波罗的海蓝藻赤潮的历史

波罗的海所发生的赤湖,主要是由Nodudaria spupmigena和Aphanizomenon sp.这两种蓝藻形成的.有关这些赤潮的长期变化记录可以从过去(1887～1938年)和现代(1974～1998年)出版的浮游植物数据记录中找到.通过各种不同的收集、分析方法已经得到了大量的数据,为了提高这些数据的可比性,人们正在不断地尝试老的、新的采样方式与固定方法.l00多年前,浮游生物就做为鱼类的食物来源而引起了人们的兴趣;富营养化问题主要出现在南部的礁湖(haffs)以及大城市附近的海边水ro域.二战前,很少有关于开阔海域赤潮的报道.在过去的营养环境中,Nodudaria spupmlgena和Aphanizomenon sp.的数量还很少,从l 887～1938年的137个夏季采样中表明它们的丰度还没有达到过最高峰.在现在的营养环境中,高丰度是非常普遍的,这两个物种的数目范围相对于过去的营养环境来说有了明显的增长.自20世纪60年代以来,蓝藻赤潮在波罗的海本体与芬兰湾的开阔海域是非常常见的,这表明了营养物已经高度丰富.     

利用新一旧冰川沉积物中的类胡萝卜素色素作为波罗的海蓝藻赤潮的标志物

1999年5月从哥特兰海盆、波罗的海本体北部和芬兰湾东部采集到的新-旧冰川沉积物中类胡萝卜素色素的分布情况进行了研究.其目的在于对最近几个世纪以来发生在波罗的海的蓝藻赤潮的发生时间及强度做出+个全面的、系统的、历史性的回顾.色素的存在是利用高压液相色谱(LLC)来检测的,检测的主要重点是把色素作为蓝藻赤潮标志物.从三个采样点采集到的沉积物中的色素的含量有明显差异.总的来说,来自于哥特兰海盆的沉积样中色素的含量最高,而芬兰湾东部样品中的含量最低.在三组沉积样中的最上层(0～lcm)是以β-胡萝卜素为主的胡萝卜素.在岩心样品的深层以蓝藻叶黄素与玉米黄素为主.据我们所知,蓝藻叶黄素和玉米黄素是第一次在波罗的海滨海螺期(Litorina stage)早期的沉积物中被发现.这与沉积物深度相关的色素含量的减少与碳含量的减少是一致的,也和波罗的海蓝藻赤潮发生的强度和时间的历史记录相一致.这一切都表明,第二次世界大战之前在这里很少有蓝藻赤潮发生的记录.     

利用新一旧冰川沉积物中的类胡萝卜素色素作为波罗的海蓝藻赤潮的标志物

1999年5月从哥特兰海盆、波罗的海本体北部和芬兰湾东部采集到的新-旧冰川沉积物中类胡萝卜素色素的分布情况进行了研究.其目的在于对最近几个世纪以来发生在波罗的海的蓝藻赤潮的发生时间及强度做出+个全面的、系统的、历史性的回顾.色素的存在是利用高压液相色谱(LLC)来检测的,检测的主要重点是把色素作为蓝藻赤潮标志物.从三个采样点采集到的沉积物中的色素的含量有明显差异.总的来说,来自于哥特兰海盆的沉积样中色素的含量最高,而芬兰湾东部样品中的含量最低.在三组沉积样中的最上层(0～lcm)是以β-胡萝卜素为主的胡萝卜素.在岩心样品的深层以蓝藻叶黄素与玉米黄素为主.据我们所知,蓝藻叶黄素和玉米黄素是第一次在波罗的海滨海螺期(Litorina stage)早期的沉积物中被发现.这与沉积物深度相关的色素含量的减少与碳含量的减少是一致的,也和波罗的海蓝藻赤潮发生的强度和时间的历史记录相一致.这一切都表明,第二次世界大战之前在这里很少有蓝藻赤潮发生的记录.     

保护波罗的海波罗的海环境保护委员会的作用

本文描述了为了保护波罗的海及其沿岸水域免受污染而进行的技术开发和应用工作.这项工作始于20 世纪早期,当时主要调查海水自身的净化能力和污水处理的可能性.     

浮游植物群落中的富营养化、赤潮及物种多样性:发生在波罗的海的案例

了解各种环境条件下控制生物多样性的机制是当今科学领域里最大的挑战之一.与陆地和底栖生境相比,对调节浮游生物生态系统物种多样性的机制的研究比较少.这主要是因为缺乏现场研究中的实验证据,因为这些实验证据覆盖了大量的时空尺度,并有足够的分辨率.本文通过陆地/相连系统的比较,讨论了作为浮游植物生长环境的水生系统的特性,列举了波罗的海中物种多样性的调节机制.     

浮游植物群落中的富营养化、赤潮及物种多样性:发生在波罗的海的案例

了解各种环境条件下控制生物多样性的机制是当今科学领域里最大的挑战之一.与陆地和底栖生境相比,对调节浮游生物生态系统物种多样性的机制的研究比较少.这主要是因为缺乏现场研究中的实验证据,因为这些实验证据覆盖了大量的时空尺度,并有足够的分辨率.本文通过陆地/相连系统的比较,讨论了作为浮游植物生长环境的水生系统的特性,列举了波罗的海中物种多样性的调节机制.     

波罗的海富营养化

早在60年代,波罗的海的海洋环境就受到干扰,最新估计认为,由河流、点源和大气沉降输入到波罗的海(包括丹麦海峡)的氮达每年98万吨,输入磷5万吨,而早先的估计认为每年输入氮119万吨,磷7.8万吨,大约50％的氮是由大气输入的,其中包括固氮作用;而磷的输入主要来源于陆地,大约占90％,其中包括点源。 自本世纪以来,波罗的海的氮磷输入量分别增长了大约4倍和8倍,主要是1950年以来增加的,在1980—1981年间,瑞典环保局发起一项海洋环境富营养化的综合研究课题,其中重点研究了污水处理厂的氮输入问题。研究表明,海洋氮含量是影响     

波罗的海的放射性污染

本文援引1980年3—6月进行的波罗的海和斯卡格拉克海峡中水质、底质放射性污染的试验研究结果,指出受到企业加工核燃料的残渣污染的北海进水对西南波罗的海的放射性状况有影响。在卡斯格拉克海峡和西南波罗的海的水质中发现了被排放的标识放射性核~(184)Cs。根据水中~(137)Cs/~(184)Cs比值测定的放射性核素从英国温莎市到波罗的海的迁移时间为3.3年。文中指出1980年通过丹麦海峡的~(137)Cs流量,可以和从全球大气降落及由河水流入海洋的~(137)Cs总量相比。可见,目前核电站对海洋环境放射性污染的影响,在以全球污染源为背景时是微不足道的。     

反硝化脱氮对太湖蓝藻水华态势的影响

反硝化作用是水生生态系统的主要脱氮过程,与蓝藻生长之间存在对氮素的竞争作用,然而气候变化背景下反硝化脱氮对蓝藻水华发生动态的影响仍不清楚.基于2017~2021年北太湖为期5 a的水质监测历史数据,结合不同温度下蓝藻生长和沉积物泥浆培养实验,探究了湖体反硝化脱氮与蓝藻水华之间的相互影响.监测数据表明,太湖水体藻类生物量（以Chla表示）高值主要出现在夏秋季节,而总氮浓度季节变化规律与藻类生物量完全相反,冬春季较高,夏秋季显著降低,溶解态无机氮主要以硝态氮为主,并且硝态氮浓度在夏秋季节几乎接近于零.总磷浓度与Chla浓度变化一致.蓝藻培养实验结果表明,20℃以下蓝藻不能大量生长繁殖.泥浆培养实验结果发现,太湖反硝化作用的最高温度阈值为25℃,在10~25℃之间反硝化潜力与温度呈现显著的线性关系（R²=0.99）.反硝化作用发生的最高硝态氮浓度阈值为4 mg ·L^-1,远高于太湖水体的硝态氮浓度,反硝化潜力最高达到（62.98±21.36）μmol ·（kg ·h）^-1.太湖水体反硝化速率受到硝态氮浓度的限制,而气候变暖导致湖泊温度提前升高,会使蓝藻提前生长,蓝藻生长对硝态氮的同化吸收会和反硝化作用产生竞争,使得大量氮还未被反硝化作用脱除就被藻类吸收利用,从而加剧蓝藻水华暴发的态势.研究结果对于解释近年来气候变化背景下太湖蓝藻水华反弹的机制具有重要科学意义.     

Pollution in the Baltic Sea

3  , NO_x, PO₄) caused eutrophication and consequent oxygen depletion in coastal bottom waters as well as in the depths of the open sea. In the anoxic sediments, hydrogen sulfide can be produced by protein-decomposing and sulfate-reducing bacteria. The bottom fauna will be destroyed and only H₂S tolerant microorganisms can survive. Originating from cellulose manufacturing and from paper mills, large amounts of poisonous chlorinated compounds contaminated the coastal waters of Sweden and Finland until the 1980s. Most of this material is still present in sediments of the central Baltic Sea and can be resuspended by near bottom currents. To reduce pollution and improve the situation in the Baltic Sea, the surrounding countries organized the Helsinki Convention, which came into force on 3.5.1980. The Helsinki Commission (HELCOM) founded in 1974 acts as coordinator and is responsible for the enforcement of the Baltic monitoring program and international research projects. The activities of HELCOM have led to the reduction of dangerous pollutants which in turn has caused the regeneration of flora and fauna in some areas. Further improvements can be expected.     

湖泊蓝藻水华对连通河道水质的影响

为认知湖泊蓝藻水华灾害对连通河道的影响强度及其变化因素,以太湖梅梁湾连通河道梁溪河为例,在夏季水华期开展河道蓝藻颗粒物及氮磷和溶解氧等水质指标的逐日监测,结合河道水质指标空间变化调查,以及同期流量、温度和风场特征等水文气象因子数据,分析湖泊蓝藻水华物质对连通河道水质的影响特征.结果发现,夏季蓝藻水华暴发期间,水华颗粒物能够随水流大量进入连通的河道,进入河道的藻颗粒通量总量可观,夏季3个月梅梁湾进入梁溪河的蓝藻水华颗粒物总量达到9 733 t,与当年全湖的工程打捞量相近;由湖泊进入连通河道的水华颗粒物通量日变化很大,夏季调查期间进入梁溪河的藻颗粒通量介于75～496 t·d-1,平均值为105 t·d-1,通量大小主要受水文气象条件控制,水量、温度、风向是最主要的影响因素;携带大量蓝藻水华颗粒物的湖水进入河道后,在显著改善城市河道水体溶解氧、氨氮等指标的同时,也显著增加了河道颗粒态氮、磷等营养盐含量,对溶解态氮磷的影响较小;空间上,因蓝藻颗粒物带来的氮、磷浓度随离湖距离增加而下降,水体叶绿素浓度也迅速下降,汇入7 km之后的运河后,蓝藻颗粒物基本分解,水体颗粒态藻体叶绿素a含量由刚入河的152. 93μg·L~(-1)下降到1. 99μg·L~(-1).结果表明,受蓝藻水华问题困扰的湖泊对周边河道水质影响也很大,河湖连通过程尽管能有效缓解湖泊的湖泛灾害,解决城市河道黑臭的问题,但是对河道的营养盐等指标会产生较大影响;管理上应因河道和湖泊不同的保护目标,充分考虑湖泊水华情势及水文气象因素,制定机动灵活的调水方案,优化湖泊及河道的水生态服务功能.     

蓝藻水华对太湖水柱反硝化作用的影响

反硝化作用是湖泊水体最主要的脱氮过程,对减轻湖泊的氮素污染和富营养化控制具有重要意义.蓝藻水华暴发和衰亡可能会通过改变水体氮素循环途径及微环境来促使反硝化作用直接在水柱中发生,加速氮的去除.为了验证这一假设,取太湖湖水添加不同生物量的蓝藻和连续10 d的NO_3~--N、PO_4~(3-)-P营养盐,进行蓝藻生长与降解对反硝化影响的模拟实验,测定蓝藻水华期水体藻类生物量和各形态氮浓度的动态变化,同时利用~(15)N同位素添加培养结合膜进样质谱仪(MIMS)实时定量测定反硝化速率.结果表明,蓝藻在生长期吸收氮素转变为颗粒氮,在衰亡期藻细胞通过降解矿化释放了大量的NH_4~+-N,继而转化为NO_3~--N,为反硝化作用提供底物,是大幅度促进水体反硝化作用的关键;反硝化速率(以N2计,下同)最高达到(1 614. 52±301. 57)μmol·(m~2·h)~(-1),是同时期最低蓝藻生物量组反硝化速率[(534. 45±242. 18)μmol·(m~2·h)~(-1)]的3倍,实验结束时添加初始蓝藻生物量倍数最高组的TN去除率达最高(40. 02%),是未添加蓝藻组TN去除率(17. 72%)的2. 26倍,说明蓝藻堆积会显著促进反硝化作用的强度,加速水体氮素的去除.蓝藻衰亡时反硝化速率的快慢受NH_4~+浓度的影响显著,表明附着在藻团的微生物的耦合硝化-反硝化作用是氮盐去除的主要途径.本研究结果表明,水华蓝藻生长期快速吸收氮素转变为颗粒氮,蓝藻死亡降解后通过耦合硝化-反硝化作用加速氮素去除,这可能是太湖夏季氮素浓度降低的原因之一.     

蓝藻水华形成过程对氮磷转化功能细菌群的影响

为探寻蓝藻水华形成过程中细菌群落结构和氮、磷转化功能菌群的动态变化,利用细菌16S rRNA基因的高通量测序和功能基因的荧光定量PCR(qPCR)方法,分析了在蓝藻水华过程中水体细菌群落组成及功能菌群的变化情况.高通量测序结果证明了蓝藻水华形成过程中细菌群落的多样性降低,细菌群落在水华期和非水华期具有不同的结构.随着水华过程中蓝藻密度的增加,水体中Actinobacteria和Bacteroidetes相对丰度减少,而Firmicutes相对丰度增加;蓝藻水华对聚磷菌(PAOs)具有富集作用,对硝化细菌具有抑制作用,而反硝化细菌的数量在中度水华条件下显著增加. qPCR结果显示,随着蓝藻水华的持续发展,硝化和反硝化功能基因丰度下降甚至消失,表明水体中氮转化过程可能受到抑制,此过程也有利于水华过程中微囊藻快速增殖对氮的需求,对水华蓝藻的生长具有正反馈作用.