在生態水世界里自在遨游

范國軒

王芳，1965年生，中國水利水電科學研究院水資源所教授、高級工程師，中國自然資源學會會員，中國生態學會理事，國家濕地科學技術專家委員會委員，主要研究方向為生態水文。主持和參加完成的項目70多項。發表文章50多篇，其中兩篇獲中國科協優秀論文獎。獲國家科技進步獎二等獎2項，大禹科學技術獎4項。

專家簡介：

多個點連成一條線，多條線形成一張網，多張網構成了整個世界。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系統，因為流域水循環，它們彼此間相互交融、相伴而生。

但在人類活動的干擾之下，這一自然循環系統卻被打破。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社會關注。因此，近二十年來流域水循環演變及其伴生的生態系統演變形成了生態水文學科。

“在生態水文領域的科研工作中，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水文交叉學科新平臺”。中國水利水電科學研究院水資源所教授、高級工程師王芳如是認為。

離蒙赴京 走上科研之路

1986年，畢業于內蒙古林學院沙漠治理系，主修地學與植物學的王芳并無強烈的科研之心，畢業后就進入內蒙古水利職工大學水土保持系做了一名前線教師。“當時主要講植物生態學課程，帶學生，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。當時王芳所在的水土保持系因專業單一，招生日漸困難。為尋求進一步發展，“必須改行”。于是做了4年教師的她果斷申請了去河海大學進修一年。也正是這一年，她的視野被迅速打開，想法也隨之轉變。

“當時很喜歡河海大學積極向上的學習氛圍，于是覺得自己要再讀下去”。想法一出，當機立斷。進修當年，王芳就報考了河海大學陸地水文系研究生，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陳葆仁老師的指導。“讀完碩士后，還想著要回到家鄉”，于是擁有生態、水文雙學科背景的王芳來到內蒙古電力勘測設計院勘測室，做了一名水文與水文地質勘測設計工程師，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踐技能進一步提升，同時一位前輩的出現，讓她對此領域的看法又悄然發生著改變……

“她是一位教授高級工程師，是我國第一個空冷電廠的設計總工程師，專業技能的精湛及敬業程度感染了我。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，洪水調查、水文地質勘察、地形測量都干過，補上了跨專業學習缺下的外業實習，也歷練了水利工程建設的前期勘察技能。同時，在這位女性前輩的影響下，她果斷考博。憑借多年的實踐經驗，與生態、水文雙學科背景，她考入中國水利水電科學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，導師是梁瑞駒院長，副導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習。當時正逢“九五”國家重點攻關項目“西北地區水資源利用與生態環境保護研究”啟動，她得到了一個很好的歷練機會：“當年的教授級高工王浩院士和陳敏健老師是這個項目中一個專題的負責人，這個專題研究小組的宗旨不是強調發表多少文章，而是要求大家面向實際解決問題，堅持研究成果能被應用。這樣的熏陶，讓我在今后的科研定位就是基礎研究緊密結合應用技術。”

王芳憑多年地理學與水文學的實踐工作經驗，進行了生態與水文水資源結合領域的探索，將地理學中的地帶性理論與水文學中的徑流形成機理結合，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地降水以外還有徑流”的創新型觀點。同時，利用RS和GIS技術在空間上分區，建立干旱半干旱區植被生態需水的計算方法……

心向往之，行必能至。此項研究，對相關領域后續的研究提供了重要的理論支撐，所發文章的理論分析篇引用次數達到270多次。

半生探索 打開生態水文新世界

什么是生態需水？

為什么要研究生態需水？

傳統流域管理以水資源利用為宗旨，大約在“八五”甚至更早一些。當時在干旱區發現水資源開發利用引起綠洲退化，黃河也出現了斷流，需要在水資源的供需分配中考慮生態對水資源的需求。隨著“九五”西北水資源科技攻關項目，中國開始了生態需水的研究。如今，生態、水資源與人類社會關系日益緊張，為實現三者共生，“生態需水”這一新型流域環境管理概念走進人類視野。

十年間，王芳始終圍繞“生態需水”這一時代命題搞監測、做實驗、寫論文、搞規劃……反反復復，一路不停，一路成果。

在“十五”科技攻關項目“中國分區域生態用水標準研究”中，她從面向流域尺度把生態需水劃分為包括坡面植被恢復、河流-含水層、湖沼濕地、河口-近岸海域五大類系統的生態需水；從系統穩定的閾值理論，提出以系統內關鍵要素的驟變階段確定系統穩定的閾值狀態，由此形成了生態需水的理論框架。在該項目中，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，從入海流量、鹽度、營養鹽、優勢物種之間的關系，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整個生態系統的影響，以鹽度變化分析了淡水需求的臨界。該項研究，改變了人們長期以來的認識，即淡水資源流入海洋實屬浪費等諸如此類的觀點，也避免了河口近岸海域的生態需水不僅僅是作為防潮壓堿的功能。

上世紀七八十年代，在水資源領域研究中，國外的研究焦點側重于平枯期流量的生態需水計算方法。面對日益嚴峻的國內淡水資源形勢及水生態破壞力度，“不能完全照搬國外那一套”，王芳認為，“要根據國內水資源開發利用特點來進行相對應的科學研究”。“十五”期間除了研究河流生態基流，開展了高含沙河流的輸沙需水納入到河流生態需水中，在研究維護松花江干流河道穩定所需的流量，明確了“平灘流量”是維護河道穩定所需的流量，是汛期生態需水的重要組成。endprint

在湖沼濕地生態水文及生態需水的關系搭建上，她將湖泊與湖濱沼澤作為完整的生態系統，探究其內在機理，根據生態系統的特點和演變規律來確定關鍵物種，探索它們的生態水文過程，以推求生態穩定的水文條件。

從最初尋找干旱區綠洲植被與水之間的聯系，發展到現在對水循環過程交叉的各類生態系統的綜合研究，王芳始終認為，從坡面植被到河流、湖泊沼澤、河口和近岸海域，每一類生態系統都與淡水循環有復雜的關系，而且生態系統之間因為淡水的循環也有此消彼長的水量關系，及營養物質的相互轉化關系等。如何把這些復雜的生態關系逐一捊順，是學科建設的重中之重。

經過近10年生態需水研究，王芳把單純的生態需水引入到生態水文學科的深度上來。她及團隊的一系列復雜命題的解析，也為生態水文學科的快速發展打開了新方向。

與時俱進 生態引領工程落地

“我們水利水電科學研究院總體目標是解決實際發展問題，基礎理論研究要與應用實踐相結合”，王芳認為，在新形勢下，“把生態流量進行紅線管理”“要讓生態理念借助于工程規劃落地”。

水功能區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并進行全面的科學管理，王芳及其團隊面向水功能區研制成確定水功能區水量、水質、水生態整套技術，并應用在湟水流域、渭河流域、松花江流域的相關研究項目中，讓近乎斷流的渭河干流完全按照生態流量過程進行調度。

為響應國家生態文明建設和水利部提水的水生態文明建設，在王芳主持山東省濱州市和青海省海北州的水生態文明實施方案中，均提出了基于水功能區的水量、水質、水生態一體化管理。在水資源短缺的濱州，正在著手試點鄒平縣著手研究調度方案，準備實施。

她借助柴達木循環經濟示范區水資源綜合規劃的生態保護專題，進行了鹽湖微生物的取樣調查分析，發現不同鹽度下微生物的群系不同。其成果已經被用于“引哈濟黨”工程規劃的項目咨詢和評審中，使該項規劃的可調水量減少到原規劃的近一半，能夠有效保護調出河流下游的大蘇干湖。

流域尺度的水土資源合理開發，目前從基礎研究到實際應用只是專項工程技術創新，如何在一個流域或區域內合理使用這些工程技術，需要有生態理念的引領，在生態、環境、資源的約束下，進行水土資源綜合規劃，以整體促進流域生態與環境的改善。在湟水河流域綜合治理工程規劃開展了嘗試性的實踐，得到地方政府的重視，正積極應用于“十三五”的工作中。

如今，生態水文的研究不局限于生態流量過程，而是包含了棲息地、水文過程、營養鹽過程的生態系統全過程研究，因為這些過程都是水文水動力的耦合過程，是全面揭示水生態系統必須的。單一的學科背景難以駕馭生態水文學科整體發展勢頭，“希望有更多交叉學科知識的人才出現”，王芳表示。同時，中國水利水電科學研究院為培養多方面人才，啟動“人才建設工程”，全面搭建生態水文學科體系，積極與國外開展系列項目合作，“面臨很多挑戰，同時借助互聯網技術，讓更多的人了解生態水文學科，讓學科間信息彼此共享，也不失為一種時代機遇”，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，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，她用十余年把生態水文鏈條中各個環節串聯起來，攻克著科研領域的個個難題；作為一名新時代女性，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