天目湖流域生态观测研究站

天目湖地处我国东南丘陵地区，在行政区划上隶属于江苏省溧阳市，流域面积238平方公里，拥有沙河水库和大溪水库两座国家级水库，从高空俯视两个水库犹如少女脸上一双亮丽的眼睛，故而得名。天目湖是溧阳市60多万人民的饮用水源，同时也是地方生态文明建设和发展生态旅游的重要载体。探索该流域生态保护与土地利用的科学发展模式，不仅可以指导溧阳市饮用水保护，同时在我国东南丘陵地区水库保护方面具有重要的示范和推广价值。

2017年12月，中国科学院南京地理与湖泊研究所（以下简称南京地湖所）与江苏省溧阳市人民政府合作共建了天目湖流域生态观测研究站（以下简称天目湖站）。日前，天目湖站站长李恒鹏研究员在接受《中国科学报》记者采访时表示：“天目湖站的建设旨在加强院地合作，开展东南丘陵地区水库—流域水土过程综合观测和研究，探索流域‘水土共治’模式，促进健康水生态管理的科技转化。”

东南丘陵地区水库水源保护刻不容缓

位于我国地势第三级阶梯上的东南丘陵地区，地形以丘陵山地为主，是我国水库分布最为集中的区域之一。在李恒鹏看来：“天目湖流域的地形、地貌及土地利用特征在东南丘陵地区均具有很好的代表性。”

东南丘陵地区土地具有“七山一水两分田”特点，土壤自北向南依次为黄棕壤、红壤黄壤、赤红壤和砖红壤，一旦植被破坏，极易造成大量的水土流失和面源污染。

当前，受农业土地资源稀缺与城镇快速发展影响，东南丘陵山区农业与旅游开发呈现快速发展的趋势，氮、磷污染加剧，引发东南丘陵地区水库富营养化问题。李恒鹏指出：“目前该地区总氮浓度达到I~III类的水仅占1/3左右，由此产生的富营养化与藻类增殖问题影响供水安全。”

他进一步分析道，进入水库的氮、磷主要受流域内土地利用影响，当前东南丘陵地区存在农业耕作氮、磷流失量大，尤其是丘陵地区茶园开发，每年施肥强度折纯氮达到300～900千克每公顷，高于耕地施肥量。茶园修剪和雨季来临时间复合，造成严重的面源污染问题。

“另外，丘陵地区开发普遍缺乏科学的生态引导，导致库周、岛屿、陡坡、河口湿地及沿河等生态敏感区开发问题突出，河流与水库普遍缺乏生态缓冲区。”李恒鹏说，“因此，面向东南丘陵地区水库水源的生态保护刻不容缓。”

探索和推广“水土共治”科学模式

习近平总书记在生态文明建设方面指出，良好生态环境是关乎民生福祉的公共产品，并提出“绿水青山就是金山银山”“山水林田湖是一个生命共同体”的重要论述。

流域内不同要素之间存在着密切的水文与物质联系和因果关系，土地利用和生态修复必须遵循自然规律。李恒鹏表示，天目湖站的建设将通过研究和治理实践，加强天目湖“山水林田湖”的综合体保护，探索面向东南丘陵地区饮用水安全的流域“水土共治”科学模式。

为此，天目湖站重点研究流域土地开发与水环境污染的响应关系，确定流域开发的安全阈值，并依据水库水环境承载力、“山水林田湖”水文与水质联系，提出针对“山水林田湖”综合体的生态安全引导管理模式。

建站初期，天目湖站发挥南京地湖所面向地理和湖泊的综合研究优势，组建了包括水库水生态、水化学、流域水土过程、生态服务和规划与管理的综合研究团队，建成东南湿润区水库—流域系统的综合试验与观测体系，涵盖气象与大气沉降、植被水分与CO2通量、土壤水分与物质输移、水文与水质、水库水化学与水生态等完整的综合观测系统。

从科研工作方面来看，天目湖站将依托综合观测系统，开展自然要素和人类活动的长期连续定位观测，深入研究东南湿润区流域水、碳、氮和磷生源要素的生物地球化学过程，揭示水库水生态对水文及入库流域营养盐通量变化的响应机制与环境效应，为水土过程调控与水源保护提供科学依据。

院地合作促进成果转化

近年来，中科院按照新的改革形势和发展要求，确定了“三个面向”“四个率先”的新方针，明确提出要面向世界科技前沿、面向国家重大需求、面向国民经济主战场。

据悉，天目湖站也将面向我国东南丘陵地区饮用水安全这一重大需求，促进科技成果转化，切实解决当前在流域土地开发过程中出现的生态环境问题。

随着我国东部丘陵地区开发强度增加，水库水源地呈现出快速富营养化趋势，影响到供水安全。南京地理与湖泊研究所在天目湖地区长期开展湖泊流域综合性研究，具有丰厚的科学数据和研究积累，因此，天目湖站已经具备了良好的科技转化基础。

在东南丘陵地区水库保护方面，天目湖站形成库体生物调控与内源污染控制、水位大幅波动河口生态修复、面向水质目标的土地开发阈值确定、流域生态格局优化与空间管控、丘陵茶园集中开发区反硝化脱氮等综合治理和管理技术。李恒鹏指出，这些技术已经在天目湖和千岛湖进行大范围的示范与推广，其中面向天目湖水质目标和流域生态功能优化的保护区划定研究成果，编入《常州市天目湖保护条例》，已经于2017年12月2日江苏省第十二届人民代表大会常务委员会第三十三次会议批准通过，自2018年3月1日起施行。

未来，天目湖站将以天目湖流域为试点，建成东南湿润区水库型水源地生态系统观测与监测基地，低山丘陵区水库—流域相互作用过程机制研究基地，水库水源地流域综合管理试验与技术示范基地，水生态健康管理科技转化、人才培养和学术交流基地。

李恒鹏希望，天目湖站可以为我国东南丘陵地区流域合理开发与水源地保护作出贡献。

原载于 《中国科学报》 (2018-04-09 第6版 院所)