一、中心概况
黄河故道生态保护研究中心成立于2020年10月,是学校主动对接黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的重要举措。同年12月,中心依托单位获批建设“河南省黄河故道生态保护与治理工程技术研究中心”省级平台。中心以“提升环境质量、促进区域发展”为宗旨,以改善黄河故道沿线城镇和区域生态环境质量为目标,全面开展故道生态环境现状监测评估、解析故道不同区域生态环境问题和成因,构建区域生态保护技术体系及支撑平台,提出科学性、针对性、操作性强的生态环境保护、修复和风险管控分区方案。中心旨在打造服务地方经济的应用研究亮点,为保障中原腹地用地和水环境安全提供科技支撑,先后牵头编制了商丘市“十三五”“十四五”生态环保规划、黄河故道湿地保护条例等,持续十余年为地方生态保护提供决策服务。
黄河故道是历史上黄河流域的重要组成部分。黄河在商丘境内流淌727年,1855年于兰考铜瓦厢决口北去,留下横跨豫鲁苏皖四省、长达700多公里的黄河故道,其中商丘段长136公里,被誉为“古老的水上长城”。中心扎根商丘段136公里故道,以科技创新赋能故道生态保护与高质量发展。
二、研究方向
中心聚焦黄河故道生态保护的核心科学问题,围绕生态保护规划、水土精准调控与治理、智能遥感生态监测、水体污染修复等方向开展系统性研究,形成了一批具有区域特色的研究方向。
1. 智能遥感监测。利用遥感技术精准识别覆膜农田,为白色污染治理提供技术支撑;开展黄河流域生境质量评估及驱动因素分析,助力生态保护红线精准划定;结合遥感与机器学习,实现农业干旱的高精度智能识别和动态监测,显著提升了区域农业风险防控能力。
2. 土壤精准调控。构建了土壤动物驱动的固碳减排及肥力提升理论体系,获得省自然科学三等奖。将农业秸秆等废弃物转化为生物质炭,实现土壤重金属稳定化修复与增肥效应的协同;研制的多孔结构生物炭可强力吸附土壤中四环素,缓解其植物毒性。上述技术已在虞城小范围推广应用,在小麦苗期效果显著。目前正在推进土壤生物驱动下农田氮肥减量增效、作物绿色栽培等研究工作。
3. 水体污染修复。查清了故道水体重金属和抗生素分布规律,利用虾蟹壳研发环保型壳聚糖混凝剂,可快速去除水体中的六价铬;研发漆酶生物催化技术,精准去除水体有机污染物。相关修复材料在故道梁园区孙福集乡流域段初步应用中,显著提升了流域地表水水质。
4. 生态保护规划。团队持续为地方提供决策服务,牵头编制了商丘市“十三五”“十四五”生态环保规划、黄河故道湿地保护条例、声环境功能区划等,为故道保护筑牢了法律与规划根基。
三、实验室构成
中心下设地面监测实验室、生态过程分析实验室和样品前处理实验室三个专业实验室,配备温室气体快速自动检测系统、全自动流动注射分析仪、总有机碳分析仪、离子色谱仪、定量qPCR仪、紫外可见分光光度计、多参数水质测量仪、研究型体式显微镜等一系列先进仪器设备,可支撑从样品采集与制备、生态过程模拟分析到地面数据监测与验证的完整研究链条。
1. 地面监测实验室。该实验室以野外实地监测和遥感数据验证为核心任务,配备温室气体检测系统(气相色谱)、多光谱测量系统、VOCs测量仪、汽车尾气分析仪、甲醛测定仪、PM2.5检测仪、臭氧分析仪、氟化物分析仪、双路空气采样器、流速仪、溶解氧测定仪等设备,能够开展温室气体排放监测、空气质量评估、流域水质常规指标测定及野外水文气象参数采集等工作,为区域生态环境现状评估和污染溯源提供一手数据支撑。
2. 生态过程分析实验室。该实验室聚焦生态系统物质循环与生态过程机理研究,配备塔式高性能工作站、酶标仪、电化学工作站、植物根系分析仪、离子色谱仪、定量qPCR仪、紫外可见分光光度计、多参数水质测量仪、总有机碳分析仪等设备,能够开展水体和土壤中重金属、抗生素等污染物的精准定量分析,以及土壤微生物群落结构、功能基因表达和生态过程模拟等方面的深入研究。
3. 样品前处理实验室。该实验室为整个研究体系提供样品制备与预处理保障,配备标准COD消解装置、土壤消解仪、冷冻干燥机、真空干燥箱、固相萃取装置、调速震荡仪、超低温冰箱、超纯水器、微量移液器、通风柜等设备,能够开展水质和土壤样品的前处理、消解、萃取、分离等实验操作,确保后续分析测试的准确性和可靠性。同时配备专用电脑、激光多功能一体机、冰柜、人工气候培养箱、生化培养箱、恒温震荡培养箱等配套设备,保障日常实验运行。
四、发展目标
中心将持续对标黄河流域高质量发展国家战略,立足136公里商丘段黄河故道,聚焦黄河流域生态保护和高质量发展中的关键科学与技术问题,深化多学科交叉融合,打造一支在生态保护领域具有影响力的高水平科研队伍,持续产出具有区域特色的原创性成果,为黄河流域生态保护和高质量发展提供坚实的科技支撑。