——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
圖為吳慶龍?jiān)趯?shí)驗(yàn)室中分離湖水中的微生物。資料圖片
小小的微生物,對(duì)湖泊有何影響?很多人并不知曉。
我國(guó)多樣化的湖泊環(huán)境,孕育了豐富的微生物資源,揭示微生物如何驅(qū)動(dòng)湖泊生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行,不僅有助于深入了解湖泊生態(tài)系統(tǒng),也為湖泊治理與保護(hù)提供了科技支撐。而這,便是中科院南京地理與湖泊研究所研究員吳慶龍30年來(lái)醉心研究的領(lǐng)域。
30年來(lái),他穿梭在實(shí)驗(yàn)室和湖泊間,從長(zhǎng)江中下游平原到雪域高原,在全國(guó)22個(gè)省份、200多個(gè)代表性湖泊留下了科研足跡。
從湖泊資源開(kāi)發(fā)利用轉(zhuǎn)向研究湖泊生態(tài)保護(hù),探索微生物的奧秘
“有句話(huà)叫做‘流水不腐,戶(hù)樞不蠹’。前半句是說(shuō)流動(dòng)的水體中,微生物可以持續(xù)不斷地分解污染物質(zhì),凈化水質(zhì)。這也從另一個(gè)視角告訴我們,湖泊生態(tài)治理特別是湖泊微生物學(xué)的研究和應(yīng)用,是一件十分重要且緊迫的課題?!眳菓c龍說(shuō)。
幽靜的院落,只聞蟬鳴聲聲。30年前的一個(gè)夏日,不到20歲的吳慶龍第一次踏進(jìn)中科院南京地理與湖泊研究所,水產(chǎn)養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)的他,成為一名技術(shù)輔助工作人員。
“我國(guó)湖泊科學(xué)研究起于上世紀(jì)五六十年代,那時(shí)進(jìn)行了一些基礎(chǔ)性的湖泊資源調(diào)查。后來(lái),隨著人們對(duì)生物資源、蛋白質(zhì)資源的需求日益增加,地湖所的科學(xué)家們也投入到經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主戰(zhàn)場(chǎng),利用湖泊這個(gè)‘水下牧場(chǎng)’開(kāi)展水產(chǎn)養(yǎng)殖。”吳慶龍說(shuō),很快,養(yǎng)殖產(chǎn)量有了提升。
然而,“當(dāng)初的東太湖清澈干凈,水草茂盛。但投放的飼料等不能被魚(yú)類(lèi)完全利用,加上魚(yú)類(lèi)排泄物以及魚(yú)類(lèi)活動(dòng)等,都對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了負(fù)面影響,湖泊水質(zhì)開(kāi)始下降?!眳菓c龍說(shuō)。上世紀(jì)80年代后期,湖泊水體污染、富營(yíng)養(yǎng)化等問(wèn)題在全國(guó)范圍均有顯現(xiàn)。此時(shí)的吳慶龍,心中冒出了要重視湖泊生態(tài)保護(hù)、治理的想法。
1993年,吳慶龍來(lái)到南京大學(xué)環(huán)境科學(xué)學(xué)院深造,攻讀環(huán)境生物學(xué)碩士學(xué)位。3年后他重返所里時(shí)發(fā)現(xiàn),大時(shí)代正引領(lǐng)著學(xué)科研究從湖泊資源的開(kāi)發(fā)利用向湖泊生態(tài)保護(hù)轉(zhuǎn)型。
“上世紀(jì)90年代,我主要研究利用生物指標(biāo)來(lái)顯示湖泊環(huán)境的變化,從而為湖泊生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)估和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。在研究中,我們逐漸認(rèn)識(shí)到,微生物是驅(qū)動(dòng)湖泊生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵,也是污染物質(zhì)分解與轉(zhuǎn)化的主要推動(dòng)者。但微生物具體是怎樣驅(qū)動(dòng)、分解、轉(zhuǎn)化的,我們并不清楚?!眳菓c龍告訴記者,當(dāng)時(shí)在國(guó)外,湖泊微生物研究已是湖泊學(xué)的重要基礎(chǔ)研究部分。1999年,赴奧地利科學(xué)院的學(xué)習(xí)進(jìn)修經(jīng)歷,更堅(jiān)定了他轉(zhuǎn)向微生物研究的決心。
隨后幾年,他先后獲得湖泊生態(tài)學(xué)、微生物學(xué)兩個(gè)博士學(xué)位。10多年來(lái)發(fā)表80多篇學(xué)術(shù)論文,被同行引用2800余次,應(yīng)邀在國(guó)內(nèi)外做了10多場(chǎng)學(xué)術(shù)報(bào)告,并獲得了國(guó)家杰出青年基金的支持,幫助地湖所的湖泊微生物生態(tài)學(xué)研究水平與國(guó)際同行保持一致。
野外科研一待就是一兩周甚至兩個(gè)月,通過(guò)跟蹤調(diào)查藍(lán)藻水華,了解其發(fā)生的原因、機(jī)制
大規(guī)模的取樣調(diào)查,是開(kāi)展湖泊微生物資源的保護(hù)與可持續(xù)利用的基礎(chǔ)。西藏湖泊眾多,吳慶龍前后去過(guò)7次。
白雪皚皚的唐古拉山下,蔚藍(lán)色的湖泊倒映著藍(lán)天白云雪山,在陽(yáng)光下閃爍著璀璨光芒。2005年夏天,吳慶龍來(lái)這里考察?!爱?dāng)時(shí)在海拔5200米左右的一個(gè)山口,汽車(chē)開(kāi)不進(jìn)去,但考慮到這是一個(gè)冰川補(bǔ)給的高原低溫湖泊,有不可替代的價(jià)值,也就顧不得徒步的危險(xiǎn)了?!眳菓c龍和一位同事拎著取樣器就出發(fā)了。然而,由于大氣通透度高,看似就在眼前的湖泊走了一個(gè)半小時(shí)還沒(méi)到達(dá),很快便體力不支。在取樣返回的路上,吳慶龍和同事每走五到十步就眼前一黑,需要停下來(lái)大喘幾口氣,幾斤重的取樣器和兩桶水更像有千斤重。
辛勤付出換來(lái)了豐碩成果。
他通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),西藏湖泊的浮游細(xì)菌對(duì)紫外輻射具有耐受性,有著獨(dú)特的微生物區(qū)系和科研價(jià)值,為了解湖泊微生物形成機(jī)制及規(guī)律提供了重要的科學(xué)參考;通過(guò)對(duì)藍(lán)藻水華的跟蹤調(diào)查,了解到其發(fā)生的原因、機(jī)制,揭示湖泊藍(lán)藻水華暴發(fā)對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)以及人體健康的影響,為湖泊藍(lán)藻水華災(zāi)害的控制、湖泊生態(tài)恢復(fù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
從上世紀(jì)90年代初,吳慶龍便開(kāi)始關(guān)注太湖藍(lán)藻,有一次他在湖心取樣,船底突然開(kāi)裂灌水。吳慶龍拿起取樣器不斷往外舀水,近一個(gè)小時(shí)才被路過(guò)的大船救起……在野外科研,他一待就是一兩周甚至一兩個(gè)月,每日在水面上工作數(shù)小時(shí),冬天饑寒交迫、夏天酷暑難耐,這些都如同家常便飯。
2008年到2012年間,吳慶龍擔(dān)任國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)“湖泊藍(lán)藻水華生態(tài)災(zāi)害形成機(jī)理及防治的基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目首席科學(xué)家。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究,他認(rèn)為,治理太湖藍(lán)藻,當(dāng)前的關(guān)鍵任務(wù),一是嚴(yán)格控制入湖水的磷排放,二是建立預(yù)警系統(tǒng),避免出現(xiàn)藍(lán)藻水華暴發(fā)導(dǎo)致的次生環(huán)境災(zāi)害。據(jù)此,他提出的相應(yīng)建議被各級(jí)政府所采納,為藍(lán)藻水華防治提供了科學(xué)依據(jù)。
提出利用植物和微生物的相互作用凈化水質(zhì),扭轉(zhuǎn)撫仙湖水質(zhì)惡化趨勢(shì)
“作為生態(tài)科學(xué)家,最終目標(biāo)還是要服務(wù)于湖泊保護(hù)。”吳慶龍說(shuō)。
在我國(guó)最大的深水湖——云南的高原湖泊撫仙湖,自2003年開(kāi)始,吳慶龍就參與到保護(hù)撫仙湖的科研中。2014年以來(lái),他不僅在中科院支持下建設(shè)了撫仙湖高原深水湖泊研究站,而且曾在云南玉溪市撫仙湖管理局任掛職副局長(zhǎng)和黨組成員,致力于撫仙湖的生態(tài)環(huán)境保護(hù)。
“撫仙湖保護(hù)的核心工作之一,就是構(gòu)建環(huán)撫仙湖濕地生態(tài)系統(tǒng),通過(guò)植物和微生物的相互作用,利用濕地凈化入湖的有機(jī)物質(zhì)、氮、磷等。濕地微生物是降解有機(jī)物和脫氮的主要驅(qū)動(dòng)者?!眳菓c龍介紹,這一方案使撫仙湖一度出現(xiàn)惡化趨勢(shì)的水質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)變,經(jīng)過(guò)十多年努力,撫仙湖水質(zhì)總體保持在地表Ⅰ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)。
(原載于《人民日?qǐng)?bào)》 2017年06月30日 19版)
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