蔡庆华 蔡庆华 换个角度研究水

以流域为单位解读水生态

蔡庆华从另一个角度研究水

“不仅是顶，不仅是书，更是现实。”工作多年后，蔡清华依然把导师刘健康提出的要求作为座右铭。

因为“唯现实”，他和导师提出了“流域生态”的概念，积极呼吁从流域的角度探索水生态密码；因为他的“实用性”，他带领团队在距离三峡大坝最近的长江最大支流香溪河建立了生态站，并开始连年观测。

“半路出家”，首创流域生态

1984年夏天，刚刚从武汉大学数学系毕业的蔡庆华到中国科学院水生生物研究所报到。蔡庆华初到水产所的那些年，经济效益似乎比生态保护更受重视。时任所长的吴现文院士曾给新院工作人员讲过一个故事:当年葛洲坝修建时，各方争论是否有必要修建鱼道，最后决定不修，节省投资3000万元。

1992年，蔡清华获得水生生物学博士学位。“九五”期间，他在湖北宜昌主持开展三峡库区移民示范区优质高效生态渔业研究，发现部分地方水生态状况以肉眼可见的速度恶化。

水生生物将何去何从？如何更好地服务社会经济发展？蔡庆华还记得毕业时导师着急的问题。他说，“我想搞清楚是什么原因造成水污染，主要是因为岸边周围的干扰，比如污水排放，还是水中的内部活动，比如水产养殖？这个‘外围’应该画到什么程度？”

“要解决水生态问题，不能只在水体里想办法，必须从生态系统的完整性上想办法。”蔡庆华说，研究必须在流域尺度上进行，不能以水论水。

1997年，蔡庆华、刘建康正式提出“流域生态学”的理论框架，“以流域为单位，研究流域内高地、海岸带和水体之间的信息、能量和物质变化。”这是学术研究从淡水生态系统向陆地生态系统的拓展，以流域生态系统为对象，以水为纽带和驱动因素，整合了上下游、左右岸和主要支流的自然-经济-社会复杂系统，为解码包括长江在内的整个水生态提供了全球视角。

香溪河监测19年，为长江生态研究奠定了“里程碑”

在水产所，老一辈的鱼类学家和生态学家都希望数学系毕业的蔡庆华能在“人与生物圈”的研究中运用数学工具建立数学模型，解决生态理论问题。

但是水体的连续观测和记录很难获得，那么数据分析呢？蔡庆华指出，应尽快在重点区域选择具有代表性的中型流域，开展流域生态多学科、多单元联合研究，希望逐步完善我国水生生物和内陆水体数据库。

1999年，他建立了国内唯一一个开展河流生态系统生态学和流域生态学研究的香溪河野外站。香溪河发源于神农架，在香溪镇汇入长江，面积3000多平方公里。香溪湾距离三峡大坝只有30公里。三峡水库达到175米后，香溪河回水区域远达河口40公里。而且香溪河源头到入海口海拔差高达2800米，流域环境复杂，生态类型多样。

水产科学研究所的研究人员每年在200多个采样点进行采样，对重点水域的系列采样点进行日、周、月或季采样分析，将水生态和水环境的数据收集到仓库中进行研究。到目前为止，他的团队已经连续19年在这里进行监测和研究。

目前，香溪河生态站已成为国家环保科学观测研究站之一。湘西生态站水生生物多样性数据采集不局限于三峡库区或长江，研究者足迹延伸至黄河、海河、辽河流域等。，为完成我国河流底栖动物分布格局图做准备。蔡庆华说，数据积累是构建流域生态环境保护科学理论和技术体系的基础性工作，也是生态修复的必由之路。

解决三峡库区水华问题

在数据的支撑下，蔡庆华的数学专业终于投入使用。

2003年6月三峡水库蓄水后，库湾部分支流多次爆发严重水华。2008年6月，蓝藻大规模开花。“三峡地区春夏两季的温度、光照和营养条件都适合藻类繁殖。过去，由于长江主要支流水流湍急，浮游生物无法聚集。水库蓄水后，水流减缓，水库淹没的土壤养分得到释放。当周围的污染物被排放时，就会发生水华。”蔡庆华介绍，多年在香溪河水库湾的观测和模拟研究发现，如果三峡水库水位每天下降30-50厘米，水华就能得到有效抑制。

这种通过水位调节缓解库湾富营养化的方法逐渐被三峡集团所认可和采用，并在此基础上调整为“人工潮汐”方案，即白天藻类光合作用活跃时，流量增大，支流与库区之间的水交换增加，对藻类繁殖的干扰增加，而夜间则减少流量蓄水发电。研究表明，当坝前水位下降50 cm时，香溪河、大宁河和乌江河口的水位也会发生明显变化，可以有效抑制水华。2010年成功实施175米实验蓄水后，三峡水库有足够的蓄水时间空，库区很少发生大规模水华。

党的十九大报告提出要统筹山水林田湖草系统治理。这让蔡庆华兴奋不已:“在长江生态修复工作中，要建立基于流域尺度的协同机制，打破‘各管一股’的弊端，实现共同抓、共同管、共同治。”

成园洲

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