在生態(tài)水世界里自在遨游

范國軒

王芳，1965年生，中國水利水電科學(xué)研究院水資源所教授、高級工程師，中國自然資源學(xué)會會員，中國生態(tài)學(xué)會理事，國家濕地科學(xué)技術(shù)專家委員會委員，主要研究方向?yàn)樯鷳B(tài)水文。主持和參加完成的項(xiàng)目70多項(xiàng)。發(fā)表文章50多篇，其中兩篇獲中國科協(xié)優(yōu)秀論文獎(jiǎng)。獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，大禹科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)4項(xiàng)。

專家簡介：

多個(gè)點(diǎn)連成一條線，多條線形成一張網(wǎng)，多張網(wǎng)構(gòu)成了整個(gè)世界。正因萬物的相依存在，才打造了絢麗多彩的自然世界。正如坡面植被、河流、湖沼濕地及河口近岸海域作為四大生態(tài)系統(tǒng)，因?yàn)榱饔蛩h(huán)，它們彼此間相互交融、相伴而生。

但在人類活動(dòng)的干擾之下，這一自然循環(huán)系統(tǒng)卻被打破。流域植被破壞、河流水量減少、湖沼濕地萎縮、近岸流域咸化等問題日益引發(fā)社會關(guān)注。因此，近二十年來流域水循環(huán)演變及其伴生的生態(tài)系統(tǒng)演變形成了生態(tài)水文學(xué)科。

“在生態(tài)水文領(lǐng)域的科研工作中，要有面向流域的宏觀布局，也需要基于物種的微觀處理，在流域尺度搭建生態(tài)水文交叉學(xué)科新平臺”。中國水利水電科學(xué)研究院水資源所教授、高級工程師王芳如是認(rèn)為。

離蒙赴京 走上科研之路

1986年，畢業(yè)于內(nèi)蒙古林學(xué)院沙漠治理系，主修地學(xué)與植物學(xué)的王芳并無強(qiáng)烈的科研之心，畢業(yè)后就進(jìn)入內(nèi)蒙古水利職工大學(xué)水土保持系做了一名前線教師?！爱?dāng)時(shí)主要講植物生態(tài)學(xué)課程，帶學(xué)生，沒想過要做科研”。

但，人生際遇總是很奇妙，它可以重塑另一種人生。當(dāng)時(shí)王芳所在的水土保持系因?qū)I(yè)單一，招生日漸困難。為尋求進(jìn)一步發(fā)展，“必須改行”。于是做了4年教師的她果斷申請了去河海大學(xué)進(jìn)修一年。也正是這一年，她的視野被迅速打開，想法也隨之轉(zhuǎn)變。

“當(dāng)時(shí)很喜歡河海大學(xué)積極向上的學(xué)習(xí)氛圍，于是覺得自己要再讀下去”。想法一出，當(dāng)機(jī)立斷。進(jìn)修當(dāng)年，王芳就報(bào)考了河海大學(xué)陸地水文系研究生，成為一名主攻地下水研究方向的碩士，師從葉水庭教授和卞毓明教授，在葉水庭老師去世后，又得到葉老師的朋友南京大學(xué)陳葆仁老師的指導(dǎo)。“讀完碩士后，還想著要回到家鄉(xiāng)”，于是擁有生態(tài)、水文雙學(xué)科背景的王芳來到內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計(jì)院勘測室，做了一名水文與水文地質(zhì)勘測設(shè)計(jì)工程師，一待就是3年。

3年基層歷練，田間泥水中摸爬滾打出來的王芳實(shí)踐技能進(jìn)一步提升，同時(shí)一位前輩的出現(xiàn)，讓她對此領(lǐng)域的看法又悄然發(fā)生著改變……

“她是一位教授高級工程師，是我國第一個(gè)空冷電廠的設(shè)計(jì)總工程師，專業(yè)技能的精湛及敬業(yè)程度感染了我。我覺得，作為一名女性，還可以做更多的事情”。3年間，王芳跟隨一些老工程師們做了大量的野外勘察，洪水調(diào)查、水文地質(zhì)勘察、地形測量都干過，補(bǔ)上了跨專業(yè)學(xué)習(xí)缺下的外業(yè)實(shí)習(xí)，也歷練了水利工程建設(shè)的前期勘察技能。同時(shí)，在這位女性前輩的影響下，她果斷考博。憑借多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，與生態(tài)、水文雙學(xué)科背景，她考入中國水利水電科學(xué)研究院水資源研究所，成為一名水文水資源方向的博士生，當(dāng)年已是31歲。

歷練歲月沉淀，方能鋪就通向成功的路。

博士期間，導(dǎo)師是梁瑞駒院長，副導(dǎo)師是楊小柳所長和陳敏健教授，王芳主要在陳敏建老師身邊學(xué)習(xí)。當(dāng)時(shí)正逢“九五”國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目“西北地區(qū)水資源利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究”啟動(dòng)，她得到了一個(gè)很好的歷練機(jī)會：“當(dāng)年的教授級高工王浩院士和陳敏健老師是這個(gè)項(xiàng)目中一個(gè)專題的負(fù)責(zé)人，這個(gè)專題研究小組的宗旨不是強(qiáng)調(diào)發(fā)表多少文章，而是要求大家面向?qū)嶋H解決問題，堅(jiān)持研究成果能被應(yīng)用。這樣的熏陶，讓我在今后的科研定位就是基礎(chǔ)研究緊密結(jié)合應(yīng)用技術(shù)?！?/p>

王芳憑多年地理學(xué)與水文學(xué)的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了生態(tài)與水文水資源結(jié)合領(lǐng)域的探索，將地理學(xué)中的地帶性理論與水文學(xué)中的徑流形成機(jī)理結(jié)合，提出“地帶性植被是靠降水中不形成徑流的水來維持生命，非地帶性植被的生長需水除當(dāng)?shù)亟邓酝膺€有徑流”的創(chuàng)新型觀點(diǎn)。同時(shí)，利用RS和GIS技術(shù)在空間上分區(qū)，建立干旱半干旱區(qū)植被生態(tài)需水的計(jì)算方法……

心向往之，行必能至。此項(xiàng)研究，對相關(guān)領(lǐng)域后續(xù)的研究提供了重要的理論支撐，所發(fā)文章的理論分析篇引用次數(shù)達(dá)到270多次。

半生探索 打開生態(tài)水文新世界

什么是生態(tài)需水？

為什么要研究生態(tài)需水？

傳統(tǒng)流域管理以水資源利用為宗旨，大約在“八五”甚至更早一些。當(dāng)時(shí)在干旱區(qū)發(fā)現(xiàn)水資源開發(fā)利用引起綠洲退化，黃河也出現(xiàn)了斷流，需要在水資源的供需分配中考慮生態(tài)對水資源的需求。隨著“九五”西北水資源科技攻關(guān)項(xiàng)目，中國開始了生態(tài)需水的研究。如今，生態(tài)、水資源與人類社會關(guān)系日益緊張，為實(shí)現(xiàn)三者共生，“生態(tài)需水”這一新型流域環(huán)境管理概念走進(jìn)人類視野。

十年間，王芳始終圍繞“生態(tài)需水”這一時(shí)代命題搞監(jiān)測、做實(shí)驗(yàn)、寫論文、搞規(guī)劃……反反復(fù)復(fù)，一路不停，一路成果。

在“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“中國分區(qū)域生態(tài)用水標(biāo)準(zhǔn)研究”中，她從面向流域尺度把生態(tài)需水劃分為包括坡面植被恢復(fù)、河流-含水層、湖沼濕地、河口-近岸海域五大類系統(tǒng)的生態(tài)需水；從系統(tǒng)穩(wěn)定的閾值理論，提出以系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵要素的驟變階段確定系統(tǒng)穩(wěn)定的閾值狀態(tài)，由此形成了生態(tài)需水的理論框架。在該項(xiàng)目中，王芳首次闡明了流域淡水影響的下界是河口近岸海域，以渤海為目標(biāo)，從入海流量、鹽度、營養(yǎng)鹽、優(yōu)勢物種之間的關(guān)系，分析揭示了淡水入流過程對河口與近岸海域咸淡水交匯區(qū)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的影響，以鹽度變化分析了淡水需求的臨界。該項(xiàng)研究，改變了人們長期以來的認(rèn)識，即淡水資源流入海洋實(shí)屬浪費(fèi)等諸如此類的觀點(diǎn)，也避免了河口近岸海域的生態(tài)需水不僅僅是作為防潮壓堿的功能。

上世紀(jì)七八十年代，在水資源領(lǐng)域研究中，國外的研究焦點(diǎn)側(cè)重于平枯期流量的生態(tài)需水計(jì)算方法。面對日益嚴(yán)峻的國內(nèi)淡水資源形勢及水生態(tài)破壞力度，“不能完全照搬國外那一套”，王芳認(rèn)為，“要根據(jù)國內(nèi)水資源開發(fā)利用特點(diǎn)來進(jìn)行相對應(yīng)的科學(xué)研究”?！笆濉逼陂g除了研究河流生態(tài)基流，開展了高含沙河流的輸沙需水納入到河流生態(tài)需水中，在研究維護(hù)松花江干流河道穩(wěn)定所需的流量，明確了“平灘流量”是維護(hù)河道穩(wěn)定所需的流量，是汛期生態(tài)需水的重要組成。endprint

在湖沼濕地生態(tài)水文及生態(tài)需水的關(guān)系搭建上，她將湖泊與湖濱沼澤作為完整的生態(tài)系統(tǒng)，探究其內(nèi)在機(jī)理，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)和演變規(guī)律來確定關(guān)鍵物種，探索它們的生態(tài)水文過程，以推求生態(tài)穩(wěn)定的水文條件。

從最初尋找干旱區(qū)綠洲植被與水之間的聯(lián)系，發(fā)展到現(xiàn)在對水循環(huán)過程交叉的各類生態(tài)系統(tǒng)的綜合研究，王芳始終認(rèn)為，從坡面植被到河流、湖泊沼澤、河口和近岸海域，每一類生態(tài)系統(tǒng)都與淡水循環(huán)有復(fù)雜的關(guān)系，而且生態(tài)系統(tǒng)之間因?yàn)榈难h(huán)也有此消彼長的水量關(guān)系，及營養(yǎng)物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系等。如何把這些復(fù)雜的生態(tài)關(guān)系逐一捊順，是學(xué)科建設(shè)的重中之重。

經(jīng)過近10年生態(tài)需水研究，王芳把單純的生態(tài)需水引入到生態(tài)水文學(xué)科的深度上來。她及團(tuán)隊(duì)的一系列復(fù)雜命題的解析，也為生態(tài)水文學(xué)科的快速發(fā)展打開了新方向。

與時(shí)俱進(jìn) 生態(tài)引領(lǐng)工程落地

“我們水利水電科學(xué)研究院總體目標(biāo)是解決實(shí)際發(fā)展問題，基礎(chǔ)理論研究要與應(yīng)用實(shí)踐相結(jié)合”，王芳認(rèn)為，在新形勢下，“把生態(tài)流量進(jìn)行紅線管理”“要讓生態(tài)理念借助于工程規(guī)劃落地”。

水功能區(qū)是水資源管理的最基本單元，為了能夠有效控制考核水資源開發(fā)并進(jìn)行全面的科學(xué)管理，王芳及其團(tuán)隊(duì)面向水功能區(qū)研制成確定水功能區(qū)水量、水質(zhì)、水生態(tài)整套技術(shù)，并應(yīng)用在湟水流域、渭河流域、松花江流域的相關(guān)研究項(xiàng)目中，讓近乎斷流的渭河干流完全按照生態(tài)流量過程進(jìn)行調(diào)度。

為響應(yīng)國家生態(tài)文明建設(shè)和水利部提水的水生態(tài)文明建設(shè)，在王芳主持山東省濱州市和青海省海北州的水生態(tài)文明實(shí)施方案中，均提出了基于水功能區(qū)的水量、水質(zhì)、水生態(tài)一體化管理。在水資源短缺的濱州，正在著手試點(diǎn)鄒平縣著手研究調(diào)度方案，準(zhǔn)備實(shí)施。

她借助柴達(dá)木循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)水資源綜合規(guī)劃的生態(tài)保護(hù)專題，進(jìn)行了鹽湖微生物的取樣調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)不同鹽度下微生物的群系不同。其成果已經(jīng)被用于“引哈濟(jì)黨”工程規(guī)劃的項(xiàng)目咨詢和評審中，使該項(xiàng)規(guī)劃的可調(diào)水量減少到原規(guī)劃的近一半，能夠有效保護(hù)調(diào)出河流下游的大蘇干湖。

流域尺度的水土資源合理開發(fā)，目前從基礎(chǔ)研究到實(shí)際應(yīng)用只是專項(xiàng)工程技術(shù)創(chuàng)新，如何在一個(gè)流域或區(qū)域內(nèi)合理使用這些工程技術(shù)，需要有生態(tài)理念的引領(lǐng)，在生態(tài)、環(huán)境、資源的約束下，進(jìn)行水土資源綜合規(guī)劃，以整體促進(jìn)流域生態(tài)與環(huán)境的改善。在湟水河流域綜合治理工程規(guī)劃開展了嘗試性的實(shí)踐，得到地方政府的重視，正積極應(yīng)用于“十三五”的工作中。

如今，生態(tài)水文的研究不局限于生態(tài)流量過程，而是包含了棲息地、水文過程、營養(yǎng)鹽過程的生態(tài)系統(tǒng)全過程研究，因?yàn)檫@些過程都是水文水動(dòng)力的耦合過程，是全面揭示水生態(tài)系統(tǒng)必須的。單一的學(xué)科背景難以駕馭生態(tài)水文學(xué)科整體發(fā)展勢頭，“希望有更多交叉學(xué)科知識的人才出現(xiàn)”，王芳表示。同時(shí)，中國水利水電科學(xué)研究院為培養(yǎng)多方面人才，啟動(dòng)“人才建設(shè)工程”，全面搭建生態(tài)水文學(xué)科體系，積極與國外開展系列項(xiàng)目合作，“面臨很多挑戰(zhàn)，同時(shí)借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，讓更多的人了解生態(tài)水文學(xué)科，讓學(xué)科間信息彼此共享，也不失為一種時(shí)代機(jī)遇”，王芳十分篤定。

海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛。女性科研工作者的身份，讓她在與人溝通交流當(dāng)中，必須擁有寬廣的胸懷接納來自各方對女性先入為主的偏見。在談及科研與家庭孰輕孰重時(shí)，她坦言“二者缺一不可”“我十分看重家庭”。繁忙的科研工作之余，為更多地照顧家庭，她毫不猶豫地“砍掉”了屬于普通女性逛街、美容、看電視等的休閑時(shí)間，“我寧愿在家里打掃房間，陪陪老公和孩子”。

作為一位科研工作者，她用十余年把生態(tài)水文鏈條中各個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，攻克著科研領(lǐng)域的個(gè)個(gè)難題；作為一名新時(shí)代女性，她溫柔靈巧地穿梭于工作與家庭之中，營造種種幸福。她以獨(dú)有的華麗之姿扮演著多重角色，書寫著自己平凡而又不普通的精彩人生。endprint