城市环境研究所在水库蓝藻生物量对短期降雨的响应方面取得研究进展
发布时间:2022-03-21来源:杨军研究组
水质优良的湖泊和水库对支撑区域经济和社会可持续发展具有重要意义。有“水体癌症”之称的蓝藻水华是威胁湖泊和水库生态安全的重要因素;近几十年来气候变暖和人为富营养化促进了蓝藻的生长,增加了蓝藻水华发生的规模和频率,导致全球淡水的质量进一步恶化。现阶段的挑战是在城市化背景下了解气候变化如何影响特定区域的降水、温度和风等短期气象因素,以及这些因素如何相互作用引发湖库环境条件的改变,最终导致水质和蓝藻生物量的变化。热带和亚热带地区的水体温度常年较高,因此蓝藻水华发生的风险较高。尽管有研究表明,降雨会对蓝藻水华的发生产生强烈影响,但由于缺乏长期、高频的监测数据,我们仍然不清楚降雨事件在短期内如何影响亚热带季风区湖库蓝藻生物量的变化。
中国科学院城市环境研究所水生态健康研究组(杨军团队)选择厦门集美区最大的生态景观水体(杏林湾水库)为研究对象,从2016年1月至2020年12月每周进行2次监测,研究了蓝藻生物量对短期(1–7天)降雨的直接响应,以及降雨所影响的水环境因素。杏林湾水库是一个典型的浅水富营养水库,暖月份降雨多于冷月份,蓝藻生物量在暖月份高于冷月份。研究发现,在湿季暖月份(4月至9月)短期降雨对蓝藻生物量有显著的抑制作用;然而在干季冷月份(12月和1月),短期降雨后蓝藻生物量显著增加。广义相加模型表明,暖月份与冷月份蓝藻生物量的显著解释因子存在较大差异。路径分析表明,在暖月份的三日降雨后,气象因素(降雨、风、日照)会引起水库环境因子(水温、pH、溶解氧)的变化,同时导致蓝藻生物量的迅速减少。此外,还发现冬季的降雨可能会增加蓝藻对阳光的敏感性。该研究揭示了天气变化对亚热带富营养化景观水库蓝藻生物量的影响,为理解水库蓝藻生物量对降雨的响应提供了新视角,为蓝藻水华防控提供了基础数据和重要信息。
研究结果以Short-term rainfall limits cyanobacterial bloom formation in a shallow eutrophic subtropical urban reservoir in warm season为题发表在环境生态领域国际期刊Science of the Total Environment, 2022, 827: 154172。博士生罗安琪为第一作者,杨军研究员为通讯作者。该研究得到了中国科学院战略性先导研究计划、国家自然科学基金、福建省自然科学基金等项目的资助。
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