本刊記者 衛(wèi)婷婷

李培月在野外

李培月，長(zhǎng)安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。多年來(lái)，他以西北干旱半干旱地區(qū)地下水文生態(tài)為著眼點(diǎn)，瞄準(zhǔn)國(guó)家“一帶一路”和生態(tài)文明建設(shè)重大發(fā)展戰(zhàn)略和國(guó)家建設(shè)重大需求，長(zhǎng)期從事環(huán)境水文地質(zhì)方面的研究工作。近5年，主持和作為骨干成員承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家科技支撐項(xiàng)目等科研項(xiàng)目20余項(xiàng)。他重視理論研究與工程實(shí)踐的結(jié)合，取得了一系列創(chuàng)新性研究成果，多項(xiàng)成果已在寧夏、貴州、陜西等多個(gè)省區(qū)的研究和實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用。合作出版教材和學(xué)術(shù)專著2部。以第一作者/通訊作者在國(guó)內(nèi)外期刊發(fā)表論文60余篇。發(fā)表在Nature雜志上的文章被評(píng)為2014年度Nature雜志十大亮點(diǎn)文章，得到美國(guó)華盛頓郵報(bào)、英國(guó)BBC等國(guó)內(nèi)外媒體采訪。先后入選陜西省青年科技新星（2015）和長(zhǎng)安大學(xué)卓越青年人才支持計(jì)劃（2016），榮獲陜西省先進(jìn)工作者（勞模）榮譽(yù)稱號(hào)（2017），并獲得陜西省優(yōu)秀博士學(xué)位論文（2017）、陜西省優(yōu)秀自然科學(xué)論文獎(jiǎng)（2017）、寧夏科技進(jìn)步獎(jiǎng)（2013）、李四光地質(zhì)科技獎(jiǎng)博士生獎(jiǎng)（2014）、張伯聲地學(xué)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（2016）、陜西省職工優(yōu)秀科技創(chuàng)新成果獎(jiǎng)（2015和2017）等10項(xiàng)省部級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)。2018年，入選第三批國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”青年拔尖人才、教育部青年長(zhǎng)江學(xué)者，并獲得第17屆“陜西青年五四獎(jiǎng)?wù)隆薄?/p>

2001年，地球科學(xué)家提出了地球關(guān)鍵帶科學(xué)。地球關(guān)鍵帶是由地球表層各部分和相互作用過程組成的一個(gè)綜合系統(tǒng)，具體而言，其是近地球表面、有滲透性、介于大氣圈和巖石圈之間的地帶，垂直方向的范圍從樹的冠層往下直到地下水深層。地球關(guān)鍵帶控制著土壤的發(fā)育、水的質(zhì)量和流動(dòng)、化學(xué)與生物循環(huán)，其在調(diào)控自然生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，還供應(yīng)著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所需的資源，因此這一地帶對(duì)維持地表生命非常重要。

在水文地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)領(lǐng)域不懈前行的多年間，李培月身上對(duì)于水科學(xué)研究工作的無(wú)限熱情一直在延續(xù)著。從博士開始，他就一直將人類活動(dòng)影響下的地下水環(huán)境演化作為自己的主要研究方向，并延續(xù)至今。地下水含水層正是地球關(guān)鍵帶的重要組成部分，因此，開展這一方向的研究工作對(duì)人類的生存發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。近十幾年來(lái)，也逐漸成為了國(guó)際研究的熱點(diǎn)，引起了科研工作者們的強(qiáng)烈關(guān)注。

無(wú)悔選擇，與水文地質(zhì)工程地質(zhì)結(jié)緣

人的一生將要面臨無(wú)數(shù)的選擇，對(duì)于李培月而言，從懵懂到進(jìn)入科學(xué)殿堂，就是從一次選擇開始的。

科研團(tuán)隊(duì)合影

高中畢業(yè)在填報(bào)志愿時(shí)，李培月對(duì)于學(xué)校以及專業(yè)并沒有固定的選擇，機(jī)緣巧合之下，他來(lái)到了長(zhǎng)安大學(xué)水文與水資源工程（原水文地質(zhì)工程地質(zhì)）專業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

在李培月的介紹下，記者了解到：長(zhǎng)安大學(xué)由始建于20世紀(jì)50年代初的原西安公路交通大學(xué)與原西安工程學(xué)院、原西北建筑工程學(xué)院三所部屬高校組建而成，而他所學(xué)習(xí)的水文地質(zhì)工程地質(zhì)專業(yè)，是長(zhǎng)安大學(xué)歷史上第一個(gè)具有博士學(xué)位授予權(quán)的學(xué)科。

“干一行，愛一行”，這就是李培月將科研工作做得如此出色的奧秘所在。

“既然選擇了這一專業(yè)，就要認(rèn)真學(xué)習(xí)下去?！睆男〕煽?jī)就十分優(yōu)異的李培月，到了大學(xué)時(shí)期仍然保持著自己勤奮好學(xué)的品質(zhì)，每年都會(huì)拿到學(xué)校發(fā)的獎(jiǎng)學(xué)金，大學(xué)三年級(jí)時(shí)，他更是脫穎而出，獲得了教育部于2007年開始設(shè)立的大學(xué)生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金。在平時(shí)，李培月也會(huì)參與老師的一些科研項(xiàng)目，不僅鍛煉了學(xué)術(shù)能力，做科研所得到的補(bǔ)助也幫他解決了一些生活上的問題，從那時(shí)起他就再?zèng)]有向家里要過一分錢。

從大三開始，由于李培月時(shí)常會(huì)跟隨自己的老師到野外做一些調(diào)查，深入其中之后，他越發(fā)能感受到此類研究工作的魅力所在，并堅(jiān)定了在這一領(lǐng)域繼續(xù)開拓的決心，進(jìn)而決定在長(zhǎng)安大學(xué)繼續(xù)進(jìn)行碩博連讀。

深入到科學(xué)研究當(dāng)中，李培月一刻都沒有松懈。研究生二年級(jí)時(shí)，他所在的研究團(tuán)隊(duì)與寧夏國(guó)土資源調(diào)查監(jiān)測(cè)院石嘴山分站合作，在賀蘭山東麓進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)8個(gè)月的野外工作，共同完成了石嘴山市第二水源地?cái)U(kuò)充勘探。項(xiàng)目的完成緩解了石嘴山市大武口區(qū)供水緊張的局面，解決了石嘴山市大武口區(qū)10萬(wàn)人的吃水問題，保障了石嘴山市大武口區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，取得了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益?；貞浧甬?dāng)初的那段時(shí)光，李培月感慨萬(wàn)千。“那個(gè)時(shí)候野外工作環(huán)境比較惡劣，我們?cè)谝巴庾〉氖菐づ瘛Ｓ幸淮?，冬天夜里下大雪，雪太大了，加上又刮大風(fēng)，帳篷被壓塌了。不過，好在我們都還年輕，沒有被壓在帳篷底下?！彼f(shuō)。

工程應(yīng)用研究之外，李培月在學(xué)術(shù)研究中也取得了許多突破。2014年6月5日，他在英國(guó)《自然》雜志的Opinion and Comment版塊上發(fā)表了題為“Accelerate research on land creation”的文章，這是長(zhǎng)安大學(xué)建校以來(lái)該校師生以第一作者身份首次在《自然》雜志上發(fā)表文章。

這篇文章，是李培月在參加陜西省的科技創(chuàng)新統(tǒng)籌項(xiàng)目以及科技支撐項(xiàng)目時(shí)所得到的靈感。文章針對(duì)21世紀(jì)初我國(guó)在多個(gè)丘陵山區(qū)進(jìn)行的削山造城工程，指出了削山造城可以為城市發(fā)展提供更多的可利用土地，有效解決山區(qū)城市發(fā)展空間嚴(yán)重不足的困難，但同時(shí)也存在一定的環(huán)境、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。文章指出：如要實(shí)行這項(xiàng)工程，必須要加快、加強(qiáng)削山造城工程中的科學(xué)研究工作，盡快形成該類工程建設(shè)的相關(guān)規(guī)范，用以指導(dǎo)實(shí)際工程建設(shè)，以避免地質(zhì)環(huán)境及生態(tài)環(huán)境問題的發(fā)生，降低該類項(xiàng)目的環(huán)境、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。這一成果引起了廣大學(xué)者和相關(guān)部門的強(qiáng)烈關(guān)注。

攻關(guān)突破，在科學(xué)研究中創(chuàng)新前行

2014年7月，李培月博士畢業(yè)后留校任職，擔(dān)任長(zhǎng)安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的講師，繼續(xù)在科學(xué)研究中開拓。在多年的科研工作中，他兢兢業(yè)業(yè)，樂此不疲，在研究領(lǐng)域內(nèi)取得了一系列突破性科研成果。

長(zhǎng)久以來(lái)，人類活動(dòng)影響下西北干旱區(qū)地下水循環(huán)演化一直吸引著李培月團(tuán)隊(duì)的關(guān)注。針對(duì)這一問題，他和團(tuán)隊(duì)成員利用同位素技術(shù)和水文地球化學(xué)理論，通過理論與模擬研究，對(duì)西北干旱區(qū)地下水循環(huán)演化進(jìn)行了廣泛而深入的研究。

通過不懈地探索與研究，他們確立了湖泊水與地下水、河水與地下水以及不同地下水之間相互轉(zhuǎn)化的理論模式，提出了人類活動(dòng)導(dǎo)致的含水層水力聯(lián)系變化是地下水之間相互轉(zhuǎn)化重要驅(qū)動(dòng)力的解釋。提出在人類活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)，地下水環(huán)境演化不僅與天然水巖作用有關(guān)，而且與農(nóng)業(yè)灌溉、人類活動(dòng)導(dǎo)致的含水層水量交換、污染地表水滲漏和地下水混合作用密切相關(guān)。通過同位素和水化學(xué)，建立了地下水端元混合模型，定量確定了不同因素對(duì)地下水環(huán)境演化的貢獻(xiàn)。闡明了在小尺度上，人類活動(dòng)在對(duì)地下水演化強(qiáng)度和影響速率方面均比天然的水巖作用大，充分體現(xiàn)了小時(shí)間尺度上人類活動(dòng)的干擾性。

研究成果在渭河平原高氟水起源、寧南山區(qū)地下水高氟水演化、人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、渭河平原地下水硝酸鹽污染來(lái)源與治理等研究方面發(fā)揮了重要作用，對(duì)于保障地下水供水安全和人體健康發(fā)揮著重要的作用。

除此之外，針對(duì)傳統(tǒng)野外彌散試驗(yàn)中存在試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、成功率低、參數(shù)計(jì)算不一致和抽水時(shí)間難以定量確定等多個(gè)工程技術(shù)難題，李培月團(tuán)隊(duì)也展開了一系列科研攻關(guān)。

在研究中，他們將徑向收斂流野外彌散試驗(yàn)方法引入國(guó)內(nèi)，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)造性應(yīng)用，提出了三井徑向收斂流彌散試驗(yàn)理論，使其不僅可以同時(shí)確定含水層水文地質(zhì)參數(shù)和彌散參數(shù)，而且大大減少了試驗(yàn)所需時(shí)間，提高了試驗(yàn)成功率，降低了含水層的人為污染。通過理論研究和公式推導(dǎo)，提出了適用于越流承壓含水層抽水試驗(yàn)的全程曲線擬合法，不僅可以通過計(jì)算機(jī)快速自動(dòng)獲取參數(shù)，而且保證了水文地質(zhì)參數(shù)的唯一性。

該研究成果豐富和發(fā)展了環(huán)境水文地質(zhì)試驗(yàn)方法及參數(shù)求解理論，可為地下水污染評(píng)價(jià)和污染治理提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。研究成果已在寧夏、陜西、河南、貴州、上海等地成功應(yīng)用。部分成果獲得陜西省首屆研究生創(chuàng)新成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（2014）和陜西省職工優(yōu)秀科技創(chuàng)新成果銅獎(jiǎng)（2015）。有關(guān)徑向收斂流彌散試驗(yàn)的最新成果已編入到本科生教材《水文地球化學(xué)（第二版）》中，部分成果以專著《衛(wèi)寧平原地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)研究》的形式發(fā)表，在Hydrological Processes、Environmental Earth Sciences等國(guó)際SCI期刊上發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文7篇，并被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛引用。

至此，李培月仍然沒有停止前行。近年來(lái)，隨著人類活動(dòng)的不斷加劇，地下水環(huán)境發(fā)生了前所未有的變化。地下水與環(huán)境變化、地下水污染評(píng)價(jià)與保護(hù)等成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。在這一研究趨勢(shì)下，李培月全面研究了干旱半干旱地區(qū)典型盆地不同人類活動(dòng)影響下地下水循環(huán)的水化學(xué)和水動(dòng)力學(xué)特征，通過理論研究，拓展了地下水環(huán)境的內(nèi)涵，將地下水環(huán)境的內(nèi)涵拓展到整個(gè)與地下水相關(guān)的自然系統(tǒng)和人類社會(huì)系統(tǒng)，形成了以自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)相結(jié)合的地下水環(huán)境研究框架。并指出，在人類活動(dòng)影響下，地下水環(huán)境是一個(gè)同時(shí)具有自然屬性和社會(huì)屬性的概念，一切與地下水直接和間接相關(guān)的自然作用和社會(huì)作用均應(yīng)歸到地下水環(huán)境的研究范疇之內(nèi)?；诖耍瑯?gòu)建了一套充分考慮人類活動(dòng)影響下的地下水環(huán)境研究方法體系，該理論研究成果，對(duì)于人類活動(dòng)影響下的地下水環(huán)境多尺度演變研究、地下水環(huán)境保護(hù)與管理具有重要的推動(dòng)作用，在促進(jìn)地下水科學(xué)的迅速發(fā)展方面也發(fā)揮著積極的作用。

孜孜不倦，在科研項(xiàng)目中打磨前行

作為一名科研人，李培月把大多數(shù)時(shí)間留給了自己鐘愛的科研工作。從事科研至今，他主持和作為骨干成員承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際合作研究項(xiàng)目、青年項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、國(guó)家科技支撐項(xiàng)目等科研項(xiàng)目20余項(xiàng)，在項(xiàng)目研究中不斷打磨，得到了極大的成長(zhǎng)。

寧夏擁有西北最大、集制漿造紙以及造紙林基地開發(fā)等為一體的多元化企業(yè)集團(tuán)——美利紙業(yè)，其每年大約產(chǎn)生2800萬(wàn)方左右的造紙廢水。因?yàn)閲?guó)家對(duì)環(huán)境污染問題的管制加強(qiáng)，企業(yè)必須尋找新的污水排放途徑。為了克服這一問題，企業(yè)采取了在騰格里沙漠邊緣種樹的方法，所產(chǎn)生的造紙廢水在與黃河水進(jìn)行配比后，對(duì)樹林進(jìn)行澆灌，長(zhǎng)成的樹木可以作為企業(yè)的造紙?jiān)牧?，以形成一種良性循環(huán)。當(dāng)時(shí)在做這個(gè)項(xiàng)目時(shí)，李培月就在想，雖然廢水和黃河水進(jìn)行了摻混，達(dá)到了灌溉林基地的標(biāo)準(zhǔn)，但是不是對(duì)地下水就沒有影響了呢？如果有影響，這個(gè)影響是怎么來(lái)的？影響程度有多大？帶著這些疑問，李培月在2015年，申請(qǐng)了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“造紙廢水灌溉入滲的地球化學(xué)過程及其影響下的地下水環(huán)境演化機(jī)制”。在這一項(xiàng)目中，對(duì)這些問題展開了深度探索。

項(xiàng)目進(jìn)行的兩年間，李培月團(tuán)隊(duì)做了大量實(shí)驗(yàn)，在暑期做了多次野外調(diào)查，并進(jìn)行了初步的數(shù)值模擬研究，取得了一些新進(jìn)展。通常有機(jī)物在降解時(shí)，它的耗氧量越大，說(shuō)明里邊有機(jī)物的含量越高。通過研究，李培月團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)：造紙廢水中含有高濃度的COD（化學(xué)需氧量），即使與黃河水經(jīng)過配比之后用于林基地的灌溉，也依然會(huì)對(duì)地下水產(chǎn)生影響。之前沒有灌溉過的土地，經(jīng)過灌溉之后，地下水位會(huì)逐漸上升，從而向下游徑流量就會(huì)持續(xù)增大，而林基地的下游就是位于平原區(qū)的中衛(wèi)市，大量淺層地下水資源蒸發(fā)后，很容易導(dǎo)致土壤鹽漬化。除此之外，因?yàn)橹行l(wèi)市的城市供水水源地就在其城市周邊，如果地下水中含有很高的污染物，那城市供水安全也會(huì)受到威脅。

針對(duì)這些問題，李培月團(tuán)隊(duì)也給出了相應(yīng)的解決辦法，他們提議企業(yè)應(yīng)在騰格里沙漠與沖積平原的交界位置打幾口井，然后抽水，用抽出來(lái)的水作為企業(yè)的造紙用水，以此來(lái)形成一個(gè)局部循環(huán)。造紙產(chǎn)生的水流到林子的土地里面，林子里邊的水流到沙漠和沖積平原區(qū)的邊界位置，再以水井的形式抽出來(lái)回到造紙生產(chǎn)中，通過這樣的循環(huán)來(lái)減少對(duì)下游的影響，可謂是一舉兩得。

科學(xué)研究要與國(guó)際接軌。在承擔(dān)大量的國(guó)內(nèi)科研項(xiàng)目之外，李培月也十分注重與國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行研究合作，彼此之間，相互學(xué)習(xí)，在研究中收獲更大的成長(zhǎng)。

2017年，李培月成功申請(qǐng)了2017年度國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)與南非國(guó)家研究基金會(huì)的國(guó)際合作研究項(xiàng)目“農(nóng)業(yè)灌溉影響下含水層滲透性及地下水質(zhì)演化機(jī)理”。

我國(guó)西北干旱地區(qū)有很多灌溉區(qū)，因?yàn)榈乇硭Y源不足而要從別的地方引用地表水或者在當(dāng)?shù)卮蚓畞?lái)獲取灌溉所用的水資源，但是因?yàn)楣喔鹊乃|(zhì)不同，而且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)還有化肥農(nóng)藥等的使用，其入滲時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生一系列的變化。針對(duì)這一現(xiàn)狀，李培月團(tuán)隊(duì)將自己的研究集中于“干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉用水在入滲過程中含水層性質(zhì)和地下水質(zhì)會(huì)產(chǎn)生哪些變化”，從水文地球化學(xué)、生物地球化學(xué)等方面，進(jìn)一步關(guān)注地下水的水質(zhì)問題。

到南非考察

不忘初心，向著全新目標(biāo)揚(yáng)帆起航

走得再遠(yuǎn)，但從未忘記自己為什么出發(fā)。自始至終，李培月始終堅(jiān)守著研究初心，并從未忘記自己身為一名科研人、一名大學(xué)教師所肩負(fù)的職責(zé)。

“要勇于做發(fā)現(xiàn)大師的大師”，教育部青年學(xué)者研修班上的這句話深深觸動(dòng)著李培月，因?yàn)檫@與他一直堅(jiān)守的志向不謀而合。“一個(gè)人在科研能力高深的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)一批為學(xué)科建設(shè)貢獻(xiàn)力量的人才”李培月說(shuō)。隨著近年來(lái)國(guó)家對(duì)“創(chuàng)新型國(guó)家”和“生態(tài)文明建設(shè)”的大力推進(jìn)，“生態(tài)水利”“數(shù)字水利”“智慧水利”等與水資源類專業(yè)密切相關(guān)的發(fā)展模式和行動(dòng)規(guī)劃也已經(jīng)進(jìn)入日程計(jì)劃，李培月積極參與了多項(xiàng)學(xué)校和陜西省教育教學(xué)改革項(xiàng)目。針對(duì)新形勢(shì)下水資源類人才培養(yǎng)存在的問題，他參與構(gòu)建了多元化、階梯式的實(shí)踐教學(xué)體系，確立了水資源類特色創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新路徑。通過創(chuàng)新卓越人才培養(yǎng)模式，提出了“重基礎(chǔ)、強(qiáng)實(shí)踐、能創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)理念，并進(jìn)一步向傳統(tǒng)實(shí)習(xí)模式發(fā)起挑戰(zhàn)。在實(shí)踐教學(xué)管理方面，他制定了更加完善的基于“野外能力+內(nèi)業(yè)能力+實(shí)習(xí)答辯”的野外教學(xué)管理辦法，使其更適用于水資源類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)。

未來(lái)，李培月還將本著服務(wù)于國(guó)家“一帶一路”的重大需求，積極推進(jìn)學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)，發(fā)展和創(chuàng)新基于地球化學(xué)的旱區(qū)地下水循環(huán)演化研究方法和理論，提出地下水環(huán)境演化與污染防控技術(shù)體系。建立國(guó)際交流的長(zhǎng)效機(jī)制，搭建環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)的國(guó)際交流平臺(tái)，進(jìn)一步提升學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)的科研創(chuàng)新能力和水平?！跋Ｍ窈笥幸慌四軌蚝臀乙黄穑瑸榱宋覀儑?guó)家的富強(qiáng)和可持續(xù)發(fā)展，投身到水科學(xué)研究當(dāng)中來(lái)?！彼芍缘卣f(shuō)。

科研征程道阻且長(zhǎng)，全身心投入到科研之中，李培月從未懈怠。今后，他還會(huì)沿著這一方向繼續(xù)開拓！