城市環境所揭示水庫水位波動對水華藻類的影響

2021-01-08 中國科學院

　　水庫水資源在供水、防洪、發電、養殖等方面為人類提供生態系統服務已半個多世紀，中國是水庫大國，目前水庫水量約為自然湖泊的三倍，其對社會經濟發展的作用愈顯突出。然而，我國水庫特別是亞熱帶地區水庫普遍存在不同程度的富營養化問題，具有較高的藻類水華發生風險。修建水庫是人類活動影響地表水循環、調控水資源分布最強烈的表現形式之一，全球範圍內儘管已經積累了大量水庫水文水動力數據，但是水庫浮遊生物生態研究至今依然十分缺乏和滯後。浮遊藻類是水庫生態系統中極其重要的組成成分，在物質循環、能量流動、汙染物降解和水體自淨等方面發揮基礎和關鍵作用。已有研究表明水華藍藻等浮遊藻類可對光、溫度、營養鹽的變化做出顯著響應，然而在氣候變化和人類活動加劇背景下，人們對水量-水質-浮遊生物的生態耦合關係，特別是對水庫水文變化過程對藻類群落和水華藍藻影響的認知還十分有限。

　　中國科學院城市環境研究所水生態健康研究組（楊軍團隊）自2009年起在福建省沿流域人類活動強度（城市化）梯度建立水庫長期定位生態觀測站，重點對廈門4座水庫的水量、水質和浮遊生物動態開展了系統研究。通過周年數據分析發現，水庫浮遊生態系統伴隨水位月際波動呈現出顯著的穩態轉換。其中，低水位時期藍藻的優勢度和生物量顯著升高，擬柱胞藻、尖頭藻和微囊藻是最優勢的藍藻類群。水庫水位的上升能夠通過稀釋作用直接降低藍藻的密度，更重要的是可以通過改變其它生態因子（例如，pH、光環境、營養鹽等）提高有益藻的比例並間接降低有害藍藻的優勢度。氣候變化（降水和乾旱）和人為調水（蓄水和放水）引發的水庫水位波動均可對藍藻和藻類群落產生相同的生態效應。進一步分析表明，當水庫水位波動高於+2米/月時可以有效降低藍藻的優勢度和生物量，進而預防和控制藍藻水華的發生。考慮到未來氣候變化和人類活動將有可能進一步加劇水庫的水位波動，因此該研究結果對未來中、小型水庫基於水利調度進行藍藻水華的防控、水質安全的保障以及水生態系統完整性的保護等方面具有重要意義。

　　該研究成果發表在環境科學領域國際期刊Science of the Total Environment, 2016, 557/558: 445-452（Jun Yang, Hong Lv, Jun Yang*, Lemian Liu, Xiaoqing Yu, Huihuang Chen. Decline in water level boosts cyanobacteria dominance in subtropical reservoirs）。該研究得到了國家重大科學研究計劃、國家自然科學基金、福建省自然科學基金資助。

　　文章連結 

城市環境所揭示水庫水位波動對水華藻類的影響

　　水庫水資源在供水、防洪、發電、養殖等方面為人類提供生態系統服務已半個多世紀，中國是水庫大國，目前水庫水量約為自然湖泊的三倍，其對社會經濟發展的作用愈顯突出。然而，我國水庫特別是亞熱帶地區水庫普遍存在不同程度的富營養化問題，具有較高的藻類水華發生風險。修建水庫是人類活動影響地表水循環、調控水資源分布最強烈的表現形式之一，全球範圍內儘管已經積累了大量水庫水文水動力數據，但是水庫浮遊生物生態研究至今依然十分缺乏和滯後。浮遊藻類是水庫生態系統中極其重要的組成成分，在物質循環、能量流動、汙染物降解和水體自淨等方面發揮基礎和關鍵作用。已有研究表明水華藍藻等浮遊藻類可對光、溫度、營養鹽的變化做出顯著響應，然而在氣候變化和人類活動加劇背景下，人們對水量-水質-浮遊生物的生態耦合關係，特別是對水庫水文變化過程對藻類群落和水華藍藻影響的認知還十分有限。
　　中國科學院城市環境研究所水生態健康研究組（楊軍團隊）自2009年起在福建省沿流域人類活動強度（城市化）梯度建立水庫長期定位生態觀測站，重點對廈門4座水庫的水量、水質和浮遊生物動態開展了系統研究。通過周年數據分析發現，水庫浮遊生態系統伴隨水位月際波動呈現出顯著的穩態轉換。其中，低水位時期藍藻的優勢度和生物量顯著升高，擬柱胞藻、尖頭藻和微囊藻是最優勢的藍藻類群。水庫水位的上升能夠通過稀釋作用直接降低藍藻的密度，更重要的是可以通過改變其它生態因子（例如，pH、光環境、營養鹽等）提高有益藻的比例並間接降低有害藍藻的優勢度。氣候變化（降水和乾旱）和人為調水（蓄水和放水）引發的水庫水位波動均可對藍藻和藻類群落產生相同的生態效應。進一步分析表明，當水庫水位波動高於+2米/月時可以有效降低藍藻的優勢度和生物量，進而預防和控制藍藻水華的發生。考慮到未來氣候變化和人類活動將有可能進一步加劇水庫的水位波動，因此該研究結果對未來中、小型水庫基於水利調度進行藍藻水華的防控、水質安全的保障以及水生態系統完整性的保護等方面具有重要意義。
　　該研究成果發表在環境科學領域國際期刊Science of the Total Environment, 2016, 557/558: 445-452（Jun Yang, Hong Lv, Jun Yang*, Lemian Liu, Xiaoqing Yu, Huihuang Chen. Decline in water level boosts cyanobacteria dominance in subtropical reservoirs）。該研究得到了國家重大科學研究計劃、國家自然科學基金、福建省自然科學基金資助。
　　文章連結 

城市環境所揭示水庫水位波動對水華藻類的影響

相關焦點

  • 城市環境所在水庫藍藻水華發生和消退後浮遊生物群落動態方面取得...
    在氣候變化和人類活動雙重影響下容易引發湖庫藻類水華，嚴重威脅生態系統穩定性和供水安全。真核浮遊生物作為水生態系統食物網的重要組成部分，在水體自淨和水質穩定方面發揮關鍵作用。水生態系統中，真核浮遊生物具有很高的物種多樣性，包含少量的優勢種和大量的稀有種。
  • 湖北安陸:解放山水庫首次發生「水華」,已計劃設置備用水源
    「這可能是水廠應對『水華』經驗不足，處理工藝沒有跟上造成的。」中科院生態環境研究中心環境水質學國家重點實驗室主任楊敏分析說，飲用水水源地發生「水華」後，水廠的進水工藝會造成影響，水廠需要調整工藝運行參數，加強水廠處理能力。
  • 城市環境所在水庫藍藻水華發生和消退後浮遊細菌群落動態研究中...
    城市環境所在水庫藍藻水華發生和消退後浮遊細菌群落動態研究中取得進展 2019-01-15 城市環境研究所 然而，在全球氣候變化和水體富營養化加劇的背景下，水庫藍藻水華暴發已經成為一個世界性的生態環境問題。監測藍藻和浮遊細菌群落的動態變化、研究藻菌的相互作用及控制浮遊生物群落演替的關鍵因子，將有助於水庫水質優化管理、預防和控制有害藍藻水華發生。
  • 湖北一水庫裸藻水華暴發,中國綠髮會提五建議:生物學防治
    富營養化是當前我國水庫的水質管理中的主要環境問題，富營養化水體中發生的「水華」，既對飲用水安全和公眾健康產生威脅，又導致水體生態系統功能退化。近日，據多家媒體報導，湖北安陸市解放山水庫發生了「水華」，自來水變成了「綠茶」，影響到了讓主城區20萬人口的飲用水供應。
  • 我市強化重點水源地藻類水華防控工作
    我市強化重點水源地藻類水華防控工作04-08 17:04:00  來源：環保局    字號：大 中 小 目前已進入藻類爆發敏感期
  • 鄱陽湖不具備水華發生條件 優勢限制藻類繁殖
    近年來，我國湖泊、水庫與河流部分水域頻繁暴發藻類水華，受到社會各界廣泛關注。那麼，中國最大淡水湖——鄱陽湖的水質如何？
  • 導致湖北「綠茶水」的水華是什麼?水體富營養化引發藻類爆發
    前些天，安陸市城區水源地解放山水庫發生「水華」現象，給自來水廠制水造成困難，致使居民用水濁度色度升高並伴有異味。很多市民反應在家中接取的自來水都變成了綠色，被戲稱為「綠茶水」。市民們擔心這樣的自來水有毒，紛紛購買桶裝水應急。
  • 湖北恩施大龍潭水庫發生水華 排汙工作正在進行
    新華社宜昌８月５日電（記者 江時強）記者５日上午從恩施土家族苗族自治州環保局獲悉，恩施市大龍潭水庫發生水華現象，環保和衛生部門正採取緊急措施，應對可能導致的供水危機。    大龍潭水庫位於湖北省恩施市城區上遊１１公裡處，是長江中遊支流清江上的一座中型水庫，設計總庫容５２００萬立方米，電站裝機３萬千瓦，具有防洪、發電、灌溉、養殖、供水和旅遊等多種功能，是恩施城區２０多萬人的唯一飲用水源地。
  • 專家稱太湖藻類水華可能持續近5個月
    同時，他還擔憂按照目前情況，如果不採取有效措施，太湖藻類水華可能持續近5個月。　　胡維平介紹，去年以來氣溫偏高，而今年4月份太湖流域降水量明顯偏低，進而導致太湖水溫達到了25年來最高點，這就為藻類提供了適宜的條件。另外，今年1-4月份偏南風風場顯著高於往年平均，使得其他湖區的藻類易於向太湖梅梁灣聚集。
  • 水利水電知識:長江上遊水庫生態調度主要存在以下幾個方面
    洪水的發生也是生物開始新一輪生命周期的驅動力，特別是對產漂流性卵的「四大家魚」而言，洪水脈衝水文條件十分重要，具體而言有7個重要的水文因子：洪峰過程數、洪峰發生時的初始水位、水位的日上漲率、斷面初始流量、流量的日漲率、漲水持續時間和前後兩個洪峰的事件間隔。長江上遊水庫群建設以後，必然對下遊洪水會產生「削峰補枯」的水文效應。適度維繫水庫下遊洪水脈衝是實施水庫生態調度的必然需求。
  • 漢江部分江段發生輕度「水華」
    長江商報消息 水流偏小氣溫升高為主要原因，環保部門已啟動應急預案本報訊（記者 徐靚麗）近日，有不少人反映，漢江沙洋取水口附近江面呈微黃色，疑似發生藻類「水華」現象。湖北省環保部門通過調查取樣監測後，判斷此次狀況為輕度硅藻「水華」，環保、水務部門已採取相應措施應對。
  • 湖北安陸回應自來水變「綠茶水」:首次發生「水華」
    「這可能是水廠應對『水華』經驗不足，處理工藝沒有跟上造成的。」中科院生態環境研究中心環境水質學國家重點實驗室主任楊敏分析說，飲用水水源地發生「水華」後，水廠的進水工藝會造成影響，水廠需要調整工藝運行參數，加強水廠處理能力。
  • 黃河水水庫藻類爆發原因及治理分析
    北極星環境修復網訊:黃河水作為城市飲用水水源，已被50多個大中城市所採用。隨著城市經濟的發展，許多產業的排汙量相應增加，作為汙染物受納水體的黃河水富營養化程度在逐年增加。近年來，作為應用水水源的水庫經常出現藻類爆發的現象，。一、藻類生長旺盛期出現的各種水質參數變化圖1為某引黃水庫一年中藻類生長旺盛出現的規律。
  • 漢江「水華」呈現新趨勢 持續時間延長頻率加快
    各方專家針對今年初東荊河仙桃段的「水華」現象分析推斷，漢江「水華」已呈現出新趨勢，值得高度重視。　　「隔年發生」變成「連續發生」　　近年來漢江「水華」多發生在二三月份，持續時間一般為一周或半個月。去年漢江「水華」發生在2月26日-3月8日，總計12天；今年1月12日發生的「水華」，較去年提前約1個月，且延續近一個月，比以往「水華」發生的時間要長。從1992年漢江發生「水華」以來，「水華」現象都是隔年或隔幾年發生，但去年和今年是連續發生「水華」，時間越來越近。　　此外，漢江「水華」藻密度亦增大，並且波及範圍不斷擴大。
  • 湖北安陸水源地「水華」危機
    章鵬所說像綠豆湯一樣的自來水便取自坐落於安陸城西的解放山水庫。解放山水庫是通過攔截上遊府河形成的一種河道型水庫，水庫總庫容4630萬立方米，年供水2800萬立方米，其主要來水受上遊隨州影響。4月25日，安陸市人民政府新聞辦公室發布通告稱，4月15日以來，解放山水庫發生「水華」現象，給自來水廠制水造成困難，致使居民用水濁度色度升高並伴有異味。安陸市決定啟動Ⅳ級響應。
  • 藻類植物共有23000餘種,而淡水藻類在自然界分布很廣!
    藻類植物共有23000餘種，而淡水藻類在自然界分布很廣，江河、湖泊、水庫、小溪、池塘、積水坑、沼澤、冰雪、溫泉、土壤、巖石、樹皮、牆壁乃至花盆外壁上，都有它們的蹤跡。有時候在江、湖泊或者池塘上會看到水體呈現藍色、綠色的現象，被稱為「水華」。
  • 水華 - 水華-海洋 -中國天氣網
    淡水中「水華」造成的最大危害是：飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍藻「水華」的次生代謝產物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應，直接威脅人類的健康和生存。此外，自來水廠的過濾裝置被藻類「水華」填塞，漂浮在水面上的「水華」影響景觀，並有難聞的臭味。所以每次發生水華現象都會給人類和自然界帶來巨大的損失或災害。
  • 安徽巢湖湖區2016年藻類密度下降明顯 水華情況好轉
    記者從安徽省環保廳了解到，2016年巢湖湖區藻類密度下降明顯，水華情況呈現持續好轉的趨勢。根據《巢湖藍藻應急監測工作方案（試行）》，2016年4月至11月，環境監測部門共開展常規監測33次、加密應急監測45次，啟動黃色預警1次、紅色預警4次。
  • 東錢湖硅藻「水華」引起水色變化
    浙江在線03月09日訊近期，東錢湖湖區水體顏色呈現棕褐色的消息引發了社會各界的廣泛關注，許多市民和遊客向東錢湖有關部門了解情況，在各大論壇和微博上，東錢湖水環境問題也成為熱點話題。
  • 南京地理所揭示湖泊水體陽離子對藍藻聚集及水華形成的促進機理
    南京地理所揭示湖泊水體陽離子對藍藻聚集及水華形成的促進機理 2016-09-18 南京地理與湖泊研究所 、水文氣象及生物脅迫作用外，水體中存在的陽離子（如鈣鎂離子）濃度對顆粒聚集及水華形成的影響卻鮮有關注。