2017 年8 月，水生所研究人員在采集西湖的底泥和沉水植物。受訪者供圖 

　　■本報見習記者 荊淮僑 

　　杭州美，最憶是西湖。

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

　　中國科學院水生生物研究所（以下簡稱水生所）生物生態(tài)協(xié)同的水質(zhì)改善和穩(wěn)態(tài)水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建關鍵技術及應用團隊從2008年開始，歷經(jīng)14年時間，在杭州西湖內(nèi)1.8平方公里的湖區(qū)開展了生態(tài)修復關鍵技術和示范工程，讓魚翔淺底的“水下森林”成為一道新景觀，也展現(xiàn)了面向應用需求的基礎科學研究具有的潛力和價值。該團隊因此獲得2021年度中國科學院科技促進發(fā)展獎。

　　從武漢起步：幾十年“冷板凳”厚積薄發(fā) 

　　人類活動的增加給水環(huán)境保護帶來了巨大挑戰(zhàn)?！霸S多城市湖泊經(jīng)歷了從草型湖到藻型湖的轉(zhuǎn)變，大多數(shù)發(fā)展中國家都沒跳出這一過程?！蔽骱鷳B(tài)修復項目負責人、水生所研究員吳振斌說。

　　從科學的角度看，實現(xiàn)富營養(yǎng)化城市湖泊高級階段的生態(tài)系統(tǒng)恢復有很多技術前提，如水生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)位異質(zhì)性生物之間的關系、基于食物鏈（網(wǎng)）結(jié)構(gòu)的物質(zhì)和能量流動規(guī)律、影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的環(huán)境因子閾值等。只有系統(tǒng)探究這些科學問題，才能實現(xiàn)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)修復技術研究。當時，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‘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，我們才有底氣擔起這份責任，把事情做好?！眳钦癖笳f。

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

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

　　西湖當示范：用科學之力穩(wěn)定水環(huán)境 

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

　　吳振斌表示，盡管西湖水富營養(yǎng)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(wěn)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了？為什么小試長得好好的，到湖里就出現(xiàn)各種不良狀況？這不是走近科學的懸疑故事，而是科研人員實實在在面對的困擾。

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

　　“一段時間看到示范區(qū)域沉水植物莫名地消失，真的很沮喪。”水生所研究員劉碧云是西湖課題“十二五”期間的現(xiàn)場技術負責人。她表示，許多看似簡單的問題，需要科研團隊及時逐一解析原因，同時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)長效防控水華藻類、強化生物協(xié)同凈化功能的水生態(tài)系統(tǒng)重建等技術體系，并在超過一平方公里的湖區(qū)重建了穩(wěn)定的沉水植物復合群落，有效控制了著生藻類異常增殖，讓沉水植物重現(xiàn)西湖。

　　為改善西湖水體環(huán)境，每天有40萬立方米的錢塘江水被引入西湖，但錢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源。”劉碧云介紹，針對相關問題，水生所聯(lián)合上海交通大學、浙江省水利河口研究院等合作團隊，先后實施了大規(guī)模降氮示范工程、西湖生態(tài)引布水示范工程，為西湖湖區(qū)水質(zhì)提升和水生態(tài)修復奠定良好的基礎。

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

　　在茅鄉(xiāng)水情、上香古道，能看到黑水雞、白鷺嬉戲，也能看到魚在水下森林盡情暢游，這成為一處新晉網(wǎng)紅打卡點。“不僅是科研人員，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。

　　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領域的科學問題、突破關鍵技術瓶頸的意義更加重大。

　　“其他團隊到西湖看過之后，對自己所做的項目更有信心了。”劉碧云表示，“十一五”主要解決沉水植物從無到有的問題，“十二五”工作重心轉(zhuǎn)向了沉水植物的穩(wěn)態(tài)擴繁和自然更替，“十三五”則是健康水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和西湖水生態(tài)修復綜合評價。這一路走來，既是團隊的進步，也是整個研究領域的成就。

　　據(jù)統(tǒng)計，項目實施至今，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點的杭州西湖，是水生所研究員張義最熟悉的景色。作為現(xiàn)場指導，張義每年一半以上的時間都在西湖邊。有時施工從深夜開始，到凌晨4點結(jié)束，他會全程在場。“聽起來有點辛苦，但是絕對值得?！?/p>

　　從研究生到研究員，經(jīng)過12年歷練，張義逐漸成長為團隊骨干力量?！斑@是科研最好的時代，能有這樣的平臺施展自己的專業(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借鑒，同時根據(jù)不同湖泊特點研發(fā)針對性修復技術，應用到國內(nèi)更多的水環(huán)境修復工程中。

　　不久前，水生所研究團隊又開始主持武漢市重要湖泊生態(tài)修復課題。從武漢的湖泊開始，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殷戰(zhàn)表示，作為水生態(tài)修復的“國家隊”，水生所將適應新形勢，進一步發(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。