用科技的力量 守護(hù)一湖好水
——記武漢大學(xué)梁子湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站

用科技的力量 守護(hù)一湖好水
——記武漢大學(xué)梁子湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站

武漢大學(xué)梁子湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站（簡稱梁子湖生態(tài)站）坐落在湖北省鄂州市梁子島上，成立于1992年。

23年來，生態(tài)站長期研究水生植物和湖泊生態(tài)學(xué)，在全國采集水生植物標(biāo)本20萬份，館藏水生植物標(biāo)本全國最多；深入研究中國水生植物系統(tǒng)分類與地理分布格局，調(diào)查群落樣方達(dá)5萬余個(gè)；在梁子湖定位觀測和重建水生植被20萬畝，使梁子湖成為中國東部水質(zhì)最好湖泊；修復(fù)退化湖泊生態(tài)系統(tǒng)，保護(hù)水生生物多樣性，目前湖中野生魚類和底棲動(dòng)物種類多產(chǎn)量高，蓮藕菱角等綠色水生植物蔬菜已成為上岸漁民的主要經(jīng)濟(jì)收入。

多年來，生態(tài)站將基礎(chǔ)研究與實(shí)踐應(yīng)用緊密結(jié)合，研究梁子湖水生植被定位觀測和退化水生植被恢復(fù)生態(tài)、水生植物對湖泊富營養(yǎng)化的控制效應(yīng)、群落重建與功能優(yōu)化和湖泊生物多樣性保育與瀕危物種保護(hù)。這些研究對我國湖泊富營養(yǎng)化治理、受損湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和水質(zhì)改善提供了成本低簡單易行的新技術(shù)，具有很好的應(yīng)用前景。

環(huán)保部曾組織100多位專家來站觀摩，第13屆世界湖泊大會把梁子湖列為參觀湖泊。生態(tài)站曾應(yīng)邀為浙江臺州水源地-長潭水庫種植水草，使其發(fā)生三年的藍(lán)藻水華得到有效控制，水質(zhì)重回二類水，再沒發(fā)生水華；為重慶園博園進(jìn)行污染水體凈化，保障了其順利開園；為鄂州洋瀾湖種植水生觀賞植物和農(nóng)村當(dāng)家塘種植水草凈化水質(zhì)美化環(huán)境。

生態(tài)站的努力得到了認(rèn)可，2005年入選全國首批野外站、2009年被全國首次野外科技大會評為先進(jìn)集體，站長被評為先進(jìn)個(gè)人；2014年獲湖北省政府環(huán)保獎(jiǎng)，站長先后獲得全國最美科技工作者、湖北省最美水衛(wèi)士、荊楚楷模等。

研究人員在野外進(jìn)行水生植物種類與群落調(diào)查

克服困難，做好湖泊動(dòng)態(tài)監(jiān)測

梁子湖生態(tài)站從1992年開始定位觀測工作，當(dāng)時(shí)條件艱苦，生態(tài)站師生們都住在帳篷里。島上蛇蟲鼠蟻很多，晚上睡覺，常常有老鼠在腳邊穿梭。外出觀測，時(shí)常隨身帶著饅頭、咸菜。餓了，扯把干蘆葦把饅頭一烤就是一頓飯。梁子湖生態(tài)站長期定位監(jiān)測梁子湖的生態(tài)環(huán)境，每日實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測水質(zhì)、大氣和土壤因子，最短15分鐘一條信息；無論雨雪惡劣天氣，每月中旬按時(shí)進(jìn)行一次全湖調(diào)查，測定湖水的理化因子、調(diào)查水生植物群落變化、魚類和底棲動(dòng)物的數(shù)量、水陸交錯(cuò)區(qū)植被和沉積物，已積累200萬余條觀測數(shù)據(jù)，為梁子湖保護(hù)提供了科學(xué)準(zhǔn)確的第一手資料和數(shù)據(jù)，定期向國家生態(tài)系統(tǒng)野外臺站網(wǎng)絡(luò)傳輸所采集的數(shù)據(jù)，為我國湖泊綜合性研究提供草型湖泊—梁子湖的第一手原始觀測數(shù)據(jù)。

萬里奔波，調(diào)查水生植物種類與群落

每年生態(tài)站師生都在全國各地調(diào)查水生植物，從黑龍江漠河到海南三亞，從青藏高原到東部沿海，住5元錢一晚的通鋪，被蛇蟲咬、被螞蟥叮、被迷霧困、被沼澤陷……這些都沒有阻擋他們探索水生植物學(xué)的腳步。發(fā)現(xiàn)了200多個(gè)新種和新紀(jì)錄種；拍攝水生植物圖片30萬余張；收集水生植物種子7000余份。查清中國水生植物種類約有1600種和約有509個(gè)群落類型，其中多數(shù)種類可以用于水污染治理，為我國水污染防治篩選了大批耐污性強(qiáng)的適宜物種。

開展控制實(shí)驗(yàn)，建立全國最大的水生植物研究基地

梁子湖生態(tài)站建立了一整套水生植物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：包括大湖樣地、土池、水泥池、水族箱和溫室人工受控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在野外調(diào)查觀測基礎(chǔ)上，開展一系列控制實(shí)驗(yàn): 1、篩選抗逆性強(qiáng)物種，并擴(kuò)繁與野外馴化，撒播繁殖體和移栽幼苗，監(jiān)測種子庫組成，減小逆境對實(shí)生苗的脅迫，監(jiān)測種群動(dòng)態(tài)與擴(kuò)散機(jī)制，重建群落并優(yōu)化結(jié)構(gòu)。2、探討不同生活型水生植物的繁殖技術(shù)，提高種子萌發(fā)率和植物繁殖體擴(kuò)散幾率；調(diào)節(jié)群落伴生種種群數(shù)量，以提高優(yōu)勢種的豐度。3、通過梁子湖退化植被重建，建立異齡復(fù)層的群落結(jié)構(gòu)，提高光合作用速率和生物量，高效吸收和降解湖泊污染物，進(jìn)一步改善水質(zhì)，保障梁子湖-武漢市備用水源地的飲用水生態(tài)安全。4、對恢復(fù)植被后的受損湖區(qū)進(jìn)行長期跟蹤和定位觀測，實(shí)時(shí)監(jiān)測水質(zhì)變化和植被動(dòng)態(tài)，使植被資源保持最優(yōu)可持續(xù)產(chǎn)量，最終達(dá)到提升梁子湖水質(zhì)的目標(biāo)。

這些研究結(jié)果有助于探索構(gòu)建我國水生植物恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究理論和方法，對重建受損湖泊水生植被具有指導(dǎo)意義，有利于更好的保護(hù)與合理利用梁子湖水生植物資源，促進(jìn)人與湖泊的和諧共存。

進(jìn)行生物恢復(fù)實(shí)驗(yàn)，修復(fù)湖泊生態(tài)

在科技部、基金委、國家發(fā)改委和湖北省大力支持下，梁子湖生態(tài)站在梁子湖中種植水生植物，在拆除圍網(wǎng)養(yǎng)魚的植被退化區(qū)大量播撒水生植物種子和休眠芽，人工扦插幼苗和枝條，重建以鄉(xiāng)土種為建群種的原生植物群落。多年來，生態(tài)站供重建水生植被20余萬畝，使梁子湖全湖植被覆蓋率超過80%，水質(zhì)整體保證二類，局部達(dá)到一類。

在1998年洪水后，生態(tài)站大力開展全湖種植水草，經(jīng)過十年艱苦努力，2009年全湖一半面積達(dá)到一類水，是近二十年來最好水質(zhì)。2010年特大洪水淹水時(shí)間和水位均高于1998年洪水，全湖沉水植物全部死亡，濕地受到嚴(yán)重破壞。生態(tài)站強(qiáng)化種植水草，尤其是首創(chuàng)包括冬季種草在內(nèi)的“四季種植”模式和在深水區(qū)采用新發(fā)明的機(jī)械臂代替人下水種草等措施，顯著提高了植物成活率和種群建群速度，群落生物量和生態(tài)效率均大幅提高。在深水區(qū)大面積種植沉水植被，水質(zhì)明顯變好。同時(shí)在沿岸帶種植了“萬畝荷塘”，在湖灣種植了“萬畝雞頭米菱角區(qū)”，促進(jìn)了漁民轉(zhuǎn)產(chǎn)和豐產(chǎn)豐收。由于采用先進(jìn)的技術(shù)措施，吸取了大量經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，水生植被重建和水質(zhì)恢復(fù)速度較1998年特大洪水后提高了近一倍。

2014年，大部分湖區(qū)水質(zhì)恢復(fù)到二類水，2015年全湖保持二類水，2016年春季有部分水域達(dá)到一類水水質(zhì)。

建言獻(xiàn)策，水質(zhì)良好湖泊保護(hù)受到重視

2007年湖北省委召開專題會討論梁子湖保護(hù)，生態(tài)站應(yīng)邀列席并提出梁子湖“保護(hù)優(yōu)先”的建議，得到省委領(lǐng)導(dǎo)同志的肯定，會議明確梁子湖“保護(hù)第一，合理利用”的保護(hù)方針。會后新華社以“抓緊治小病，分期治重癥，保住湖泊生態(tài)本錢”為題發(fā)內(nèi)部清樣，經(jīng)國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)同志批示給國家發(fā)改委、國家環(huán)保總局和水利部。隨后，多部委先后來梁子湖生態(tài)站調(diào)研，推動(dòng)了國家良好湖泊保護(hù)項(xiàng)目。

現(xiàn)在水質(zhì)良好湖泊保護(hù)已受到高度重視，有效遏制了我國湖泊富營養(yǎng)化趨勢。梁子湖生態(tài)站深入調(diào)查梁子湖生物、水質(zhì)、沉積物等，為國家湖泊生態(tài)安全評估項(xiàng)目順利完成提供了較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，同時(shí)也為國家良好湖泊保護(hù)工作提供了“草型湖泊植被重建與生態(tài)恢復(fù)”的成功案例。

立足本職，積極服務(wù)于國家和地方

這些年，生態(tài)站立足本職，積極服務(wù)于國家和湖北省。1997年，生態(tài)站受農(nóng)業(yè)部委托提出了《國家重點(diǎn)保護(hù)野生水生植物名錄》并已頒布執(zhí)行；2010年，受農(nóng)業(yè)部委托提出第二批國家重點(diǎn)保護(hù)水生野生植物名錄；為農(nóng)業(yè)部完成中國水生植物保護(hù)規(guī)劃；為環(huán)保部編寫外來種水葫蘆危害評估報(bào)告；提出我國湖泊監(jiān)測應(yīng)以生態(tài)指標(biāo)取代化學(xué)指標(biāo)，與國際評價(jià)指標(biāo)體系同步。生態(tài)站為湖北省和武漢市、鄂州市、梁子湖管理局提供梁子湖環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)資料。生態(tài)站全年對外開放，每年接待近百批來訪人員。同時(shí)，在有關(guān)會議和專題講座中，生態(tài)站也在義務(wù)進(jìn)行湖泊保護(hù)科普宣傳。

推動(dòng)學(xué)科建設(shè)，輸送學(xué)術(shù)人才

2007年，生態(tài)站牽頭申報(bào)生態(tài)學(xué)國家重點(diǎn)學(xué)科并獲批，2011年成為國家生態(tài)學(xué)一級博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)；2012年，獲批國家生態(tài)學(xué)一級學(xué)科博士后科研流動(dòng)站；2013年，獲批湖北省唯一的生態(tài)學(xué)一級重點(diǎn)學(xué)科，獲批湖北省博士后創(chuàng)新基地。截至目前，生態(tài)站已招收35個(gè)博士生和42個(gè)碩士生，已畢業(yè)的研究生除到國外深造外，進(jìn)入大專院校和科研院所，成為我國水生植物研究的骨干力量博士，其中7名晉升為教授，18名晉升為副教授，先后承接過幾十個(gè)國家級科研項(xiàng)目，發(fā)表SCI文章100余篇。

生態(tài)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)