張虎才：高原“知湖人”

張倚銘 李軍蓓 張瑩瑩

“湖泊成就了我生命的價(jià)值，做事不易，但可以追求做好一件事，并努力把它做成一件不但具有實(shí)用價(jià)值，而且可以欣賞的藝術(shù)品。這需要勇氣，也需要努力，更需要戰(zhàn)略定力。”

“煙花一天慶新春，紅塵滿地三載過；又是二月清風(fēng)時(shí)，不負(fù)時(shí)光四季豐?！?023年1月30日，高原湖泊生態(tài)與環(huán)境變化團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家張虎才在朋友圈發(fā)出了一首七言小詩，既回顧往昔，也總結(jié)當(dāng)下，更寄語未來。

就在這天，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成的《高原湖泊水質(zhì)與富營養(yǎng)化：現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)》專刊發(fā)布上線，這本248頁的著作凝結(jié)了他和團(tuán)隊(duì)成員十年來對云南高原湖泊的部分基礎(chǔ)性研究成果。一組組翔實(shí)數(shù)據(jù)的背后是團(tuán)隊(duì)成員的心血和汗水，是他們船行湖上穿越大風(fēng)大浪進(jìn)行采樣的一天又一天，也是團(tuán)隊(duì)科學(xué)精神的凝結(jié)。

正如張虎才所感慨，“認(rèn)識高原湖泊的過程很艱難，不是一次、兩次的數(shù)據(jù)收集，一個(gè)月、兩個(gè)月的數(shù)據(jù)監(jiān)測，必須堅(jiān)持，難得的是十年，我們堅(jiān)持下來了?！?/p>

腳踏實(shí)地? 十年磨一劍

系統(tǒng)地認(rèn)識湖泊是為了更好地治理、保護(hù)湖泊。在過去10余年的調(diào)查、研究和監(jiān)測中，張虎才及其團(tuán)隊(duì)堅(jiān)守著這樣的理念和科學(xué)思路：認(rèn)識云南高原湖泊的形成演化歷史、過程及現(xiàn)狀，特別是湖泊富營養(yǎng)化及污染狀況，診斷湖泊的污染及富營養(yǎng)化程度，了解其形成過程和主要的控制機(jī)理，在科學(xué)研究的基礎(chǔ)上為科學(xué)治理和保護(hù)湖泊提供依據(jù)。

“你要認(rèn)識這種情況變化，是一個(gè)大范圍的，跨流域性或者跨氣候帶性質(zhì)的，或者跨地域性的，否則的話你是一個(gè)非常局限的東西，既然湖泊富營養(yǎng)化是一個(gè)長期積累的過程，你也就不可能是一下子就把它治理好，必須找到一個(gè)方法，必須找到一個(gè)長遠(yuǎn)的計(jì)劃。”這也是張虎才等專家組織發(fā)表的刊物一經(jīng)上線就在業(yè)內(nèi)引起很大反響的原因，張虎才甚至收到了來自匈牙利專家的點(diǎn)贊和認(rèn)可，“匈牙利一個(gè)很有名的專家，看到我們文章以后，對我們做的工作給予了高度贊揚(yáng)，并發(fā)來了他的相關(guān)文章。我們也組織學(xué)生進(jìn)行了翻譯，相互學(xué)習(xí)借鑒?！?/p>

正是本著這樣的科學(xué)精神，張虎才先后在Nature Communication（《自然通訊》）、Science（《科學(xué)》）、PNAS（《美國科學(xué)院院報(bào)》）、Science Report（《科學(xué)報(bào)告》）等國際著名期刊上發(fā)表論文，出版（含參編）著作四部，參加并完成了包括國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國際合作重點(diǎn)項(xiàng)目、聯(lián)合基金（重點(diǎn)）項(xiàng)目、中德合作研究項(xiàng)目、教育部博士點(diǎn)及重點(diǎn)科技項(xiàng)目、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等。

為學(xué)有所成? 遠(yuǎn)走異國他鄉(xiāng)

大學(xué)期間張虎才所學(xué)的專業(yè)是地質(zhì)學(xué)。1980年，張虎才收到了蘭州大學(xué)地理系地質(zhì)專業(yè)的錄取通知書。入學(xué)后，張虎才越發(fā)感受到地質(zhì)學(xué)的魅力，也感到本科四年的學(xué)習(xí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足他對知識的渴望。

他自豪地說，“不論你學(xué)的專業(yè)是什么，總能找到你感興趣的知識領(lǐng)域，例如我學(xué)習(xí)的地質(zhì)專業(yè)。那時(shí)，我對構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和地球化學(xué)具有濃厚的興趣，在大學(xué)期間閱讀了大量的英文原版著作和期刊論文，大學(xué)畢業(yè)時(shí)，我寫過‘地球科學(xué)的十大問題’，甚至登門請教物理系、化學(xué)系老師，并得到老師們的鼓勵(lì)和支持?！毖芯可A段，他開始了自然地理專業(yè)第四紀(jì)沉積與環(huán)境研究方向的學(xué)習(xí)。

1988年，張虎才組織實(shí)施中德合作科研考察，在穿越騰格里沙漠時(shí)，他們在一片“奇怪”的臺(tái)地上挖出一些雙殼類生物化石，確定了騰格里沙漠存在古湖泊的證據(jù)，這讓他對氣候變化有了全新的認(rèn)識。此后，張虎才奔走在巴丹吉林沙漠、祁連山地區(qū)、新疆博斯騰湖等地，開始了他在我國西部干旱區(qū)近20年的考察和研究。同時(shí)，他還先后兩次受邀到了廣袤的非洲撒哈拉大沙漠進(jìn)行橫穿東撒哈拉沙漠的考察。通過對大量沙漠古湖泊的研究，他對氣候與環(huán)境的變化有了更深的理解，同時(shí)，張虎才心中也有了新的目標(biāo)。

1999年年初，張虎才離開了工作與生活多年的蘭州，到比利時(shí)的魯汶大學(xué)地球物理研究所開始了他向往已久的博士學(xué)習(xí)。張虎才在國際著名古氣候?qū)W者Andre Berger教授指導(dǎo)下開展了過去2000年人類活動(dòng)與氣候變化關(guān)系的模擬研究。其間，張虎才利用米蘭科維奇理論，推算出了植被變化導(dǎo)致地表反照率變化的公式，這成為計(jì)算機(jī)氣候模擬過程中的一個(gè)重要參數(shù)，在當(dāng)時(shí)引起不小的反響。隨著以“特優(yōu)”成績獲得博士學(xué)位，他分三個(gè)階段完成了對地質(zhì)學(xué)、自然地理學(xué)和古氣候模擬的專業(yè)學(xué)習(xí)。他清醒地認(rèn)識到，國外的學(xué)習(xí)和工作只是一個(gè)階段，他的未來屬于祖國。回國后，張虎才在2004年10月入選了中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”，調(diào)入中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所，研究領(lǐng)域也擴(kuò)大到全國范圍。幾年時(shí)間，他跑遍了祖國的大江南北，西北荒漠、東北平原、青藏高原，到處都有他的足跡。那時(shí)候，他執(zhí)著于自己的科學(xué)研究，正是對科學(xué)的執(zhí)著追求，讓他加入了九三學(xué)社，和九三學(xué)社結(jié)下了不解之緣。

為熱愛的事業(yè)? 愿傾其一生

張虎才說，最終選擇來到云南，是想研究南亞季風(fēng)氣候影響下的環(huán)境變化。

2011年，張虎才加入云南師范大學(xué)，研究上，他希望通過對高原湖泊的研究去分析古氣候研究中發(fā)現(xiàn)的一些問題。事務(wù)上，他挑起了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、團(tuán)隊(duì)組建和人才引進(jìn)等繁雜工作。然而在工作中，他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更加急迫的問題，那就是云南地區(qū)日益嚴(yán)重的湖泊生態(tài)問題——富營養(yǎng)化、藻類常態(tài)化的暴發(fā)與水安全問題。

面對云南高原湖泊的污染問題，張虎才著手創(chuàng)建了高原湖泊生態(tài)與全球變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，對于云貴高原湖泊水庫的生態(tài)環(huán)境問題展開了深入研究。他的視野不限于滇池一隅，而是涵蓋到云南區(qū)域范圍內(nèi)的湖泊、相關(guān)水系、周邊生態(tài)、氣候、地質(zhì)構(gòu)造及人類活動(dòng)等諸多因素及其互動(dòng)過程。只不過，冰凍三尺非一日之寒，張虎才明白，水體污染和富營養(yǎng)化問題的認(rèn)識與解決不可能一蹴而就，在研究以及治理過程中，不能浮躁，不能急功近利，要執(zhí)著堅(jiān)守，篤定專注?！凹热缓锤粻I養(yǎng)化是一個(gè)長期積累的過程，在沒有了解地球化學(xué)過程和生物化學(xué)過程前，不建議使用化學(xué)藥品來進(jìn)行治理，以免引起其他負(fù)面情況的產(chǎn)生，造成更危險(xiǎn)的或者毒性更大的負(fù)面效應(yīng)。”張虎才說。

多年來，張虎才始終秉承九三學(xué)社愛國、科學(xué)、民主精神，工作在教學(xué)、科研一線，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展，推動(dòng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)。2018年，在中共云南省委組織部的支持下，他來到云南大學(xué)。同年4月，張虎才按照云南大學(xué)“雙一流”建設(shè)規(guī)劃，提交了組建“高原湖泊生態(tài)與污染治理研究院”的報(bào)告，并在學(xué)校大力支持下進(jìn)行了前期人才引進(jìn)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、儀器購置、研究項(xiàng)目申請和成果產(chǎn)出。同時(shí)，他致力于高原湖泊的基礎(chǔ)性研究，取得了多項(xiàng)研究成果?！跋裰尾∫粯?，我們必須找到一個(gè)科學(xué)的辦法來治理湖泊。這是需要研究、需要搞清楚，否則的話是筆糊涂賬，一窩蜂地治理，對經(jīng)濟(jì)發(fā)展是不利的?！睆埢⒉耪f。

為了站在科學(xué)前沿，不斷與國際接軌，張虎才閱讀了大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，時(shí)常關(guān)注國際上地學(xué)領(lǐng)域、環(huán)境領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)，關(guān)注國際研究動(dòng)態(tài)并提出前瞻性研究。他對照分析眼下的不足，籌劃今后應(yīng)當(dāng)如何做。在經(jīng)年累月的研究中，張虎才知道，云南九大高原湖泊各有其自身的獨(dú)特性，污染程度也差異巨大。作為研究湖泊的科學(xué)人，只有不斷更新自身知識，與時(shí)俱進(jìn)，不斷了解并掌握先進(jìn)的技術(shù)手段，才能在人類社會(huì)發(fā)展與湖泊治理中找到平衡點(diǎn)。當(dāng)時(shí)，隨著DNA測序技術(shù)的高速發(fā)展，張虎才將環(huán)境DNA技術(shù)引入到研究中?！氨M管我們在顯微鏡下可以鑒別這些藻類屬于哪一門、哪一科，但是畢竟量非常大，占用的時(shí)間非常長，統(tǒng)計(jì)起來也需要耗費(fèi)時(shí)間。環(huán)境DNA這門技術(shù)出現(xiàn)以后，我們可以在很短的時(shí)間或者是量不多的情況下，了解水體中間存在哪些藻類，進(jìn)一步鑒別它的豐富程度、健康程度。”張虎才說。

隨著研究的深入，張虎才開始從湖泊沉積過程、生物地球化學(xué)過程、地球化學(xué)過程來分析湖泊生命的循環(huán)。他認(rèn)為，如今暴發(fā)的藍(lán)藻問題，并非全部出于湖泊老化，而是人類活動(dòng)導(dǎo)致湖泊三大過程部分或全部中斷所致，只有用科學(xué)的方法控制污染，才能從根本上挽救湖泊的生命。理清思路后，張虎才開始與合作企業(yè)聯(lián)手，展開實(shí)驗(yàn)性的治理工作。在星云湖，他們用石墨烯光催化的方法，進(jìn)行了生態(tài)友好型的治理嘗試。

“石墨烯光催化，是純生態(tài)的一個(gè)過程，通過太陽輻射、紫外線輻射照射以后來分解藻類，吸附水體中的氮、磷，更重要的是，可以促進(jìn)湖水中間生物的生長過程，實(shí)現(xiàn)了不添加任何化學(xué)物質(zhì)來改善生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)?！睆埢⒉耪f。

通過與企業(yè)合作，加上一段時(shí)間的基礎(chǔ)性研究和科學(xué)性實(shí)驗(yàn)，特別是2019年下半年到2020年10月的實(shí)驗(yàn)和示范，張虎才團(tuán)隊(duì)向湖泊管理局和政府提出了治理建議。通過共同努力，星云湖的水質(zhì)較之前有了大的改善，從之前的劣五類水質(zhì)變成五類水質(zhì)，總氮下降19%，總磷下降32%。

雖然有了一定成績，但張虎才認(rèn)為，僅靠降低污染物的總量是不足以治理污染的，還必須綜合施策。

就這樣，在將近十年的研究過程中，張虎才帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)奔波在云南的各大湖泊，廣泛采集不同季節(jié)、不同區(qū)域、不同深度的湖水樣本，開展了系統(tǒng)的基礎(chǔ)問題研究。其間，張虎才和他的團(tuán)隊(duì)收獲了成績：2014年，中共云南省委組織部、省科學(xué)技術(shù)廳、省人力資源和社會(huì)保障廳、省財(cái)政廳聯(lián)合印發(fā)通知，確定了全省第三批6名科技領(lǐng)軍人才，張虎才入選該培養(yǎng)計(jì)劃；2022年5月，根據(jù)《人力資源和社會(huì)保障部辦公廳關(guān)于確定2022年國家級專家服務(wù)基地的通知》，云南大學(xué)高原湖泊生態(tài)與治理研究院張虎才教授研究團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜的“云南澄江高原湖泊保護(hù)治理研究專家服務(wù)基地”位列第八批16個(gè)國家級專家服務(wù)基地名單，成為云南省獲批的第5個(gè)國家級專家服務(wù)基地。這也是（張虎才）云南省專家基層工作站經(jīng)中共云南省委組織部、人社廳批準(zhǔn)在澄江撫仙湖管理局掛牌建立并獲優(yōu)秀工作站稱號后，張虎才及其團(tuán)隊(duì)在高原湖泊治理方面所取得的又一成績。近期，張虎才等在國際著名刊物Journal of Environmental Management（《環(huán)境管理期刊》）發(fā)表了青海湖近期水位變化、未來演化趨勢及其生態(tài)效應(yīng)的研究成果，更是引起國內(nèi)外的關(guān)注。自2018年以來，張虎才團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在多個(gè)國際著名期刊就湖泊富營養(yǎng)化和藻類特征、重金屬污染和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、重金屬污染與健康風(fēng)險(xiǎn)、人類及動(dòng)物群演化、環(huán)境變化與人類生存策略等方面發(fā)表了40余篇高影響因子研究成果。

盡管云南部分湖泊的研究治理已經(jīng)取得了一些成績，但張虎才始終保持著科學(xué)的理念，在他看來仍然存在一些深層次的問題。例如，經(jīng)過幾年的努力，團(tuán)隊(duì)完成了撫仙湖地球物理勘探，搞清了撫仙湖沉積厚度并推算了形成年代?！拔覀兊难芯拷Y(jié)果指示，撫仙湖形成至少早1200萬年，我們將盡快發(fā)表該方面的研究結(jié)果?！睆埢⒉胖v道。同時(shí)，他對撫仙湖水下考古遺跡也進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，確定了水下考古遺跡的分布范圍和形成時(shí)代；針對撫仙湖水質(zhì)變化，底泥營養(yǎng)鹽二次釋放風(fēng)險(xiǎn)，他與團(tuán)隊(duì)成員和一起，持續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究，2022年11月，他向湖泊管理部門提交了《撫仙湖水質(zhì)、底泥營養(yǎng)鹽二次釋放風(fēng)險(xiǎn)及藻類暴發(fā)評估》。

“滇池構(gòu)造漏水隱患一直是我關(guān)注的問題之一，所幸的是在2022年，‘滇池構(gòu)造漏水隱患及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)’獲得國家自然科學(xué)——云南聯(lián)合基金（重點(diǎn)支持）項(xiàng)目資助，希望能夠?qū)Φ岢亻_展系統(tǒng)綜合研究?！蹦壳?，張虎才教授及其團(tuán)隊(duì)在前期《高原湖泊水質(zhì)與富營養(yǎng)化：現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)》專刊的基礎(chǔ)上，正在系統(tǒng)總結(jié)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，重點(diǎn)從滇池、撫仙湖及河流對湖泊和流域系統(tǒng)生態(tài)響應(yīng)等方面組織《高原湖泊水質(zhì)與富營養(yǎng)化：自然過程與人類活動(dòng)影響》的發(fā)表。

“湖泊成就了我生命的價(jià)值，做事不易，但可以追求做好一件事，并努力把它做成一件不但具有實(shí)用價(jià)值，而且可以欣賞的藝術(shù)品。這需要勇氣，也需要努力，更需要戰(zhàn)略定力?！睆埢⒉胚@樣講道。在高原湖泊研究和治理事業(yè)上，張虎才和他的團(tuán)隊(duì)一直在探索、在前行。