中科院水生生物研究所研究員周易勇——
從治理湖泊到研究海洋(自然之子)
武漢東湖畔,坐落著中國科學(xué)院水生生物研究所。從周易勇(上圖,資料圖片)的辦公室向外眺望,東湖水顯得格外青藍(lán)。
今年65歲的周易勇,是中科院水生所二級(jí)研究員。他自小生活在東湖邊,其研究正是從東湖開始,一步步地走向了大海。
潛心學(xué)習(xí),找到研究水體富營(yíng)養(yǎng)化的突破口
“水里的青草和魚兒、水面的荷花、岸邊的垂釣者,構(gòu)成一幅自然和諧的美好畫面!痹谥芤子碌挠洃浿,小時(shí)候,東湖水清澈,湖畔四季都是美景,他從小就喜歡觀察各種生物。
1977年,周易勇考上武漢大學(xué),出于熱愛,他選擇了生物系。當(dāng)時(shí),東湖水污染逐漸嚴(yán)重,“東湖水最開始是可以飲用的,后來出現(xiàn)了藍(lán)藻水華,水質(zhì)變差,凈水成本越來越高。”從那時(shí)候起,周易勇下定決心,要潛心研究水體富營(yíng)養(yǎng)化的問題。
大學(xué)畢業(yè)后,周易勇進(jìn)入中科院水生生物研究所。剛工作時(shí),他就關(guān)注氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的富集引起藍(lán)藻水華這一特定的水污染問題,即富營(yíng)養(yǎng)化。“不過,這個(gè)問題實(shí)在太大。水華的根源在于水中氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量太高,引起藻類瘋長(zhǎng)?墒撬性孱惡芏,營(yíng)養(yǎng)元素的種類也很多,它們的關(guān)系紛繁復(fù)雜,我也不知從哪里入手!敝芤子抡f。
為了找到具體的切入口,周易勇每天泡在圖書館和實(shí)驗(yàn)室,一邊找文獻(xiàn),一邊做實(shí)驗(yàn)。他在研究中發(fā)現(xiàn),藻類會(huì)分泌一種酶將大分子的磷切成小分子,進(jìn)而吸收并得以生長(zhǎng)。為了研究藻類分泌的酶的性質(zhì),周易勇幾乎翻遍了所有能找到的文獻(xiàn),字太小就用放大鏡閱讀,看到關(guān)鍵內(nèi)容,就用卡片記下來。最終,他確定了自己的研究突破口——磷的循環(huán)方式與湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)系。
周易勇的研究方向雖然小,但他覺得很有意義!爸挥邪咽虑樽龅綐O致,才能找到其中最本質(zhì)的特征!敝芤子抡f,做科學(xué)應(yīng)該關(guān)注大問題,做好小事情。
反復(fù)實(shí)驗(yàn),揭示藻類水華與磷營(yíng)養(yǎng)的緊密聯(lián)系
經(jīng)過大量數(shù)據(jù)分析,周易勇發(fā)現(xiàn),浮游生物分泌的酶在不同條件下表現(xiàn)的活性差異反映了其更本質(zhì)的特征。周易勇用動(dòng)力學(xué)參數(shù)表達(dá)其中的差異,從而進(jìn)一步揭示了藻類水華與磷營(yíng)養(yǎng)的緊密聯(lián)系,這一研究成果被水資源領(lǐng)域的權(quán)威國際學(xué)術(shù)刊物刊發(fā)。
“根據(jù)野外和室內(nèi)的大量研究,生態(tài)學(xué)家們發(fā)現(xiàn),限制藻類生長(zhǎng)的關(guān)鍵元素有兩種,分別是氮和磷,而藻類對(duì)氮和磷的需求比例是固定的,如果氮滿足了需求,那么缺的就是磷,磷滿足了,缺的就是氮!敝芤子陆榻B,簡(jiǎn)而言之,氮和磷的循環(huán)不是孤立的。于是,他又開始思考這兩個(gè)元素在水體富營(yíng)養(yǎng)化中的關(guān)系。
2001年,周易勇在中科院水生生物研究所建立了環(huán)境生物化學(xué)學(xué)科組。如今,周易勇和團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物共發(fā)表100余篇水污染治理方面的論文!拔抑皇窃谛〉念I(lǐng)域有一些小的總結(jié)!闭劦匠删停芤子驴偸呛苤t虛,“沒有水生生物研究所這塊堅(jiān)實(shí)的基地,不可能取得成就,這些也是團(tuán)隊(duì)的成果!
周易勇和團(tuán)隊(duì)的研究得到中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重大項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和重點(diǎn)項(xiàng)目、“水專項(xiàng)”以及國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等的資助。2017年,周易勇獲準(zhǔn)主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃戰(zhàn)略性國際科技合作項(xiàng)目,主要研究“一帶一路”沿線國家赤潮和低氧等生態(tài)災(zāi)害的發(fā)生機(jī)制。
出海科考,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建生態(tài)酶學(xué)理論體系
在做實(shí)驗(yàn)的過程中,周易勇的視力越來越模糊。1993年,周易勇出國訪學(xué)前去北京做了一次身體檢查,被確診為視網(wǎng)膜色素變性。他面臨一個(gè)艱難的抉擇:放棄科學(xué)研究,還是向著科學(xué)前沿繼續(xù)挺進(jìn)?
“我?guī)缀蹩床灰娏耍傔能想吧?”周易勇說。視力障礙給周易勇的科研道路帶來了困難,可他的科研熱情一直沒有減退。眼睛幾乎看不見,他就依靠學(xué)生和同事給他口頭匯報(bào),或者用盲人手機(jī)學(xué)習(xí)最新文獻(xiàn),了解科研進(jìn)度……
在海上巡航科考時(shí),風(fēng)高浪急,學(xué)生擔(dān)心他有危險(xiǎn),不讓他參與苦力活,可周易勇還是會(huì)盡力去搭把手。2019年9月,周易勇和學(xué)生在地中海出海巡航時(shí),遇到風(fēng)浪,他在船上寫道:“天蒼蒼亦水藍(lán)藍(lán),出海方知海幾寬。破浪乘風(fēng)人已老,聊牽細(xì)纜掛云帆!
如今,周易勇和團(tuán)隊(duì)整合了“一帶一路”沿線國家赤潮研究的學(xué)術(shù)優(yōu)勢(shì)與信息資源,逐漸明確了海上浮游生物群落的結(jié)構(gòu)和分布特征,以及它們與海洋中氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的關(guān)系。他們將分子生物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)、湖沼學(xué)、環(huán)境科學(xué)的理論和方法系統(tǒng)融合起來,構(gòu)建了生態(tài)酶學(xué)的理論體系。
“我很久之前就看不清了,但還可以在水污染的大問題里做一些小事情!彪m然受困于眼疾,周易勇仍堅(jiān)守崗位,“生態(tài)酶學(xué)可以從更微觀和系統(tǒng)的角度揭示水污染的原因,適用于淡水水污染治理,我們正在將其應(yīng)用到海水污染的監(jiān)測(cè)和管理上!
版式設(shè)計(jì):張芳曼
《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2021年07月14日 14 版)
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