淡水中富營(yíng)養(yǎng)化后,“水華”頻繁出現(xiàn),面積逐年擴(kuò)散,持續(xù)時(shí)間逐年延長(zhǎng)。太湖、滇池、巢湖、洪澤湖都有“水華”,就連流動(dòng)的河流,如長(zhǎng)江最大支流——漢江下游漢口江段中也出現(xiàn)“水華”。
淡水中“水華”造成的最大危害是:飲用水源受到威脅,藻毒素通過(guò)食物鏈影響人類(lèi)的健康,藍(lán)藻“水華”的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟,具有促癌效應(yīng),直接威脅人類(lèi)的健康和生存。此外,自來(lái)水廠的過(guò)濾裝置被藻類(lèi)“水華”填塞,漂浮在水面上的“水華”影響景觀,并有難聞的臭味。所以每次發(fā)生水華現(xiàn)象都會(huì)給人類(lèi)和自然界帶來(lái)巨大的損失或?yàn)?zāi)害。
導(dǎo)致水華發(fā)生的重要的因素之一就是水體的富營(yíng)養(yǎng)化。
當(dāng)藻類(lèi)大量生長(zhǎng)時(shí),這些藻類(lèi)常在下風(fēng)頭水面漂浮著一層藍(lán)綠色或紅黃色的水花或薄膜——湖靛,草、青、鰱、鳙吃了不能消化,影響魚(yú)的生長(zhǎng)。雖然藻類(lèi)生長(zhǎng)很快,但因水中的營(yíng)養(yǎng)鹽被用盡,它們也很快的死亡。藻類(lèi)大量死亡后,在腐敗、被分解的過(guò)程中,也要消耗水中大量的溶解氧,并會(huì)上升至水面而形成一層綠色的黏質(zhì)物,使水體嚴(yán)重惡臭。而造成水華現(xiàn)象的出現(xiàn),主要原因還是水域沿線大量施用化肥、居民生活污水和工業(yè)廢水大量排入江河湖泊,致使江河湖泊中氮、磷、鉀等含量上升。
湖泊等水體的富營(yíng)養(yǎng)化依然是我國(guó)目前以及今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)的重大水環(huán)境問(wèn)題。研究藍(lán)藻水華的形成機(jī)制,對(duì)于科學(xué)預(yù)測(cè)湖泊中藍(lán)藻水華的產(chǎn)生,并采取相應(yīng)措施減少其帶來(lái)的影響具有重要的生態(tài)和環(huán)境意義。
為探索富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中藍(lán)藻水華形成機(jī)理,綜述了目前對(duì)我國(guó)大型淺水湖泊藍(lán)藻水華成因研究現(xiàn)狀和對(duì)水華形成機(jī)理的一般認(rèn)識(shí)。分析了導(dǎo)致藍(lán)藻水華形成的化學(xué)、物理和生物等主要環(huán)境因素,論述了藍(lán)藻,尤其是微囊藻成為水華優(yōu)勢(shì)種的可能原因。認(rèn)為對(duì)水華的形成需要全面認(rèn)識(shí),營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的升高可能僅是藍(lán)藻水華形成、且人們可以加以控制的因素之一;在探索水華成因時(shí),不能僅僅局限于夏季藍(lán)藻水華發(fā)生時(shí)環(huán)境特征的研究與觀察,而應(yīng)該提前關(guān)注藍(lán)藻的越冬生理生態(tài)特征、春季復(fù)蘇的生態(tài)誘導(dǎo)因子及其閾值以及在復(fù)蘇后,藍(lán)藻如何在生長(zhǎng)過(guò)程中形成群體,并逐步成為湖泊水生生態(tài)系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)種乃至形成水華的過(guò)程。并需要對(duì)藍(lán)藻越冬的生存對(duì)策、藍(lán)藻群體的形成的條件、藍(lán)藻在春季復(fù)蘇的觸發(fā)條件及其生態(tài)閾值、以及藍(lán)藻在與其它藻類(lèi)種群競(jìng)爭(zhēng)中取勝的生理生化特征有足夠的認(rèn)識(shí)。
藍(lán)藻水華的“暴發(fā)”是表觀現(xiàn)象,其前提還是藻類(lèi)一定的生物量,且是一個(gè)逐漸形成的過(guò)程。根據(jù)生態(tài)學(xué)的基本理論和野外對(duì)水華形成過(guò)程的原位觀測(cè),提出了藍(lán)藻水華成因的四階段理論假設(shè)。即在四季分明、擾動(dòng)劇烈的長(zhǎng)江中下游大型淺水湖泊中,藍(lán)藻的生長(zhǎng)與水華的形成可以分為休眠、復(fù)蘇、生物量增加(生長(zhǎng))、上浮及聚集等4個(gè)階段,每個(gè)階段中藍(lán)藻的生理特性及主導(dǎo)環(huán)境影響因子有所不同。
在冬季,水華藍(lán)藻的休眠主要受低溫及黑暗環(huán)境所影響;春節(jié)的復(fù)蘇過(guò)程主要受湖泊沉積表面的溫度和溶解氧控制,而光合作用和細(xì)胞分裂所需要的物質(zhì)與能量則決定了水華藍(lán)藻在春季和夏季的生長(zhǎng)狀況,一旦有合適的氣象與水文條件,已經(jīng)在水體中積累的大量水華藍(lán)藻群體將上浮到水體表面積聚,形成可見(jiàn)的水華。
研究藍(lán)藻水華的形成機(jī)理必須尋找導(dǎo)致水華形成的各主要生理階段的觸發(fā)因子或特異性因子,針對(duì)不同階段藍(lán)藻的生理特性,進(jìn)行深入研究。只有這樣才有可能逐步弄清藍(lán)藻水華的形成機(jī)制,并對(duì)其發(fā)生的每一進(jìn)程進(jìn)行預(yù)測(cè),尋求更加具有針對(duì)性的控制措施。
除了水體的富營(yíng)養(yǎng)化之外,水溫、洋流、水體的PH值、光照強(qiáng)度等均會(huì)對(duì)藻類(lèi)等水華生物的大爆發(fā)產(chǎn)生影響,在個(gè)別時(shí)候甚至是誘發(fā)因素。
位于江蘇省南部的中國(guó)第三大淡水湖——太湖中,水華十分頻繁,致使太湖的漁業(yè)遭遇危機(jī),而當(dāng)?shù)疇I(yíng)養(yǎng)化后的太湖,“水華”頻繁出現(xiàn),促使其“水華”面積逐漸加大,導(dǎo)致“水華”時(shí)間延年增長(zhǎng)。
1974年,多余的營(yíng)養(yǎng)鹽導(dǎo)致了美國(guó)佛羅里達(dá)州大沼澤的地國(guó)家公園中的這次水華,水華大量消耗掉了水的氧氣,使許多生物死亡。
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