秋季连续打捞蓝藻对水-气界面温室气体通量的影响     

荀凡  杜先  陈新芳  刘高飞  齐天赐  冯慕华 《湖泊科学》2020,32(6):1707-1722

在巢湖西北半湖近岸带设置大型围隔研究秋季连续打捞蓝藻对湖泊温室气体通量的影响,应用YL-1000型大型仿生式水面蓝藻清除设备进行原位打捞蓝藻,通过便携式温室气体分析仪-静态箱法对大型围隔内水-气界面CH₄、CO₂通量特征及其影响因素进行观测.结果表明：对比未打捞区,蓝藻连续打捞下打捞区水体中叶绿素a（Chl.a）、悬浮物（SS）浓度不断下降,两者削减率分别为72%、85%,Chl.a、SS浓度分别下降到29.6±2.5 μg/L、12.5±1.2 mg/L,打捞对围隔内颗粒态物质去除效果十分明显;打捞过程中水体溶解性有机物（DOM）中微生物代谢类腐殖质（C1）、类蛋白（C3）显著下降趋势,打捞区C1、C3组分（0.18±0.02、0.06±0.01 RU）强度明显低于未打捞区（0.26±0.05、0.12±0.03 RU）,打捞能有效控制藻源性溶解性有机质释放.同时,打捞区水-气界面CH₄通量呈显著下降趋势,未打捞区CH₄通量平均值（17.473±1.514 nmol/（m²·s））为打捞区（7.004±4.163 nmol/（m²·s））近2倍,CH₄通量与Chl.a、C1、C3组分均呈显著正相关,水体中藻源性溶解态有机质对CH₄通量具有促进作用;打捞区CO₂释放通量呈显著上升趋势,打捞区CO₂吸收通量（-0.200±0.069 μmol/（m²·s））明显低于未打捞区（-0.344±0.017 μmol/（m²·s））,CO₂通量与Chl.a、温度均呈显著负相关.秋季打捞对CH₄、CO₂综合日平均通量减排量值为0.275±0.076 mol/（m²·d）（以CO₂当量计）.研究结果揭示了巢湖秋季连续打捞蓝藻过程对水-气界面温室气体具有显著减排作用,且能在一定程度上减缓蓝藻水华与湖泊富营养化、气候变暖之间的恶性循环,为湖泊碳循环和蓝藻水华灾害防控提供科学数据支撑和理论参考.  相似文献   

滇池蓝藻水华发生频率与气象因子的关系   总被引：6，自引：4，他引：2  

鲁韦坤  余凌翔  欧晓昆  李发荣 《湖泊科学》2017,29(3):534-545

蓝藻水华暴发是在一定的营养、气候、水文条件和生态环境下形成的藻类过度繁殖和聚集的现象,是水体环境因子(如总氮、总磷、pH值、溶解氧)和气象因子综合作用的结果.然而滇池周年性水华暴发标志着滇池蓝藻水华在当前水质条件下,气象因子为关键影响因子.为了进一步探究滇池蓝藻水华发生与气象因子的规律,本文利用2010-2011年滇池蓝藻水华遥感监测资料与周边地面气象站逐月资料,研究滇池蓝藻水华月发生频率与月气象因子的关系.结果显示,滇池蓝藻水华发生频率与平均气温、最低气温、平均风速、累计日照时数和降雨量等气象因子均表现为显著相关,其中与日照时数和风速呈显著负相关.各因子中与风速的相关系数最高,说明滇池各月蓝藻水华发生频率高低与风速关系最为密切,进一步验证了在具备蓝藻水华发生所需营养盐条件下,水体稳定性对蓝藻水华发生的影响更为重要的结论.以上结果可为科学预测蓝藻水华发生,并采取相应措施减少其带来的影响提供理论依据.  相似文献   

利用Himawari-8高频次监测太湖蓝藻水华动态     

王萌  郑伟  刘诚 《湖泊科学》2017,29(5):1043-1053

新一代静止气象卫星Himawari-8以其10 min/次的高观测频次,为连续动态监测蓝藻水华提供了有力的数据支持.基于太湖实地光谱测量资料,提出Himawari-8卫星资料太湖蓝藻水华动态监测方法.以2015年10月2日蓝藻水华发生过程为例,利用连续、多时次Himawari-8资料,动态监测了太湖蓝藻水华的发展变化,分析蓝藻水华的出现、发展和消失,计算蓝藻水华强度的动态变化,认识蓝藻水华程度及变化特征,估算蓝藻水华的动态变化速度.上述分析为研究蓝藻水华的生长消亡过程提供了支持.进一步探讨蓝藻水华动态变化与气象要素的关系,发现在相同的温湿条件下,风场对蓝藻水华的形成、运动和消失有直接的驱动作用.  相似文献   

蓝藻水华暴发过程中的浮力调节机制     

方菲  粟一帆  朱文涵  甘琳  张咏  杨柳燕 《湖泊科学》2023,35(4):1139-1152

随着工业和经济的发展,水体富营养化以及由此导致的蓝藻水华现象频发,严重影响水生态安全及健康。蓝藻水华形成过程包括休眠、复苏、生物量增加以及上浮聚集形成肉眼可见的水华4个阶段。蓝藻自身的生长机制是引发水华的重要原因,其中浮力调节机制是其重要的生存策略之一,在春季复苏、夏季大量增长及最终上浮至水体表面形成水华阶段均具有重要作用。了解蓝藻浮力调节机制及其在水华过程中的作用对于了解蓝藻生长特性及水华形成机理具有重要意义。气囊及细胞镇重物是常见的浮力调节机制。除此以外,新的研究发现光照条件下单细胞蓝藻产生的大量氧气泡可促使蓝藻上浮至水面形成水华。同时,野外蓝藻常以群体状态存在,群体内部形成的细胞间隙及光照条件下产生的大量氧气是促使蓝藻上浮至水体表面的另一重要原因。野外蓝藻群体在其内部形成微环境,其理化性质可随外界环境的改变发生快速变化,群体内外微环境相互作用,共同影响群体内部细胞间隙中溶氧浓度及浮力。了解蓝藻浮力调节机制及群体内部微环境理化性质对深入了解蓝藻的生长特性及从微观层面分析水华形成机理具有重要意义。本文综述了水华暴发过程中蓝藻的主要浮力调节机制,以期为从微观层面探明蓝藻水华暴发机理提供...  相似文献   

有害藻华的宏条形码分析:机会与挑战   总被引：3，自引：3，他引：0  

陈楠生 《海洋科学》2020,44(7):116-134

宏条形码分析（metabarcoding analysis）是通过对野外样本的分子标记（即条形码）进行PCR扩增、测序，并利用测序结果分析野外样本物种组成、物种相对丰度，及其时空动态变化。这项在近20年里逐步发展起来的分子技术，得益于DNA测序技术的快速发展，包括测序通量的提升和测序成本的降低，以及生物信息学分析方法的快速开发。基于可操作分类单元（operational taxonomic units，OTUs）分析方法，特别是最近的扩增子序列变异（amplicon sequence variants，ASVs）方法的开发，极大促进了宏条形码分析的应用。在世界及我国的海洋生态领域，宏条形码分析的应用还处于起步阶段。随着分析方法的日趋成熟，可适用于不同应用领域的分子标记不断增加，以及参考数据库的不断完善，宏条形码分析将释放出广阔的应用潜力。可以预期，宏条形码分析将在系统分析我国近岸海域有害藻华物种（及其他浮游生物物种）的组成和相对丰度中起关键作用，通过发现新物种，辨别隐存种，跟踪物种的生物地理学，进而帮助解析有害藻华暴发机理。  相似文献   

Analysis of the Causes of Cyanobacteria Bloom: A Review     

ZHOU Bing  CAI Xiaoli  WANG Sen  YANG Xinxin 《资源与生态学报(英文版)》2020,11(4):405-413

Among water blooms, cyanobacteria bloom occurs over the widest range and is much more harmful than other blooms. Its occurrence in inland water bodies is affected by many factors, such as meteorology, hydrology, and human activities. Therefore, the study of the causes of cyanobacterial bloom has become a major focus of scholars. The China Knowledge Network Journal Database contains 143 papers from China and abroad from the years 2004 to 2019 that are relevant to the study of cyanobacteria bloom. We begin by analyzing keywords in these studies and creating a keyword distribution map which indicates the factors related to the blooms. Based on parameters such as the frequency of words appearing in the text, the full text of each of the 143 papers is analyzed to form a word cloud created by a program written in Python language. After irrelevant terms are eliminated, the word cloud map can reveal potential factors that were not identified by keywords alone. After completing this macro analysis, we examined approximately 100 related papers from the China Knowledge Network Journal Database and Web of Science Database published from 2014 to 2019. Finally, we summarize the main reasons for the outbreak of water blooms. The factors causing blooms can be divided into natural factors and human factors. Among the natural factors are illumination, water temperature and nutrient salt conditions. The human factors are generally related to large-scale water conservancy projects. This paper analyzes and summarizes these factors, and provides a reference to aid in the prevention and treatment of algal blooms. The information in the paper has a certain practical significance for the protection of water environments.  相似文献   

Modeling the depletion of dissolved oxygen in a lake due to algal bloom: Effect of time delay     

A.K. Misra  Peeyush ChandraV. Raghavendra 《Advances in water resources》2011,34(10):1232-1238

We propose and analyze a non-linear mathematical model for algal bloom in a lake to account for the delay in conversion of detritus into nutrients. It is assumed that there is a continuous inflow of nutrients in the lake due to agricultural run off. The model involves four variables, namely nutrient concentration, algal population density, detritus density and dissolved oxygen concentration. The dynamics of the model is studied in terms of local stability analysis and Hopf-bifurcation analysis. It is found that the positive equilibrium of the model may switch from stability to instability to stability, and eventually instability sets in under certain conditions. The numerical simulation is performed to support the analytical results.  相似文献   

南海北部浮游生态系统要素季节变化的模拟研究     

张冲  史洁  高会旺  高振会 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2011,41(3):11-18

本文基于南海SEATS站的观测资料,利用垂直一维海洋生态系统动力学模式(MEM-1D)模拟了南海北部生态要素垂直结构的季节变化。结果表明,南海北部表层Chla浓度具有明显的季节变化特征,夏季呈现低值(<0.05 mg·m-3),冬季呈现高值,12月为0.38 mg·m-3。春季,风速相对变小,垂直混合变弱,次表层Chla浓度极大值现象形成(80~100 m),并可一直持续到10月末。冬季,海表温度降低,东北季风爆发,垂直混合增强,出现表层水华现象。浮游动物和细菌的垂直结构相似,冬季上层水体中浮游动物和细菌出现最大值,分别为13 mg·m-3和18 mg·m-3。3~10月细菌(12 mg·m-3)同浮游动物(14 mg·m-3)一样出现次表层最大值,其存在深度与浮游动物相似。  相似文献   

Export and mesopelagic particle flux during a North Atlantic spring diatom bloom   总被引：2，自引：0，他引：2  

Patrick Martin  Richard S. LampittMary Jane Perry  Richard SandersCraig Lee  Eric D'Asaro 《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》2011,58(4):338-349

Spring diatom blooms are important for sequestering atmospheric CO₂ below the permanent thermocline in the form of particulate organic carbon (POC). We measured downward POC flux during a sub-polar North Atlantic spring bloom at 100 m using thorium-234 (²³⁴Th) disequilibria, and below 100 m using neutrally buoyant drifting sediment traps. The cruise followed a Lagrangian float, and a pronounced diatom bloom occurred in a 600 km² area around the float. Particle flux was low during the first three weeks of the bloom, between 10 and 30 mg POC m⁻² d⁻¹. Then, nearly 20 days after the bloom had started, export as diagnosed from ²³⁴Th rose to 360-620 mg POC m⁻² d⁻¹, co-incident with silicate depletion in the surface mixed layer. Sediment traps at 600 and 750 m depth collected 160 and 150 mg POC m⁻² d⁻¹, with a settled volume of particles of 1000-1500 mL m⁻² d⁻¹. This implies that 25-43% of the 100 m POC export sank below 750 m. The sinking particles were ungrazed diatom aggregates that contained transparent exopolymer particles (TEP). We conclude that diatom blooms can lead to substantial particle export that is transferred efficiently through the mesopelagic. We also present an improved method of calibrating the Alcian Blue solution against Gum Xanthan for TEP measurements.  相似文献   

超声改性对不同粘土去除藻华生物效率的影响     

姜文彬  俞志明  曹西华  邱丽霞  宋秀贤 《海洋与湖沼》2018,49(3):560-567

粘土表面改性方法是提高改性粘土絮凝有害藻华效率的关键。本文研究了超声改性法对粘土去除藻华生物效率的影响,对比分析了粘土颗粒在改性前后的粒度分布、扫描电镜图像以及表面电位等理化特征变化,进而初步探讨了超声改性的作用机制。结果显示,超声改性处理可以有效提高本研究中所试验五种粘土去除藻华生物能力。超声改性导致粘土颗粒粒径进一步减小,且超声时间越长,颗粒粒径越小;超声处理后的粘土粒度分布集中、颗粒均匀,延长超声处理时间可以有效提高增效效果。同时发现,超声改性后粘土颗粒的表面电位负电性变弱,降低了粘土颗粒与表面负电性藻细胞之间的静电斥力,从而提高了粘土对藻华生物藻细胞的絮凝去除能力。本研究探索了提高粘土去除藻华生物效率的新方法,为进一步增强改性粘土去除能力提供了参考。  相似文献