城市环境所在人为和自然干扰对水库浮游植物群落影响方面获进展

在全球气候变化大背景下，气候异常和人类活动容易引发湖库藻类水华，导致生态系统功能退化。近年来，随着经济的快速发展、人们生活方式的改变以及工业化和城镇化的推进，供水水库水质管理及富营养化防治工作难度进一步加大、不确定性增加。浮游植物作为水生态系统的重要组成部分，是水环境的关键指示生物，能够对水生态环境的变化做出最直接快速的响应。然而，人们对区域气候变化-流域人类活动-水库水质-浮游植物的生态耦合过程，特别是自然和人为组合干扰对浮游植物群落演替影响的认知还十分有限。

中国科学院城市环境研究所水生态健康研究组（杨军团队）自2010年起对厦门两座水库进行了长期定位观测，重点开展浮游植物、水文和水质长时间序列动态研究。通过连续6年的观测，研究了组合干扰（如水库移民、温度变化、降雨和水位波动）和单一干扰与浮游植物和蓝藻群落演替的关系。研究表明，组合干扰导致水库生态系统在蓝藻为优势的状态和非蓝藻类群为优势的状态之间发生了两次显著转换。2010年9–12月水库移民（迁出水库流域）、禁止禽畜养殖和自然干扰（如低温、降雨和水位上升）的共同影响导致蓝藻生物量下降的比例达60–90%，蓝藻水华随之消失，浮游植物群落组成也发生了显著变化；然而2014年夏季之后，气象和水文因素的组合干扰（如升温、降雨和水位降低）导致蓝藻生物量显著上升，浮游植物群落继而又恢复到以蓝藻为优势地位的状态。浮游植物群落组成、生物量、多样性等方面的变化受多因素控制，与水体营养盐含量和水位波动密切相关，同时受到温度和降雨的调节。考虑到未来气候变化和人类活动等干扰事件将进一步加剧对水库生态系统的影响，作为饮用水水源地的水库，首要目标是保护水生态系统健康、稳定和水质安全，评估和预测干扰事件对水库生态系统结构和功能的影响，从而为水库可持续管理提供科学依据与对策。

该研究一方面表明亚热带中小型水库蓝藻水华发生的复杂性和可控性，进一步为流域综合整治提供了科学依据；另一方面说明升温将可能大大降低蓝藻水华发生的营养盐阈值，进而能够解释为什么中营养的水库也会发生蓝藻水华的现象。研究成果近日发表于国际期刊Water Research,2017,120:52–63。该研究得到了国家自然科学基金和中科院知识创新工程项目资助。

图1 气候变化和人类活动对浮游植物群落的影响途径

图2 研究期间（A）记录到的干扰事件，（B）组合干扰与水库浮游植物群落变化的关系