计恢复期在6至8年间。现在恢复进度大幅提前,证明他们长期坚持的“以草治水”模式十分有效。

目前,作为水质成功恢复的代表性湖泊,梁子湖与代表黄河流域富营养化湖泊转好的乌梁素海、代表高山深水湖泊的抚仙湖一起作为“新三湖”,纳入国家重点湖泊水库生态安全调查及评估专项,担当起示范全国的重任。

http://hb.people.com.cn/n/2014/0629/c194063-21536027.html

(稿件来源:人民网 本网编辑:吴江龙)

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