本刊记者  石芳芳    

        在古今中外的文人眼中，湖泊总是宁静、清澈与浪漫的化身。许多浪漫的故事发生在湖畔，许多幽美的曲子赞颂着湖泊。在现实生活中，湖泊是人们生活用水的主要来源之一，然而在环境问题日益突出的今天，湖泊也逐渐失去往日的澄澈。
        为了寻回那片昔日的碧蓝与宁静，中国科学院南京地理与湖泊研究所水文与水动力研究室副主任朱广伟及其研究团队在湖泊科学的道路上奋力求索着，湖泊是他的战场，还清澈于湖泊是他事业的梦想。因为有了像他一样的科学家，湖泊与人类的和谐相处多了些保障。

科技为眼 监测太湖

        太湖是中国五大淡水湖之一，自古以来便是知名的游览胜地，同时更是当地人民的生命之水。
        如今，已平静与天空对望了数千年的太湖，却被蓝藻水华以及其生态灾害困扰着。形成灾害的蓝藻种属为微囊藻。每年夏天太湖蓝藻疯长，大量漂浮在湖面，覆盖范围可达几百平方公里甚至上千平方公里，严重威胁湖泊生态系统健康和城市饮用水安全。朱广伟说：“蓝藻水华由于上浮过程快，随风移动快，受短期强风浪扰动的影响很大，常规采样监测方法很难捕捉到其变化规律，而高频自动监测技术却能在其中发挥重要的作用。”
        高频监测是如何用于湖泊生态监测的呢？
        高频自动监测技术是基于水质传感器探测技术与信息传输技术为一体的水生态高频感知技术。随着生态系统参数传感器技术、通讯技术和大型计算技术的发展，复杂多变的生态系统过程监测成为可能，大大拓展了生态学家对复杂生态过程的认知能力。高频监测技术在湖泊生态系统研究中的应用，始于2004年美国威斯康辛大学鳟鱼湖生态站和台湾鸳鸯湖的探索，及在其基础上成立的全球湖泊生态观测网络（GLEON）。而GLEON在成立之初，就把朱广伟所在的太湖湖泊生态系统研究站作为重点观测站之一。
        太湖湖泊生态系统研究站位于无锡太湖之滨，成立于1988年，隶属于中国生态系统观测网络（CERN）。作为我国第三大淡水湖泊，又地处我国人口密度大、经济发展快的长三角中心，强烈的水动力扰动作用与富营养化过程交织在一起，使得太湖成为国际浅水湖沼学研究的热点。而太湖湖泊生态系统研究站长期从事大型浅水湖泊的观测方法、水动力过程的生态效应及蓝藻水华过程等湖沼学研究，在国际上也颇有影响力，这是GLEON将太湖站作为重点站点之一的原因。
        朱广伟等人根据蓝藻水华上浮过程与水动力过程和温度分层过程密切关联的特征，以及蓝藻水华的生长和腐烂过程对水体溶解氧水平影响强烈的规律，基于GLEON的推动，于2007年10月在太湖观测平台上建立了第一套太湖生态高频自动监测系统。该系统将温度链、分层叶绿素和溶解氧、气象系统等整合在一起，对太湖的温度分层、藻类叶绿素含量、浊度、溶解氧、pH等实施10分钟1次的高频监测。该系统也成为后期太湖水质高频监测网设计的工作基础。
        2007年无锡贡湖水厂暴发饮用水供水危机事件之后，为提升我国在蓝藻水华及其灾害监控的能力，2008年中国科学院投资4000万元设立了“富营养化水体监测和预警技术研究与系统集成”项目，以太湖为例，开发湖泊蓝藻水华的监测和灾害预警技术。随后，在“十二五”水专项太湖项目“太湖‘湖泛’与水华灾害应急处置技术研究及工程示范”中，又设立了“太湖湖泛预测模型技术及湖泛灾害预警平台与示范”子课题。而朱广伟就是这些课题中高频自动监测技术研发方面的主要负责人。
        2008年～2010年，在中国科学院重大项目等的资助下，朱广伟及其课题组先后在太湖湖体设立了11套高频自动监测平台，覆盖了西北太湖主要水华易发区，为太湖蓝藻水华的准确预测预警和地方饮用水安排保障提供了监测基础。
        2010年10月，第11届GLEON会议在太湖召开。来自世界5大洲20多个国家的100多名会员共聚太湖站，探讨太湖高频自动监测技术方面取得的经验，分享朱广伟等太湖站科研工作者长期观测研究所积累的大型浅水湖泊蓝藻水华机制与控制对策研究成果。

科研再出发

        监测只是认知生态系统规律的第一步。揭示生态系统演替规律，满足国家湖泊治理的实际需求，还需要有更深入的探索与研究。2008年，朱广伟开始参与“973”项目“蓝藻水华暴发对湖泊生源要素循环的影响及其生态环境效应”课题的研究。这次他所瞄准的是蓝藻水华过程与大型湖泊水土界面营养盐交换的耦合作用。他认为，太湖的蓝藻水华问题自上世纪80年代开始恶化，20多年来变得越来越严重。从上世纪80年代的每年发生几十平方公里，到现在的数百平方公里，从早期的夏季发生，到现在的持续时间可以从4月至12月，一年中的大多数时间都比较严重。蓝藻水华问题愈演愈烈的原因，除了与入湖河流营养盐污染负荷增高有关外，还与蓝藻水华生态系统对水环境的反作用、系统自维持作用有密切关系。蓝藻水华生态系统是如何加快水体营养盐循环速率、加快蓝藻水华的发生频率的？这些问题对认识蓝藻水华灾害的机制本身，以及制定控制策略都有重要作用。
        抓住大型浅水湖泊水动力扰动作用频繁而强烈的特征，朱广伟课题组采用水华腐烂过程的室内模拟、原位模拟、现场高频监测和台风过程观测等手段，认知蓝藻水华形成过程、腐烂分解过程对水—沉积物界面氮、磷的迁移转化过程的影响，发现沉积物属性能够影响蓝藻水华的营养盐效应，重污染沉积物在水华堆积、腐烂过程中，同时释放氮、磷等营养盐，加剧蓝藻水华的灾害，而清洁沉积物则在其中承担了营养盐的汇，降低蓝藻水华的生态影响。该研究成果对于评估湖泊沉积物的疏浚必要性有参考价值。

积累科研的厚度

 
        在科研的领域，没有“孤胆英雄”，唯有形成聚力才能使科研长久地发展下去。朱广伟深谙此道，长期以来一直积极参与筹建湖泊生态系统动力学研究团队。除了为团队建设出力、忙于自己的科研工作之外，朱广伟还不断拓展着自己的科研视野。他与美国北卡大学海洋研究所有害蓝藻生态学家Hans Paerl教授、田纳西大学微生物系有毒藻类分子生态学家Steven Wilhelm教授、纽约州立大学森林与环境学院藻毒素分析专家Gregory Boyer教授、新西兰Waikato大学湖泊修复专家David Hamilton教授、芬兰皮海湖研究所Anne Venten?博士、赫尔辛基大学环境学院Leena Nurminen博士等保持着长期合作关系。 
        目前，在中国科学院国际合作重点项目的资助下，他正在开展太湖、芬兰皮海湖湖泊富营养化对气候变化的响应对比研究。在美国基金委项目的资助下，他与Hans Paerl教授等正在开展太湖有害蓝藻受人类活动和气候变化双重影响的规律研究。他认为：“搞基础研究，必须走出去，请进来，加强国际合作。自然科学规律研究没有国界，特别是生态环境领域，西方国家已经积累了大量经验，但我们巨大的人口和经济发展压力却是全世界独一无二的。合作共赢是加快科学规律认知，更快解决我们生态问题的一条捷径。” 
        朱广伟还十分注重培养研究生的国际合作能力和科研兴趣。“研究生是最有活力的研究力量，在国际合作中成长快、干劲足、创新成果产出多。研究生经过五六年的成长，很快就会成为该领域的领军人物，而教授的成长空间相对有限。因此，不能只把国际合作和交流的主体局限于已经成名成家的教授，而是提倡教授牵线、研究生纺织，教授指路、研究生探索的国际合作交流模式。” 
        中国科学院院长白春礼在视察太湖站时，欣然题下了“面向国家需求、发展湖泊科学”几个字。这几个字概括了朱广伟和其团队长期以来一直在做的，以及未来还要继续的事业。并不是每个人都拥有改变世界的力量，然而当许多抱有信仰执著攀行的人们聚力推动时，这种改变却有可能发生。朱广伟正在自己的领域里努力着，他相信终有一日，“上下天光，一碧万顷”的和谐美景将出现在每一片水泽处，这便是他科研的意义。