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周立三数智湖泊科技攻关突击队:扎根自然 深入实际 研判实情 服务社会
作者: 张运林            发布时间:2025-02-18 15:28:51

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周立三数智湖泊科技攻关突击队

作为中国科学院南京地理与湖泊研究所的一员,中国科学院院士周立三的名字深深镌刻在研究所每一个人心中,不仅因为他杰出的创所之举、丰硕的科研成果,更因为他实事求是的治学态度和守正创新的探索精神。

回溯周老的学术生涯,理论研究和实地调研始终联系在一起。无论是在烽火连天的战争岁月,他见缝插针地在嘉陵江流域开展野外考察;还是在条件艰苦的上世纪50年代,穿过无人沙漠、走遍新疆整个区域。不仅年轻时如此,即便上了年纪,周老也不放弃野外考察的机会。83岁的他在东南沿海地区考察厄尔尼诺现象,86岁的他主动要求参加红壤地区考察……在不断对大地的追寻和掘进中,周老探索出一条救国为民的地理学之路,也为我们留下了“面向自然、面向社会、深入实际、掌握实情”的治学方法。

我和研究所大多数人一样,很遗憾没能直接认识周老,只能从老一辈科学家们的口述中、从一本本不朽的学术专著中,隐约看见那个躬身大地的身影。

2022年,我有幸成为周立三数智湖泊科技攻关突击队的负责人。从一名普通科研工作者成为冠以先生之名的传承者,我深感责任重大、使命光荣。

历史川流不息,精神代代相传。周立三数智湖泊科技攻关突击队立志传承周老精神,遍访群湖,攀高向新,以数智化助推湖泊治理模式创新和流域高质量发展,为提升全国湖泊治理科学化、精准化和智能化水平贡献力量。

杭州第19届亚运会期间,自行车、铁人三项和公开水域游泳三大项赛事在千岛湖举行,赛艇和皮划艇比赛在富阳水上运动中心进行,这对千岛湖和钱塘江水质以及藻类水华防控提出了更高要求。

为保障亚运会顺利举办,突击队效仿周老,实地考察,提前多次蹲点采集水样,掌握一手资料,做足应对突发情况的准备。

亚运会召开前期,突击队从6月就开始介入、主导富阳水上运动中心和千岛湖水质安全保障及藻类水华防控,多次赴场馆水域开展水环境调研,科学研判水质藻情演化过程,编制监测预警和防控方案,拟定应急对策,指导应急物资储备。

其间,队员们放弃国庆假期,坚守一线,基于自主研发的陆基高光谱近感监测技术和千岛湖水质水华预测预警系统,综合利用高频自动监测、多源卫星遥感、陆基高光谱近感监测和人工巡测等手段,采用三维数值模拟和机器学习等多项技术,对千岛湖、富春江水库、钱塘江重点水域以及亚运会竞赛场馆水域开展监测研判以及未来1~7天水质演变过程和水华发生风险预测预警,多角度、全天候地守护饮用水源地的水质安全,保障千岛湖、钱塘江等亚运会项目涉及水域的水环境安全。

赛后,多名运动员点赞千岛湖,称“水质非常好”“敢直接喝湖水补给”,这是对我们工作莫大的肯定和鼓励。

千岛湖的好水质并非是一朝一夕得来的。受到周老“生活上要知足常乐,工作上要不知足常乐”的影响,突击队长期驻扎在偏僻的千岛湖生态系统研究站。针对千岛湖流域土地紧缺、山高坡陡、陡坡农业开发活动普遍、面源污染风险较大的特点,突击队研发出深水水库新型“生态浮床+生物膜”原位脱氮除磷关键技术。该技术通过构建环保的水上漂浮载体装置,运用水上植物无土栽培技术,筛选根系发达、维护简单、脱氮除磷效率高的蔬菜类植物“种植”于浮床上,利用植物生长吸收、根系及人工介质附着微生物的反硝化脱氮,达到深度净化水质的目的,还能为鸟类和鱼类觅食、栖息和产卵繁殖等活动提供场所,提高水体的生物多样性,发挥显著的生态功能。

夏天种植空心菜,冬天种植水芹,浮床上全年均有植物生长,形成一片片绿意盎然的“湖上菜园”,实现了水质保护与农民增收的双赢。目前,相关技术已在千岛湖得到推广,种植面积100亩左右,获得当地政府的高度认可。

不仅如此,突击队还主动评估风险,突破一湖一域的局限,集智攻关。通过对全球和全国湖泊水温、营养状态和气候特征的长期监测和数值模拟,探索了湖泊增温、热浪等对气候变暖的敏感性及其分异机制等科学问题。研究发现湖泊水温对大气变暖的响应呈现异质性,清澈、寒冷且深水的湖泊对全球变暖的响应最为敏感,因此可能面临与全球变暖相关的重大生态系统变化风险,在制定相关策略时需要考虑湖泊对气候变暖的差异响应。研究成果在提高湖泊生态系统对未来气候变化响应的预测能力、应对气候变化风险等方面发挥了重要作用。

铭记是为了更好地出发。对周老最好的致敬,是不断创造新的成果,把科研事业不断向前推进。周立三数智湖泊科技攻关突击队将传承周老“急国家之所急,想国家之所想”的人生准则,全力服务保障饮用水安全的“国家事”,在建设美丽中国的道路上勇攀高峰。

(作者系南京地湖所副所长、研究员,周立三数智湖泊科技攻关突击队队长)