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美研究人员开发出有害藻华发生的预警方法

近日,PNAS发表题为《蓝藻水华逆转的早期预警响应》的文章,展示了一个能识别藻华发展态势的自动化监测系统,如水体中藻类的快速生长及氧气的消耗。该系统能成功地提前预测藻华的全面爆发,为及时阻止藻华进一步发展提供了帮助。

美研究人员开发出有害藻华发生的预警方法

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湖泊和水库中的有毒藻华会导致鱼类死亡,并对人、牲畜和野生动物造成毒性风险,但藻华的爆发很难预测。理论认为,可通过使用湖水中色素的高频观测来计算弹性指标。然而,目前尚不清楚一旦指标被检测到,管理是否可以防止藻华发生。

来自美国弗吉尼亚大学和新泽西州立大学等机构的研究人员测试了未发生藻华的早期预警是否可被用来作为干预(即停止营养的增加),以阻止向蓝藻细菌占主导地位的条件转变。研究人员利用密歇根的彼得湖(PeterLakes)和保罗湖(Paul Lakes)作为实验场所进行3组实验:第一个湖中每日添加无机氮和磷逐步使其富营养化而诱发藻华(实验湖);第二个湖没有进行富营养化处理(参照湖);第三个湖持续进行富营养化处理(周二湖,Tuesday Lake)。他们测量了3个生态系统变量(色素叶绿素a、藻青蛋白、溶解氧的百分饱和度),并从这些变量中计算了2个弹性指标。

当弹性指标超过预设界限,马上停止实验湖泊中营养物质的流入。此时,海藻色素、溶解氧饱和度和pH值迅速下降,实验湖泊最终的水体状况与没有进行富营养处理的湖泊相似,而持续进行富营养化的湖泊形成了大规模的藻华。结果表明,在某些情况下,弹性指标可用于有效的管理,可防止不必要的生态系统结构转换。该监测系统能在藻华爆发前两周作提前预警。一旦营养物质停止流入,则藻华可被逆转。

(来源:中国科学院兰州文献情报中心 资源环境科学动态监测快报2017年第3期)

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