国内蓝藻水华的成因和防治策略
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重的湖泊。
正确认识蓝藻水华
错误的认识
× 水华是藻类在短时间内连续的 快速生长所致，是生物量的 “巨变”
× 叶绿素含量的增加是水华形成 的判据
√ 正确的认识
√ 这种突然出现的“水华”只不
过是已存在、分散在水体中的 藻类群体在适宜条件下的上浮、 聚集、迁移至水面并为人们肉 眼所见的过程。是空间位置的 改变
√ 需要同时满足叶绿素含量和上wk.baidu.com
浮积聚两个指标
确切的水华定义或指标的确定对研究水华形成机理十分必要。
形成过程——四阶段理论
中国科学院南京地理与湖泊研究所 孔繁翔和高光
休眠
复苏
生物量增加
上浮和积聚
成因——外因和内因
环境因子（外因） 生态生理特性（内因）
成因——环境因子（外因）
1氮磷营养盐 目前普遍认为氮磷释放导致的水体富营养化直接促使水华的形成。
5.贮藏营养物质
• 微囊藻有较高的磷吸收的最大摄取速率，比其它藻类具有更 强的储存磷的能力,它们可以在细胞中储存足够的磷(够细胞分 裂2～ 4次）、对磷、氮等营养盐的结合力比其它藻类高。
6.防晒
• 微囊藻通过增加细胞内类胡萝卜素的含量而保护细胞免受光 的抑制，对强光有较大的忍受性。
7.产毒素
• 水华蓝藻可能通过毒素持续维持种群 优势。
3微量元素 实验证明蓝藻比真核微藻需要更多的微量元素。
当铁的浓度在0.1—1.0mg/L时，藻类开始从绿藻向蓝藻演替;铁是 固氮酶的组成要素之一，因此是固氮蓝藻的基本元素。
成因——环境因子（外因）
4水温
Robats和Zohary认为蓝藻水华的发生主要是由水温升高引发的。
5水文条件 6气象条件
随着温度的升高，藻类群落结构也发生了变化，蓝藻在19.5℃ 以后占优势。
1.伪空泡(气囊)
• 蓝藻具有伪空泡或伪空泡群，调节伪空泡的浮力可使蓝藻在 水柱中占有有利吸收光能的位置。
2.胶质鞘
• 胶质鞘是群体的形成、增大和形态的持久维持的结构基础。 具有重要的生理生态功能: 藻丝运动、垂直分布的调节、营养 储存、营养物质的螯合与加工、代谢的自我调节、防御氧的 侵害、防御金属的毒性、防御草食性牧食和防御被消化。这 些功能可能使得蓝藻在与其他浮游植物的竞争中占优势。
污染。 （外因）控制营养盐 ✓ 首先必须控源减排，修复受损的生态系统，对流域进行综
合调控，减少人类活动对湖泊生态系统的干扰和破坏。
物理方法除藻 ✓ 传统打捞方法 ✓ 一种新型除藻机械——利用压力破坏蓝藻细胞内伪空泡
资源化利用蓝藻 ✓ 使蓝藻成为经济藻类，如利用蓝藻的高生物量生产生物柴
油
综合运用多种监测预警技术
感谢观看
by 阳敏 2015级海洋资源与环境
8.固氮
• 固氮蓝藻( 如鱼腥藻) 可以转化利用空 气中的氮气，因此在缺氮的环境中固 氮蓝藻具有绝对优势。
防治措施
大多数学者认同的防治思路是: 从多种环境因子中找出关键因子，然后弄清楚关 键因子的作用机制，最后找到相应的方法切断关键因子的作用。
（外因）水文条件的改变 ✓ 引流带走污染物，但污染物进入其它生态系统中造成新的
总氮和总磷分别超过0.5 mg/L和0.02 mg/L，就可能暴发水华。
2总氮总磷比 水体中总氮总磷比N:P也会显著影响着浮游植物的种群组成。
通常当N:P<29时,可以形成水华的蓝藻会占优势。但是最近的研究 结果表明:在较高的N:P的情况下,水体中也会形成蓝藻的水华,较低 的N:P并不是蓝藻水华形成的条件,而是蓝藻水华产生的结果。
蓝藻的生长需要稳定的水体,水体的稳定性与微囊藻的悬浮机制密 切相关。
一般认为水力滞留时间少于2周时，蓝藻难以有效地聚集形成水 华。
轻缓的风浪促进蓝藻水华的形成，光照强度和日照时间也有重要 影响。
大于3m/s的风速可以把表层水华带到水下。
7浮游动物牧食 大群体蓝藻能抵御浮游动物牧食从而形成水华。
成因——生理生态特性（内因）
蓝藻水华防 治应该遵循 以防为主， 防治结合 的理念。
参考文献
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. 马健荣, 邓建明, 秦伯强,等. 湖泊蓝藻水华发生机理研究进展[J]. 生态学报, 2013, 33(10):3020-3030. 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. 裴毅, 黄维, 陈飞勇,等. 蓝藻处理机的设计及除藻效果试验[J]. 农 业工程学报, 2009, 25(4):130-134.
3. CO2浓缩机制
• 蓝藻能高效吸收浓缩低浓度的CO2，在细胞内积聚比外界高 几百到几千倍的CO2。
典型浮游蓝藻的伪空泡内部结构电镜图
伪空泡由众多圆柱形的子气囊垛叠而成
成因——生理生态特性（内因）
4.适应低光强
• 蓝藻细胞含有多种辅助捕光色素，如藻蓝素、藻红素和别藻 蓝素等，能有效地捕获光能。
国内湖泊蓝藻水华的 成因与防治策略
蓝藻 水华
正确认识
形成过程——四阶段理论 成因——外因、内因
防治措施
正确认识蓝藻水华
定义：在富营养化水体中蓝藻大量增殖，水体中叶绿素 a 浓度超过10mg/m3或藻细胞超过1.5×107个/L，并在 水面形成一层蓝绿色或有恶臭的浮沫。 • 在我国，太湖、巢湖和滇池是蓝藻水华发生最为严
正确认识蓝藻水华
错误的认识
× 水华是藻类在短时间内连续的 快速生长所致，是生物量的 “巨变”
× 叶绿素含量的增加是水华形成 的判据
√ 正确的认识
√ 这种突然出现的“水华”只不
过是已存在、分散在水体中的 藻类群体在适宜条件下的上浮、 聚集、迁移至水面并为人们肉 眼所见的过程。是空间位置的 改变
√ 需要同时满足叶绿素含量和上wk.baidu.com
浮积聚两个指标
确切的水华定义或指标的确定对研究水华形成机理十分必要。
形成过程——四阶段理论
中国科学院南京地理与湖泊研究所 孔繁翔和高光
休眠
复苏
生物量增加
上浮和积聚
成因——外因和内因
环境因子（外因） 生态生理特性（内因）
成因——环境因子（外因）
1氮磷营养盐 目前普遍认为氮磷释放导致的水体富营养化直接促使水华的形成。
5.贮藏营养物质
• 微囊藻有较高的磷吸收的最大摄取速率，比其它藻类具有更 强的储存磷的能力,它们可以在细胞中储存足够的磷(够细胞分 裂2～ 4次）、对磷、氮等营养盐的结合力比其它藻类高。
6.防晒
• 微囊藻通过增加细胞内类胡萝卜素的含量而保护细胞免受光 的抑制，对强光有较大的忍受性。
7.产毒素
• 水华蓝藻可能通过毒素持续维持种群 优势。
3微量元素 实验证明蓝藻比真核微藻需要更多的微量元素。
当铁的浓度在0.1—1.0mg/L时，藻类开始从绿藻向蓝藻演替;铁是 固氮酶的组成要素之一，因此是固氮蓝藻的基本元素。
成因——环境因子（外因）
4水温
Robats和Zohary认为蓝藻水华的发生主要是由水温升高引发的。
5水文条件 6气象条件
随着温度的升高，藻类群落结构也发生了变化，蓝藻在19.5℃ 以后占优势。
1.伪空泡(气囊)
• 蓝藻具有伪空泡或伪空泡群，调节伪空泡的浮力可使蓝藻在 水柱中占有有利吸收光能的位置。
2.胶质鞘
• 胶质鞘是群体的形成、增大和形态的持久维持的结构基础。 具有重要的生理生态功能: 藻丝运动、垂直分布的调节、营养 储存、营养物质的螯合与加工、代谢的自我调节、防御氧的 侵害、防御金属的毒性、防御草食性牧食和防御被消化。这 些功能可能使得蓝藻在与其他浮游植物的竞争中占优势。
污染。 （外因）控制营养盐 ✓ 首先必须控源减排，修复受损的生态系统，对流域进行综
合调控，减少人类活动对湖泊生态系统的干扰和破坏。
物理方法除藻 ✓ 传统打捞方法 ✓ 一种新型除藻机械——利用压力破坏蓝藻细胞内伪空泡
资源化利用蓝藻 ✓ 使蓝藻成为经济藻类，如利用蓝藻的高生物量生产生物柴
油
综合运用多种监测预警技术
感谢观看
by 阳敏 2015级海洋资源与环境
8.固氮
• 固氮蓝藻( 如鱼腥藻) 可以转化利用空 气中的氮气，因此在缺氮的环境中固 氮蓝藻具有绝对优势。
防治措施
大多数学者认同的防治思路是: 从多种环境因子中找出关键因子，然后弄清楚关 键因子的作用机制，最后找到相应的方法切断关键因子的作用。
（外因）水文条件的改变 ✓ 引流带走污染物，但污染物进入其它生态系统中造成新的
总氮和总磷分别超过0.5 mg/L和0.02 mg/L，就可能暴发水华。
2总氮总磷比 水体中总氮总磷比N:P也会显著影响着浮游植物的种群组成。
通常当N:P<29时,可以形成水华的蓝藻会占优势。但是最近的研究 结果表明:在较高的N:P的情况下,水体中也会形成蓝藻的水华,较低 的N:P并不是蓝藻水华形成的条件,而是蓝藻水华产生的结果。
蓝藻的生长需要稳定的水体,水体的稳定性与微囊藻的悬浮机制密 切相关。
一般认为水力滞留时间少于2周时，蓝藻难以有效地聚集形成水 华。
轻缓的风浪促进蓝藻水华的形成，光照强度和日照时间也有重要 影响。
大于3m/s的风速可以把表层水华带到水下。
7浮游动物牧食 大群体蓝藻能抵御浮游动物牧食从而形成水华。
成因——生理生态特性（内因）
蓝藻水华防 治应该遵循 以防为主， 防治结合 的理念。
参考文献
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. 马健荣, 邓建明, 秦伯强,等. 湖泊蓝藻水华发生机理研究进展[J]. 生态学报, 2013, 33(10):3020-3030. 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. 裴毅, 黄维, 陈飞勇,等. 蓝藻处理机的设计及除藻效果试验[J]. 农 业工程学报, 2009, 25(4):130-134.
3. CO2浓缩机制
• 蓝藻能高效吸收浓缩低浓度的CO2，在细胞内积聚比外界高 几百到几千倍的CO2。
典型浮游蓝藻的伪空泡内部结构电镜图
伪空泡由众多圆柱形的子气囊垛叠而成
成因——生理生态特性（内因）
4.适应低光强
• 蓝藻细胞含有多种辅助捕光色素，如藻蓝素、藻红素和别藻 蓝素等，能有效地捕获光能。
国内湖泊蓝藻水华的 成因与防治策略
蓝藻 水华
正确认识
形成过程——四阶段理论 成因——外因、内因
防治措施
正确认识蓝藻水华
定义：在富营养化水体中蓝藻大量增殖，水体中叶绿素 a 浓度超过10mg/m3或藻细胞超过1.5×107个/L，并在 水面形成一层蓝绿色或有恶臭的浮沫。 • 在我国，太湖、巢湖和滇池是蓝藻水华发生最为严