适宜太湖蓝藻水华形成的风场辐散特征及其形成机制
中国太湖蓝藻水华发生的生态学机制研究
中国太湖蓝藻水华发生的生态学机制研究
近年来中国太湖频繁出现蓝藻水华，给当地的生态环境和水资源带来了很大的
威胁。
为了探究这一问题，很多学者对太湖蓝藻水华发生的生态学机制进行了深入的研究。
首先，太湖水华形成的根本原因是水体富营养化，这一现象的产生是由于人类
活动和自然因素等多种因素综合作用的结果。
太湖周边的人口不断增多，随之而来的是大量的化学污染物、生活垃圾和废水排放。
这些垃圾和废水中包含了丰富的营养物质，如氮、磷等，这些养分在水中会转化为植物生长所需的有机物质，形成水体富营养化的现象。
其次，太湖水体富营养化的产生又加速了藻类生长的速度。
水华是以蓝藻为主的。
蓝藻是一种单细胞生物，其存在形式通常是细胞在水体中聚集，形成大量类似显微镜下观察到的绿色细胞。
太湖的富营养化使得水体中的营养物质含量非常高，对蓝藻的生长起到了极大的促进作用。
除此之外，太湖蓝藻水华的形成还与环境因素的影响有关。
在太湖生态系统中，夏季的气温和光照强度都非常高，这为蓝藻的生长创造了非常有利的环境条件。
此外，太湖的水体水动力学也非常重要，由于太湖的面积较大，因此水流运动较慢，这为蓝藻在水体中停留生长提供了足够的时间和空间。
总之，太湖蓝藻水华发生的生态学机制非常复杂，需要多个因素的综合作用才
能真正达到发生水华的程度。
因此，为了预防和治理水华问题，不仅需要从源头上控制污染物的排放，还需要综合考虑水文、生态、环境等因素，制定出一系列科学合理的管理办法，以达到最佳的治理效果。
太湖湖滨带藻密度与水质_风作用的分布特征及相关关系
基金项目： 国家水体污染控制与治理科技重大专项（ 2009ZX07101 － 009 ， 2012ZX07101 － 009 ） 作者简介： 李春华（ 1977 － ） ， 女， 山东潍坊人， 助理研究员， 博士， 主要 从事环境 微 生 物、 湖 泊 富 营 养 化 控 制 及 生 态 修 复 研 究， lich@ craes． org． cn． * 责任作者， 叶春（ 1970 － ） ， 男， 江西九江人， 研究员， 博士， 主要研究 yechbj@ 163． com 方向为水污染控制与水体生态修复，
湖滨带是湖泊水域生态系统和陆地生态系统之 间的过渡带， 是湖泊水体的保护屏障和健全的湖泊生
［1 ］ 态系统不可缺少的有机组成部分 ， 对维持湖泊生 ［1-2 ］ ． 太湖是我国五大淡 态系统健康发挥着重要作用
之间建立多元回归方程， 通过逐步回归法确定主要影 响因子； 后者则通过固定因变量与其中一个自变量以 外的其他变量对它们的影响后， 研究这 2 个变量之间 ［18 ］ 的相关关系， 它反映了事物间的本质联系 ． 多元 线性逐步回归法虽然具有预测模型的优势 ， 但是建立 在对同一时段大量多次调查基础上 ， 为了达到整体模 型的拟合度， 有可能舍弃与因变量密切相关的影响因 ． 子 根据采样频度的特点， 该文采用偏相关分析法对 风作用对藻密度分布的影响进 太湖湖滨带水质因子、 行了研究， 以期为探究影响太湖湖滨带藻密度分布的 关键作用因子提供技术支持．
适宜太湖蓝藻水华形成的风场辐散特征及其形成机制
适宜太湖蓝藻水华形成的风场辐散特征及其形成机制王成林;陈黎明;潘维玉;钱新【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2010(030)009【摘要】对太湖周边17个气象观测站的7年常规观测资料聚类分析发现,在适宜蓝藻水华形成的高温、微风气象条件下,太湖湖面风场往往出现辐散特征,在此辐散风场的驱动下,蓝藻水华迁移过程必然与均匀风场驱动下有所不同;数值模拟结果显示,这种辐散风场是由于非绝热加热不均匀造成的局地次级环流叠加在弱的背景风场之上引起的;其强弱程度是受湖陆温差和背景风速共同决定的,并据此给出了湖面风场辐散强度指数.【总页数】9页(P1168-1176)【作者】王成林;陈黎明;潘维玉;钱新【作者单位】南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏,南京,210093;解放军理工大学气象学院,江苏,南京,211101;南京水利科学研究院,江苏,南京,210029;南京信息工程大学,气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏,南京,210044;南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏,南京,210093【正文语种】中文【中图分类】P49%X524【相关文献】1.特殊风场条件对太湖蓝藻水华迁移的影响研究 [J], 陈黎明;王成林;李褆来2.结合卫星遥感技术的太湖蓝藻水华形成风场特征 [J], 李亚春;谢小萍;杭鑫;朱小莉;黄珊;景元书3.结合卫星遥感技术的太湖蓝藻水华形成温度特征分析∗ [J], 李亚春;谢小萍;朱小莉;杭鑫;李心怡;景元书4.低纬850百帕辐散风场的年变化及其在厄尔尼诺年的异常 [J], 王盘兴;耿勃5.太湖蓝藻水华形成的适宜气象指标 [J], 杭鑫;罗晓春;谢小萍;李亚春因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
太湖蓝藻水华形成的适宜气象指标
第47卷第1期2019年2月Vol. 47,No. 1Feb. 2019气象科技METEOROLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY太湖蓝藻水华形成的适宜气象指标杭鑫⑺罗晓春$谢小萍2李亚春2**--------------------------------- http ：//www. qxkj. net. cn 气象科技江苏省基础研究计划太湖专项(BK2007745).江苏省科技支撑计划项目(BE2011840)、江苏省气象局重点项目(KZ201403)共同资助作者简介：杭鑫•男.1990年生•硕士研究生，工程师•主要从事卫星遥感及应用气象研究・Email ：57O7O2OO5@qq. com收稿日期：2018年4月10日；定稿日期：2018年10月24日* 通信作者• Email ：jsqxlyc@ 163. com(1南京信息工程大学大气物理学院，南京210044； 2江苏省气象服务中心，南京210008)摘要 根据2005-2017年卫星遥感反演的太湖蓝藻水华信息，利用区域气象观测数据分析各类气象因子对太湖蓝藻深水华形成的影响.结果表明：①在日平均气温为0〜35 °C 区间内会出现蓝藻聚集现象.其中最适宜气温区间 为15. 1~35 该区间内累计出现蓝藻水华的面积占比达90%、出现大面积蓝藻水华占比达93%；②在卫星观测到蓝藻前6 h,平均风速为0. 2-4.8 m/s 区间内能观测到蓝藻水华.其中最适宜的平均风速区间为0.5-3.4 m/s, 该区间内蓝藻水华累计出现次数占比达94.7%,大面积蓝藻水华主要出现在平均风速<2.0 m/s 的情况下，占比89%；③降水总体上呈负效应.但在观测到有大面积蓝藻水华的情况下.前24 h 有小雨(<10 mm)的情形与总降水次数之比达88%,说明小雨的适度扰动有利于形成大面积蓝藻水华；④日照充足有利于蓝藻生长，但并非蓝藻水华 形成的必要条件。
蓝藻水华
气候变化与蓝藻水华暴发东北师范大学数学与统计学院长春130024【摘要】近年来，太湖蓝藻水华的暴发频率比较高，主要集中在太湖西部和北部。
影响太湖中蓝藻水华暴发的因素很多，但发现气候因素所占的比重比较大，比如温度、风、光照、降水等等。
这篇文章就主要从气候因素中的温度、光照时间和风这三个因素的变化，根据太湖情况建立一个模拟湖泊生态系统模型，利用散点图、线性回归分析、数值逼近建立拟合方程等数学知识，对太湖中影响蓝藻水华暴发的这三个因素进行一下简单的分析。
【关键词】蓝藻水华暴发气候因素建模求解问题分析在当今世界，水体富营养化和蓝藻水华的发生，仍然是在水体污染方面人们所面临的重大环境问题之一。
在太湖和内陆的其他湖泊，现在是蓝藻水华的发生不仅仅是只在夏、秋两季了，而且也在逐步的向春、冬两季过度，个人认为这正是由于气候变化所引起的，即全球变暖趋势。
蓝藻水华的暴发不仅会对湖泊中的水生动植物带来危害，致使其死亡，破坏湖泊中生态系统的平衡，并且还会严重影响人们的生活和健康。
特别是在夏季，湖泊中蓝藻水华漂浮在水面上，在风的推波助澜之下，都被吹到岸边，并且夏天温度高，经阳光的暴晒，蓝藻会自动分解、产生恶臭的气味，造成局部空气污染影响人们生活，还有的就是如果蓝藻水华在人们饮用水源头大量聚集、腐烂变异，造成水质恶化、变味，这样会直接影响人们的健康饮水，带来疾病，给人你们造成极大的麻烦。
所以问题就产生了：怎样才能预防和抑制蓝藻水华的爆发呢？这就需要研究蓝藻水华的发生机制和影响因素了！蓝藻【1】（或蓝细菌）是地球上最早出现的光合自养生物，它们利用水作为电子供体，利用太阳能将CO2还原成有机化合物，并释放出自由氧。
蓝藻的主要生存环境为淡水和海洋，它们能在咸水、咸淡水、淡水、冰冷或沸腾的泉水，以及其他微藻无法生存的环境中繁衍，譬如蓝藻常常是岩石的裸露面和土壤中建立种群的先锋物种，它们通过一些特殊的机制（如吸收紫外线辐射的外鞘色素）增加其在相对暴露的陆地环境中是适应性，蓝藻具有在贫瘠的基质上生存的卓越能力。
太湖水域_湖泛_及其成因研究
太湖水域 湖泛 及其成因研究陆桂华1,马 倩2(1 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098;2 江苏省水文水资源勘测局,江苏南京 210029)摘要:针对2007年和2008年太湖贡湖和无锡宜兴近岸水域及近年来太湖北部湾区域发生的 湖泛 现象,通过实测监测和历史资料分析,揭示出太湖湖体污染负荷高、水体藻类死亡,太湖的流泥分布,风场、气温、水位等要素的组合,是 湖泛 产生的主要原因,这为进一步研究 湖泛 机理和防治提供了科学基础和途径。
关 键 词: 湖泛 ;成因分析;太湖中图分类号:X506;X524 文献标识码:A 文章编号:1001-6791(2009)03-0438-05收稿日期:2008-12-10基金项目:国家水专项 湖泊大规模水华蓝藻去除与处理处置技术及工程示范资助项目(2008ZX07101-011)作者简介:陆桂华(1962-),男,浙江东阳人,教授,博士生导师,主要从事水文水资源研究及管理工作。
E -mail:lugh@hhu edu cn湖泛 (亦称黑水团或污水团)是指湖泊富营养化水体在藻类大量暴发、积聚和死亡后,在适宜的气象、水文条件下,与底泥中的有机物在缺氧和厌氧条件下产生生化反应,释放硫化物、甲烷和二甲基三硫等硫醚类物质,形成褐黑色伴有恶臭的 黑水团 ,从而导致水体水质迅速恶化、生态系统受到严重破坏的现象。
目前,国内外关于 湖泛 的研究很少或刚开始[1],象太湖这样浅水型大水面的湖泊发生 湖泛 还仅仅是处于及时发现、跟踪监测、积累资料和初步研究机理的阶段。
1 太湖水域的 湖泛 现象太湖地区工业化迅猛崛起、农业生产方式发生较大变化、大量人口聚集和生活水平的提高,环境保护相对滞后,对太湖水域的环境带来严重影响,自20世纪90年代起,太湖湖西水域、梅梁湖、贡湖曾多次出现 湖泛 现象,据实测记录,2007年前共发生5次 湖泛 现象。
2007年4月以来,太湖流域高温少雨,太湖水位偏低,5月底部分水域大规模暴发蓝藻,无锡南泉水厂附近出现 湖泛 ,严重影响到无锡市太湖饮用水水源地,造成无锡市的供水危机,使无锡市近200万人口生活受到影响。
水体富营养化与蓝藻水华的形成机制
水体富营养化与蓝藻水华的形成机制水体富营养化是指水中的营养物质过多，导致水体中生物生长速度加快，导致水体生态系统的渐进退化的一种现象。
这种现象的形成过程十分复杂，主要是由人为和自然因素共同作用的结果。
一、人类活动导致水体富营养化1、工业污染工业废水中含有大量的有机物质和化学物质，这些物质会在水体中迅速分解，并释放出氮、磷等营养元素，从而促进水体中的藻类等生物大量繁殖，导致水体富营养化。
2、农业生产农业生产中使用的化肥、农药等会被雨水冲刷到水体中，这些物质在水中分解会增加水体中的氮、磷等营养元素，从而促进水体中藻类等生物繁殖，导致水体富营养化。
3、城市建设城市中的生活污水和垃圾堆放会污染周围的水体，这些污染物中含有大量的营养元素和有机质，加速了水体富营养化的进程。
二、自然因素导致水体富营养化1、水动力条件的改变水体富营养化的形成与水动力条件的变化密切相关。
水体过浅、水流缓慢，会导致富营养物质积聚在水体中，从而促进底栖生物的生长，进一步加剧水体富营养化。
2、气候变化气候变化会导致水体中的生物群落发生显著变化，从而影响到水体中藻类等营养物质的分配和利用，间接导致水体富营养化的形成。
三、蓝藻水华的形成机制当水体中的营养物质达到一定的浓度时，藻类等生物就会大量繁殖，形成所谓的蓝藻水华。
对于蓝藻水华的形成，有以下几种机制：1、温度高温和水体的热层化会导致水体中的氧气含量减少，同时气压也会降低，从而促进了藻类等生物的生长和繁殖。
2、光照光照是藻类等生物的生长和繁殖的重要因素，水体光照充足的情况下，藻类等生物的生长速度会加快，容易形成蓝藻水华。
3、富营养化富营养化是蓝藻水华形成的最主要原因，水体富营养化会促进藻类等生物繁殖，从而导致蓝藻水华的形成。
4、水动力条件水动力条件的改变也会影响藻类等生物的生长和繁殖，例如水体水流速度过慢会让藻类等生物更加容易生长繁殖，导致蓝藻水华的形成。
总之，水体富营养化和蓝藻水华的形成是由人类活动和自然因素相互作用的结果，针对这一问题，需要加强环保意识，控制工业污染、农业生产和城市污染，同时提高水体环境监测和水质治理能力，以有效预防和治理水体富营养化和蓝藻水华。
风向风速对太湖蓝藻暴发影响的数值研究
风向风速对太湖蓝藻暴发影响的数值研究太湖地处江苏、浙江之间的长江三角洲，是中国最大的淡水湖泊，世界上知名的深邃湖泊之一。
太湖有丰富的水质和生物资源，同时也是全球最大的湿地之一，湿地是生态系统中重要的组成部分，被认为是水生生物和其他生物生存的重要环境和避难所。
然而，随着环境污染的加剧，最近太湖出现了蓝藻水华的现象，影响了水质，破坏了太湖的生态系统。
最近，人们开始研究风向和风速对蓝藻暴发的影响。
有关蓝藻暴发的研究表明，风向和风速是影响蓝藻暴发的重要因素。
当风向改变或风速增加时，会增加蓝藻的暴发概率。
风向变化会改变水流方向，导致水中有机物质和养分向特定方向集中，从而促进蓝藻的繁殖，并且当风速增加时，降低了水中的溶解氧，进一步刺激蓝藻的繁殖。
此外，风向的变化也会影响湖区的温度，当温度升高时，蓝藻的繁殖量会增加。
为了研究风向和风速对太湖蓝藻暴发的影响，我们对湖区的%空气温度、气压、风速和风向进行了监测，并利用数值模拟技术建立了一个复杂的模型，模拟了水流的变化情况，研究风速和风向对蓝藻暴发的影响。
结果表明，随着风速和风向的变化，湖水流向也在改变，进而影响蓝藻繁殖，而风速和风向对水温也有影响，温度越高，蓝藻繁殖量就越大。
根据研究，我们发现增加湖区内水流对抑制蓝藻暴发具有重要作用，同时也有助于减少湖区的温度，而且当风速降低或风向变化时，也可以减少蓝藻的繁殖，从而抑制蓝藻暴发。
当湖区气温升高时，为了减少湖区温度，应该保护湿地，减少污染排放，加强湖泊水流管理，监测湖区内的水质水流变化状况，并建立有效的蓝藻防控体系，以有效的抑制蓝藻暴发和保护太湖的生态系统。
总之，本研究表明，风速和风向是影响太湖蓝藻暴发的关键因素，应该加强对太湖的环境管理，减少污染排放，加强水流管理，监测湖区内水质和水流状况，有效抑制蓝藻水华，保护太湖生态系统。
以上就是《风向风速对太湖蓝藻暴发影响的数值研究》。
本研究着重关注了风向和风速对太湖蓝藻暴发的影响，指出了防控太湖蓝藻暴发的措施，为保护太湖的环境和生态提供了相关参考。
大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考
大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考蓝藻水华是指湖泊中大量蓝藻繁殖产生的水体表面藻类集群形成的现象，它被认为是一种致命的湖泊污染地带。
近年来，蓝藻水华已经成为大型浅水富营养化湖泊的一个典型现象，在全球范围内普遍存在。
如何来理解这一现象及其形成机理，对于控制和消除大型浅水富营养化湖泊中的蓝藻水华至关重要。
首先，我们需要了解和理解的是，大型浅水富营养化湖泊一般都存在着高水位和繁茂的藻类生物群落。
当这样的湖泊接受过量的氮和磷等有机物输入时，藻类的繁殖就会快速增加，导致其水体的富营养化程度明显增高。
当藻类繁殖达到一定程度时，会形成一个圆形的盈余台地，蓝藻会在台地上聚积成山，由此形成一个紫褐色蓝藻水华景观。
其次，大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成过程还受到气候、高温及湖泊波动等其他因素的影响。
一般来说，富营养化湖泊普遍存在着湖水波动程度大、日照不足以及过多溶解矿物质的情况。
其中，湖水波动最主要的结果是藻类繁殖膨胀，而大量的溶解矿物质会活动、溶解和加速藻类的繁殖增长。
此外，缺乏日照会导致藻类无定位、膨胀繁殖，也会将蓝藻水华维持在一定高度。
最后，对于富营养化湖泊中蓝藻水华的形成机理思考，我们也要重点关注湖泊污染的来源，以及其对蓝藻水华的影响。
大型浅水富营养化湖泊的污染主要是来自于城市污水排放、入湖农田灌溉、农药喷洒以及工业排放等。
这些外源性有机物的排放会导致湖泊富营养化，导致蓝藻水华的形成。
总之，大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成的主要机理是由于藻类繁殖膨胀、气候和湖泊波动及外源性有机物排放等因素共同作用的结果。
要想控制和消除大型浅水富营养化湖泊中的蓝藻水华，就必须正确的理解和采取有效的措施把污染物的排放得到有效控制，并减少湖泊环境和气候的波动程度。
只有这样，才能使湖泊恢复正常环境，减缓蓝藻水华的形成，而使湖泊水体美丽和更加透明。
蓝藻水华形成过程及其环境特征研究
2.水体的温度：蓝藻生长较快的水温范围在20-30℃之间。
3.水体的溶解氧含量：蓝藻生长所需的溶解氧含量通常在5-10 mg/L之间。
4.水体的流速：水体流速较快时来自蓝藻的生长会受到限制。5.水体的悬浮物含量：蓝藻生长所需的悬浮物含量通常在5-20 mg/L之间。
蓝藻水华的防治是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。为了有效防治蓝藻水华，应采取科学的方法，并结合实际情况进行控制。
蓝藻水华是海洋或淡水中蓝藻群落的快速生长和繁殖，导致水体呈蓝色或青绿色。这种生长现象通常是由于水体中的氮和磷的含量增加而引起的。蓝藻水华会对水生动物和植物造成危害，并使水质变差，不能供人饮用。
2.水体深氧化：通过臭氧、氧气或其他氧化剂对水体进行深氧化处理，可以抑制蓝藻的生长。
3.水体抽提：将水体中的蓝藻通过吸氧机或其他方法抽提出来，从而减少蓝藻的生长。
4.水体添加生物防治剂：通过添加一些特定的生物防治剂，如鱼类、螺类或蚯蚓，可以抑制蓝藻的生长。
5.水体添加植物：通过添加一些生物吸收蓝藻的植物，如菊花、荷花等，可以抑制蓝藻的生长。
2.光照条件的变化：光照是蓝藻生长的重要因素。当水体中的有机物和底物较少时，光照会更加充足，这有利于蓝藻的生长。
3.水温的变化：水温是蓝藻生长的重要因素。一般来说，蓝藻生长较快的水温范围在20-30℃之间。
4.水体流动的变化：水体流动会影响蓝藻的生长。当水体流动较快时
,蓝藻的生长会受到限制。
蓝藻水华的环境特征包括：
为了有效防治蓝藻水华，应采取以下措施：
1.减少氮和磷的排放：通过改善工业排放、农田施肥和污水处理的技术，减少氮和磷的排放，降低蓝藻的生长。
2.改善水质：通过减少水体中的悬浮物和底物，提高水体的溶解氧含量，改善水质，降低蓝藻的生长。
产生蓝藻及其蓝藻水华的机理（内因、外因、原因、条件）
产生蓝藻及其蓝藻水华的机理（内因、外因、原因、条件）蓝藻是藻类生物，又叫蓝(绿)藻。
大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，因此又叫枯藻。
在所有藻类生物中，蓝藻是最简单、最原始的一种。
蓝藻水华是由蓝藻短时间的爆发性增殖产生的一种现象。
水体中蓝藻水华一般是多个因子综合影响的结果，其发生机制和过程在科学界尚未弄清楚，因此现在还无法做到准确预测蓝藻水华发生的时间和地点。
但水华作为蓝藻种群数量超常规积累的现象，其发展发生也有一定规律可循。
水华的发生是内因和外因共同作用的结果。
水华发生的外因是影响蓝藻种群数量的物理、化学和生物因子，内因则是蓝藻的生物学特性。
一、蓝藻水华发生的内因内因是其在长期进化过程中形成的生理生态特征。
蓝藻是原核生物，地球上最古老的光合放氧生物，形成于35亿年前，也是大气臭氧层形成的主要贡献者，对环境有很强的适应性。
蓝藻特殊的生理生态特征，适合在高温环境和强光环境下生长，代谢水平极低；主要捕光天线为藻胆蛋白，能更有效的利用光能。
形成水华的蓝藻多数具有伪空泡，这有助于其在水体中的垂直移动，特别是分层水体。
这种伪空泡是有许多内空的蛋白膜小体构成，形成了气体载体从而具有悬浮能力，通过光合作用调节蛋白膜小体中的蛋白含量，从而调节其悬浮能力。
二、蓝藻水华发生的外因外因与水体的性质有关，可以是物理、化学和生物方面的。
水体富营养化是水体中生物对营养盐浓度升高的响应，而水华则是富营养化过程最为明显的表征。
因此，蓝藻生长所需的营养盐浓度是蓝藻水华发生的最重要的化学因素。
当水体中总磷（TP）浓度超过100微克/升，发生水华可能难以避免；总磷浓度低于50微克/升时，水华发生的概率大为降低；总磷浓度低于30微克/升时，发生蓝藻水华的概率就很小。
氮磷是淡水藻类生长的主要营养元素，当水体中磷质量浓度较高时，氮的质量浓度就相对较低，这时由于多数丝状蓝藻具有固氮能力，因此容易形成丝状蓝藻水华。
蓝藻具有的伪空泡有助于藻类上浮，占据光照条件较好的空间位置，对其他藻类形成竞争光的优势。
太湖藻源性_湖泛_形成机制的气象因素分析_王成林
第32卷第2期2011年2月环境科学ENVIRONMENTAL SCIENCEVol.32，No.2Feb.，2011太湖藻源性“湖泛”形成机制的气象因素分析王成林1，张咏2，张宁红2，钱新3，孔繁翔4（1.解放军理工大学气象学院，南京211101；2.江苏省环境监测中心，南京210036；3.南京大学环境学院，污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京210093；4.中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室，南京210008）摘要：将蓝藻水华引发的太湖水域黑臭水团现象称为藻源性“湖泛”，并将其形成过程分为藻源形成、厌氧反应产物“泛”起、黑臭水团聚积3个阶段.针对2007年5月和2008年5月2次藻源性“湖泛”形成过程中气象要素演变的共同特征，结合水动力模型研究发现，适宜的气象条件提供了必要的热力与动力环境，是诱发“湖泛”形成的必要因素之一.第1阶段持续3d 以上高温、微风、风向基本一致的气象条件，有利于藻华在湖岸局部地区大量聚集、死亡、下沉、腐烂，发生厌氧反应，构成“湖泛”发生的物质基础；第2阶段冷空气过境，气温迅速降低、风速短时增大、持续1d 以上时间风向偏转接近180ʎ，有利于厌氧反应产物“泛”至水表，形成黑臭水团，构成“湖泛”形成的触发机制；第3阶段持续高温、微风，有利于黑臭水团在水面较长时间存在，构成“湖泛”形成的维持机制.基于气象因素的可预报性，此研究为实现太湖“湖泛”的早期预警与防治提供了理论依据.关键词：“湖泛”；太湖；蓝藻水华；热力与动力机制；气象因素中图分类号：X524文献标识码：A文章编号：0250-3301（2011）02-0401-08收稿日期：2010-03-23；修订日期：2010-08-10基金项目：解放军理工大学基础理论研究基金项目（2008009）；江苏省环保厅重点科研项目（2008010）；江苏省环境监测科研基金项目（0919）；国家重点基础研究发展规划（973）项目（2008CB418003）；国家自然科学基金项目（40805046/D0508）作者简介：王成林（1977 ），男，博士，主要研究方向为大气环境、水环境模拟，E-mail ：chenglinwang@ Analysis of Meteorological Factors of Forming Feculent and Anaerobic Water Aggregation Induced by Algal Bloom in Taihu LakeWANG Cheng-lin 1，ZHANG Yong 2，ZHANG Ning-hong 2，QIAN Xin 3，KONG Fan-xiang 4（1.Institute of Meteorology ，People ’s Liberation Army University of Science and Technology ，Nanjing 211101，China ；2.Jiangsu Provincial Environmental Monitoring Center ，Nanjing 210036，China ；3.State Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse ，School of the Environment ，Nanjing University ，Nanjing 210093，China ；4.State Key Laboratory of Lake Science and Environment ，Nanjing Institute of Geography and Limnology ，Chinese Academy of Sciences ，Nanjing 210008，China ）Abstract ：The water quality pollution problem about feculent and anaerobic water aggregation （FAWA ）induced by algal bloom in Taihu Lake ，which is often called ‘hufan ’in Chinese ，was studied.Its forming process is divided into 3phases ，i.e.，material elements forming of FAWA ，anaerobic products to be brought to the water surface and the maintaining of FAWA in the water surface.The conventional observational data from Wuxi meteorological station was analyzed.The result shows that there are similar meteorological characteristics of two FAWA phenomena in Taihu Lake in May ，2007and May ，2008.A numerical simulation was performed to prove the analysis results.It indicates that propitious meteorological condition is one of the necessary forming factors of FAWA ，which provides thermal and dynamical environment for FAWA.During the first phase ，the weather conditions ，such as high air temperature ，gentle breeze and nearly invariable wind direction ，maintain for more than 3days and cause algal bloom to aggregate ，then die ，sink and anaerobic decay near lake bank.All these provide the precondition for FAWA.During the second phase ，when the cold air mass passes across the Taihu basin ，almost counter-direction wind ，which maintains for more than 1day with higher speed and lower air temperature ，makes anaerobic products to be brought to the water surface by uplifted current.This is the trigger mechanism of FAWA.During the last phase ，continual high air temperature and gentle breeze is favorable for FAWA in the water surface.Because meteorological factors are predictable ，this research provides a way and basis for the further study of warning and controlling approaches of FAWA.Key words ：feculent and anaerobic water aggregation （FAWA ）；Taihu Lake ；algal bloom ；thermal and dynamical mechanism ；meteorological factors自20世纪90年代起，太湖湖西水域、梅梁湖、贡湖曾多次出现“湖泛”现象.所谓“湖泛”，是太湖流域人们流传的一种水污染现象，目前尚无统一的术语.陆桂华［1］等将“湖泛”（亦称黑水团或污水团）定义为湖泊富营养化水体在藻类大量暴发、积聚和死亡后，在适宜的气象、水文条件下，与底泥中的有机物在缺氧和厌氧条件下产生生化反应，释放硫化物、甲烷和二甲基三硫等硫醚类物质，形成褐黑色伴环境科学32卷有恶臭的“黑水团”，从而导致水体水质迅速恶化、生态系统受到严重破坏的现象.2007年5月底无锡南泉水厂附近出现黑臭污水团（即“湖泛”［1］），严重影响无锡市太湖饮用水水源地水质，造成无锡市的供水危机，使无锡市近200万人口生活受到影响.“湖泛”已成为继蓝藻水华大面积暴发现象后又一类太湖灾害性问题.确定“湖泛”成因、采取针对性措施防控“湖泛”发生，已成为当前太湖水污染防治工作的一项紧迫任务.国内外有关“湖泛”的研究并不多见，其形成的动力和热力机制尚不清楚.孔繁翔［2，3］、陆桂华等［1］研究了2007年和2008年的“湖泛”现象，一致认为持续的高温和相对较弱的风场有利于藻类的生长，相对稳定的风场导致藻类在太湖西北沿岸大量堆积，气温持续升高促进藻类死亡和不完全分解，以上气象条件有利于“湖泛”发生.然而，蓝藻水华在湖湾或岸边浅水区大量聚集并不一定引发“湖泛”.20世纪90代后期至今，几乎每年太湖都发生较大面积蓝藻水华，大量藻华常常在湖湾、浅水区聚集，但并不是每次都形成“湖泛”现象.因此，“湖泛”现象的形成必定还存在其特定的外界诱因和触发机制，使得藻类死亡后的不完全降解产物进入水体和水表，形成黑臭水团.本研究利用气象常规观测数据，并结合水动力模型，分析“湖泛”发生各个阶段的气象条件特征，从气温和风场2个方面解释“湖泛”形成的热力和动力机制，揭示其形成的外界诱因和触发机制，以期为太湖“湖泛”的早期预警提供可预报性因子，实现“湖泛”的早期防控.1材料与方法1.1“湖泛”个例选择虽然太湖水域多次出现“湖泛”现象，但是“湖泛”发生期间相应的气象、水文、水质监测数据很缺乏.因此，根据已有的记载和已获得的气象、遥感数据，选择2007年5月与2008年5月太湖水域“湖泛”进行研究.卫星遥感图表明2007年5月19日、27日在梅梁湾、贡湖湾都存在较大面积蓝藻水华［4］.另外，根据江苏省环境监测中心提供的2008年5月19日卫星遥感图（图1）可以看出，在西北太湖有大面积蓝藻水华，主要集中在竹山湾、宜兴沿岸水域.因此，这2次“湖泛”发生前，附近水域都出现了大面积的蓝藻水华.大量的藻华在湖湾、沿岸等浅水区大量堆积，腐烂沉降，在适当的气象和水文条件下，与水底陆源污染物混合在一起发生强烈厌氧反应，其反应的产物进入水体及水表，形成黑臭污水团［1 3］.这种太湖水污染现象与人们流传的“湖泛”［4］及“泛塘”［5］有所区别，本研究将这种主要由蓝藻水华引发的水污染现象称为藻源性“湖泛”（简称“湖泛”）.1.2气象资料选择2007年5月与2008年5月太湖水域“湖泛”形成的时间可能早于观测记录时间.观测记录表明，2007年5月28日晚，无锡贡湖湾口南泉水厂发生污水团进入水厂取水口恶化水源水质事件［2］.谢平［4］认为此污水团可能是在外界风场和“引江济太”的吞吐流共同作用下，由贡湖湾沿岸迁移至南泉水厂取水口附近开阔水域的.由此可见，污水团并不是2007年5月28日在南泉水厂附近形成的，而是在此之前异地形成的，此后在外界条件作用下迁移至此.陆桂华等［1］指出2008年5月26日无锡宜兴近岸水域出现了“湖泛”现象，而江苏省环境监测中心工作人员和宜兴附近渔民证实在此之前5月19日宜兴沿岸附近已经出现了黑臭污水团，这与图1中蓝藻遥感信息空洞位置是一致的.由此可以证实，2008年5月19日宜兴大浦口附近出现了“湖泛”现象.根据上述2次“湖泛”发生的时间，本研究分别选择2007年5月18日00：00（世界时，下同） 5月29日21：00、2008年5月13日00：00 5月24日21：00这2个时段无锡气象观测站（站号为58354）实测的气象3要素（包括气温、风速、风向）进行分析，以期得到“湖泛”发生前后气象要素随时间演变的共同特征.这3个要素每日观测时间为00：00、03：00、06：00、09：00、12：00、15：00、18：00、21：00，每日共计8次.1.3水动力模型选择及设置为了揭示气象因素对“湖泛”形成的影响，本研究选择了水动力数值模式ELCOM2.2［6，7］，利用上述2008年5月“湖泛”发生前后的气象条件驱动该模型，模拟了“湖泛”发生时水体的热力和动力过程.模式中太湖地形如图2所示，水平网格距为1 km，垂直网格距为15cm，最大深度3.5m.计算时间步长取为5min，选取底部摩擦系数为0.005，横向扩散系数为1.0m2/s，纵向扩散系数为1.0m2/s；初始为静水，无出入流［8］；模式上边界气象条件为“湖泛”发生时的气压、风速、风向、气温、相对湿度2042期王成林等：太湖藻源性“湖泛”形成机制的气象因素分析（由实测露点温度计算得到）、云量、24h 累计降水.图1太湖蓝藻水华卫星遥感图（2008年5月19日）Fig.1Satellite imagery of algal bloom in Taihu Lakeon May 19，2008图2模式太湖地形Fig.2Landscape of Taihu Lake in numerical model2结果与讨论2.1“湖泛”形成的3个阶段及其特征根据陆桂华等给出的“湖泛”定义以及上述2007年5月与2008年5月2次“湖泛”的形成特点，将其形成过程分为3个阶段.第一，藻源形成阶段.在这一阶段湖湾及岸边浅水区原位生长的藻华与迁移至此的藻华大量堆积，腐烂沉降，在适当的气象和水文条件下，与水底陆源污染物混合在一起发生强烈厌氧反应.这为“湖泛”的形成提供了物质基础.第二，厌氧反应产物“泛”起阶段.在这一阶段厌氧反应产生的黑臭物质在适当的气象和水文条件触发下，从水底“泛”至水体及水表.这为“湖泛”的形成提供了触发机制.第三，黑臭水团聚积阶段.在这一阶段已经“泛”至水面的黑臭物质在适当的气象和水文条件下，形成较大面积黑臭水团.此黑臭水团甚至较长时间存在并发生迁移.这为“湖泛”的形成提供了维持机制.2.2“湖泛”形成机制的气象因素分析2.2.1藻源形成阶段对应图3中2007年5月19日06：00 24日03：00和图4中2008年5月14日09：00 17日21：00为这2次“湖泛”的藻源形成阶段.由表1可知，此阶段持续时间都超过72h （>3d ），平均气温都>20ħ，最高气温都高于30ħ，平均风速<4m /s ，平均风向都为东南风（150ʎ左右），风向平均绝对偏差都小于20ʎ.所以，在藻源形成阶段气象要素演变的共同特征为：气温持续较高、风速较小、风向基本一致.吴晓东［9］、孔繁翔［3，10］等研究发现高温、强光照的条件有利于蓝藻生长；孙小静［11］、尤本胜［12］等研究发现小风浪有利于蓝藻生长或漂浮，而大风浪对其生长或漂浮不利.所以，较长时间维持高温、微风气象条件是蓝藻水华大面积暴发的主要外因之一.在太湖富营养化程度没有得到有效控制的情况下［13 15］，上述2007年5月和2008年5月“湖泛”发生前的藻源形成阶段，高温（平均气温>20ħ）、微风（平均风速<4m /s ）气象条件维持时间>72h ，有助于蓝藻水华大面积暴发.其次，蓝藻水华在风向一致（风向平均绝对偏差<20ʎ）的东南风长时间驱动下，在下风向西北太湖沿岸浅水区域大量堆积（以平均流速10cm /s 计算［16］，72h 水平移动距离可达25.92km ）.高温也有利于大量堆积的藻华死亡、下沉、腐烂，发生厌氧反应.再次，在长时间一致风向驱动下，为了维持与风应力相平衡，水体会在下风向岸边堆积，形成沿岸流和下沉流.此下沉流也有利于蓝藻下沉，再加上长时间微风、高温使得垂直方向上水体扰动较小、水体层结稳定（表层温度高于底层温度）.所以，这3种原因共同使得大量蓝藻较长时间维持在水底不发生再悬浮，在陆源污染物的共同作用下发生强烈厌氧反应，在水底形成大量黑臭物质.由此可见，蓝藻水华大面积形成与“湖泛”藻源形成的气象条件有所不同，前者只是持续高温、微风，而后者还需要风向持续保持一致.2.2.2厌氧反应产物“泛”起阶段对应图3中2007年5月24日06：00 25日06：00和图4中2008年5月18日00：00 19日304环境科学32卷风向中静风为0ʎ，东风为90ʎ，南风为180ʎ，西风为270ʎ，北风为360ʎ，下同图32007年5月“湖泛”发生前后气象要素随时间的变化Fig.3Temporal variation of meteorological elements during FAWA in May ，2007图42008年5月“湖泛”发生前后气象要素随时间的变化Fig.4Temporal variation of meteorological elements during FAWA in May ，20084042期王成林等：太湖藻源性“湖泛”形成机制的气象因素分析03：00为这2次“湖泛”厌氧反应产物“泛”起阶段.由表1可知，此阶段持续时间都超过24h（>1d），最高气温都低于30ħ，最大温差都大于8ħ，平均风速增大（大于藻源形成阶段平均风速，且存在短时风速>6m/s），平均风向都为西北风（>300ʎ）.所以，在厌氧反应产物“泛”起阶段气象要素演变的共同特征为：气温迅速降低、风速短时增大、风向偏转接近180ʎ.表12007与2008年“湖泛”前后气象要素对比Table1Comparison on meteorological elements during FAWAbetween2007and2008阶段气象因素2007年2008年持续时间/h11885平均气温/ħ25.0622.38藻源形成最高气温/ħ3132.8平均风速/m·s－1 3.2 3.03平均风向/（ʎ）155.75154.5风向平均绝对偏差/（ʎ）19.3118.5持续时间/h2528最大温差/ħ98.5厌氧反应产物“泛”起最高气温/ħ29.825平均风速/m·s－1 3.56 3.1平均风向/（ʎ）302.22342平均气温/ħ25.9425.4黑臭水团聚积最高气温/ħ33.533平均风速/m·s－1 2.07 2.39平均风向/（ʎ）151.35167.83当冷空气过境时，气温迅速降低、风速短时增大、风向偏转接近180ʎ.对“湖泛”产生的影响首先是气温迅速降低，使得水体垂直方向温度梯度减小，其层积稳定度降低，易受扰动发生再悬浮；其次，风速短时增大，使得水体垂直方向上扰动增大；再次，风速短时增大、风向180ʎ调转，使得蓝藻水华大量堆积的岸边出现较强的离岸流，根据补偿原理，在离岸流出现的岸边会有涌升流产生.所以，此3种原因共同作用，在沿岸产生强烈上升运动，将水底已经形成的大量黑臭物质带至水表，在水面形成大面积黑臭水团，即藻源性“湖泛”现象.2.2.3黑臭水团聚积阶段对应图3中2007年5月25日12：00 29日21：00和图4中2008年5月19日06：00 24日21：00为这2次“湖泛”产生的黑臭水团聚积阶段.由表1可知，此阶段平均气温都大于25ħ，最高气温都大于33ħ，平均风速<2.5m/s.所以，在黑臭水团聚积阶段气象要素演变的共同特征为：气温持续较高、微风.当冷空气过境后，气温持续升高，甚至超过第1阶段气温；风速维持较小.这对“湖泛”产生的影响首先是，持续较高的气温有利于黑臭水团内发生化学、生物反应，释放出难闻气体；其次，较小的风浪有利于黑臭水团长时间存在于水表.所以，这2种原因共同作用有利于黑臭水团较长时间存在于水表，并释放出难闻的气味.2.3模拟验证“湖泛”形成的动力与热力机制由于缺乏上述2次“湖泛”发生时实测的水体热力和动力参数，所以本研究利用图4中对应时间段（2008年5月13日00：00 24日21：00）的气象条件驱动水动力模式，从理论上验证气象因素对“湖泛”形成的影响，揭示“湖泛”形成的动力与热力机制.根据图1中蓝藻水华所在位置，选择图2中坐标为（6，42）的点（宜兴沿岸附近），对此点处模拟的水表与水底温度差，水表流速、流向，垂直方向流速进行分析，结果分别如图5所示.图5（a）中水表与水底温度差与图4（a）中气温变化基本一致.在“湖泛”形成的厌氧反应产物“泛”起阶段，当外界气温迅速降低，风速短时增大时，水表与水底温度差也迅速减小，由下至上水温梯度减小，其层积稳定度降低，易受短时增大的风浪扰动，产生垂向运动.结合图5（b）和图5（c）可以看出，当表面流向为东南或东北时，存在下沉流；当表面流向为西北时，存在上升流.其垂直流速与表面流速成正比，当东南或东北方向水流增大时，向下的流速增大；当西北方向水流增大时（即离岸流），向上的流速增大，产生涌升流.结合图4（c）分析发现，在“湖泛”形成的藻源形成阶段，风向基本一致，其表面流向为东南或东北，存在明显的下沉流.在厌氧反应产物“泛”起阶段，风向调转，其表面流向为西北，存在明显的涌升流.由图5（c）还可以看出，涌升流在厌氧反应产物“泛”起阶段持续时间超过24h，以平均0.00003m/s计算，24h上升距离可达2.59m，已超过水深，其可以将水底黑臭物质带至水表.由此可见，模拟结果验证了“湖泛”形成机制的气象成因.2.4结果检验除了2007年与2008年5月的2次“湖泛”以外，发生时间有准确记载、形成面积达1km2以上的尚不多见.陆桂华等［17］对2009年太湖水域“湖泛”进行了监测与分析，报道指出2009年5月11 15日宜兴境内沙塘港至师渎港附近发生了面积为0.5 2.0km2的“湖泛”现象.图6所示为此时段无锡504环境科学32卷气象图5（c ）中垂直流速单位为：0.00001m /s图5水面与水底温差、表面流速流向、垂直流速随时间变化的序列图Fig.5Temporal variation of temperature-difference between top and bottom ，top current and verticalcurrent风向中静风为0ʎ，东风为90ʎ，南风为180ʎ，西风为270ʎ，北风为360ʎ，下同图62009年5月“湖泛”发生前后气象要素随时间的变化Fig.6Temporal variation of meteorological elements during FAWA in May ，20096042期王成林等：太湖藻源性“湖泛”形成机制的气象因素分析站（站号为58354）实测的气象3要素（包括气温、风速、风向）演变趋势，2009年5月5日00：00 5月11日06：00满足“湖泛”形成的第1阶段的气象条件，即气温持续较高、风速较小、风向基本一致；2009年5月11日06：00 5月13日00：00满足“湖泛”形成的第2阶段的气象条件，即气温迅速降低、风速短时增大、风向偏转接近180ʎ；2009年5月13日00：00 5月15日21：00满足“湖泛”形成的第3阶段的气象条件，即气温持续较高、微风.由此可见，此次“湖泛”形成的气象因素演变趋势与上述研究结果是一致的，证实了气象因素是藻源性“湖泛”形成的必要条件之一.20世纪90年代后期至今，太湖几乎每年都发生较大面积蓝藻水华，大量藻华常常在湖湾、浅水区堆积，但并不是每次都形成“湖泛”现象.马荣华等［18］报道中提供的卫星遥感图象显示，2007年9月7日蓝藻水华几乎覆盖整个西北太湖，在梅梁湾东侧沿岸也存在大量蓝藻水华.但2007年9月7日前后并没有发生“湖泛”现象.其原因从图7可以看出，9月7日前后没有出现短时降温、风速增大、风向调转的现象.所以，不存在藻源性“湖泛”形成的触发机制.由此可见，若不具备必要的气象条件，即使存在大面积蓝藻水华，也不一定会发生“湖泛”现象.图72007年9月7日前后气象要素随时间的变化Fig.7Temporal variation of meteorological elements from the 1st to the 15th in September ，20073结论（1）本研究将蓝藻水华引发的太湖水域黑臭水团现象称为藻源性“湖泛”，并将其形成过程分为3个阶段，分别为藻源形成阶段、厌氧反应产物“泛”起阶段、黑臭水团聚积阶段.在这3个阶段中适宜的气象条件是诱发“湖泛”形成的必要因素之一.（2）在藻源形成阶段，3d 以上时间维持高温、微风、风向基本一致.这种气象条件使得蓝藻水华大面积暴发，并在湖岸浅水区局地大量聚集、死亡、下沉、腐烂；同时也为水底厌氧反应提供了有利的热力条件和稳定的水动力条件.这为第2阶段黑臭水团“泛”至水表提供了物质基础.（3）在厌氧反应产物“泛”起阶段，冷空气过境使得气温迅速降低、风速短时增大、风向调转180ʎ左右.此突变的气象条件使得厌氧反应的区域水体稳定度减小并形成较强的离岸涌升流，将厌氧反应产物带至水表，形成黑臭水团.这种天气过程触发了704环境科学32卷“湖泛”的形成.（4）在黑臭水团聚积阶段，较长时间维持高温、微风.较小的风浪搅动使得黑臭水团较长时间存在于水表，高温为黑臭水团内生物、化学反应提供了有利的热力条件，释放出难闻气体.参考文献：［1］陆桂华，马倩.太湖水域“湖泛”及其成因研究［J］.水科学进展，2009，20（3）：438-442.［2］孔繁翔，胡维平，谷孝鸿，等.太湖梅梁湾2007年蓝藻水华形成及取水口污水团成因分析与应急措施建议［J］.湖泊科学，2007，19（4）：357-358.［3］孔繁翔，马荣华，高俊峰，等.太湖蓝藻水华的预防、预测和预警的理论与实践［J］.湖泊科学，2009，21（3）：314-328.［4］谢平.太湖蓝藻的历史发展与水华灾害———为何2007年在贡湖水厂出现水污染事件？30年能使太湖摆脱蓝藻威胁吗？［M］.北京：科学出版社，2008.［5］刘泽.泛塘的发生与治理［J］.现代农业科技，2009，（16）：288.［6］Antenucci J，Imerito A.The CWR Dynamic Reservoir Simulation Model-ELCOM：Science Manual［EB/OL］.http：//www.cwr..au/services/models/elcom/documentation/（posted12/30/2000），2000.［7］Callister E V.A three-dimensional，time-dependent circulation model of Utah Lake［D］.Utah State University，2008.［8］王惠中.浅海与湖泊三维环流及水质数值模拟研究和应用［D］.南京：河海大学，2001.［9］吴晓东，孔繁翔.水华期间太湖梅梁湾微囊藻原位生长速率的测定［J］.中国环境科学，2008，28（6）：552-555.［10］孔繁翔，高光.大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考［J］.生态学报，2005，25（3）：589-595.［11］孙小静，秦伯强，朱广伟，等.风浪对太湖水体中胶体态营养盐和浮游植物的影响［J］.环境科学，2007，28（3）：506-511.［12］尤本胜，王同成，范成新，等.风浪作用下太湖草型湖区水体N、P动态负荷模拟［J］.中国环境科学，2008，28（1）：33-38.［13］朱广伟，秦伯强，高光.风浪扰动引起大型浅水湖泊内源磷暴发性释放的直接证据［J］.科学通报，2005，50（1）：66-71.［14］郑庆锋，孙国武，李军，等.影响太湖蓝藻暴发的气象条件分析［J］.高原气象，2008，27（S1）：218-223.［15］王成林，潘维玉，韩月琪，等.全球气候变化对太湖蓝藻水华发展演变的影响［J］.中国环境科学，2010，30（6）：822-828.［16］黄漪平，范成新，濮培民，等.太湖水环境及其污染控制［M］.北京：科学出版社，2001.［17］陆桂华，马倩.2009年太湖水域“湖泛”监测与分析［J］.湖泊科学，2010，22（4）：481-487.［18］马荣华，孔繁翔，段洪涛，等.基于卫星遥感的太湖蓝藻水华时空分布规律认识［J］.湖泊科学，2008，20（6）：687-694.804。
太湖蓝藻爆发的起因及防治措施
太湖蓝藻爆发的起因及防治措施太湖蓝藻爆发的起因及防治措施“太湖美，美就美在太湖⽔””记得⼩时候就时常唱起这⾸歌，可⾃从2007年太湖蓝藻事件爆发后，⽆锡⼈就谈⽔⾊变。
作为⼀名⽆锡⼈，在⽬睹了这⼀切之后更是感触颇深。
当你打开⽔龙头，就能闻到⼀股股恶臭；⼀盆⽔中有着⼀层绿⾊沉淀物时；市民开始疯抢纯净⽔”你就能知道⽔的珍贵了！太湖⽔污染，只是⼈与⾃然⽭盾的⼀个缩影。
⼈类对⾃然的肆意破坏和祲占，已经到了触⽬惊⼼的地步：森林滥砍滥伐，矿⼭私⾃采挖，污⽔恣意排放，能源严重消耗-----，唇亡齿寒，太湖爆发的⼀场⽔危机，只是⼤⾃然对⼈类的⼀次⼩⼩惩罚，但如若不进⾏深刻反思，我们将彻底砸掉⼦孙赖以⽣存的饭碗，⼈类社会，将⾃取灭亡。
通过查阅资料，我们可以知道：蓝藻即蓝藻门，⼜称蓝绿藻，是⼀门最原始、最古⽼的藻类植物。
蓝藻的主要特征是：植物体简单，单细胞⽣物，各式群体和丝状体；细胞中⽆真核，但细胞中央含有核物质，通常呈颗粒状或⽹状，没有核膜和核仁，具有核的功能，故称其为原核⽣物。
蓝藻可以分为⼏⼗个种类，其中有⼀种叫微囊藻，它所产⽣的微囊藻毒素在⾃然界已知的毒素中排名第⼆，仅次⼦⼆（⼝恶）英。
同时，蓝藻还存在着许多危害，如蓝藻可以消耗⽔中的溶解氧，当蓝藻⼤量繁殖时，⽔中的溶解氧浓度也迅速降低，造成鱼虾、螺蛳等⽔⽣⽣物的死亡，使⽔体遭受污染。
尽管是死亡的蓝藻，它在被细菌分解的过程中还是会产⽣毒素，同样污染⽔体。
河流湖泊中，蓝藻含量过⾼是否会对⼈体有影响，⽬前还没有明确的说法，但从实验结果来看，它对肝、脾都有⼀定的影响。
⽽且蓝藻爆发的周边地区，其癌症爆发⽐例要⽐其他没受蓝藻污染的地⽅⼤。
⾃从1998年12⽉，国务院就发起了太湖⽔污染治理“零点⾏动”，拉开了太湖⽔污染治理的序幕。
可惜的是，九年以来，投资资⾦达百亿元，太湖⽔质却并没有因此⽽得到明显改善，甚⾄还⼀度出现加重的趋势。
那么，到底是什么原因导致了太湖蓝藻的爆发呢？直接原因是经济社会发展速度过快导致的⼯业污染、农业污染和城市⽣活污⽔的排放远远超过我们所做的努⼒。
蓝藻水华的爆发机制及控制对策研究
蓝藻水华的爆发机制及控制对策研究摘要：本文旨在介绍以太湖为例的蓝藻水华的爆发机制及控制对策。
文章简述了蓝藻的构成及对蓝藻水华的定义；从内外两个方面深入探讨引起蓝藻爆发的原因；详述了如何以控污截源、生态修复、流域管理等手段控制蓝藻水华的持续爆发；并概括了蓝藻水华对当地水生态系统带来的危害及如何有效利用蓝藻水华。
关键词：太湖，蓝藻水华，爆发机制，控制对策1.蓝藻1.1基本特征1）细胞壁由纤维素（内层）和果胶质（外层）组成，细胞外有的具胶被或胶鞘。
2）无色素体，色素均匀地散在细胞周围的原生质内。
色素成分主要为叶绿素a、β胡萝卜素、藻胆素。
藻胆素是蓝藻的特征色素，包括蓝藻藻蓝素（c-phycocyanin, C34H47N4O8）、蓝藻藻红素(c-phycoerythrin, C34H42N4O9) 和别藻蓝素(Allophycocyanin)等。
3）无细胞核，只具核质而无核仁和核膜。
属原核生物，称为蓝细菌（Cyanobacteria）4）同化产物主要是蓝藻淀粉(Cyanophycean starch)。
1.2繁殖方式主要为营养繁殖和孢子繁殖，未发现有性繁殖，可产生的孢子有：内生孢子、外生孢子、厚壁孢子（休眠孢子）、藻殖孢。
营养繁殖常见为细胞分裂，特殊为藻殖孢繁殖。
（1）段殖体是蓝藻藻丝上两个营养细胞间生出的胶质隔片(凹面体)或由间生异形胞断开后形成的若干短的藻丝分段，又称藻殖段或连锁体。
图1 繁殖方式图（2）厚壁孢子系由普通营养细胞增大体积，积累丰富营养，然后细胞壁增厚而成。
厚壁孢子有极强的生命活力，能在不利环境条件下长期休眠。
（3）异形胞是丝状蓝藻类(除了颤藻目以外)产生的一种与繁殖有关的特别类型的细胞，它是由营养细胞特化而成的。
具有异形胞的蓝藻能固氮，当水中氮缺乏时，异形胞的数目显著增加。
2.蓝藻水华蓝藻水华指淡水水体中蓝藻大量繁殖的一种自然生态现象，是水体富营养化的一种特征，主要由于生活及工农业生产中含有大量氮、磷的废污水进入水体后，蓝藻大量繁殖后使水体呈现绿色的一种现象。
太湖流域典型水源水库藻类水华的促发条件
太湖流域典型水源水库藻类水华的促发条件引言：在太湖流域，水库是重要的水资源调整和供水保障的基础设施。
然而，随着人类活动的加剧和自然环境的变化，水库面临着越来越严峻的水华问题。
水华是由藻类的大量繁殖和寿命的有限导致的水质恶化现象。
水华不仅对水库的供水功能造成恐吓，还可能对水生态系统和人类健康带来严峻后果。
因此，探究水华的促发条件对于预防和控制水华具有重要意义。
一、氮磷营养盐的过量输入氮磷营养盐是藻类生长和繁殖的主要限制因子。
太湖流域的水库水体中普遍存在着过量的氮磷营养盐，主要来自于农业、城市排放和废水处理厂的废水、雨水及河流污染物输入等。
这些营养盐的过量输入提供了藻类生长和大量繁殖所需的养分条件。
二、水温提高水温是藻类生长的重要环境因子，太湖流域的水库在夏季屡屡面临着高温的状况。
高温能够增进藻类的生长和繁殖，加快其代谢速率。
此外，高温还会引起水体中的氧气溶解度降低，导致水中缺氧状况，这对有氧生物来说是不利的，但对厌氧藻类却是有利的，从而增进了藻类水华的发生。
三、光照强度增强光照是藻类进行光合作用的重要条件，光合作用是藻类进行养分摄取和能量合成的过程。
太湖流域水库水体中浑浊物质的增加会使得光照强度下降，从而限制了藻类的生长。
然而，夏季的高温柔风浪会使得水体中的浑浊物质沉降至水下，提高了水体的透亮度，从而增加了光照强度，为藻类的生长提供了更好的条件。
四、水体流淌性减弱水体的流淌性是影响藻类生长和分布的重要因素。
在太湖流域的水库中，水流减弱或停滞会使得养分的离子浓度上升、无机溶解氧下降，从而为藻类的生长提供了适合的环境条件。
此外，曾加大的人类活动和人为调水也会使得水库中的水流减慢，从而进一步增进藻类水华的发生。
五、外源污染物输入水库作为水源地的特点决定了其容易受到外源污染物的影响。
太湖流域的水库普遍面临着农业、城市和工业废水的污染。
这些污染物中的有机物、重金属和有机磷农药等对藻类的生长和繁殖起着直接或间接的影响。
水体蓝藻水华的成因及控制措施
水体蓝藻水华的成因及控制措施近年来，水体富营养化现象日趋严重。
水体富营养化导致藻类异常增殖形成水华，使水体腥臭难闻，溶解氧减少，大量鱼类死亡，严重影响了水体的功能，改变了水生态环境，危害到周围居民的身体健康，影响国家、社会、经济的可持续发展。
我国的许多水体已受到富营养化的严重威胁，且水华的影响范围和程度有加重的趋势。
因此，认识藻类水华的形成原因，并寻求有效的防治措施刻不容缓。
1.蓝藻水华的成因(1) 营养物质与藻类水华丹麦著名生态学家Jorgensen 指出浮游藻类的生长是富营养化的关键过程，着重研究氮、磷负荷与浮游藻类生产力的相互作用和关系。
总磷、总氮等营养盐相对充足，能给水生生物( 主要是藻类) 大量繁殖提供丰富的物质基础，导致浮游藻类( 或大型水生植物) 爆发性增殖。
通常认为总氮的浓度超过0.2 mg /L，总磷的浓度超过0.02 mg /L 是湖泊、水库富营养化的发生浓度．美国EPA 建议总磷浓度0.05 mg /L，正磷酸盐浓度0.025 mg /L 是湖泊和水库磷浓度的上限。
天然水体中的藻类进行光合作用，合成本身的原生质，临界的氮磷比按重量计为7：1，当氮、磷比小于7∶1 时，氮将限制藻类的增长，否则，磷则可认为是藻类增长的限制因素。
(2) 气象因素在营养物质充分的条件下，光照强烈、水流缓慢、适合的水温最适宜藻类生长，其产生的污染有较强的空间差异性。
(3) 水生食物链失衡从本质上来说，水体藻类暴发是水中营养物质过剩导致生物物种失衡的过程，是一个环境改变而导致的生物过程，要更多地从生物学的角度来考虑。
自然水域中存在水生食物链，各能量层次的生物通过捕食关系而紧密联系，相互间的影响也更大。
如果食浮游生物的鱼类数量减少或能力降低，将使水藻生长量超过消耗量，平衡被打破，发生富营养化。
该理论说明营养负荷的增加不是导致营养化的唯一原因。
因此，可以说水生食物链的结构失衡，是水体局部反复暴发蓝藻水华的关键因素。
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摘要 ：对太 湖周 边 １ ７个气象 观测 站 的 ７ 常规观 测 资料聚 类分 析发现 ， 宜蓝 藻水 华形 成的 高温 、微风 气象条 件下 ， 年 在适 太湖湖 面风 场往 往 出现辐 散特 征， 此辐 散风 场 的驱动 下， 藻水 华迁 移过 程必 然与均 匀 风场驱 动 下有所 不 同 ；数 值模 拟结 果显 示， 种辐 散风场 是 由于非 绝 在 蓝 这 热加热 不 均匀造 成 的局地 次级 环流 叠加 在弱 的背 景风场 之上 引起 的 ； 强弱 程度 是受湖 陆温 差和 背景 风速 共 同决定 的， 其 并据此 给 出了湖 面
京 ２ ０ ９ ；２ 放 军 理工 大学 气 象 学 院， 苏 南 京 ２ １ １ ． 京 水 利 科 学 研 究 院 ， 苏 南京 ２ ０ ２ ；４南京 信 １０ ３ ． 解 江 １ ：３南 １０ 江 １ ０９ ．
息工程大学， 气象灾害省部共建教育部重 点实验室， 苏 南京 ２ ０ ４ ） 江 １０ ４
风场辐 散 强度指 数．
关键词 ： 蓝藻水 华 ；辐散 风场 ；热 力环 流；聚 类分 析 ；数值模 拟 中图分 类号 ：Ｐ ９Ｘ ２ ４ ；５ ４ 文献 标识 码 ：Ａ 文章 编号 ： １０ ９３２ １）９ １６— ９ ００ ６２ （０００— ８０ １
Ｄｉ ｅ ｇ ｎ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓ ａ ｄ ｆ ｒ ｔ ｎ ｍ ｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｎ ｅｄ ａ ｐ ｏ ｉ ｔ ｏ ｈ ｙ ｎ ｂ ｃ ｅ ｉ ｌ ｏ ｉ ｖ ｒ ｅ ｃ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｃ ａ ｉｍ ｆｗｉ ｄ ｆ ｌ ｐ ｒ ｐｒａ ｅ ｆ ｒ ｔ ｅ ｃ ａ ｏ ａ ｔ ｒ ａ ｂ ｏ ｍ ｎ ｃ ｏ ｉ Ｔ ｉ ｕ Ｌａ ｅ ａ ｈ ｋ ．Ｗ ＡＮＧ ａ ｇ １ ，Ｃ Ｃｈ ｎ ． ｎ ， ＨＥ Ｌｉ ｎ ＡＮ ｉ ｕ ｉ Ｎ ． ｍｉ ｇ ，Ｐ Ｗｅ ． ４ ｙ
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中国环境科学
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适 宜 太湖 蓝 藻水 华 形 成 的风 场 辐 散 特 征 及 其 形成 机 制
王 成林 ， 陈黎 明 ， 维玉 钱 新 （． 潘 ， １ 南京大学环境学院， 污染控制与资源化研究国家重点实验室， 江苏 南