生物饵料论文

天津农学院

生物饵料培养期末考试

中文题目 控制有毒蓝绿藻的作用模型 学生姓名及学号 系 别 专业班级 成绩评定

2015年4月

第349卷 第4期 水 生 生 物 学 Vol.349,No.4 1997年1月 Hydrobiologia

控制有毒蓝绿藻的作用模型

J.D 弗格森

(环境局,力拓的房子,水边,阿兹特克西,阿蒙兹伯里镇,英国布里斯托尔BS12 4特拉华大学)

摘要：蓝绿色藻类（蓝藻）的水华现象出现在世界上已经有很多年了，并且

只是众多与淡水和海洋水营养过盛相联系的问题中的一种.已经有很多研究

表明水体富营养化会造成复杂和困难的管理问题，因此，计划建立控制有毒

蓝绿藻的作用模型.

关键词：有毒蓝绿藻; 控制; 管理; 角色模型

0 引言：

蓝绿藻的具毒性在湖、水库和河流中，造成一系列过度处级生产浓缩营养问题.在英国

乃至整个世界上，人们认识了解富营养化问题已经有很多年了，许多国家已经编写了自己

国家的的原则、问题和管理方法（Sas 1989; Harper 1992; Reynolds 1992) .然而，营养盐、

初级产物、其它物质、生物和控制过程的化学因素之间的关系，限制了对修复建议功效的

准确预测，定量处级生产和养分有效性之间的关系可用诸如Vollenwider(1968),隆德（1970）

和狄龙&Rigler(1974）等模型所描述的那样.这些模型已经被证实在一般的综合管理方面是

有用的，但雷诺兹（1992）模型要想显示更详细的信息和调查，就需要确定湖泊系统养分

的可能反应控制.

1 英国的有毒蓝绿藻类的水华问题

1989年8月，铜绿微囊藻的迅速繁殖导致拉特兰水的浮游植物在莱斯特郡，形成厚度

达1 2米的浮渣.在九月初，20只羊和15狗死于摄入浮渣.浮渣的样品被发现后，做了老鼠

肝毒素的测定，其结果是，拉特兰水所有形式的水上娱乐从9月初起被关闭了8周.

1989年9月，在鲁斯塔福德郡的迪拉亚德湖发现了一层厚厚的绿脓微胞藻浮渣，一群

正在游泳和划独木舟的士兵中，有一部分人摄入了浮渣.一周以后，两名士兵晕倒，住进了

医院，而其他人也明显感觉到生病了.通过流行病学和临床观察，医生得出的结论是，士兵

们可能已经摄入有毒蓝藻.

其他许多水体内也发现了有毒的蓝藻花朵浮渣，因此国家河流管理局进行了采样计

划，到1989年底，共有915个水域受到了检查.其中，共有686条被取样藻类，有594条

（87%）的河流中，蓝绿藻是占主要的部分得海藻.当对许多水系进行藻类毒性检测的时候，

第349卷 第4期 水 生 生 物 学 Vol.349,No.4 1997年1月 Hydrobiologia 有68%被给出的检查结果是有毒.

这些事件集中于那些被卷入对人和动物健康影响、水质管理和提供水性娱乐的组织.

当地居民很担心，要求采取行动.媒体极度活跃.尤其这些关系到拉特兰水库的问题，已经

被提到政府层面上来.

自1989年以来，全国河流权威(NRA)和随后的环境机构，保持对有影响的水域的活性

抽样调查和检验，以此来应对有大量的蓝绿色海藻的湖泊和水库事件.此外，在过去的两年

里，也有报道称低地河系统中有有毒藻类，而这些河系在前几年受到限制.

2 应对管理

当时在英格兰和威尔士负责管理问题的NRA组织，设置了一个有毒藻类工作组来检

查所有有问题的藻类。集团由国家专家和NRA从业者和被要求审查上可用的科学信息主

体和减少问题的行动提出建议。工作组的初步调查结果发表在美国NRA水质系列报告

（NRA，1990年），包括短期和长期的行为管理问题。

大多数与蓝绿色海藻的花朵实用性相关的的短期行为处理事件，其中包括相关组织角

色和职责的识别、告知受影响的水域的业主和娱乐用户问题的性质和对其防范措施的方

法。我们需要提供涉及NRA员工应采取的用来采样并分析花朵与所有的受影响的交流的

一致性的行动的国际指导。

在长期的行为管理中，需要提出一项对花朵控制的管理策略。NRA报告检查了可用的

方法，确定了许多在不同情况下利用大麦稻草营养迁移的排行。明显的结论是，没有简单

的解决

方法，许多控制选项在短期内不可能生效。其中唯一的例外情况是在水边，那里有足

够深度的有效destratified水域。蓝藻控制问题的管理框架不得不考虑到个别水生物需要调

整控制选项，每个位置的潜在的一系列的控制选项、可能的成本和效益，和成功的可能性。

例如，可能从在一系列的策略来减少一个湖的磷的输入量。这些可能包括控制分散投入以

及控制点源。扩散源的控制选项可能包括湿地的建设，更好的土地管理，减少水土流失，

保留在沟渠中平行河道、河岸缓冲带的营养，增加生态基流康复营养代谢(见弗格森

et.al.,1996)。 同样，可能存在大量的控制点源选项，这将包括确定哪些排放可能是最有效

的控制的需要和磷的浓度达到所要求的投放范围的排放水。任何或所有这些选项的组合可

能是适当的，但需要一个完整的评估来确定最好的选择，之后采取行动。同样，湖中有许

多解决方案选项来控制富营养化（莱丁和拉斯特，1989）。

环境局的管理框架采用了制定控制计划是开发“行动计划”的控制富营养化案例的基

础。这些“行动计划”需要深入检查受影响的水以确定控制富营养化的因素，如保留时间、

形态学、生态学、化学、评估控制选项和确定可能的成本和效益。这项工作的结果纳入报

告，在任何控制措施生效之前与业主，用户和其他可能受到影响的各方协商。

参与“行动计划”的发展的不同的程度和阶级的社区也会有所不同，除了其他试图控

制富营养化的经验，比如在澳大利亚，社会意识对富营养化问题的贡献和参与流域控制解

决方案的发展增多在解决的问题方面的成功的机会。

3 作用模型

NRA报告的主要建议之一（1990），是使用预测模型，量化赤潮的发展与环境变量的

变化，应该进一步评估。如果有必要，应发起进一步的研究，模型可用于为不同水体的设

第349卷 第4期 水 生 生 物 学 Vol.349,No.4 1997年1月 Hydrobiologia 计管理计划。

显然，当一系列的控制选项可用，包括排水控制和湖选项，必须有一个选项正在研究

的预测能力，特别是对于那些投资选择的可能结果展示。

为了提高造型能力，NRA赞助和发展了两个具体特定方面的研究和发展。首先，他觉

得员工参与生产的行动计划，可以通过电脑帮助建立“专家系统”可以确定湖选项最有可

能成功。

环境局使用的相对简单的专家系统叫PACGA（澡群落生长和产量的预测），是由淡水

生态学研究所（IFE)自主开发。系统使用在形态学、生物学、保留时间和营养物质的数据，

确定每个因素在调节处级生产中的影响。

二次开发是一个更复杂的交互模型，由IFE自主开发，可以用来预测浮游植物物种种

群在不同营养和分层机制下的发展。这个模型是调用浮游植物响应环境变化

(PROTECH-2)，需要在湖上营养平衡和其他控制浮游植物的生长的特定因素，如天气情况，

这方面的更详细的数据。

这两个模型的组合，有标准的河流水质模型和营养出口模型，为该机构提供的一些需

要的工具支撑在发展“行动计划”中所做的决策。然而，很明显，需要进一步的发展和评

估模型提高对蓝绿藻和富营养化控制大体管理的预测能力。

4 讨论

蓝藻管理问题中的建模作用已明确建立，有很多的例子存在，他们已经能够高效的有

管理（例如，钢，1975）。然而有一系列的建模未来需求去定义，以加强提案富营养化的

控制。这些主要涉及到集水区管理，并超出营养素的直接影响生物过程.

初级和次级生产之间复杂的相互作用最近已经被开发的用于富营养化管理。生物操纵

作为一种辅助手段，以“自上而下”的的方式控制藻类，可能是海藻成功，可持续控制的

重要组成部分，尤其是在浅水湖泊如诺福克湖区在英格兰（菲利普斯在哈珀，1992年;或

苔，1992年）。在水体富营养化控制使用生物操纵已经取得了巨大的成功，虽然科学真理

被接受和理解的过程有点慢。例如，生物操纵通常涉及除去zooplanktivorous音响SH但

是这种类型的方法的结果无法预测有任何程度的确定性。建模这些方面将是未来发展的一

个重要方面。

养分流失到河流和磷的河流系统的后续命运的预测也是一个重要的开发区域，

对于管理是很重要的。养分出口模型的功效是可变的并且取决于特征，如土壤结构和农业

活动。他们不总是很好被理解。在水系的营养物质的行为往往比湖泊更难以预测，特别是

因为他们受到的溢流其中复杂的营养沉积物 - 水相互作用的快速变化。其他影响因素还

包括生产浮游生物的时空变化和水生植物的河流。被肯定地在任何程度的预测。建模这些

方面将是未来发展的一个重要方面。

生态系统功能的模型是重要的对于环境管理，论文在研讨会上，并形成了基础本书，

描述了最近的进展将被用作科学和技术知识，有毒蓝绿控制的实际问题转移进一步的阶段

藻类。

5参考文献

Dillon, P.J. & F.H. Rigler, 1974. The phosphorus-chlorophyll relationship in lakes. Limnol. and Oceanogr. 19:

第349卷 第4期 水 生 生 物 学 Vol.349,No.4 1997年1月 Hydrobiologia 767–773.

Ferguson, A.J.D, M.J. Pearson, & C.S. Reynolds, 1996. Eutrophication of natural waters and toxic algal

blooms. In: Hester, R.E. &R.M. Harrison eds), Agricultural Chemicals in the Environment.The Royal

Society of Chemistry, Cambridge: 27–41.

Harper, D.M., 1992. Eutrophication of Freshwaters. Chapman andHall, London, 327 pp.

Lund, J.W.G., 1970. Primary production. Wat. treat. Examination.19: 322–358.

National Rivers Authority, 1990. Toxic Blue-green Algae. NRAWater Quality Series Report No.2, Bristol, 128

pp.

Moss, B., 1992. The scope for biomanipulation for improving waterquality. In: Sutcliffe, D.W. & J.G. Jones

(eds), Eutrophication:Research and Application to Water Supply. Freshwater BiologicalAssociation,

Ambleside: 73–81.

Reynolds, C.S., 1992. Eutrophication and the management of planktonic algae: what Vollenweider couldn’t tell

us. In: Sutcliffe D.W.,& J.G. Jones (eds), Eutrophication: Research and Application toWater Supply.

Freshwater Biological Association, Ambleside:4–29.

Ryding, S. & W. Rast, 1989. The control of eutrophication in lakesand reservoirs. UNESCO and the Parthenon

Publishing Group,Paris, 109 pp.

Sas, H., 1989. Lake restoration by reduction of nutrient loading.Academia verlag Richarz GmbH, St.

Augustin.498 pp.

Steel, J.A., 1972. The application of fundamental limnologicalresearch in water supply system design and

management. In:Edwards, R.W. & D.J. Garrod (eds), Conservation and Productivity of Natural Waters.

Academic Press, London: 41–68.

Vollenweider, R.A., 1968. Scientific fundamentals of the eutrophication of lakes and flowing waters with

particular reference tonitrogen and phosphorus as factors in eutrophication. OECD,Paris, 159 pp.