缓流水体蓝藻爆发机理及生态防控

  • 获奖名称: 缓流水体蓝藻爆发机理及生态防控
  • 获奖等级: 二等奖
  • 获奖类别: 长江水利委员会青年科学技术奖
  • 授奖单位: 长江水利委员会
  • 完成单位: 长江水利委员会长江科学院
  • 获奖年度: 2021
  • 获奖人员: 吴敏、张为、黎睿、金海洋、刘敏、郭伟杰、孙婷婷
  • 成果简介:成果所属科学技术领域:资源、环境领域。 主要内容:项目以缓流水体中蓝藻为研究对象,从其生长可控要素营养盐着手,采用室内模拟实验、现场观测与围隔实验以及理论分析等手段,分析了水产养殖饵料和沉积物中氮、磷(包括不同形态磷)、有机质含量,系统研究了饵料及沉积物中营养盐释放特征及不同环境因子对营养盐释放过程的影响;采用铜绿微囊藻与四尾栅藻,以鱼饵培养基作为营养源,研究蓝藻的生长动力学以及与氮、磷响应关系;通过现场观测,采用围隔实验,研究投饵和投饵养鱼对蓝藻等藻类生长动力学及群落组成结构的影响,研究养殖及投饵行为对营养物质迁移转化的贡献。在此基础上,构建以藻类生物量控制、以及营养盐削减为目标的缓流水体蓝藻爆发的生态防控技术。 特点:库湾缓流水体相对静止,交换能力差,自净能力弱,蓝藻容易快速生长并大面积爆发。缓流水体养殖有机废物如残余饵料、排泄废物等不易扩散和转移,向水体输出大量营养物质。此外,残剩鱼饵、鱼类粪便等也有很大比例进入到沉积物,成为重要内源污染,在环境条件发生改变时营养盐易向上覆水体释放,造成水体蓝藻的过度繁殖,爆发水华,影响水质安全。已有缓流水体蓝藻爆发的研究,较少关注养殖对水环境的影响,难以揭示天然缓流水体中营养物质迁移转化过程及藻类生长规律。 开展现场调查及围隔实验将有效填补野外物理模型研究的空白,获得缓流水体养殖过程中营养盐的沉积/释放规律,以及藻类生长行为与营养物质输入的响应关系,在此基础上提出生态防控措施。首先,通过模拟实验,系统研究饵料溶蚀规律和围隔内水体藻类群落组成演替特征,然后,采用数学模型确定营养盐与蓝藻生物量之间的定量关系,最后,以藻类生物量削减和控制为目标,提出利用鱼类调控、沉积物营养盐削减等技术,为缓流水体蓝藻爆发防控提供重要科技支撑。 应用推广情况:项目揭示的缓流水体蓝藻爆发机理,以及抑制水华大面积爆发的生态防控措施,取得了系列重要理论技术成果,在《Water Air and Soil Pollution》、《Journal of Environmental Sciences》、《Aquaculture Research》、《水利学报》等顶级SCI和EI期刊发表论文36篇,被Web of Science 中的SCI论文他引164次,单篇最高他引次数达29次。部分论文荣获“第四届汪闻韶院士青年优秀论文奖”、“中国水利学会2014年学术年会优秀论文”、“中国水利学会水资源专业委员会2018学术年会优秀青年论文奖”等奖励,“一种水体排污巡游监控取证系统及方法”、“一种基于孔隙水导排的河湖污染底泥原位减量除污装置”获得国家发明和实用新型专利,提出的利用鲢鱼和鳙鱼控制藻类生长的生态调控措施在水利行业权威EI刊物《水利学报》连载,为湖库缓流水体水质改善与生态修复提供了技术支撑,取得了良好生态环境效益。