談?wù)労熘袨槭裁磿┌l(fā)藍(lán)藻水華？

專注水產(chǎn)適用技術(shù)，奉獻(xiàn)實(shí)用養(yǎng)魚信息！

關(guān)于湖庫中為什么會暴發(fā)藍(lán)藻水華的問題，您可能會說，這哪還輪得到我這樣的無名之輩去說，國內(nèi)早已有大量的大牌專家們、國際上也有不少的著名科學(xué)家或以研究論文或以綜述論文的形式進(jìn)行了大量的報道。國內(nèi)的相關(guān)論文，如關(guān)于某湖的藍(lán)藻暴發(fā)原因的論文等，也很容易在我國最優(yōu)秀的科技期刊如《湖泊科學(xué)》等上查到，哪用得著在這樣一個小小的私人公眾號上來說呢？或者，您可能更懷疑，我的用心何在？在這樣的地方，既沒有影響因子、又沒有獎勵的地方寫這樣的文章，有何意義呢？因?yàn)椋谝恍┤丝磥?，發(fā)表觀點(diǎn)、或者開展研究，都是為了“拿錢”，而且“拿了人家的錢，還得幫人家辦事”。這不要錢的事，誰干？或者，不知道，我在這里發(fā)表自己的觀點(diǎn)，是否也仍算在“幫人家辦事”？哈哈哈，有點(diǎn)扯遠(yuǎn)了，還是言歸正傳吧。

藍(lán)藻水華的頻發(fā)，仍是我國乃至世界性的主要水環(huán)境問題之一，由于藍(lán)藻會分泌藻毒素、產(chǎn)生異味物質(zhì)、過度消耗溶氧，還影響水體景觀，不但可能危及到水中魚類的生存、水生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的健康......，還會直接影響到水資源供應(yīng)和對人類健康構(gòu)成威脅，所以一直是國內(nèi)外湖庫環(huán)境管理和生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)問題。正因?yàn)槿绱?，盡管國際上過去已有大量的文獻(xiàn)報道，國際頂尖的科學(xué)雜志Nature及其子刊Nature Review Microbiology仍分別于2019年10月和2018年8月連續(xù)發(fā)了兩篇關(guān)于藍(lán)藻水華的研究和綜述論文。當(dāng)然，關(guān)于這些文章的主要內(nèi)容，也無需我在這里贅述，大家都可以直接找到原文閱讀。當(dāng)然，倘若您手頭一時找不到這些論文，那倒是可以聯(lián)系我們，我們也很樂意與大家分享。今天，我想在這里與大家分享的觀點(diǎn)，則主要是基于本人過去的研究和思考，也算是向大家做一匯報吧。當(dāng)然由于水平、能力的局限，其中的缺點(diǎn)、錯誤和謬論在所難免，也懇請朋友們和專家們給予批評指正！先謝謝了。

Nature 和Nature Review Microbiology上的兩篇論文

01藍(lán)藻水華暴發(fā)原因的認(rèn)識

關(guān)于藍(lán)藻水華問題，很多人都會將其與水體的富營養(yǎng)化問題聯(lián)系在一起，這不奇怪，確實(shí)兩者之間存在著較為密切的內(nèi)在聯(lián)系?；蛘哒f，水體富營養(yǎng)化，確實(shí)是很多湖庫藍(lán)藻水華暴發(fā)的主要原因之一。人們之所以都這么認(rèn)為，還可能與文獻(xiàn)、專著中的大量宣傳、介紹有關(guān)，這些專著當(dāng)然也代表了專著所在時代的一些主流觀點(diǎn)。例如，在我國早期的一些專著中經(jīng)常是這樣描述的：所謂湖泊富營養(yǎng)化，是指湖泊等水體接納過多的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，使藻類及其他水生生物過量繁殖，透明度下降，溶氧降低，造成水質(zhì)惡化，水生態(tài)系統(tǒng)受損，嚴(yán)重的，還會發(fā)生水華（黃祥飛等，見劉建康主編，1990，《東湖生態(tài)學(xué)》；金相燦、屠清瑛，1990，《湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范》）。因此，大家也一般把水華的發(fā)生，看作是水體富營養(yǎng)化的結(jié)果乃至最惡劣的表征（金相燦等，1995）。在我國的第202次香山科學(xué)會議（盆友們也都知道這個會議的目的、以及開會的都是什么級別的專家）——我國湖泊富營養(yǎng)化的發(fā)生機(jī)制及控制對策（2003年）上，國內(nèi)頂尖的專家們也都認(rèn)為：水華的暴發(fā)可能是水體中的一種上行效應(yīng)。

在國際上，比如上面提到的Nature Review Microbiology的那篇綜述中，專家們也是這么看的：在外界驅(qū)動力上，水體富營養(yǎng)化、空氣中CO2濃度的升高和溫室效應(yīng)等都是導(dǎo)致藍(lán)藻水華頻發(fā)的主要原因。

除了這些外部因素外，科學(xué)家們也都普遍注意到了藍(lán)藻自身的生物學(xué)特性。相比于其他藻類，藍(lán)藻自身的生物學(xué)特性上有著很多的競爭優(yōu)勢：能固氮、具有CO2濃縮機(jī)制、具偽空泡上浮獲得對光的競爭優(yōu)勢、產(chǎn)毒素抵抗牧食、喜/耐高溫、改變微生物群落......

（上圖：藍(lán)藻在高溫下顯示的更高增長率；下圖：藍(lán)藻對CO2濃縮機(jī)制）

（圖片引自：Huisman et al., 2018)

在上述的綜述中，更是對藍(lán)藻如何濃縮CO2等機(jī)制，都做了非常清晰的介紹，可以說，今天，我們似乎比以往任何時候都對藍(lán)藻有了更清楚的了解。無疑，這些認(rèn)識和科學(xué)發(fā)現(xiàn)，不但都是正確的，而且也必將對藍(lán)藻的控制帶來充分的科學(xué)依據(jù)。

然而，當(dāng)我們帶著這些對藍(lán)藻的最新認(rèn)識雄心勃勃地面對具體的藍(lán)藻水華問題時，我們?nèi)噪y免會產(chǎn)生疑惑：如果說富營養(yǎng)化是湖泊藍(lán)藻水華暴發(fā)的主要原因，那么千島湖為什么是在1998、1999年，太湖為什么是在2007年暴發(fā)藍(lán)藻水華？

千島湖1989-1999年期間的總氮、總磷含量（數(shù)據(jù)引自呂煥春等，2003）

從上圖中可見，1998、1999年千島湖中心湖區(qū)暴發(fā)藍(lán)藻水華時，總氮和總磷并非是歷年的最高。同樣，太湖2007年暴發(fā)藍(lán)藻水華時，總氮和總磷也并非是最高的年份。

太湖總氮、總磷含量的變動（引自Paerl et al., 2011）

除了這些疑問外，我國很多地區(qū)的水庫管理者們也常被這樣的問題困擾：本來好好的水庫（水質(zhì)一直在地表水I類），怎么也突然暴發(fā)藍(lán)藻水華了？難道水庫這么快就會富營養(yǎng)化了嗎？

浙江某飲用水水源水庫的藍(lán)藻水華（攝于2019年4月16日）

就在昨天，又有朋友告訴我，浙江的又一個飲用水源水庫暴發(fā)了藍(lán)藻水華，而該地區(qū)的水庫水質(zhì)，平時都是維持在地表水I類。大家都知道，我國的水庫水質(zhì)普遍富營養(yǎng)化程度低于湖泊，這些暴發(fā)藍(lán)藻水華的水庫，也大多僅處于中營養(yǎng)水平。所以，將水體的富營養(yǎng)化與藍(lán)藻水華之間畫上簡單的等號是不妥當(dāng)?shù)摹?/span>

其次，藍(lán)藻的這些生物學(xué)特性固然為其在與其他藻類的競爭中占優(yōu)的內(nèi)在原因，然而，這些既然是藍(lán)藻的特性，也意味著，不管什么水體，只要藍(lán)藻存在，它們就有著這些優(yōu)勢。那又是什么原因，使得其僅在特定的湖庫暴發(fā)，而不是全部的湖庫？因?yàn)樗泻熘械乃{(lán)藻，其生物學(xué)特性都是一樣的，但暴發(fā)藍(lán)藻水華的湖庫卻是特定的，這又是為什么呢？顯然，用藍(lán)藻的這些生物學(xué)特性去解釋其為什么暴發(fā)也是不能令人信服的。

那么究竟什么才是藍(lán)藻水華暴發(fā)更主要或更直接的原因呢？

其實(shí)要理解藍(lán)藻水華暴發(fā)的原因并不難。眾所周知，藍(lán)藻水華暴發(fā)，從生態(tài)學(xué)本質(zhì)上來說，就是藍(lán)藻中的某些優(yōu)勢種/屬（如微囊藻、魚腥藻和束絲藻等）的種群數(shù)量在短時期內(nèi)出現(xiàn)了大幅度的增長。

由種群生態(tài)學(xué)的知識不難理解，任何種群的數(shù)量變動，都取決于出生（繁殖）與死亡、遷入與遷出之間力量的對比。如果新出生（繁殖）的個體數(shù)量超過了死亡的個體，或者遷入的個體數(shù)大于遷出的個體數(shù)，種群數(shù)量就上升，反之亦然。

影響種群數(shù)量變動的根本因素

當(dāng)我們順著這樣的思路再去觀察湖庫中藍(lán)藻水華暴發(fā)的原因或機(jī)制時，問題就會變得可以理解了，即為什么千島湖在1998、1999年總氮、總磷含量相對較低的時候暴發(fā)了藍(lán)藻水華呢？

水體中影響優(yōu)勢種藻類種群數(shù)量的主要因素

我們就是按照這樣的思路，對千島湖暴發(fā)藍(lán)藻水華前后的各種生態(tài)因子開展了調(diào)查和比較研究，最后確實(shí)發(fā)現(xiàn)了，只有鰱鳙的資源量在暴發(fā)藍(lán)藻水華時顯著低于暴發(fā)水華前。

千島湖1991-1999年鰱鳙、銀魚的捕撈產(chǎn)量

千島湖暴發(fā)藍(lán)藻水華前后主要生態(tài)因子的差異顯著性比較

（表中，銀魚資源量是比較96-97年與98-99年之間的差異，CPUE為單位努力量捕撈量，以此代表魚類相對資源量。表中雖未給出浮游動物的數(shù)據(jù)，但根據(jù)資料可推斷，水華暴發(fā)前后浮游動物數(shù)量差異也不顯著）

所以，根據(jù)我們的調(diào)查，千島湖1998、1999年之所以暴發(fā)大面積藍(lán)藻水華，可能與這兩年湖中的鰱鳙資源量銳減有直接的關(guān)聯(lián)。

為了驗(yàn)證這一結(jié)論的準(zhǔn)確性，同時也為了尋找預(yù)防和控制千島湖藍(lán)藻水華的方法，我們于2000-2002年開展了為期三年的控藻試驗(yàn)。

2000-2002年千島湖控藻試驗(yàn)區(qū)圖示意圖（圖中有斜線的部分）

試驗(yàn)在千島湖西北湖區(qū)和中心湖區(qū)（圖中畫有斜線的部分）約14466公頃的水域內(nèi)（該區(qū)域是連續(xù)2年暴發(fā)藍(lán)藻水華的區(qū)域），由杭州千島湖集團(tuán)有限公司放養(yǎng)鰱鳙魚種，三年內(nèi)包括公司在內(nèi)任何單位和個人都不能捕撈鰱鳙，進(jìn)行魚類控藻試驗(yàn)。

表 2000-2002年控藻試驗(yàn)鰱鳙放養(yǎng)量

（表中1998-1999年放養(yǎng)量數(shù)據(jù)，為推算數(shù)據(jù)，這兩年為全湖放養(yǎng)）

在2000-2002年三年的試驗(yàn)期間，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均出現(xiàn)了明顯的好轉(zhuǎn)，至2004年監(jiān)測時，千島湖最高透明度甚至達(dá)到了11m。三年中由于只放養(yǎng)、不捕撈，得以在較短時間內(nèi)迅速建立起了一定的鰱鳙種群，為有效遏制藍(lán)藻暴發(fā)，起到了積極作用。

當(dāng)然，千島湖最初的這種只放養(yǎng)不捕撈的管理方式，顯然是不合理的，所以自2003年開始，我們建議當(dāng)?shù)貙?shí)行科學(xué)捕撈，既能通過合理捕撈，把營養(yǎng)物質(zhì)及時帶出水體，也能使水體中的鰱鳙種群得到有效調(diào)節(jié)，維持在與水體生態(tài)容量相協(xié)調(diào)的水平。

由于千島湖的這種魚類放養(yǎng)模式，是以水環(huán)境保護(hù)為目標(biāo)，所以我們稱之為保水漁業(yè)。通過在千島湖的保水漁業(yè)研究，也使我們?yōu)樗{(lán)藻水華暴發(fā)的原因或機(jī)制有了更清楚的認(rèn)識：水體中大量營養(yǎng)鹽的輸入為藍(lán)藻水華的暴發(fā)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，但藍(lán)藻水華是否最終暴發(fā)，則還要取決于下行控制與上行效應(yīng)力量的對比。換言之，下行效應(yīng)不足以制衡上行效應(yīng)，才是水體中是否暴發(fā)藍(lán)藻水華的關(guān)鍵。

也許你對我們的觀點(diǎn)仍將信將疑，不知道你看了下面的這個照片后又會做何感想：這是2018年8月拍攝于千島湖上游安徽段境內(nèi)的一張照片。

浙皖交界新安江安徽段水面的藍(lán)藻（2018年8月）

你還可以在謝平研究員在千島湖論壇報告中看到更多的實(shí)景照片。對比一下千島湖淳安段的照片吧：

千島湖西北湖區(qū)（新安江淳安段）

簡直難以置信吧！是不是新安江淳安段不利于藍(lán)藻水華的發(fā)生呢？事實(shí)上，相比于安徽段，新安江淳安段的流速更緩，更有利于藍(lán)藻的產(chǎn)生。所以在營養(yǎng)鹽相當(dāng)、相互連通的江段所見到的完全不同的景象，您覺得該如何理解呢？

有人提到，千島湖藍(lán)藻數(shù)量在增加，雖然我不知道這樣的結(jié)論是如何得出的，但至少我們的監(jiān)測結(jié)果并不支持這樣的結(jié)論。但千島湖確實(shí)不是沒有藍(lán)藻，那么千島湖的藍(lán)藻在什么情況下數(shù)量增加或最多呢？其實(shí)千島湖的藻類演替是較有規(guī)律的，藻類特別是藍(lán)藻大多在汛期結(jié)束后的一定時期內(nèi)，由于受汛期大量地表徑流所帶入的過量營養(yǎng)物質(zhì)（特別是總磷，此時氮磷比是一年中最低的）的影響而會出現(xiàn)快速的增長。但千島湖現(xiàn)有的鰱鳙數(shù)量，不會讓這些藍(lán)藻在千島湖中維持足夠長的時間和達(dá)到足夠的數(shù)量。因此，只要現(xiàn)有的管理制度不變，1998、1999年的景象就不會在千島湖重演。相反，如果一些不合理的政策出臺，導(dǎo)致千島湖的鰱鳙數(shù)量降低，那么這種平衡必然會被打破，藍(lán)藻可能就不會僅僅局限在安徽段出現(xiàn)了。我們衷心地希望這種狀況不會在千島湖出現(xiàn)。當(dāng)然更希望有關(guān)部門，能有朝一日對魚兒們的這份貢獻(xiàn)有一個客觀的評價。

令我們欣慰的是，不但我們的研究已在很多的湖庫得到了驗(yàn)證，而且國內(nèi)也有越來越多的水庫管理者認(rèn)同和驗(yàn)證了我們的結(jié)論，我們也期待著朋友們對我們的研究的更廣泛的驗(yàn)證，乃至使保水漁業(yè)得到更廣泛的應(yīng)用，從而為我國的水環(huán)境保護(hù)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

(來源：指點(diǎn)米津)

(作者：LiuQ)

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