2017 年8 月，水生所研究人員在采集西湖的底泥和沉水植物。受訪(fǎng)者供圖 

　　■本報見(jiàn)習記者 荊淮僑 

　　杭州美，最憶是西湖。

　　作為典型的城市景觀(guān)湖泊，西湖以秀美的自然景觀(guān)和深厚的人文底蘊聞名。然而，在城市化進(jìn)程中，湖泊的自然環(huán)境不可避免會(huì )受到一定影響。那么，如何才能做到人類(lèi)活動(dòng)與生態(tài)環(huán)境保護的平衡？

　　中國科學(xué)院水生生物研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)水生所）生物生態(tài)協(xié)同的水質(zhì)改善和穩態(tài)水生態(tài)系統構建關(guān)鍵技術(shù)及應用團隊從2008年開(kāi)始，歷經(jīng)14年時(shí)間，在杭州西湖內1.8平方公里的湖區開(kāi)展了生態(tài)修復關(guān)鍵技術(shù)和示范工程，讓魚(yú)翔淺底的“水下森林”成為一道新景觀(guān)，也展現了面向應用需求的基礎科學(xué)研究具有的潛力和價(jià)值。該團隊因此獲得2021年度中國科學(xué)院科技促進(jìn)發(fā)展獎。

　　從武漢起步：幾十年“冷板凳”厚積薄發(fā) 

　　人類(lèi)活動(dòng)的增加給水環(huán)境保護帶來(lái)了巨大挑戰?！霸S多城市湖泊經(jīng)歷了從草型湖到藻型湖的轉變，大多數發(fā)展中國家都沒(méi)跳出這一過(guò)程?！蔽骱鷳B(tài)修復項目負責人、水生所研究員吳振斌說(shuō)。

　　從科學(xué)的角度看，實(shí)現富營(yíng)養化城市湖泊高級階段的生態(tài)系統恢復有很多技術(shù)前提，如水生態(tài)系統中生態(tài)位異質(zhì)性生物之間的關(guān)系、基于食物鏈（網(wǎng)）結構的物質(zhì)和能量流動(dòng)規律、影響系統穩定性的環(huán)境因子閾值等。只有系統探究這些科學(xué)問(wèn)題，才能實(shí)現標本兼治。

　　坐落在武漢東湖之濱的水生所從上世紀60年代起，即從事湖泊水污染治理與生態(tài)修復技術(shù)研究。當時(shí)，水生所前瞻性地認識到水生態(tài)保護和修復的重要性，并開(kāi)展了基礎性研究。到了90年代初期，水生所的科研人員在東湖選擇了一塊代表性水域，進(jìn)行沉水植物恢復應用研究，并率先提出以沉水植物恢復為核心的水生態(tài)恢復理論。

　　“都說(shuō)‘板凳坐得十年冷’，我們的冷板凳一坐就是幾十年。正因為一代代的積累沉淀，當國家提出需求時(shí)，我們才有底氣擔起這份責任，把事情做好?！眳钦癖笳f(shuō)。

　　“十一五”期間，水生所牽頭承擔了國家水專(zhuān)項湖泊共性項目下設的“典型南方城市景觀(guān)湖泊水質(zhì)改善與水生植被構建技術(shù)”課題。該課題以杭州西湖為代表，開(kāi)展水生態(tài)治理研究，最終實(shí)現西湖生態(tài)系統良性穩定發(fā)展和水質(zhì)持續改善的目標，并為在全國同類(lèi)湖泊推廣應用提供技術(shù)支撐。吳振斌介紹，“西湖總面積6.5平方公里，開(kāi)展湖沼學(xué)研究大小適中，是典型南方城市景觀(guān)湖泊代表?！?/p>

　　項目立項后，水生所的研究團隊從武漢到杭州安營(yíng)扎寨，在一個(gè)倉庫改建的工作站里開(kāi)始西湖生態(tài)修復問(wèn)題研究和技術(shù)研發(fā)歷程。團隊輪流常駐，一守就是十余年。

　　西湖當示范：用科學(xué)之力穩定水環(huán)境 

　　經(jīng)過(guò)研究分析，研究人員很快摸清了影響西湖水質(zhì)和水生態(tài)退化的關(guān)鍵問(wèn)題：“香灰土”底質(zhì)制約沉水植物定植和擴繁，藻類(lèi)異常增殖嚴重影響沉水植物生長(cháng)。

　　吳振斌表示，盡管西湖水富營(yíng)養化嚴重、透明度不高，但恢復潛力大。團隊分析后認為，只要恢復以沉水植物為主的水生植被并維持穩定，就能有效改善西湖水體環(huán)境。

　　但沉水植物恢復不同于陸生植物移栽：為什么剛種植的沉水植物隔天就不見(jiàn)了？為什么小試長(cháng)得好好的，到湖里就出現各種不良狀況？這不是走近科學(xué)的懸疑故事，而是科研人員實(shí)實(shí)在在面對的困擾。

　　“種不活、又看不見(jiàn)”，在項目初期帶來(lái)了不小的考驗?！耙婚_(kāi)始也有懷疑，但我們相信方向沒(méi)有錯，就沉下心來(lái)埋頭做。畢竟有幾十年的積累，解決問(wèn)題有底氣?！眳钦癖笳f(shuō)。

　　“一段時(shí)間看到示范區域沉水植物莫名地消失，真的很沮喪?！彼芯繂T劉碧云是西湖課題“十二五”期間的現場(chǎng)技術(shù)負責人。她表示，許多看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，需要科研團隊及時(shí)逐一解析原因，同時(shí)提供施工方可行的解決方案。

　　隨后，以水生所團隊為核心，研發(fā)了微生境改善功能材料與沉水植物協(xié)同的底質(zhì)生境修復、生物活性物質(zhì)長(cháng)效防控水華藻類(lèi)、強化生物協(xié)同凈化功能的水生態(tài)系統重建等技術(shù)體系，并在超過(guò)一平方公里的湖區重建了穩定的沉水植物復合群落，有效控制了著(zhù)生藻類(lèi)異常增殖，讓沉水植物重現西湖。

　　為改善西湖水體環(huán)境，每天有40萬(wàn)立方米的錢(qián)塘江水被引入西湖，但錢(qián)塘江水體中總氮含量高于西湖平均水平?！霸谕庠唇匚弁瓿傻谋尘跋?，錢(qián)塘江引水中較高的總氮含量是西湖入湖氮通量的最主要來(lái)源?！眲⒈淘平榻B，針對相關(guān)問(wèn)題，水生所聯(lián)合上海交通大學(xué)、浙江省水利河口研究院等合作團隊，先后實(shí)施了大規模降氮示范工程、西湖生態(tài)引布水示范工程，為西湖湖區水質(zhì)提升和水生態(tài)修復奠定良好的基礎。

　　經(jīng)過(guò)10余年的持續治理，蘇堤西側的示范區從最初的沉水植物“寸草不生”，到現在沉水植物群落蓋度達30%以上，并實(shí)現了群落四季自然更替。吳振斌說(shuō)，隨著(zhù)水生環(huán)境的改善，再看西湖十景也有了不同的感受。

　　在茅鄉水情、上香古道，能看到黑水雞、白鷺嬉戲，也能看到魚(yú)在水下森林盡情暢游，這成為一處新晉網(wǎng)紅打卡點(diǎn)?！安粌H是科研人員，連西湖上的船工也能感受到這里的變化。船工還會(huì )向游客科普水下都是什么植物，也激發(fā)了許多市民的環(huán)保熱情?！眳钦癖笳f(shuō)。

　　激勵幾代人：留下綠水青山守護人 

　　除了帶給市民更多的獲得感，西湖生態(tài)修復工程對回答相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)問(wèn)題、突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸的意義更加重大。

　　“其他團隊到西湖看過(guò)之后，對自己所做的項目更有信心了?！眲⒈淘票硎?，“十一五”主要解決沉水植物從無(wú)到有的問(wèn)題，“十二五”工作重心轉向了沉水植物的穩態(tài)擴繁和自然更替，“十三五”則是健康水生態(tài)系統穩定和西湖水生態(tài)修復綜合評價(jià)。這一路走來(lái)，既是團隊的進(jìn)步，也是整個(gè)研究領(lǐng)域的成就。

　　據統計，項目實(shí)施至今，累計產(chǎn)出了上百篇科研論文以及40余項發(fā)明專(zhuān)利。更重要的是，一批批新生力量的加入讓這份工作不斷傳承。

　　凌晨3點(diǎn)的杭州西湖，是水生所研究員張義最熟悉的景色。作為現場(chǎng)指導，張義每年一半以上的時(shí)間都在西湖邊。有時(shí)施工從深夜開(kāi)始，到凌晨4點(diǎn)結束，他會(huì )全程在場(chǎng)?！奥?tīng)起來(lái)有點(diǎn)辛苦，但是絕對值得?！?/p>

　　從研究生到研究員，經(jīng)過(guò)12年歷練，張義逐漸成長(cháng)為團隊骨干力量?！斑@是科研最好的時(shí)代，能有這樣的平臺施展自己的專(zhuān)業(yè)能力，我們是幸運的?！?/p>

　　他還表示，希望這些工作能給其他湖泊治理帶來(lái)借鑒，同時(shí)根據不同湖泊特點(diǎn)研發(fā)針對性修復技術(shù)，應用到國內更多的水環(huán)境修復工程中。

　　不久前，水生所研究團隊又開(kāi)始主持武漢市重要湖泊生態(tài)修復課題。從武漢的湖泊開(kāi)始，在西湖積累經(jīng)驗，再反哺于武漢湖泊生態(tài)，對于水生所的科研人員而言，更加意義非凡。

　　“有魚(yú)有草，人水和諧。守護優(yōu)美水體生態(tài)環(huán)境，是新一代的科研人員肩負的責任?！彼L(cháng)殷戰表示，作為水生態(tài)修復的“國家隊”，水生所將適應新形勢，進(jìn)一步發(fā)揮好體系化、建制化優(yōu)勢，出成果出人才并重，面向國家重大需求，貢獻自己的力量。