用科技的力量 守护一湖好水——记武汉大学梁子湖湖泊生态系统国家野外科学观测研究站

用科技的力量 守护一湖好水
——记武汉大学梁子湖湖泊生态系统国家野外科学观测研究站

武汉大学梁子湖湖泊生态系统国家野外科学观测研究站（简称梁子湖生态站）坐落在湖北省鄂州市梁子岛上，成立于1992年。

23年来，生态站长期研究水生植物和湖泊生态学，在全国采集水生植物标本20万份，馆藏水生植物标本全国最多；深入研究中国水生植物系统分类与地理分布格局，调查群落样方达5万余个；在梁子湖定位观测和重建水生植被20万亩，使梁子湖成为中国东部水质最好湖泊；修复退化湖泊生态系统，保护水生生物多样性，目前湖中野生鱼类和底栖动物种类多产量高，莲藕菱角等绿色水生植物蔬菜已成为上岸渔民的主要经济收入。

多年来，生态站将基础研究与实践应用紧密结合，研究梁子湖水生植被定位观测和退化水生植被恢复生态、水生植物对湖泊富营养化的控制效应、群落重建与功能优化和湖泊生物多样性保育与濒危物种保护。这些研究对我国湖泊富营养化治理、受损湖泊生态系统恢复和水质改善提供了成本低简单易行的新技术，具有很好的应用前景。

环保部曾组织100多位专家来站观摩，第13届世界湖泊大会把梁子湖列为参观湖泊。生态站曾应邀为浙江台州水源地-长潭水库种植水草，使其发生三年的蓝藻水华得到有效控制，水质重回二类水，再没发生水华；为重庆园博园进行污染水体净化，保障了其顺利开园；为鄂州洋澜湖种植水生观赏植物和农村当家塘种植水草净化水质美化环境。

生态站的努力得到了认可，2005年入选全国首批野外站、2009年被全国首次野外科技大会评为先进集体，站长被评为先进个人；2014年获湖北省政府环保奖，站长先后获得全国最美科技工作者、湖北省最美水卫士、荆楚楷模等。

研究人员在野外进行水生植物种类与群落调查

克服困难，做好湖泊动态监测

梁子湖生态站从1992年开始定位观测工作，当时条件艰苦，生态站师生们都住在帐篷里。岛上蛇虫鼠蚁很多，晚上睡觉，常常有老鼠在脚边穿梭。外出观测，时常随身带着馒头、咸菜。饿了，扯把干芦苇把馒头一烤就是一顿饭。梁子湖生态站长期定位监测梁子湖的生态环境，每日实时自动监测水质、大气和土壤因子，最短15分钟一条信息；无论雨雪恶劣天气，每月中旬按时进行一次全湖调查，测定湖水的理化因子、调查水生植物群落变化、鱼类和底栖动物的数量、水陆交错区植被和沉积物，已积累200万余条观测数据，为梁子湖保护提供了科学准确的第一手资料和数据，定期向国家生态系统野外台站网络传输所采集的数据，为我国湖泊综合性研究提供草型湖泊—梁子湖的第一手原始观测数据。

万里奔波，调查水生植物种类与群落

每年生态站师生都在全国各地调查水生植物，从黑龙江漠河到海南三亚，从青藏高原到东部沿海，住5元钱一晚的通铺，被蛇虫咬、被蚂蟥叮、被迷雾困、被沼泽陷……这些都没有阻挡他们探索水生植物学的脚步。发现了200多个新种和新纪录种；拍摄水生植物图片30万余张；收集水生植物种子7000余份。查清中国水生植物种类约有1600种和约有509个群落类型，其中多数种类可以用于水污染治理，为我国水污染防治筛选了大批耐污性强的适宜物种。

开展控制实验，建立全国最大的水生植物研究基地

梁子湖生态站建立了一整套水生植物实验系统：包括大湖样地、土池、水泥池、水族箱和温室人工受控实验系统。在野外调查观测基础上，开展一系列控制实验: 1、筛选抗逆性强物种，并扩繁与野外驯化，撒播繁殖体和移栽幼苗，监测种子库组成，减小逆境对实生苗的胁迫，监测种群动态与扩散机制，重建群落并优化结构。2、探讨不同生活型水生植物的繁殖技术，提高种子萌发率和植物繁殖体扩散几率；调节群落伴生种种群数量，以提高优势种的丰度。3、通过梁子湖退化植被重建，建立异龄复层的群落结构，提高光合作用速率和生物量，高效吸收和降解湖泊污染物，进一步改善水质，保障梁子湖-武汉市备用水源地的饮用水生态安全。4、对恢复植被后的受损湖区进行长期跟踪和定位观测，实时监测水质变化和植被动态，使植被资源保持最优可持续产量，最终达到提升梁子湖水质的目标。

这些研究结果有助于探索构建我国水生植物恢复生态学研究理论和方法，对重建受损湖泊水生植被具有指导意义，有利于更好的保护与合理利用梁子湖水生植物资源，促进人与湖泊的和谐共存。

进行生物恢复实验，修复湖泊生态

在科技部、基金委、国家发改委和湖北省大力支持下，梁子湖生态站在梁子湖中种植水生植物，在拆除围网养鱼的植被退化区大量播撒水生植物种子和休眠芽，人工扦插幼苗和枝条，重建以乡土种为建群种的原生植物群落。多年来，生态站供重建水生植被20余万亩，使梁子湖全湖植被覆盖率超过80%，水质整体保证二类，局部达到一类。

在1998年洪水后，生态站大力开展全湖种植水草，经过十年艰苦努力，2009年全湖一半面积达到一类水，是近二十年来最好水质。2010年特大洪水淹水时间和水位均高于1998年洪水，全湖沉水植物全部死亡，湿地受到严重破坏。生态站强化种植水草，尤其是首创包括冬季种草在内的“四季种植”模式和在深水区采用新发明的机械臂代替人下水种草等措施，显著提高了植物成活率和种群建群速度，群落生物量和生态效率均大幅提高。在深水区大面积种植沉水植被，水质明显变好。同时在沿岸带种植了“万亩荷塘”，在湖湾种植了“万亩鸡头米菱角区”，促进了渔民转产和丰产丰收。由于采用先进的技术措施，吸取了大量经验教训，水生植被重建和水质恢复速度较1998年特大洪水后提高了近一倍。

2014年，大部分湖区水质恢复到二类水，2015年全湖保持二类水，2016年春季有部分水域达到一类水水质。

建言献策，水质良好湖泊保护受到重视

2007年湖北省委召开专题会讨论梁子湖保护，生态站应邀列席并提出梁子湖“保护优先”的建议，得到省委领导同志的肯定，会议明确梁子湖“保护第一，合理利用”的保护方针。会后新华社以“抓紧治小病，分期治重症，保住湖泊生态本钱”为题发内部清样，经国务院领导同志批示给国家发改委、国家环保总局和水利部。随后，多部委先后来梁子湖生态站调研，推动了国家良好湖泊保护项目。

现在水质良好湖泊保护已受到高度重视，有效遏制了我国湖泊富营养化趋势。梁子湖生态站深入调查梁子湖生物、水质、沉积物等，为国家湖泊生态安全评估项目顺利完成提供了较准确的数据资料，同时也为国家良好湖泊保护工作提供了“草型湖泊植被重建与生态恢复”的成功案例。

立足本职，积极服务于国家和地方

这些年，生态站立足本职，积极服务于国家和湖北省。1997年，生态站受农业部委托提出了《国家重点保护野生水生植物名录》并已颁布执行；2010年，受农业部委托提出第二批国家重点保护水生野生植物名录；为农业部完成中国水生植物保护规划；为环保部编写外来种水葫芦危害评估报告；提出我国湖泊监测应以生态指标取代化学指标，与国际评价指标体系同步。生态站为湖北省和武汉市、鄂州市、梁子湖管理局提供梁子湖环境保护基础资料。生态站全年对外开放，每年接待近百批来访人员。同时，在有关会议和专题讲座中，生态站也在义务进行湖泊保护科普宣传。

推动学科建设，输送学术人才

2007年，生态站牵头申报生态学国家重点学科并获批，2011年成为国家生态学一级博士学位授权点；2012年，获批国家生态学一级学科博士后科研流动站；2013年，获批湖北省唯一的生态学一级重点学科，获批湖北省博士后创新基地。截至目前，生态站已招收35个博士生和42个硕士生，已毕业的研究生除到国外深造外，进入大专院校和科研院所，成为我国水生植物研究的骨干力量博士，其中7名晋升为教授，18名晋升为副教授，先后承接过几十个国家级科研项目，发表SCI文章100余篇。

生态恢复实验