“煙花一天慶新春,紅塵滿地三載過;又是二月清風(fēng)時(shí),不負(fù)時(shí)光四季豐?!?023年1月30日,高原湖泊生態(tài)與環(huán)境變化團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家張虎才在朋友圈發(fā)出了一首七言小詩,既回顧往昔,也總結(jié)當(dāng)下,更寄語未來。
就在這天,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成的《高原湖泊水質(zhì)與富營養(yǎng)化:現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)》??l(fā)布上線,這本248頁的著作凝結(jié)了他和團(tuán)隊(duì)成員十年來對(duì)云南高原湖泊的基礎(chǔ)性部分研究成果。一組組翔實(shí)數(shù)據(jù)的背后是團(tuán)隊(duì)成員的心血和汗水,是他們船行湖上穿越大風(fēng)大浪進(jìn)行采樣的一天又一天,也是團(tuán)隊(duì)本著科學(xué)精神夜以繼日的數(shù)據(jù)分析。
正如張虎才所感慨“認(rèn)識(shí)高原湖泊的過程很艱難,不是一次、兩次的數(shù)據(jù)收集,一個(gè)月、兩個(gè)月的數(shù)據(jù)監(jiān)測,必須堅(jiān)持,難得的是十年,我們堅(jiān)持下來了。”
腳踏實(shí)地 十年磨“一劍”
系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)湖泊是為了更好地治理保護(hù)湖泊。在過去10余年的調(diào)查、研究和監(jiān)測中,張虎才及其團(tuán)隊(duì)堅(jiān)守著這樣一個(gè)理念和科學(xué)思路:認(rèn)識(shí)云南高原湖泊的形成演化歷史、過程及現(xiàn)狀,特別是湖泊富營養(yǎng)化及污染狀況,診斷湖泊的污染及富營養(yǎng)化程度,了解其形成過程和主要的控制機(jī)理,在科學(xué)研究的基礎(chǔ)上為科學(xué)治理和保護(hù)湖泊提供依據(jù)。
“你要認(rèn)識(shí)這種情況變化,是一個(gè)大范圍的,跨流域性或者跨氣候帶性質(zhì)的,或者跨地域性的,否則的話你是一個(gè)非常局限的東西,既然湖泊富營養(yǎng)化是一個(gè)長期積累的過程,你也就不可能是一下子就把它治理好,必須找到一個(gè)方法,必須找到一個(gè)長遠(yuǎn)的計(jì)劃?!?nbsp;這也是張虎才等專家組織發(fā)表的刊物一經(jīng)上線就在業(yè)內(nèi)引起很大反響的原因,張虎才甚至收到了來自匈牙利專家的點(diǎn)贊和認(rèn)可,“匈牙利一個(gè)很有名的專家,看到我們文章以后,對(duì)我們做的工作給予了高度贊揚(yáng),并發(fā)來了他的相關(guān)文章。我們也組織學(xué)生進(jìn)行了翻譯,相互學(xué)習(xí)借鑒?!?/p>
正是本著這樣的科學(xué)精神,張虎才先后在Nature Communication、Science、PNAS、Science Report、PlosOne等國際著名期刊上發(fā)表論文、出版(含參編)著作四部;參加并完成了包括國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國際合作重點(diǎn)項(xiàng)目、聯(lián)合基金(重點(diǎn))項(xiàng)目、中德合作研究項(xiàng)目、教育部博士點(diǎn)及重點(diǎn)科技項(xiàng)目、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等。
為學(xué)有所成 遠(yuǎn)走異國他鄉(xiāng)
最開始張虎才所學(xué)的專業(yè)是地質(zhì)學(xué)。1980年,張虎才收到了蘭州大學(xué)地理系地質(zhì)專業(yè)的錄取通知書,進(jìn)入大學(xué)后,張虎才越發(fā)感受到地質(zhì)學(xué)的魅力,也感到本科四年的學(xué)習(xí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足他對(duì)知識(shí)的渴望。
他自豪地說,“不論你學(xué)的專業(yè)是什么,總能找到你感興趣的知識(shí)領(lǐng)域,例如我學(xué)習(xí)的地質(zhì)專業(yè)。那時(shí),我對(duì)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和地球化學(xué)具有濃厚的興趣,在大學(xué)期間閱讀了大量的英文原版著作和期刊論文;大學(xué)畢業(yè)時(shí),我寫過‘地球科學(xué)的十大問題’,甚至登門請(qǐng)教物理系、化學(xué)系老師,并得到老師們的鼓勵(lì)和支持。”研究生階段,他開始了自然地理專業(yè)第四紀(jì)沉積與環(huán)境研究方向的學(xué)習(xí)。
1988年,張虎才在組織實(shí)施中德合作科研考察,穿越騰格里沙漠時(shí),他們?cè)谝黄捌婀帧钡呐_(tái)地上挖出一些雙殼類生物化石后,確定了騰格里沙漠存在古湖泊的證據(jù),讓他對(duì)氣候變化有了全新的認(rèn)識(shí)。此后,張虎才奔走在對(duì)巴丹吉林沙漠、祁連山地區(qū)、新疆博斯騰湖等地,開始了他近20年在我國西部干旱區(qū)的考察和研究。同時(shí),還先后兩次受邀到了廣袤的非洲撒哈拉大沙漠進(jìn)行橫穿東撒哈拉沙漠的考察。通過對(duì)大量沙漠古湖泊的研究,讓他對(duì)氣候與環(huán)境的變化有了更深的理解,同時(shí),張虎才心中也有了新的目標(biāo)。
1999年年初,張虎才離開了工作與生活多年的蘭州,到比利時(shí)的魯汶大學(xué)地球物理研究所開始了他向往已久的博士學(xué)習(xí)。張虎才在國際著名古氣候?qū)W者Andre Berger教授指導(dǎo)下開展了過去2000年人類活動(dòng)與氣候變化關(guān)系的模擬研究。其間,張虎才利用米蘭科維奇理論,推算出了植被變化導(dǎo)致地表反照率變化的公式,這成為計(jì)算機(jī)氣候模擬過程中的一個(gè)重要參數(shù),在當(dāng)時(shí)引起不小的反響。博士畢業(yè)后,他完成了分三個(gè)階段對(duì)地質(zhì)學(xué)、自然地理學(xué)和古氣候模擬的專業(yè)學(xué)習(xí)。他清醒地認(rèn)識(shí)到,國外的學(xué)習(xí)和工作只是一個(gè)階段,他的未來屬于祖國?;貒?,張虎才在2004年10月入選了中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”,被調(diào)到中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所,研究方向也擴(kuò)大到全國范圍。幾年時(shí)間,他跑遍了祖國的大江南北、西北荒漠、東北平原、青藏高原,到處都有他的足跡。那時(shí)候,他執(zhí)著于自己的科學(xué)研究,正是對(duì)科學(xué)的執(zhí)著追求,讓他和九三學(xué)社結(jié)下了不解之緣,并在那個(gè)時(shí)候,加入了九三學(xué)社。
為熱愛的事業(yè) 愿傾其一生
張虎才說,最終選擇來到云南,是想研究南亞季風(fēng)氣候影響下的環(huán)境變化。
2011年,張虎才加入云南師范大學(xué),研究上,他希望通過對(duì)高原湖泊的研究去分析古氣候研究中發(fā)現(xiàn)的一些問題。事務(wù)上,他挑起了實(shí)驗(yàn)室建設(shè),團(tuán)隊(duì)組建和人才引進(jìn)等繁雜工作,然而在工作中他發(fā)現(xiàn)一個(gè)更加急迫的問題,那就是云南地區(qū)日益嚴(yán)重的湖泊生態(tài)問題——富營養(yǎng)化和藻類常態(tài)化的爆發(fā)和水安全問題。
面對(duì)云南高原湖泊的污染問題,張虎才著手創(chuàng)建了高原湖泊生態(tài)與全球變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,對(duì)于云貴高原湖泊水庫的生態(tài)環(huán)境問題展開了深入研究。他的視野不限于滇池一隅,而是涵蓋到云南區(qū)域范圍內(nèi)的湖泊、相關(guān)水系、周邊生態(tài)、氣候、地質(zhì)構(gòu)造及活動(dòng)等等諸多因素及其互動(dòng)過程。只不過,冰凍三尺非一日之寒,張虎才明白,水體污染和富營養(yǎng)化問題的認(rèn)識(shí)與解決不可能一蹴而就,在研究以及治理過程中,不能浮躁、不能急功近利,要執(zhí)著堅(jiān)守,篤定專注?!凹热缓锤粻I養(yǎng)化是一個(gè)長期積累的過程,在沒有了解地球化學(xué)過程和生物化學(xué)過程前,不建議使用化學(xué)藥品來進(jìn)行治理,以免引起其他負(fù)面情況的產(chǎn)生,造成更危險(xiǎn)的或者毒性更大的負(fù)面效應(yīng)?!睆埢⒉耪f。
多年來,張虎才始終秉承九三學(xué)社“愛國、科學(xué)、民主”精神,工作在教學(xué)、科研一線,促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展,推動(dòng)團(tuán)隊(duì)建設(shè);2018年,在省委組織部的支持下,他到了云南大學(xué)。同年4月,張虎才按照云南大學(xué)“雙一流”建設(shè)規(guī)劃,提交了組建“高原湖泊生態(tài)與污染治理研究院”的報(bào)告并在學(xué)校大力支持下開始了前期人才引進(jìn)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、儀器購置、研究項(xiàng)目申請(qǐng)和成果產(chǎn)出。同時(shí),他致力于高原湖泊的基礎(chǔ)性研究,取得了多項(xiàng)研究成果?!跋裰尾∫粯樱覀儽仨氄业揭粋€(gè)科學(xué)的辦法來治理。這是需要研究、需要搞清楚,否則的話是筆糊涂賬,一窩蜂地治理,對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是不利的。”張虎才說。
為了站在科學(xué)前沿,不斷與國際接軌,張虎才閱讀大量的國內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn),時(shí)常關(guān)注國際上地學(xué)領(lǐng)域、環(huán)境領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn),關(guān)注國際研究動(dòng)態(tài)并提出前瞻性的研究。他對(duì)照分析眼下的不足,之后應(yīng)當(dāng)如何做,在經(jīng)年累月的研究中,張虎才知道,云南九大高原湖泊各有其自身的獨(dú)特性,污染程度也差異巨大。作為研究湖泊的科學(xué)人,只有不斷更新自身知識(shí)、與時(shí)俱進(jìn),不斷了解并掌握先進(jìn)的技術(shù)手段,才能在人類社會(huì)發(fā)展與湖泊治理中找到平衡點(diǎn)。當(dāng)時(shí),隨著DNA測序技術(shù)的高速發(fā)展,張虎才將環(huán)境DNA技術(shù)引入到研究中?!氨M管我們?cè)陲@微鏡下可以鑒別這些藻類屬于哪一門、哪一科,但是畢竟量非常大,占用的時(shí)間非常長,統(tǒng)計(jì)起來也需要耗費(fèi)時(shí)間。環(huán)境DNA這個(gè)技術(shù)出現(xiàn)了以后,我們可以在很短的時(shí)間或者是不多的量的情況下,了解水體中間存在哪些藻類,進(jìn)一步鑒別它的豐富程度、健康程度。”張虎才說。
隨著研究的深入,張虎才從湖泊沉積過程、生物地球化學(xué)過程、地球化學(xué)過程來分析湖泊生命的循環(huán)。他認(rèn)為,如今爆發(fā)的藍(lán)藻問題,并非全部是湖泊老化所致,而是在人類活動(dòng)導(dǎo)致湖泊三大過程部分或全部中斷所致,只有用科學(xué)的方法控制污染,才能從根本上挽救湖泊的生命。理清思路后,張虎才開始與合作企業(yè)聯(lián)手,展開一些實(shí)驗(yàn)性的治理工作。在星云湖,他們用石墨烯光催化的方法,進(jìn)行了生態(tài)友好型的治理嘗試。
“石墨烯光催化,它是純生態(tài)的一個(gè)過程,它通過太陽輻射、紫外線輻射照射以后來分解藻類,吸附水體中的氮、磷,更重要的是,可以促進(jìn)湖水中間生物的生長過程,實(shí)現(xiàn)了不添加任何化學(xué)物質(zhì)來改善生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。”張虎才說。
通過與企業(yè)合作,加上一段時(shí)間的基礎(chǔ)性研究和科學(xué)性實(shí)驗(yàn),特別是2019年下半年到2020年10月的實(shí)驗(yàn)和示范,向湖泊管理局和政府提出了治理建議,通過共同努力,星云湖的水質(zhì)較之前有了大的改善,從之前的劣五類水質(zhì)變成五類水質(zhì),總氮下降19%,總磷下降32%。
雖然有了一定成績,但張虎才認(rèn)為,僅靠降低污染物的總量是不足以治理污染的,還必須綜合施策。
就這樣,在將近十年的研究過程中,張虎才帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)奔波在云南的各大湖泊,廣泛采集不同季節(jié)、不同區(qū)域、不同深度的湖水樣本,開展了系統(tǒng)的基礎(chǔ)問題研究。其間,張虎才和他的團(tuán)隊(duì)收獲了成績:2014年,云南省委組織部、省科學(xué)技術(shù)廳、省人力資源和社會(huì)保障廳、省財(cái)政廳聯(lián)合印發(fā)通知,確定了全省第三批6名科技領(lǐng)軍人才。張虎才教授入選該培養(yǎng)計(jì)劃;2022年5月,根據(jù)《人力資源和社會(huì)保障部辦公廳關(guān)于確定2022年國家級(jí)專家服務(wù)基地的通知》,云南大學(xué)高原湖泊生態(tài)與治理研究院張虎才教授研究團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜的“云南澄江高原湖泊保護(hù)治理研究專家服務(wù)基地”位列第八批16個(gè)國家級(jí)專家服務(wù)基地名單,成為云南省獲批的第5個(gè)國家級(jí)專家服務(wù)基地。這也是(張虎才)云南省專家基層工作站經(jīng)云南省委組織部、人社廳批準(zhǔn)在澄江撫仙湖管理局掛牌建立并獲優(yōu)秀工作站稱號(hào)后,張虎才教授及其團(tuán)隊(duì)在高原湖泊治理方面所取得的又一成績。近期張虎才等在國際著名刊物《Journal of Environmental Management》發(fā)表了青海湖近期水位變化、未來演化趨勢及其生態(tài)效應(yīng)的研究成果,更是引起國內(nèi)外的關(guān)注。自2018年以來,張虎才教授團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在多個(gè)國際著名期刊發(fā)表湖泊富營養(yǎng)化和藻類特征、重金屬污染和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、重金屬污染與健康風(fēng)險(xiǎn)、人類及動(dòng)物群演化、環(huán)境變化與人類生存策略等方面發(fā)表了40余篇研究成果。
盡管對(duì)于云南部分湖泊的研究治理已經(jīng)取得了一些成績,但張虎才始終保持著科學(xué)的理念,在他看來仍然存在一些深層次的問題。例如,經(jīng)過幾年的努力,完成了撫仙湖地球物理勘探,搞清了撫仙湖沉積厚度并推算了形成年代?!拔覀兊难芯拷Y(jié)果指示,撫仙湖形成至少早1200萬年,我們將盡快發(fā)表該方面的研究結(jié)果?!睆埢⒉胖v道。同時(shí),他對(duì)撫仙湖水下考古遺跡也進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,確定了水下考古遺跡的分布范圍和形成時(shí)代;針對(duì)撫仙湖水質(zhì)變化,底泥營養(yǎng)鹽二次釋放風(fēng)險(xiǎn),他與團(tuán)隊(duì)成員和研究生一起,在持續(xù)地進(jìn)行著系統(tǒng)深入的研究,2022年11月,向湖泊管理部門提交了“撫仙湖水質(zhì)、底泥營養(yǎng)鹽二次釋放風(fēng)險(xiǎn)及藻類暴發(fā)評(píng)估”。
“關(guān)于滇池構(gòu)造漏水隱患,一直是我關(guān)注的問題之一,所幸的是在2022年‘滇池構(gòu)造漏水隱患及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)’獲得國家自然科學(xué)——云南聯(lián)合基金(重點(diǎn)支持)項(xiàng)目資助,希望能夠?qū)Φ岢亻_展系統(tǒng)綜合研究。”目前,張虎才教授及其團(tuán)隊(duì)在前期《高原湖泊水質(zhì)與富營養(yǎng)化:現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)》??幕A(chǔ)上,正在系統(tǒng)總結(jié)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果,重點(diǎn)對(duì)滇池、撫仙湖及河流對(duì)湖泊和流域系統(tǒng)生態(tài)響應(yīng)等方面組織《高原湖泊水質(zhì)與富營養(yǎng)化:自然過程與人類活動(dòng)影響》的發(fā)表。
“湖泊成就了我生命的價(jià)值,做事不易,但可以追求做好一件事,并努力把它做成一件不但具有實(shí)用價(jià)值,而且可以欣賞的藝術(shù)品!這需要勇氣,也需要努力,更需要戰(zhàn)略定力!”張虎才這樣講道。同時(shí),張虎才教授作為九三學(xué)社社員及社科技專門委員會(huì)副主任還承擔(dān)著省委參政議政調(diào)研《滇池水置換向金沙江輸入營養(yǎng)鹽量估算及其對(duì)長江生態(tài)環(huán)境的影響》的研究。我們也期待他和他的團(tuán)隊(duì)在今后的湖泊研究、治理事業(yè)上,展現(xiàn)更多風(fēng)采,取得更多成績。
(通訊員 張倚銘 云南政協(xié)報(bào)記者 李軍蓓 張瑩瑩 )