运用非经典生物操纵技术治理水华
蓝藻水华的成因及其生态控制进展
第１９卷第１２期２０１０年１２月长江流域资源与环境Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ ＢａｓｉｎＶｏｌ．１９Ｎｏ．１２Ｄｅｃ．２０１０ 文章编号：１００４－８２２７（２０１０）１２－１４７１－０７蓝藻水华的成因及其生态控制进展胡传林，万成炎，吴生桂，丁庆秋，潘 磊（水利部中国科学院水工程生态研究所，湖北武汉４３００７９）摘 要：从水体生态系统的平衡、供水水质、人类及其它动物的健康风险、水域生态景观等方面分析了蓝藻水华的危害。
对蓝藻水华形成的内在因素（高温适应的一系列特殊的生化调控机制或特性、三套色素系统———低光补偿机制、奢侈消费机制、固氮———营养补偿机制、休眠———回避不良条件机制、产生天然毒素来抑制竞争者和捕食者的机制）和环境因素（物理，如温度、光照、扰动及混合和水的滞留时间等；化学，如主要营养盐、微量营养元素、溶解无机碳、溶解有机碳和盐度等；生物因子，如牧食、微生物作用和与较高等动植物的共生等）进行了分析。
并对蓝藻水华的生态控制（微生物控藻、大型水生植物抑藻、水生动物控藻如经典生物操纵、非经典生物操纵和罗非鱼控藻）的研究进展进行了综述。
关键词：蓝藻水华；成因；生态控制文献标识码：Ａ 随着湖泊富营养化问题的加剧，水华的暴发问题越来越被人们所重视。
当外界环境条件适宜时，浮游生物会大量繁殖，从而形成丝带状或片状物质漂浮在水面，有时甚至会覆盖水体大部分的水域。
因占优势浮游生物的颜色不同，水体水面往往呈现出蓝色、红色、棕色、乳白色等不同颜色，这种现象在江河、湖泊中称为水华，在海洋中则称为赤潮或褐潮。
绝大部分的水华是由浮游藻类（包括蓝藻门、绿藻门、甲藻门、裸藻门、隐藻门等）引起的，也有部分是由浮游动物———腰鞭毛虫引起的［１］。
在各种水华当中，蓝藻水华发生的范围最广，危害最大，对人类健康的危害也最大［２］。
在世界范围内，蓝藻水华发生的频率与严重程度都呈现出迅猛的增长趋势，其发生的地点遍布全球各地［３］。
微生物对水体中藻类与水华的控制与监测
微生物对水体中藻类与水华的控制与监测水体中的微生物和生物群落互相作用，在生态系统中具有重要作用。
微生物是生态系统中最为基础的组成部分之一，能够影响水体中藻类和水华的生长、发展和寿命等，因此对其进行控制和监测具有重要的意义。
本文将阐述微生物对水体中藻类与水华的控制与监测方法，包括微生物调控技术、微生物监测技术等。
一、微生物对藻类的控制微生物对水体中藻类的控制主要通过以下两个方面实现：一是抑制藻类的生长发育，二是通过代谢物作用调控藻类生理特性。
1. 抑制藻类的生长发育微生物通过多种途径对水体中的藻类进行生长抑制。
其中，细菌的杀菌作用是目前常用的抑制藻类生长发育的方法之一。
例如，一些产生黑色素的细菌可以有效抑制藻类的生长，从而减轻藻类对水体的寄生作用。
除此之外，微生物的固氮作用也能抑制藻类的生长，提高水体氧化还原电位，为水体中其他微生物提供生存条件。
2. 通过代谢物作用调控藻类生理特性微生物在水体中代谢时会产生多种有机酸的代谢物，这些代谢物能够调控藻类的生理特性，如光合作用、呼吸和生物柴油等。
例如，曲霉属真菌能够分泌一种具有抑菌性的物质筛选素，可控制水体中显微藻生长。
二、微生物对水华的控制水华是水体富营养化的最终表现，对水资源和生态环境造成巨大的危害。
微生物对水华的控制主要通过以下两个方面实现：一是调节水体中的养分，在一定范围内维持水体中的养分平衡；二是通过生态调控加强水体环境自净能力。
1. 调节水体中的养分微生物参与水体中养分的转化和稳态维持，在一定的条件下可以促进水体自净力的提高。
例如，硝化细菌和反硝化细菌可以调节水体中的氮循环；磷酸解脲菌则能够将水体中的有机磷转化为无机磷，从而控制水体中的磷含量。
2.通过生态调控加强水体环境自净能力微生物参与水体环境的调控，增强水体环境的自净能力，降低水体的富营养化程度。
例如，一些厌氧细菌能够分解有机物质，同时还可以将硫酸盐还原为硫化物并释放出硫氢化气体，从而促进水体中有机物的降解。
经典与非经典生物操纵理论及其应用
经典与非经典生物操纵理论及其应用
此里能布;毛建忠;黄少峰
【期刊名称】《生态科学》
【年(卷),期】2012(031)001
【摘要】湖泊是我国的重要水资源之一,为人类提供了无法替代的生态及社会服务功能.但我国湖泊富营养化日趋严重.以食物网为基础的经典与非经典生物操纵成为
湖泊富营养化修复的重要理论支撑.论文综述了经典与非经典生物操纵理论的原理、发展与应用,分析了鱼类(肉食性、滤食性)、浮游动物在控制藻类数量上发挥的功能,并讨论了两种理论的适用条件及实际应用中遇到的问题,以期为我国富营养化湖泊
修复工作提供参考.经典与非经典生物操纵理论均是通过改变食物网结构控制藻类,
分别利用浮游动物、滤食性鱼类控制藻类数量,但两者都未降低水中N、P含量.因此,实施有效的藻类水华生物操纵应与其它修复措施联合使用.
【总页数】5页(P86-90)
【作者】此里能布;毛建忠;黄少峰
【作者单位】云南省水文水资源局,云南昆明,650106;云南省水文水资源局,云南昆明,650106;珠江流域水环境监测中心,广东广州,510631
【正文语种】中文
【中图分类】X171.4;Q14
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3.非经典生物操纵方法在滇中高原饮用水水源地保水渔业的应用 [J], 歹雁; 潘家有; 张云
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红宇
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基于捕食模型的非经典生物水华防治
基于捕食模型的非经典生物水华防治作者：樊丽娟李戈常伟婷阎少宏董学超来源：《科技资讯》2017年第05期摘要：近年来，水华污染严重导致淡水养殖产量下降的问题愈发严重。
该文基于鲢鳙控藻非经典生物操纵理论，首次将捕食模型运用到水华防治方面，得出当鲢鱼鳙鱼和藻类密度比为46∶4 066时，两个种群能达到平衡的结论，将实际问题数字化，运用生态数学模型，科学地抑制蓝藻水华的发生、提高淡水养殖产量。
关键词：非经典生物操纵鲢鳙控藻捕食模型淡水养殖中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（b）-0121-02随着水产品市场的扩大，淡水养殖产业前景可观。
近年来，淡水养殖水体富营养化和污染加剧，严重打击了水产养殖业。
水华发生使养殖对象大量死亡，造成巨大的经济损失。
为此该文结合鲢鳙控藻非经典生物操纵理论，建立捕食模型，科学地防控水华的发生，进一步提高淡水养殖产量。
1 鲢鳙控藻非经典生物操纵理论谢平等提出的利用鲢鱼、鳙鱼控制蓝藻技术又称为非经典生物操纵[1]，通过放养滤食性鱼类（如鲢鱼、鳙鱼）直接使浮游植物数量受到控制[2]。
其理论尤其在抑制蓝藻水华方面成效颇著，一经提出便受到了水域生态学研究学者的普遍关注。
2 鲢鱼、鳙鱼及藻类的捕食模型2.1 模型的建立借助鲢鱼、鳙鱼及藻类之间的捕食关系，考虑鲢鱼、鳙鱼的出生死亡以及藻类阻滞增长过程中发生水华的阈值等主要因素，构建Loka-Vollerrra捕食模型[3]。
其中，和为在放入鲢鱼、鳙鱼时，藻类和鱼类的总量；为藻类的生长速度；为在未放入鲢鱼和鳙鱼时，藻类的最大承受量；为HollingII类功能响应函数；为鲢鱼、鳙鱼的出生速度；为鲢鱼、鳙鱼的死亡速度；分别为能量传递效率。
2.2 参数的确定（1）查阅资料可知鲢鱼、鳙鱼的出生速度，死亡速度。
（2）考虑水中理化因子对藻类密度增长的阻滞作用，建立藻类的阻滞增长模型得出藻类生长速度，藻类的最大承受量位（位106个/升）。
浅水湖泊水体富营养化治理技术研究进展
2.1氧化法 化学氧化剂可以有效地通过氧化作用破坏藻细
胞结构，干扰藻类进行正常的新陈代谢作用，最终导 致藻类细胞失去生理活性而死亡，达到抑制水体富营 养化的目的。常见的抑制水体富营养化的氧化剂包括 氯气（Cl?）、过氧化氢（H202）和臭氧（。3）等。 2.2植物化感
植物化感是指一种植物通过向环境释放化学物 质而对另一种植物（包括微生物）所产生的直接或间 接的伤害或促进作用铁诸多研究表明，浅水湖泊中 的沉水植物对浮游植物生长有明显影响，苦草、金鱼
4微生物修复技术
近年来，关于利用微生物来修复富营养化水体 的相关研究十分活跃。微生物对富营养化水体修复能 起到显著的效果，主要依靠微生物修复剂投加技术和 微生物固定化技术。 4.1微生物修复剂
微生物修复技术主要利用微生物的生物代谢作 用，使水体中有机物、氮、磷等污染物含量降低，水 质得到改善。微生物修复剂是以特异功能菌为主要成 分的微生物复合制剂。利用微生物“组团”作战，“消 灭”水体富营养物质。在特异性功能菌作用下，水体 中NH3, NH4\ NO3-、NO2-可通过微生物的氨化-硝
微滤膜可以截留溶液中的悬浮物、细菌、藻类， 从而达到净化水质的目的。超滤膜膜具有更小的孔 径，可以有效滤除废水中的悬浮物、胶体、蛋白质和 微生物等大分子物质。微滤/超滤可大大减少化学药 剂的使用量，可设计成自动化系统，运行简易，占地 面积小。将藻类以悬浮或固定化方式附着在载体上， 形成藻类膜，其具有脱氮除磷的优异功效。藻类膜以 氨氮（NH3-N）为氮源，通过藻类光合作用和硝化脱 除NH3-N,进而加快脱氮进程，总氮和NH3-N的去 除率分别可达力.9%和85.59%O通过同化反应和化 学沉淀，藻类膜对TP的去除率可达80.79%叫 1.4环浚
水芹、风车草、纸莎草、莺尾、菖蒲、石菖蒲、芦苇、 芦竹、菱白和千屈菜。有研究报道，黄花莺尾和千屈 菜对总氮的去除效果好于其他植物，黄花莺尾和香蒲 的总磷去除效果好于其他植物，对磷酸盐的去除能力 大小排序为：芦苇〉水葱〉慈姑〉水花生〉香蒲怙 沉水植物主要有狐尾藻、轮叶黑藻、金鱼藻、马来眼 子菜、苦草、范草等。其中，金鱼藻具有较为突出的 TP去除能力和相对较好的生长状况，是一种较有前景 的水体修复植物。沉水植物的另一水体修复机制是通 过化感作用抑制藻类生长。与挺水植物相比，沉水植 物生长易受水深、底泥营养盐浓度、水体透明度等影响, 其使用可能会受到一定的水体条件限制。此外，沉水 植物的种植和生长调控需要一定的技术和管理水平。
如何防治水华灾害
如何防治水华灾害水华”造成的最大危害是饮用水源受到威胁,藻毒素通过食物链影响人类的健康,蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏,具有促癌效应,直接威胁人类的健康和生存.此外,自来水厂的过滤装置被藻类“水华”填塞,漂浮在水面上的“水华”影响景观,并有难闻的臭昧，那么如何防治水华灾害？生物灾害安全小知识：水华作为水体的灾害已严重制约着沿海和水域周围地区的经济发展,因此我们必须要进行大力防治,加强水体环境的保护。
合理使用化肥，防止流失，开发生物肥料减轻污染。
生活污水可先进行污水灌溉或养殖水生植物以吸收N、P研制无磷洗衣粉，代替含磷洗衣粉。
在湖泊、海湾及饮用地下水源带进行监测、预报若不加以防治，水体的富营养化将致使大量水生植物尸体沉积水体底部，会使水深逐渐变浅，日积月累，这些湖泊、水库、浅海等的水体会演变成沼泽，最终演变为桑田。
温度在水华发生时起重要作用，所以防止全球变暖也是必须要做的步骤。
还可利用食物网调控来控制湖泊中的蓝藻水华，称之为非经典性生物操纵（non-traditional biomanipulation）技术：首先应控制水体中的捕食鲢、鳙鱼种的凶猛性鱼类，以确保鲢、鳙的放养成活率；其次，确保鲢、鳙所摄食消化利用的浮游植物生物量需高于浮游植物的增殖速率，因此，每个水体都需寻找一个合适的能有效控制藻类水华的鲢、鳙生物量的临界阀值，鲢、鳙对藻类的摄食利用率与藻类的种类组成和生理状况、其他可利用食物(如浮游动物)的相对丰度、水温等有密切关系，而藻类的增殖速率与光照、水温及水体的营养水平等有密切关系。
这一阈值在武汉东湖为50 g m-3，即“一吨水一两鱼”。
鲢、鳙能滤食10μm至数个毫米的浮游植物（或群体），因此，可摄食形成群体的水华蓝藻。
提醒您：想要预防水华灾害，就要了解水华是如何形成的，我们只有找到根源才能有效预防水华的出现。
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非经典生物操纵法
• 学者研究采用与经典生物操纵相反的途径， 即通过放养滤食性鱼类直接控制浮游植物 数量被称为非经典生物操纵的控制方法。
2.非经典生物操纵法的原理
• 非经典生物操纵是通过控制凶猛鱼类及放 养食浮游生物的滤食性鱼类(鲢、鳙) 来直接 牧食蓝藻水华的生物操纵方法，利用有特 殊摄食特性、消化机制且群落结构稳定的 滤食性鱼类来直接控制水华。
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结束语
谢谢大家聆听！！！
17
• 因地制宜地采用非经典生物操纵技术, 是防治湖泊、水库等水体富营养化综 合治理的可行途径之一,但是在大型湖 泊(水库) 采用放养食藻鱼的生物控制 技术前必须通过科学试验以掌握水体
生态系统的变化情况、物种关系及演 化过程,认为可行后才可实施。应该结 合其他修复技术,完善非经典生物操纵 技术进而使水体生态系统恢复多样化, 恢复自然生态的抗藻效应。
鳙鱼就可以控制蓝藻。如果达不到阂值， 密度可能会导致蓝藻增加。鱼类可以控制 蓝藻，却不能控制所有藻类，也不能削减 N,P治理富营养化，更不能形成稳定良性 的生态系统。
5.非经典生物操纵法的前景展望
• 关于鲢鳙的非经典生物操纵理论研究 尚存在观点分歧。一方面，鲢、鳙通 过滤食作用消耗水体中浮游植物，抑 制蓝藻水华发生，同时将同化的氮、 磷等营养元素通过渔获物形式移出水 体，能够有效减少水域营养物质的积 累；另一方面，鲢、鳙的摄食活动会 将大量未吸收利用的有机物转化为排 泄物，加快水中有机物的周转速率， 造成一段时间内水质富营养化进程加 快。
4.非经典生物操纵法的利与弊
• （1）尽管非经典生物操纵措施控制蓝藻水 华,取得了理想的效果,但是滤食性鱼类主要 滤取的是浮游动物、大型浮游植物和小型 浮游植物群体,其摄食活动减少了微型浮游 植物的采食压力和营养竞争对象,加之小型 种类的繁殖能力较强,往往使微型浮游植物 加速增长, 水体浮游植物的总生物量不但不 会下降, 有时还因此增加 。
我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理技术研究进展
第10卷 第8期 中 国 水 运 Vol.10 No.8 2010年 8月 China Water Transport August 2010收稿日期：2010-05-17作者简介：宋益峰（1978-），浙江海盐人，学士，上海市金山区水文站助理工程师，主要从事水环境监测与治理研究。
我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理技术研究进展宋益峰1，兰 林2，吴 江3（1上海市金山区水文站，上海 201508；2江苏省水利厅，江苏 南京 210029；3太仓市环境监测站，江苏 太仓 215400）摘 要：蓝藻水华成为我国浅水湖泊的重大水环境问题。
根据蓝藻水华的形成机制，采取相应控制技术减少其带来的影响具有重要的生态和环境意义。
文中综述了目前我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理中物理控制法、化学控制法、生物控制法的研究进展。
关键词：浅水湖泊；蓝藻水华；治理技术中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2010）08-0154-02一、前言我国目前66%以上的湖泊、水库处于富营养化的水平，其中重富营养和超富营养的占22%，富营养化成为我国湖泊目前与今后相当长一段时期内的重大水环境问题[1]。
与湖泊富营养化相伴随的一个普遍现象就是蓝藻水华[2]，蓝藻水华广泛地存在于淡水生态系统中并产生一系列严重的水环境问题[3]。
蓝藻水华控制是世界性难题[4~6]，迄今采用的控制蓝藻水华的技术有几种：物理控制法、化学控制法和生物控制法。
二、蓝藻物理强化控制技术 1．机械除藻技术机械除藻技术包括移动式富集湖面蓝藻“水华”技术、气浮捕集蓝藻“水华”技术。
沈银武等[7]利用振动重力斜筛、旋振筛和卧螺离心脱水方法，在单机运行的条件下，在滇池于2001年4月和9月的145天中开机1,700h，共收获富藻水17,000m 3，折合干重为325t。
试验区收获的蓝藻干粉经检测其平均总氮(N)为8.51％；总磷(P)为0.49％、总钾(K)0.70%和粗有机物43.47％。
鲢、鳙非经典生物操纵的作用
鲢、鳙非经典生物操纵的作用
张绪 1213223
所谓非经典的生物操纵既指鲢、鳙等内陆水域主要的滤食性经济鱼类,通过对浮游生物的摄食行为抑制蓝藻水华的发生,这种干预现象在水域生态学领域称为非经典生物操纵。
对于这种非经典操作理论对水域生态系统的作用机理，目前有两种不同的观点。
一种观点认为鲢、鳙大量滤食浮游生物,在控制蓝藻水华的同时还可将水中有机物转化为鱼产品移出,能够有效控制水体富营养化;另一种观点认为,放养鲢、鳙实际加快了水体营养盐的周转速率,在抑制蓝藻水华的同时加快了水体的富营养化进程。
非经典生物操纵就是利用有特殊摄食特性、消化机制且群落结构稳定的滤食性鱼类来直接控制水华，其核心目标定位是控制蓝藻水华。
由此可见，非经典生物操纵所利用的生物正是经典生物操纵所要去除的生物，其治理的目标正是经典生物操纵所无能为力的。
鲢、鳙控制蓝藻水华的作用机制主要有两点，改变藻类群落结构以及导致小型藻类占优势：他在原位围隔实验中发现，没有放养鲢、鳙的围隔内，出现蓝藻水华；而在放养鲢、鳙的围隔内，藻类的生物量处于低水平，并且蓝藻未能成为优势种群。
而在另一项实验中，在发生蓝藻水华的围隔中加入了鲢、鳙后，蓝藻水华在短期内消失。
而鲢、鳙鱼可用于控制蓝藻水华，其中一个方面是由于它们具有特殊的滤食器官，它们的滤食器官由腮耙、腮耙网、腭皱和腮耙管组成，滤食过程中小于腮孔的藻类将随水流漏掉，大于腮孔的藻类将被截住，送到消化道。
所以鲢、鳙可以摄食丝状或形成群体的蓝藻，从而起到控制蓝藻水华的作用。
另一个原因是鲢、鳙对蓝藻毒素有较强的耐性。
水华和赤潮的区别
水华和赤潮的区别
一、发生环境不同。
1、水华：指淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象。
2、赤潮：是海洋生态系统中的一种异常现象。
二、诱发因素不同。
1、水华：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（严格意义上应称为蓝细菌）、绿藻、硅藻等藻类成为水体中的优势种群，大量繁殖后使水体呈现蓝色或绿色的一种现象。
也有部分的水华现象是由浮游动物——腰鞭毛虫引起的。
2、赤潮：赤潮是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌，在一定的环境条件下突发性地增殖和聚集，引起一定范围内一段时间中水体变色现象。
三、预防措施不同。
1、水华：
①打捞。
在夏季高温季节，可将水面或港湾中大量堆积的水华通过人工或机械的方式打捞出来，进行处置上。
②絮凝除藻。
可通过黏土絮凝来控制有害藻华。
③生物控藻。
可以通过放养滤食性鱼类——鲢、鳙来控制蓝藻水华，也称之为非经典生物操纵技术。
2、赤潮：
①应重视对城市污水和工业污水的处理，提高污水净化率。
②合理开发海水养殖业。
非经典生物操纵修复富营养化的研究进展
非经典生物操纵修复富营养化的研究进展
闫玉华;钟成华;邓春光
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2007(035)012
【摘要】采用非经典生物操纵技术防治水体富营养化,不仅投资少,并且有利于建立良性生态平衡.与经典的生物操纵相比,非经典生物操纵所依靠的放养对象,正好是经典生物操纵理论要求捕除或毒杀的对象,它主要是通过利用有特殊摄食特性、消化机制且群落结构稳定的滤食性鱼类来直接控制水华.
【总页数】2页(P3459-3460)
【作者】闫玉华;钟成华;邓春光
【作者单位】西南大学化学化工学院,重庆,400715;重庆市环境科学研究院,重庆,400020;重庆市环境科学研究院,重庆,400020
【正文语种】中文
【中图分类】Q67
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1.生物操纵方法调控湖泊富营养化研究进展 [J], 王瑜;刘录三;方玉东;刘存歧;朱延忠
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5.鲢、鳙非经典生物操纵作用的研究进展与应用现状 [J], 刘敏;徐敏娴;许迪亮;蒲红宇
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非经典生物操纵修复富营养化的研究进展
富 营养化 问题 的核 心是 浮 游植 物 的过 量 生长 。富 营养 化 防 治 走过 了从 控制 营养盐 、 除藻 ， 直接 到生物 调控 、 工程及 生态
生 态恢 复等艰 难历程 。 基 于鱼类 的“ 行效 应 ” ｈｐｒ 等 提 出 了生 物 操纵 理 下 ，Ｓａｉ ｏ 论 ， 图通 过重建生物 群落 以得 到一 个有 利 的响应 ， 此减 试 藉 少藻 类生物量 ， 保持 水质清澈 并提 高生 物多样 性 …。其 主要 方 法是放 养 食 鱼性 鱼 类 或 直接 捕 （ ）杀 浮 游 动物 食性 鱼 毒 类， 以此 壮大 浮游动 物 种群 ， 浮游 动 物 抑制 藻类 。这 种观 借
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安徽 农 业 科 学 ，ｏｒａ ｏ ｎｕ Ａ ．Ｓｉ２Ｏ ，５１ ）３５ Ｊｕ ｌ ｆ ｈｉ ｃ． ７３ （２ ： ９—３６ ｎ Ａ Ｏ ４ ４Ｏ
责 任 编辑
罗芸
责任校对
李 菲 菲
非 经典 生物操纵 修 复富营 养化 的研 究进展
闫玉 钟成华 ， 春光 １ 南 学 学 工 院重 删 ｌ ．庆 环 科 研 院重 ４０） 华， ２ 邓 ２（西 大 化 化 学 ，庆 ５ 重 市 境 学 究 ，庆０２ ． ； ２ Ｏ ｏ
摘 要 采用非 经典 生物操 纵技术 防治水体 富营养化 ， 投 资少 ， 不仅 并且有利 于建 立 良性生 态平衡 。与 经典的 生物操 纵相 比 ， 经典 生物 非 操 纵所依 靠的放 养对 象， 是经典 生物操纵理 论要 求捕 除或毒 杀的对 象 ， 正好 它主要是 通过利 用有特殊摄 食特性 、 消化机 制 且群 落结构 稳
定的滤食 性鱼 类来直接控制 水华 。 关键词 富营 养化 ； 非经典 生物操纵 ； 下行效应 中图分 类号 Ｑ ７ ６ 文献标 识码 Ａ 文章编号
微生物对水体蓝藻水华的调控与防治研究
微生物对水体蓝藻水华的调控与防治研究水体蓝藻水华是一种常见的水质问题，给水利、生态环境等方面带来了不可忽视的威胁。
为了有效地控制和防止蓝藻水华，科学家们研究了微生物在调控和防治蓝藻水华中的作用。
本文将探讨微生物在水体蓝藻水华控制中的重要性，并着重介绍了调控和防治蓝藻水华的常见微生物方法。
一、微生物对蓝藻水华的调控1.1 厌氧菌的作用厌氧菌被广泛认为是水体中蓝藻水华的调控者之一。
厌氧菌能够分解有机物，从而降低水体中的营养盐含量，减少蓝藻的滋生。
此外，厌氧菌也能产生一些具有抑制蓝藻生长的物质，进一步控制蓝藻水华的扩散。
1.2 光合细菌的作用光合细菌是一类具有光合作用能力的微生物，它们能够利用阳光进行光合作用，从而减少水体中的养分，抑制蓝藻水华的生长。
此外，光合细菌还能产生一些能够抑制蓝藻生长的生物活性物质，对蓝藻水华的调控起到积极作用。
1.3 真菌的作用一些真菌在水体蓝藻水华的调控中发挥了重要的作用。
这些真菌具有分解藻类细胞的能力，能够有效地减少蓝藻水华的数量。
此外，一些真菌还能分泌抑制蓝藻生长的物质，进一步控制蓝藻水华的发展。
二、微生物防治蓝藻水华的方法2.1 投放菌剂一种常见的方法是通过投放具有抑制蓝藻生长能力的微生物菌剂来防治蓝藻水华。
这些菌剂可以通过降低水体中的营养盐含量、产生抑制蓝藻生长的物质等方式，调控和抑制蓝藻水华的发展。
目前，已经有一些微生物菌剂在实际应用中取得了较好的效果。
2.2 增加微生物多样性研究表明，水体中微生物的多样性与蓝藻水华的发生有一定的关联。
为了增加水体中微生物的多样性，可以通过适量添加一些具有调控蓝藻水华能力的微生物，如厌氧菌、光合细菌等，来降低蓝藻水华的发生概率。
2.3 生物修复生物修复是一种利用微生物来修复水体环境的方法。
通过引入一些具有降解有机物能力的微生物，可以有效地降低水体中有机物的含量，抑制蓝藻水华的滋生。
此外，一些具有抗蓝藻水华能力的微生物也可以被引入到水体中，进一步控制蓝藻水华的发展。
生物操纵技术在西北地区水库水体富营养化防治应用前景
第３卷第３期２０１０年 ５月水生态学杂志ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｅｃｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．３ Ｍａｙ，２０１０ 收稿日期：２０１０－０５－１０基金项目：科学技术部农业科技成果转化资金项目“控制水库富营养化的生物操纵技术示范”（２００７ＧＢ２３３２０４３６）作者简介：郝保山，１９６４年生，河南孟州市人，高级工程师，主要从事水利经济、水利渔业、水生态环境研究。
Ｅｍａｌ：ｈａｏｂａｏｓｈａｎ＠１６３．ｃｏｍ生物操纵技术在西北地区水库水体富营养化防治应用前景郝保山１，邹 曦２，李 明２，彭建华２（１．中国矿业大学化学与环境工程学院，北京 １０００８３；２．水利部中国科学院水工程生态研究所，武汉 ４３００７９）摘要：西北地区是我国最干旱的地区，水库在西北地区的工农业生产、渔业养殖、水利调度、防洪以及气候调节等方面发挥着极为重要的作用。
外源污染的过量输入、来水量下降和补水不足、气温升高、生态系统受损是西北地区水库水体富营养化的成因。
应对西北地区不同类型水库进行基础调查，了解水库水质状况和营养水平，有针对性的实施投放鱼食性鱼类或人工控制浮游动物食性鱼类、投放滤食性鱼类、投放螺、蚌、贝类等水生动物和人工调控水生植被等生物操纵技术。
关键词：生物操纵；富营养化；水库；西北地区中图分类号：Ｘ５２４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４－３０７５（２０１０）０３－０１１３－０５ 由于人类长期的开发活动，加之逐渐暖干的气候的影响，给水库环境带来了不良的影响，引发了水库水体富营养化等问题。
针对这一问题，国内外许多专家学者研发了多种技术方法控制水体富营养化，包括物化方法和生物－生态措施等。
物化方法的实施能取得短期的效果，但化学试剂及其分解产物会通过生物链最终积累到人体，同时会造成水域生态系统的二次污染；物理措施则耗资较大，且不能从生态系统层面解决问题，需要持续的外力投入。
生物－生态措施因其安全、环保、有效的特点已经引起越来越多的关注和研究，生物操纵技术就是其中最为典型和有效方法之一。
城市富营养化景观水体的生物修复技术
城市富营养化景观水体的生物修复技术富营养化景观水体一直以来是国内外水处理的难题。
生物修复技术在富营养化景观水体中有其独特的应用价值，本文综述了微生物修复技术、水生植物修复技术、生物操纵修复技术及组合修复技术的研究现状，对各修复技术进行讨论。
并分析和展望了不同生物修复技术相互结合在水体修复中的作用，提出各组合单元的选择和相互之间的作用可以增强富营养化景观水体的修复效果。
标签：景观水体;富营养化;生物修复随着社会的发展和人民生活水平的提高，居民对高品质生活环境的要求也逐渐重视。
因此，随着城市绿地、公园和住宅小区的建设，人工湖、人工河、喷泉、人工瀑布、景观池塘等都在增加。
大多数景观水是封闭的或缓流水体，此类水体常处于静态，流动性较差，再加上雨水冲刷和浇灌水的渗透，会将植物中的各种氮、磷、碳、钾等营养物和肥料、农药以及树叶、枯草等“绿化废物”大量汇集到地势较低洼的景观水中[1]。
另外，由于管理不够完善，景观水体可能成为居民生活污水及垃圾的受纳体，从而导致水体的污染程度加重[2]。
对周边居民的生活环境造成影响，违背改善生活条件的初衷。
常用的景观富营养化水体可以用物理法、生物、化学法等方法进行修复。
物理法包括截污、底泥疏浚、引水和调水、曝气复氧等;化学法包括化学絮凝、投加化学药剂杀藻等;生物法包括微生物修复、生物操纵、植物修复、组合修复技术等[3]，其中物理、化学法见效快、污染物去除率较高。
物理方法都只能缓解水体富营养化，不能从根本上解决富营养化问题。
化学药剂还有二次污染的风险，可能产生大量污泥，需要较高的运行成本。
与传统的物理法和化学法相比，生物修复法有以下优点：①修复效果明显，且可以长期保持;②易于操作，对生态良好;③利于生态平衡的重新建立，且没有二次污染风险;④投资少，易于推广[7]。
1.水体富营养化的生物修复技术1.1微生物修复微生物修复是指微生物生长过程进行新陈代谢时，利用外界物质作为自身生长的养分，当微生物以水体中的污染物质为营养时，水体逐渐得到净化。
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运用非经典生物操纵技术治理水华浙江杭州千岛湖发展有限公司陈来生洪荣华 何光喜 任丽萍摘要针对水体“水华”的蓝藻过度繁殖及死亡腐败,运用非经典生物操纵技术,在清除凶猛鱼的基础上,对该区域实施网围养殖式围隔,每年投放大规格鲢鳙鱼种(鲢鳙比约1.5∶1)50万kg 以上,计1000万尾,使网围养殖区水域的存鱼量达到8.5g/m 3,同时对网围养殖实施禁渔。
经3年试验,至今水华已不再出现,初步实现了千岛湖水域生态环境良性循环。
关键词千岛湖水华网围养殖基金项目:浙江省海洋与渔业局科研项目(04K001) 1998年和1999年,在千岛湖中心湖区和西北湖区的威坪水域2次发生了异常,饮用水发现有“六六六”的气味。
经鉴定,该区域5～7月份水质发生异常的主要原因是蓝绿藻(鱼腥藻、微囊藻和束丝藻为当时优势种)过度繁殖所形成的“水华”。
因此在1999年8月,把中心湖区和威坪水域划为常年鲢鳙网围养殖禁渔区,在大规模清除凶猛鱼类基础上,在规定的界限上设置8道拦网,拦截水面积在标高108m 高程时为21.7万亩,实行3年(2000～2002年)保水养殖,每年投放大规格鲢鳙(鲢鳙比约1.5∶1)鱼种50万kg 以上。
运用非经典生物操纵技术遏制水华再现,已取得显著成效。
1试验区水质明显改善投放鲢鳙鱼后的2000～2002年连续3年无水华现象出现,表明在大型深水水库的特定区域,用拦网建成网围养殖区,大量放养鲢鳙鱼可有效遏制该区域水华发生。
浮游生物分析显示,2000年以前的优势种已为小环藻、直链藻、小球藻和蓝隐藻所取代。
这种方法对遏制大型水域局部区域水华发生经济有效,方便易行。
2水质平衡关系与平衡点水产养殖与旅游是两个要求不全一致的产业,而且对养殖或旅游环境(如透明度)各有要求。
就渔业而言,争取最大生产效益而又不破坏资源,寻找一种渔业经济发展与水环境保护之间的最佳动态平衡是渔业工作者追求的最终目标。
若养殖生产者缺乏生态意识,盲目追求“高产、高效”则会破坏脆弱的水域生态。
不合理的生产活动极易将氮、磷、碳等营养元素及有机物质输入库内,或溶于水中或沉淀库底,进而使库水富营养化,其最直观的现象就是浮游生物增加,透明度减少,时而发生“水华”,有碍旅游,甚至居民的饮水质量。
旅游业则要求:阳光、秀水、绿色、美丽而恬静优雅的环境。
就千岛湖而言,满足旅游需要其透明度要求保持4m 以上,给人以干净、优雅的视觉。
倘若此时浮游植物为150万个/L,浮游动物为900个/L,能提供938.75万kg 鲢鳙鱼产潜力,假如其中50%被捕捞,即可达到469.38万kg 的产量,可满足养殖生产的需要。
而透明度处于2m 或6m 时,只能满足旅游和水产养殖中一方的需要,或者妨碍旅游,或者不利水产养殖,只有两者处于平衡点之时,才能取得“双赢”(表1)。
3放养鲢鳙可以遏制水华出现按2002年5～7月鲢鳙蕴藏量估算,其单位存鱼量为8.5g/m 3,离武汉东湖遏制水华所需鲢鳙生物量(46～50g/m 3)有很大距离。
考虑到千岛湖浮游生物量只有武汉东湖的1/7,故本试验提出了适用于千岛湖遏制水华的最低存鱼量为6.5g/m 3(469.38万kg /21.7万亩)。
这一结果与青岛海洋大学在水库围隔试验提出的有效遏制水华的最低存鱼量5.6g/m 3相接近,表明具有一定合理性。
□(下转第46页)表1各种情况下网围养殖区鲢鳙潜在产量的估算透明度(m)浮游植物(万个)浮游动物(个)鳙鱼产量(kg/亩)鲢鱼产量(kg/亩)网围区鳙产量(万kg)网围区鲢产量(万kg)网围区总产量(万kg)2400140010.8597.27235.452210.762446.20230012009.3072.74210.811578.451789.25220010007.7548.23168.181046.591214.774100600 4.7424.56102.86532.95635.814150900 6.9836.28151.47787.28938.754200130010.1048.13219.171044.421263.59425011008.5160.56184.671314.151498.82450700 5.4912.88119.13279.50398.63640600 4.7410.89102.85236.31339.16650650 5.1113.10110.89284.27395.16660700 5.4815.33118.92332.66451.58670750 5.8617.57127.16381.27508.43 注:利用灰色相关理论求得透明度、浮游生物和鱼产潜力之间理论值关系参考文献[1]刘其根,陈马康,何光喜,等.保水渔业———我国大水面渔业发展的时代选择[M].渔业现代化,2003(4):7-9.[2]刘建康,谢平.揭开武汉东湖蓝藻水华消失之迷[J].长江流域资源与环境,1999,8(3):312-314.[3]李琪,李德尚,熊邦喜,等.放养鲢鱼(Hypoph tha l m ich thysm olitrix)对水库围隔浮游生物群落的影响[J].生态学报, 1993(1):30-37.[通讯地址:(311700)浙江省淳安县千岛湖镇环港路20号](上接第40页)[21]M ishra,V K,Te melli,F,Ooraikul,B,Shackl ock,P F,Craigie,J S.L i p ids of the red alga,Pal m aria pal m ata[J].Bot.M ar.,1993,36:169 -174.[22]Rosen,G,Langdon,C J,Evans,F.The nutriti onal value of Pal m ariamolliscultured under different light intensities and water exchange ratesf or juvenile red abal one Hali otis refescens[J].Aquaculture,2000,185:121-136.[23]M ai,K,M ercer,J P,Donl on,J.Co mparative studies on the nutriti onof t w o s pecies of abal one,Ha liotis tubercu la ta L.,and Ha liotis d iscus hanna l I no:V.The r ole of polyunsaturated fatty acids of macr oalgae in abal one nutriti on[J].Aquaculture,1998,165:243-260.[24]Evans,F,Langdon,C J.Co2culture of dulse Pa l m a ria m ollis and redabal one Ha liotis rufescens under li m ited fl o w conditi ons[J].Aquacul2 ture,2000,185:137-158.[25]Si m ental,J A,Sanchez2Saavedra,M P,and Fl ores2Acevedo,N.Gr o w th and survival of juveniles red abal one(Ha liotis rufescens)fed w ith macr oalgae enriched with a benthic diat o m fil m[J].Journal of Shellfish Research,2004,23(4):995-999.[26]Correa2Reyes,J G,Sanchez2Saavedra,M P,Siqueir os2Beltr ones,D A,and Fl ores2Acevedo,N.Is olati on and gr o w th of eight strains of benthic diat o m s,cultured under t w o light conditi ons[J].Journal of Shellfish Re2 search,2001,20(2):603-610.[27]沈月新.水产食品学[M].北京:中国农业出版社,2001.128-131.[28]Ryther,J H,Cor win,N,Debusk,T A,and W illians,L D.N itr ogenup take and st orage by red alga Gracila ria tikvah iae(M c Lachlan,1979) [J].Aquaculture,1982,26:107-115.[29]Trap ido2Rosenthal,H G,and Morse,D E.Regulati on of recep t or medi2ated settle ment and meta mor phosis in larvae of a gastr opod mollusk (Ha liotis rufescens)[J].Bull.M ar.Sci.,1986,39:383-392. [30]Searcy2Bernal,R,and Anguiano2Beltran,C.Op ti m izing the concentra2ti on of ga mma2a m inobutyric acid(G ABA)f or inducing larval meta mor2phosis in the red abal one Ha liotis rufescens(Mollusca:Gastr opoda) [J].Journal of the World Aquaculture S ociety,1998,29(4):463-470.[31]Akashige,S T,Seki,T,Kan2No,H,and No mura,T.Effects ofγ2a m inobutyric acid and certain neutr otrans m itters on the settle ment and themeta mor phosis of the larvae of Ha liotis d iscus hanna l I no(Gastr opoda) [J].Bull.Tohoku b,1981,43:37-45.[32]Car p iz o2Ituarte,E,and Rosa2Velez,J D.L2thyr oxine inducersmeta mor2phosis in t w o s pecies of marine gastr opda[J].Amer.Zool.1993,33(5):41(A).[33]Shiraishi,K K,Taniguchi,K,Kurata,K,and Suzuki,M.Effects ofmethanol extracts fr o m the br own alga D ilophus okam u ra i on av oidance behavi or of young abal one(Ha liotis d iscus hanna l I no)[J].Bull.To2 hoku Nat.Fish.Res.I nst.,1990,52:13-15.[34]张涛,杨红生,周毅,等.化学物质对硬壳蛤幼虫变态的诱导[J].海洋科学,2005,29(12):59-67.[35]Cooper,K.A model t o ex p lain the inducti on of settle ment and meta mor2phosis of p lankt onic eye2pediveligers of the blue mussel M y tilus edu lis L.by che m ical and tactile cues[J].Journal of Shellfish Research,1982,2:117.[36]赵锡光.海湾扇贝幼虫附着变态机理的研究[D].青岛:青岛海洋大学,1998.[37]刘宝忠,张福绥,何朝义,等.几种活性物质对海湾扇贝幼虫变态诱导作用研究[J].海洋学报,1998,20(5):55-60.(本文作者另有:大连太平洋海珍品有限公司 赵凤飞 张艳 白海峰)【作者简介】 王吉桥(1950—),男,教授,博士,研究方向:设施渔业和鱼类饲料学。