不唯上、只唯實：他“半路出家”首創流域生態學

“不唯上、不唯書、只唯實。”工作多年，蔡慶華（上圖，資料圖片）依然將導師劉建康提出的要求作為座右銘。

正因“唯實”，他與導師一起提出“流域生態學”概念，積極呼吁在流域視野下探尋水生態密碼；也因“唯實”，他帶領團隊在長江最靠近三峽大壩的較大支流香溪河設立生態站，開始了年復一年的觀測。

“半路出家”，首創流域生態學

1984年夏，武漢東湖畔，剛剛從武漢大學數學系畢業的蔡慶華，來到一墻之隔的中科院水生生物研究所報到。蔡慶華剛到水生所的年月，經濟效益似乎比生態保護要受重視得多。時任所長的伍獻文院士曾跟新進所的員工講過一個故事：當年修建葛洲壩時，各方為是否需要修建魚道爭執不下，最終決定不修，以節省3000萬元的投資。

1992年，蔡慶華拿到水生生物專業博士學位。“九五”期間，他在湖北宜昌主持三峽庫區移民安置示范區優質高效生態漁業研究，發現一些地方水生態狀況以肉眼可見的速度惡化。

水生生物學將向何處去？如何更好服務于社會經濟發展？蔡慶華至今仍記得導師在其畢業時憂心忡忡的提問，他說，“我想搞清楚，到底是什么原因造成了水體污染，主要是因為岸上周邊干擾比如排污，還是水體內部活動比如養殖？這個‘周邊’要劃到多大范圍？”

“解決水生態問題，不能只在水體中找辦法，必須從生態系統整體性出發找出路。”蔡慶華說，必須要站在流域的尺度上開展研究，不能就水而論水。

1997年，蔡慶華與劉建康一起正式提出“流域生態學”這一新興學科的理論框架，“以流域為單元，研究流域內高地、沿岸帶、水體間的信息、能量、物質變動規律。”這是學術研究從淡水生態系統向陸地生態系統的拓展，以流域生態系統為對象、以水為紐帶和驅動因子，綜合上下游、左右岸、干支流的自然—經濟—社會復合系統，為解碼包括長江在內的整體水域生態提供全域視野。

香溪河監測19年，為長江生態研究埋下“地標”

在水生所，老一輩的魚類學家和生態學家希望數學系畢業的蔡慶華能利用數學工具，在“人與生物圈”研究中建立數學模型，解決生態理論問題。

但缺少或難以獲取針對水體進行的連續觀察和記錄，何談數據分析？蔡慶華提出，應盡快在重點區域選定有代表性的中等尺度流域，多學科、多單位聯合開展流域生態學研究，并希望逐漸完善我國水生生物及內陸水體數據庫。

1999年，他在香溪河建立了我國唯一一家開展河流（水庫）生態系統生態學和流域生態學研究的野外臺站。香溪河發源于神農架，在香溪鎮注入長江，流域面積超過3000平方公里。香溪河庫灣距三峽大壩僅30余公里，三峽水庫蓄水到175米后，香溪河回水區最遠達到距離河口40公里處。而且，香溪河從源頭到河口海拔差高達2800米，流域環境復雜，生態類型多樣。

水生所的研究者在200多個采樣點進行每年一次的采樣，并對重點水域系列樣點展開每天、每周、每月或每季度采樣分析，將水生態和水環境數據匯集入庫研究。至今，他的團隊在這里進行了連續19年的監測和研究。

目前，香溪河生態站已躋身國家環境保護科學觀測研究站。香溪河生態站的水生生物多樣性數據采集工作并不止于三峽庫區或是長江，研究者的足跡延伸到黃河、海河、遼河流域等，為完成全國溪河底棲生物分布格局圖譜做準備。蔡慶華說，數據積累是構建流域生態環境保護科學理論和技術體系的基礎性工作，也是生態修復的必經之路。

破解三峽庫區藻類水華難題

有了數據支撐，蔡慶華的數學專業終于派上了用場。

2003年6月三峽水庫蓄水之后，部分支流庫灣多次暴發嚴重的藻類水華。2008年6月，藍藻水華大規模暴發。“三峽地區春夏季節的溫度、光照和營養條件都適合藻類大量繁殖，以前因長江干支流水流較急，浮游生物無法聚集，水庫蓄水后水流變緩，水庫淹沒的土壤養分釋放出來，再加上周邊污染物排放，藻類水華就發生了。”蔡慶華介紹，在香溪河庫灣的多年觀測和模擬研究發現，如果三峽水庫水位每天下降30—50厘米，就可以有效抑制藻類水華。

這種以水位調度來減緩庫灣富營養化問題的方法逐漸被三峽集團認可并采用，并在此基礎上調整成“人工潮汐”方案——白天藻類光合作用活躍時，增加下泄流量、加大支流和庫區水體交換、增加對藻類繁殖的擾動，夜晚則減少下泄流量蓄水發電。研究表明，壩前水位降低50厘米，香溪河、大寧河和烏江河口水位也會有明顯變化，可以有效抑制藻類水華。2010年成功實現175米試驗性蓄水后，三峽水庫有了足夠調蓄空間，庫區很少再發生大規模藻類水華。