作者:王静 来源:中国科学报 发布时间:2014-10-20
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驻守那一泓清池

 

■本报记者 王静

水下森林培育者

距离武汉市东约1小时车程,是“千湖之省”湖北的第二大湖——梁子湖。湖里的水质在中国所有湖泊中名列前茅,常年保持在国家标准的二类,且1/2湖区的水质达到了一类水,因而在全国重点湖库生态安全评价中被评“最安全”。

“这样的水质源于湖区2010年恢复的沉水植被,覆盖率目前达到了80%。丰富的水生植物发挥出巨大的生态功能,对污染的水体起到了净化作用。”在这里驻守了20余年的老教授于丹不紧不慢地告诉大家。他穿着单薄的白色短袖老头衫,站在梁子湖湖泊生态系统国家野外科学观测研究站的水池边,带着东北乡音,中气十足地向探访者讲述水池中种植的植物品种、习性及作用。

“自2005年至2009年,梁子湖水生植物生物量由每平方米3.1公斤增加到8.2公斤,平均每年增加1公斤。这相当于一般湖泊全年生物量的总和。湖泊里总氮含量则由每升0.39毫克下降到0.21毫克;磷的含量也由0.022毫克每升降到0.006毫克。”他用所获观测数据向记者介绍说。

然而,梁子湖的清澈并非因为湖北人没有往湖里排放污水。

跨越湖北省武汉、鄂州、黄石和咸宁4个区域的梁子湖,周边居住着17个乡镇的百余万人口,每年约有600万吨各类污水注入梁子湖。这些污水,从岸边到湖中央,逐次由挺水植物形成的半自然人工湿地、浮游植物形成的“水下森林”以及沉水植物组成的水下草原,逐步过滤和吸收,使湖水得以成为一泓清池。而湖里的水生植物,相当一部分由于丹带领学生种植。

因为于丹一直渴望,能为中国湖泊生态系统健康与可持续发展提供一个科学的示范样本。

每年300天在岛上

武汉大学国家湖泊野外观测研究站建立在梁子湖湖心,只能乘船与外界往来。在过去20余年里,于丹带着一拨拨学生,常常浸泡在湖水里,把草种植在湖里。“选择野外做科研主要是兴趣使然,国家也有需求。水生植物国内研究不多,很值得探讨。”面对大家的疑惑,他如此解释自己的人生选择。

毕业于东北林业大学的于丹,早在上世纪70年代在大兴安岭插队时,就练就了野外生活的本领,并锻造出了强健的体魄。在对长江中下游水域调研时,他与梁子湖结下了不解之缘。

“武汉大学给了我机会,我可能是武汉大学唯一没有经历过副教授职称评选直接升为教授的人。”他对武汉大学心存感激,使他在这个荒岛上成就自己的理想。因此,梁子湖湖心岛这个他人眼中的蛮荒之地,成了他的天堂。

天堂里的动植物十分繁茂,经历险境是家常便饭。当记者一行人造访时,学生们对记者耳语,“走路一定要走中间,尽量避开两旁,指不定哪里会蹿出一只动物”。

“岛上老鼠和蛇很多。有天晚上,大家正在商讨工作,一条蛇突然从房顶掉下来了。”于丹也想起了那件过去很久的事情。但他的话题很快转回湖草。他指着一种水草解说:“这是微齿眼子菜,夏季生长旺盛,冬季不会死亡,群落生物量很大,凋落物分解慢。它的凋落物覆盖基底表面,降低底泥中氮磷向水柱中的释放速率。过去东湖长满了这种草,现在很稀少了。”

为了弄清这些水草的功能,于丹以岛为家。“他已连续15年在岛上过春节,每年有300天以上待在岛上。”武汉大学副校长站在一旁说。

踏遍全国江河湖海

为了探索修复污染水域的样板,除了研究梁子湖的水生生物外,于丹每年都带学生去全国的江河湖海寻找新的水生植物。他们的足迹遍布各地,从东海之滨到西部青藏高原,从黑龙江漠河到海南岛,处处留下他们的身影。

目前,在梁子湖国家湖泊野外科学观测台站,藏有水生植物标本15万余份,水生植物图片20余万张,并在全国做水生植物群落标准样方5000余个。

如今的梁子湖有282种水生高等植物,成为我国水生植物种类最多的湖泊,超过了英国、日本、澳大利亚等国的全国水生植物总和。

“种草需要遵循严密的流程。每年要采集种子,保存、浸泡、培养幼苗,再到湖里种植。绝不是把种子撒在水里。”于丹特别解释。

在岛上的教学实验楼后,有一条200多米长、30多米宽的塘堰,一直被教学实验废水、生活废水污染。2009年开始,于丹在岸边一层层种草,形成岸边生态湿地,在水中种植芡实、睡莲等。目前其水质已恢复到了二类。

有关专家认为,梁子湖站的研究成果为改善全国的湖泊环境提供了成功的范例。在生态治污方面,于丹团队探索出了一条突破传统治污模式的新路。

延伸阅读

梁子湖生态站简介

梁子湖为湖北省第二大湖,位于长江南岸鄂州市、黄石市、大冶市和江夏区境内。

1998年在湖北省和鄂州市政府的大力支持下,武汉大学在梁子湖牛沙咀小岛上开始建设野外生态站。经过五年建设,梁子湖湖泊生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称梁子湖生态站)基本建设全部完成并投入使用,占地134亩,水面500亩。该站为中国生态系统研究网络重点站,是国家生态与环境野外科学观测研究站。梁子湖生态站以水生生物尤其是水生植物为主要研究对象;对梁子湖水生生态系统的结构与功能,水陆交错区水生生物群落动态,水环境背景值,水生植物、动物、微生物之间的相互关系,洪水对湖泊水生植被的影响,水生生物对二氧化碳浓度升高和UV-B辐射的响应等进行了较为系统的研究。

多年来,梁子湖生态站的科研人员连续在全国范围内进行大规模的水生植物野外调查,采集水生植物标本17万余份,梁子湖生态站馆藏水生植物标本数量在全国最多;发表新种15个,新记录属6个,新记录种87个;拍摄水生植物图片20万余张;收集水生植物种子7000余份。

梁子湖生态站长期定位监测梁子湖水体理化因子、水生植物群落、水陆交错区植被、底栖动物、渔获物、大气和土壤。已积累200万余条野外调查和定位观测数据,为我国湖泊综合性研究提供草型湖泊的第一手原始观测数据。

生态学家们将已消失的重要乡土种重新引入梁子湖栽培,促进了梁子湖水生植物群落优化和良好水质维持。梁子湖现记载有水生植物282种,是中国水生植物种类最多的湖泊。

通过在梁子湖植被退化区域大量播撒水生植物种子和无性繁殖体,梁子湖重建水生植被20余万亩,已恢复沉水植被12万亩,浮叶植被3万亩,挺水植被5万亩;全湖植被覆盖率超过80%,水质整体保证二类水局部达到一类水标准。梁子湖是中国水生生物多样性最丰富、植被覆盖率最高、群落生物量最大、中国东部唯一出现一类水质的湖泊;已成为我国湖泊生态恢复的成功模式。2010年洪水淹后强化种植,尤其是首创冬季种草和四季种植模式,显著提高了群落生物量和生态效率。2014年2月中旬梁子湖透明度达250厘米,水质清澈,大部分湖区水质恢复到二类水水平。

梁子湖生态站的科学家们提出梁子湖“保护优先”建议并得到湖北省主要领导的肯定和签批;推动湖北省在全国率先提出“一湖一策”等湖泊治理新思路。以《抓紧治小病,分期治重症,保住湖泊生态本钱》为题发内部清样,经前国家总理温家宝签批,多部委先后来梁子湖生态站调研,促使国家出台良好湖泊保护项目。现在湖泊保护的观念已得到国家、地方政府、环保行业和湖区民众的高度重视,有效遏制了我国湖泊营养水平升高进程,为预防藻类水华暴发和根治水体富营养化提供了有效途径。

(王晨绯整理)

《中国科学报》 (2014-10-20 第8版 平台)
 
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