解码"水下森林"的中国方案，如何让河湖"自我疗愈"？
解码"水下森林"的中国方案，如何让河湖"自我疗愈"？
在水环境生态保护和修复领域，中国科学家正在用自主创新技术书写新的篇章。从国际赛事水域到养殖尾水治理，从城市生态客厅到跨流域协同修复，上海海洋大学王丽卿教授团队通过一系列技术创新和实践，为河湖"自我疗愈"提供了中国方案。
2025年3月22日，是第三十三届“世界水日”，3月22日至28日是第三十八届“中国水周”。今年我国纪念“中国水周”活动的主题为：推动水利高质量发展，保障我国水安全。这一主题也折射出我国治水正在从传统的工程治水理念向智慧生态治理跨越式转型。
秉持“用自主创新技术修复河湖水生态”的初心，王丽卿教授带领团队在水环境生态保护和修复领域深耕数十载，先后攻克“沉水植物季节演替不连续”、“生态修复系统不稳定、长效性差”、“水体抗生素类新型污染物去除难”等核心技术瓶颈，构建起“调查诊断－修复治理－运维保护”一体化全流程解决方案，为我国水生态文明建设注入了坚实科技动能。
东方体育中心：六万平方米“水下森林”的诞生
时间回到2010年，王丽卿正带领团队在东方体育中心施工现场的一个方形土坝围成的水体测量水位。2周前，王丽卿接到东方体育中心景观设计总工的电话，希望能负责其中水体的水质生态保障技术工作。作为第十四届国际泳联世界锦标赛主赛场，3栋比赛场馆的建筑物之间，横卧了约6万平方米形似花瓶形状的景观水体。
“这个水体有3个难点：一是设计景观水位要保持3.5，高出周边水系常水位（2.6-2.8）将近1米，如何不漏水以维持景观水位？二是该水体没有外河水系相连，如何初次补水？三是作为国际赛事场馆，如何实现高标准且稳定的水质？”时间紧任务重，大家那个时候都倍感压力。
是挑战也是机遇，王丽卿团队决定迎难而上。作为国际比赛场馆的景观水体，德国设计师要求水体水质优良、水体清澈、水面洁净，要把建筑物的倒影在水体映出成水景。他们提出“原位水生态系统净化、梯级人工湿地系统、水动力循环系统”三套工艺相结合，用生态的办法把这片水域“盘活”。“原位水生态净化系统就像人体的心脏，利用沉水植物初级生产者源源不断生产清水；人工湿地就像人体的肾，过滤净化水质；循环系统就像血管，把水体流动起来。”王丽卿解释。
“原来大家都认为只能用设备设施才能确保稳定处理东方体育中心景观水体水质，在我们的努力下，通过系统化的生态建设，实现了竞赛水体从‘工程治水’向‘生态净水’的转型升级，为城市公共空间水环境治理提供了可复制的‘体育+生态’综合解决方案。”王丽卿介绍，这个生态治水项目15年了，水生态系统非常稳定。水质长期稳定在地表优Ⅲ类水，透明度超过2.0米，原生鱼类回归6种，生物多样性提升40%。
这片“水下森林”不仅满足国际赛事需求，还成为上海市“生态治水+体育文化”融合示范的代表性项目，现在东方体育中心的景观水体，已经成为青少年皮划艇等水上运动的培训基地。
沙田湖养殖场：养殖尾水“变废为宝”，抗生素去除率超75%
“养殖尾水中含有大量氮、磷和多种抗生素残留，如果未经处理直接排放，将对受纳水体的生态系统造成严重影响。然而传统水处理技术难以高效去除抗生素等新型污染物。” 面对这个行业难题，2017年开始，王丽卿带着团队成员在黄浦江上游青浦区沙田湖养殖场展开技术攻关。
该养殖场坐拥23个养殖塘，总面积510亩，水产养殖品种涵盖四大家鱼、鲃鱼、鲈鱼、鮰鱼、南美白对虾、河蟹、青虾等。庞大的养殖规模带来可观经济效益的同时，却也带来了不容忽视的尾水污染压力。
为解决这一行业痛点，王丽卿团队联合上海市环境科学研究院等科研力量，在传统人工湿地技术基础上实现关键性技术创新。团队骨干成员、上海海洋大学张玮副教授介绍：“我们自主研发了可拆卸的金属负载光催化模块，内部含钒酸铋等新型光催化材料能够在自然光照条件下高效分解抗生素。”
这一系统分为三级：前端湿地系统拦截悬浮物，中段微生物同步分解有机污染物并启动光催化反应降解抗生素，末端由水生植物吸收降解产物。“这实现了常规与新型污染物的同步治理。”张玮介绍。
实测数据显示，抗生素去除率达75%以上，总氮、总磷等常规指标从劣V类提升至Ⅲ-Ⅳ类水质。抗生素净化系统仅占养殖场面积的0.65%，且运行成本低，技术可推广性强。张玮强调，该项技术成功实现了养殖区域的节水减排，既减轻了养殖业对黄浦江上游水源地的污染压力，也为水产养殖绿色转型提供了创新方案，该技术成功入选生态环境部的《国家先进污染防治技术目录》。
上海之鱼：从“浊水河网”到“城市生态客厅”的蝶变
“水域生态治理就像给生病的生态系统做一场精准的‘生态手术’，不仅要清除外源污染，还要调整水生态系统结构，或者引入各类鱼虾螺贝草等提升生物多样性，激活水域的自我净化功能。”王丽卿说。
在奉贤新城，一条“金鱼”正以清波为鳍、绿岸为鳞，游弋于城市与自然之间——这便是占地55万平方米的上海之鱼。2005年，当设计师拉瑞·奚伯斯以大地为画布，雕琢出这条灵动“金鱼”之时，区域水系劣Ⅴ类水质却如同枷锁：总氮、总磷严重超标，水体浑浊不堪，生态治理势在必行。
王丽卿团队基于水体功能定位、周边污染负荷、水文水力等因素，构建起“净化－绿化－美化”三位一体、自然－生态－稳定的“水生去富营养化净化系统”，决心以生态之笔勾勒治水蓝图，系统谋划水生态再生路径。
项目历经14年，上海之鱼构建起“三步生态疗法”：首先在河道入湖口铺设近数十道生物基生态滤网，大幅减少水体悬浮物含量；湖区浅水区布设500亩沉水植物群落，构建“水下草原”；引入滤食性鱼类和微生物强化系统，实现“以草净水、以渔保水”的稳定生态循环。
如今，这片水域水质已稳定在Ⅱ-Ⅲ类，透明度超过2米，每日可输送10万吨可利用的清洁水源。随着白骨顶鸡、小䴙䴘等20余种珍禽重返栖息，鱼群穿梭的水下"森林"与潮汐共舞，这条会“呼吸”的金鱼，已成为市民争相打卡的生态新地标，也为上海新城建设提供了“生态优先”的生动样本。
从国际赛事水域到养殖尾水治理，从城市生态客厅到跨流域协同修复，王丽卿团队正在以自主科技创新，回应新时代生态治水的命题。
“我们是大自然的修复工，更希望成为生态系统的密码破译者。”她说。
本文原文来自澎湃新闻