水生所专家揭开武汉东湖蓝藻水华消失之谜

  淡水湖泊富营养化最令人憎恶的一个表现特征是蓝藻水华的出现。当湖泊中出现蓝藻水华时,水面被一层厚厚的蓝绿色水华所覆盖,构成水华的蓝藻群体大量孳生,接着又大量死亡。死亡的蓝藻在分解过程中散发出令人难以忍受的恶臭,同时还大量消耗水中溶解的氧气,常常造成大批鱼类窒息死亡;微囊藻水华往往堵塞自来水厂的滤水设施,导致供水故障,还大大增加消毒剂用量;更严重的是水华中含有一类名为微囊藻素的毒素,被认为是强烈的促癌物质。在湖泊蓝藻水华控制技术研究中,水生所有关专家探索创新,以武汉东湖为基地,总结出利用滤食性鱼类直接控制蓝藻水华的生物操纵方式,同时也揭开了武汉东湖连续15年的蓝藻水华消失之谜。 

  东湖的蓝藻中能形成水华的3个属是微囊藻属、鱼腥藻属和束丝藻属,其中为害最大的是铜锈微囊藻这个种。50年代,东湖里微囊藻数量稀少,不足以形成水华,后来由于滨湖地区城市化的关系,大量生活污水未经充分处理就排放入湖,湖水中氮、磷等营养元素含量大大超过富营养型湖泊的标准,导致藻类滋生。进入60年代,微囊藻的数量不断增加,到70年代中期,每年夏季湖面上都出现厚厚的一层微囊藻水华。 

  然而,到了1985年夏季,水华破例地没有在东湖出现。当时认为只是偶然现象,次年水华大概会重现的。而事实上,截至2000年秋季,15年来东湖里水华始终没有重现! 

  东湖水华消失的头几年,人们议论着消失的原因:有的说是全球气候变化造成的,可是在我国其他湖泊如太湖、巢湖、滇池,水华照常发生,并未中断;有的说是由于东湖富营养化进展加速,水质肥得生不成蓝藻水华啦,可是水质分析数据不能证实这种论点。1989年,刚获得日本筑波大学博士学位的谢平回到祖国,在刘建康院士的指导下开展博士后研究。为了找出微囊藻水华消失的真正原因,也就是从这一年开始,由谢平博士牵头,用实验湖沼学的方法,先后在东湖里进行了4个夏秋(1989199019922000年)的原位围隔试验,具体采用放养鲢鳙直接控制微囊藻水华的“生物操纵”法。 

  试验结果证明,在养鱼的围隔里,蓝藻的份额减少了很多,而在不养鱼的围隔里,则蓝藻水华生长得很好。在已经出现微囊藻水华的围隔,在引进一定密度的鲢或鳙之后1020天,水华全部消失。在刘建康院士和谢平研究员联名发表的论文《揭开武汉东湖蓝藻水华消失之谜》中,正式提出有效的鲢鳙生物量是每立方米水含鱼4650g。形象地说,就是每吨水放1“两”鱼。 

  蓝藻水华既非东湖特有,也非中国特有。关于藻类数量的遏制,国外流行“生物操纵”法。经典生物操纵论者提出的治理对策是:放养食鱼性鱼类以消除食浮游生物的鱼类,或捕除(或毒杀)湖中食浮游生物的鱼类,借此壮大浮游动物种群,然后依靠浮游动物来遏制藻类。实际上,浮游动物只能控制细菌和小型藻类等生物类群,可以起到提高湖水透明度的作用,这在营养水平不高的欧美湖泊中有一定效果,而对于富营养水体中爆发的大型藻类如微囊藻的水华,则是无能为力的。随着时间的考验,经典的生物操纵措施已“风光不再”。像东湖这样面积达28km2的中型湖泊,能遏制微囊藻水华至今长达15年之久,在国际上还是首次报道,而东湖所依靠的放养对象,又正好是经典生物操纵论者要求捕除或毒杀的对象!所以,从依靠的对象和湖泊实践的效果来说,东湖用鲢鳙直接控制微囊藻水华的“生物操纵”法是具有创新意义的。 

  对于这条新的生物操纵途径,国内外的反响也很大。刘建康院士1999年和2000年就这个主题的内容,先后4次在国内外学术会议上作报告。1999年谢平研究员也因此荣获国际湖泊生态学的大奖 — 第9日本琵琶湖生态学奖,评审委员会的书面报告中写道:“为了控制在中国湖泊中广泛爆发的由微囊藻引起的水华,他(指谢平)在实验生态系统中投放牧食浮游生物的鱼类,阐明了消除和控制“水华”的可能性。这一成果受到高度评价,因为他给我们指出了这样的一个方向:通过人为控制来解除或减轻像富营养化那样的由人类活动带给湖泊生态系统的干扰。” 

  附:2001年2月5日,新华社、中央电视台、中央人民广播电台、人民日报等多家新闻媒体纷纷报道了“水生所专家揭开武汉东湖蓝藻水华消失之谜”。27日,国务院李岚清副总理和科学技术部朱丽兰部长在通过新闻媒体了解到此项研究成果后均作了批示。科技部农村与社会发展司随即派员专程来到武汉,实地考察并听取了有关专家的报告。313日,国家环保总局副局长宋瑞祥、中国科学院副院长陈宜瑜专程来到水生所,就控制湖泊蓝藻水华问题进行了调研和考察,并实地考察了位于东湖的实验基地。910日,全国人大常委会副委员长邹家华率全国人大常委会水污染防治法执法检查组来到水生所,就水污染治理问题进行了调研。  

刘建康(左)与谢平讨论蓝藻水华问题


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