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踏平三尺浪 绘出万年卷

来源:  发布时间:2017-03-24

 ——记云南师范大学高原湖泊生态与全球变化实验室主任张虎才教授

本刊记者  徐芳芳

 

在张虎才的办公室里,除了堆积在办公桌的书稿与材料,首先映入眼帘的是几乎“占领”室内一半空间的绿色植物。喜爱植物,把植物当作“朋友”一样悉心照料是张虎才在繁忙的科研工作之余的乐趣。

“我来云南是被一年四季都开花、什么地方都能生存的三角梅所吸引。”张虎才笑言。显然,这是个玩笑,但爱屋及乌是真的。热爱山水花木的他,同样关心着湖泊污染及生态环境问题,尤其近年来,太湖、巢湖、滇池相继爆发蓝藻危机并形成常态化,而西南季风或者印度季风的演变过程及其对人类的影响依然存在很多未知数。

来到云南师范大学后,张虎才带领一个全新的团队对云南九大湖泊进行了系统考察、采样和研究。这是继西部干旱区,甚至包括非洲撒哈拉沙漠古湖泊与古气候、青藏高原湖泊演化及气候重建和东北动物群(人类)演化及气候快速变化研究之后,张虎才开启的又一段科研之旅。从此之后,从点到面、南北对比、东西差异分析——一张庞大的网,逐渐在他的科研版图上铺开了。

 

张虎才的“梦之队”

 

2011年年初,张虎才离开中国科学院南京地理与湖泊研究所,转战云南,这意味着他的一切将重新开始。作为云南省高端引进人才团队负责人,他在云南师范大学全职到任之后,开始着手创建和成立高原湖泊生态与全球变化重点实验室。

“云南不但高山峡谷纵横、地形地貌千姿百态,而且动植物种类丰富、变化多样,更有大江大河和众多的湖泊,生态环境问题十分复杂。”张虎才说。云南所处的西南季风区,是影响中国乃至全球气候系统的重要区域,他认为,对云南湖泊的生态环境与环境变化历史进行系统调查和研究,对于认识气候变化和西南季风理论意义重大;了解云南高原湖泊现状及生态环境问题,对于生态环境保护、污染和富营养化治理是必行之举。“从某种意义上讲,湖泊就是区域生态环境的脉搏,一旦这个脉搏出现问题,那么可能就会导致整个机体的崩溃。我国西南地区作为整个国家的西南边疆生态安全屏障,河流可以看作是生态系统的‘血管’,而湖泊就犹如起搏、链接这个系统血管的‘脉搏’。”

张虎才的设想得到了所在单位领导的支持。对一个希望脚踏实地做事的科研工作者来说,能够得到上到云南省科技厅和省委组织部的关心,下到学校 “放手去做”的大力承诺,张虎才迸发了前所未有的热情。从实验室建设到人才引进,从基金申请到高质量论文的发表,他在接下来的时光中,全力以赴地投入其中,带领高原湖泊生态与全球变化重点实验室进入到日新月异的发展轨道中。

实验室要做什么?这里的定位其实也关系到张虎才对自己科研事业的理想与追求。经过一番调整,他决定开展云贵高原典型湖泊记录的过去湖泊保护与西南季风演变研究,并在湖泊生物多样性与生态环境,大江、大河和湖泊水量变化与气候,湖泊沉积建造于水量突变时间(气候与构造突变事件)等方面进行拓展。以此为基调,他们对云南九大湖泊及其他典型小型湖泊和水库进行了不懈的监测,获得了珍贵的第一手资料;他们对抚仙湖、泸沽湖、星云湖、洱海等湖泊进行了钻孔岩芯的提取,并进行了数以万计的样品分析。海量数据的累积,使他们逐步建立起云南省湖泊资源信息库和背景值,为云贵高原日趋严重的湖泊污染治理和生态修复提供科学参考。同时,致力于开展湖泊沉积与环境变化、湖泊气候记录与全球变化关系、变化幅度、周期性与突变特征、湖泊生态系统及其变化过程、发展趋势研究,深入理解高原湖泊演变过程及基于全球变暖背景下湖泊演化趋势,提升和发展湖泊基础理论。

经过不懈的努力,一个完整、先进、高效的高原湖泊生态与全球变化实验室和团队已经基本建成,同时他们也发展了高原地理过程与环境变化省重点实验室。目前,张虎才带领实验室研究团体承担了包括重点项目、“973”前期研究项目、地区联合基金、高端人才基金等多项国家自然科学基金,团队成员以独立、合作的形式分别在Nature CommunicationSciencePNASScience ReportPlosOne等国际著名刊物上发表了多篇高质量论文。他们所重建的云南部分重点湖泊的古环境与古气候纪录,以及在滇池构造漏水及其隐患评价等方面提出的见解,也不断得到证实,令同行十分钦佩。对此,张虎才十分淡定,他认为实验室本身就是以满足国家重大需求和迫切环境问题为主旨,以解决云南(云贵高原)湖泊水库生态环境问题为主要目标,来开展深入、细致的调查研究工作,为政府重大决策提供科学支持,为地方政府具体环境问题治理提供实用咨询建议,现在他们所做的都是分内工作。

数年下来,张虎才和他的同伴们,已经走遍了云南的高原湖泊,并对其特征有了清晰的了解。“我们掌握了比较充分的湖泊水质参数,对每一个湖泊存在的问题有一个明确的归类,这为解释已有资料、有目的有针对性地解决具体问题打下了良好的基础。”他说。要做到这一点并不容易,他们常常连续在湖上随着风浪晃四五个小时,只为了等水波平静下来采取样测量。尽管如此,张虎才总是乐观地说,“要获得数据和资料,你就必须克服困难,坚持就是胜利,在这一点上,你付出的越多,收获也就越多。”

如今,高原湖泊生态与全球变化实验室已拥有中国科学院百人计划获得者1人、云南省高端人才2人、云南省领军人才1人。已经成长为全部教学研究人员具有博士学位或博士后研究经历的高新科研团队,其中博士导师3人、二级教授2人。“我们实验室教师在承担学院安排的教学任务以外,利用不同机会与场合开展讲座。”张虎才介绍,利用不同形式的教学工作,他们践行“以研促教、教学相长”的思路,为人才的成长创造着尽可能好的环境。到现在,实验室的硕士、博士研究生人数达40余位,发展潜力巨大。

伴随着实验室的成长,张虎才也同时兼任起云南师范大学高原地理过程与环境变化省重点实验室主任、中加高原湖泊研究中心中方负责人等工作。2011年,他所带领的高原湖泊沉积与环境变化团队入选云南省创新团队。“通过多年的积累与努力,通过大量的野外工作和实验分析,我们希望能够在不远的将来发表高质量、具有原创性的一流科学成果,并向政府提出关键但可操作性强的咨询建议。”张虎才继续强调他们的目标,他也希望能够争取更多的机会,为有志于云贵高原湖泊研究及生态环境治理的年轻学者提供更多、更好的机会与环境。“在攀登科学高峰的道路上,没有可以达到极点的珠穆朗玛,只有群峰迭连的喜马拉雅。求知、思考与探索将是我们永恒的主题。”

 

擦亮“高原明珠”

 

滇池素有“高原明珠”之美称,是昆明风景名胜的中心。滇池水域,群山环抱,河流纵横,良田万顷,人称“高原江南”。然而,从上世纪70年代后期开始,特别是90年代之后,滇池水域富营养化日趋严重,明珠蒙尘,被国务院列为重点治理的“三湖三河”之一。相比之下,抚仙湖虽然受影响较大,但依旧保持一类水质;泸沽湖则是一个受人类影响微弱、水质优良的湖泊。

既是云南典型的淡水湖,相互之间又有明显差异,这种对比强烈吸引着张虎才的注意。“这里面有很多值得深入研究的问题”,他举例道,“在距今25003000年前后可能存在极端快速气候变化,曾导致泸沽湖、抚仙湖水位下降30米左右。抚仙湖水下考古点并非滑塌,很有可能就是原位遗址”。

2014年,张虎才入选云南省科技领军人才培养计划,他对三大淡水湖的研究得到了更多的关注与支持。事实上,他早就率领团队通过水文模型进行计算,开展滇池构造漏水对抚仙湖产生重大污染事件风险评估了。而通过云南省科技领军人才培养计划,他更是通过多次野外调查和水下地形、沉积变化研究,精确确定了滇池构造漏水点的地理坐标和形态特征。

对三大淡水湖的持续研究,使张虎才对其未来产生的浓郁的危机感。他认为滇池一旦发生漏水,极有可能通过地下通道泄入抚仙湖,导致抚仙湖水位上升1014米,基本淹没湖周建筑与农田,同时彻底污染占9%的国家战略淡水资源,产生重大生态环境与水安全问题。

这当然不是危言耸听,在2012年水下地形研究及2014年地层地球物理勘探中,他和团队以足够的科学证据证明了滇池曾经发生过构造漏水。更重要的是滇池主漏斗底部沉积物近期发生明显移动,说明能量积累已经达到或即将达到临界点,存在再次发生灾害性漏水事件的隐患与危险。

2015年年底,中国电建集团昆明勘探公司的实验探测也证实了他们的观点。滇池水域治理已经到了紧要关头。20164月,张虎才以云南省政府科技顾问的身份,组织同行向云南省政府办公厅提交了《关于紧急监测及防治滇池突发构造漏水的报告》,揭示了滇池存在突发构造漏水隐患问题。这份报告引起了云南省政府的高度重视,并批示昆明市政府组织专家领导进行研讨和处理。

要彻底消除水患,不是一两句话能说清的事,早在批示下来之前,张虎才就在考虑这件事了。即使是在参加国际大洋发现计划IODP361航次期间,他也不忘记抽出时间来检查最新关于滇池漏斗探测的资料。正是有了无数的准备,他才能与专家们联手,快速地提出从源头上解决问题的应急方案。他们建议成立滇池构造漏水应急小组,进行统筹规划;通过建立湖泊监测预警系统、开展分析及地球物理勘探和工程处理问题;进行漏水通道探测、确定通道展布方向;延伸通道可能方位到陆地,利用钻探工程找到通道并进行工程处理,彻底消除漏水隐患等。

“毕竟抚仙湖储存着我国9%以上的战略淡水资源,一旦遭到严重污染将在短期内无法有效恢复。我们既然已经知道滇池高度污染水体可能会对抚仙湖构成危害,如果我们不去搞清并进行有效预防,那我们将造成永远不可原谅的遗憾,任何忽视这一问题无异于犯罪。”张虎才讲道。

 

与湖泊对话,与责任同行

 

从到云南开始,张虎才就带领团队克服重重困难,对云南主要湖泊开展了持续多点水质监测。在与湖泊亲密接触后,他们首次获得了泸沽湖钻孔岩芯并将岩芯记录长度扩展到18米,所揭示的环境变化记录达到距今6万年以来;他与团队成员及研究生一起,在抚仙湖水深80余米的位置首次获得长达10米的连续岩芯并在水深108米、102米、78米处以2米的间隔提取水样进行同位素分析。近期他组织开展了地球物理勘探工作,为下一步开展大陆钻探进行前期可行性探索及准备工作;在经历严重砷污染的阳宗海,他首次获得了长达10余米的连续岩芯并连续、系统的采集了阳宗海现代沉积物,分析了毒素元素砷的含量及分布,提出了改变化学治污工程、采取综合生态治理砷污染的思路……

“湖泊是有生命的,如果你静静地注视它,你就会闻到她的气息、体验到她的脉动、感受到她的魅力。”张虎才相信,只要用心与湖泊“对话”,就能够了解到更多的奥秘。他认为,目前对于云南九大高原湖泊来讲,虽然像滇池、阳宗海这样的湖泊治理取得了一定的成绩,但还有很多深层次的问题。“我们不能以湖泊污染最轻微状态的参数(如冬季由于气温的下降藻类和其他污染物种类和数量均可能下降)来彰显治理的佳绩,而是应当以最严重时的现实(如夏季)来认识危害、制定措施与方案,现在的首要任务和工作重点应当转移到优良水质湖泊,如泸沽湖、抚仙湖的保护上来。”

张虎才其人,向来严于律己。虽然经过了5年的湖泊考察和大量的实验室分析研究工作,对湖泊有了更深的理解,但他认为,到目前为止还没有真正发表令自己满意的研究成果,看着一叠文稿,他认为自己还需要思考、凝练与提高,“追求有科学和实际价值的东西比追求发表论文的数量更重要”。也正是因为如此,在完成了抚仙湖工作后,他才满怀激情地写下“踏平三尺浪,豪吟一日风,九叩问抚仙,绘出万年卷”的诗句。

翻开被他命名为《张虎才闲逸拾漏》的小册子,有一段他写自1996年的话十分引人注目:“地上的道路有千万条,也有千万种,然而,传统的教育方式及内容并没有真正让我们懂得一条简单的道理,那就是地上的路不仅仅是人走出来的,更重要的是想出来或‘设计’出来。”

张虎才的“设计”在于,他会将责任感和使命感耳濡目染地传递给学生。为此,他多次带学生到抚仙湖、泸沽湖、阳宗海等湖泊进行教学研习和研究工作,并与当地签订合作协议,对湖泊污染治理进行长期跟踪检测与治理的可行性探索等研究。湖泊治理不是一人一时之事,他能做的就是将这种精神和情怀传承下去。目前,他正在利用假期组织研究生撰写云南主要和具有代表性的10个湖泊水质监测数据分析、解译的科技论文。

作为一名科学工作者,他多次强调科普活动的重要性和普及科学知识的必要性和紧迫性,最大限度发挥自己的能力,力所能及地提高民众的文化修养、知识水平和科学素质。比如对于雾霾,他认为,现在人们仅仅注重了有毒颗粒物或悬浮物即PM2.5对人的危害,还没有注意到污染物与水汽在阳光照射下发生化学反应,即光化学反应产生有毒水汽对人体更深层次的危害。只有引导公众正确应对雾霾,才能将雾霾的危害程度降到最低。“环境与我们息息相关,我们每个人都要有社会责任感,做到保护环境,从自我做起。如果每个人都把保护环境当作自己的事情,那么青山绿水、蓝天白云将不会离我们远去。” 张虎才说,“没有一个不具有生存技能的群体能够延续下来,更没有一个不掌握现代科学知识的民族能够立足于世界之林。”

他心中的大格局告诉他,总有些信仰要坚持,总有些责任要担当。几年前,他为自己创建的实验室立下了“勤善恭正、厚德载物”的室训。他解释道:“作为先贤古训,‘厚德载物’看似简单,其实内容极其丰富,需要我们以善良的心态和公正科学的态度勤劳努力地去践行。要善于学习、善于钻研、善于探索、善于发现,当然也要亲自动手或者至少深度介入,只有做到这些,才有可能德厚而承担重任、成就事业而有所作为。”几年来,他也一直以此鞭策自己和团队不懈创新、努力工作,为了“山清水秀”的明天而奋斗。

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2017年9月下

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