藍藻水華是如何形成的？
中國科學院水生生物研究所原副所長、博士生導師、國家項目“滇池藍藻水華汙染控制研究”首席科學家劉永定說，地球上大約在34億年前就出現了藍藻，幾乎都是在淡水環境中發現的。藍藻有很多特殊的生活方式。例如，它們細胞中儲存的二氧化碳比它們細胞中用於光合作用的二氧化碳高1000倍以上。細胞中有壹種多磷酸鹽，可以吸收水中大量的磷，儲存起來作為營養儲備。經過漫長的進化，它們耐輻射，營養低，易於生長繁殖，生命力極其旺盛頑強。它們是無法被“淘汰”的自然物種，也不應該被輕易淘汰。
“通常情況下，單個藍藻的大小只有壹粒米的千分之幾。只有大量聚集起來，才會展現在我們面前。我們肉眼能看到的，其實是壹個藍藻群落，壹個藍藻群。在營養豐富的水體中，藍藻在夏季大量繁殖，聚集在壹定區域。達到壹定量後，在水面上形成壹層藍綠色、惡臭的浮沫，稱為‘水華’，是淡水水體中藻類大量繁殖的自然生態現象。”昆明滇池高原湖泊研究所(原昆明滇池生態研究所)高級工程師何峰解釋說，藍藻水華具有明顯的季節性。對於富營養化的湖泊，夏秋季在壹定時間內必然會間歇性出現，每年5月至10是藍藻富集的主要時期。受溫度、陽光、營養物質和水流的影響，例如，當溫度在20℃以上，水中富含氮和磷，且水的pH值高，光照強且持續時間長時，藍藻細胞形成氣球狀結構，使其漂浮到水面並迅速聚集形成藍藻水華。
如何判斷藍藻水華的等級？
“目前，國內外對藍藻水華的等級沒有統壹的標準。我們判斷滇池藍藻水華是重度、中度還是輕度，有很多指標，包括水色、透明度、葉綠素、藍藻富集範圍(詳見圖表1)。”何峰介紹。
何峰說，在冬春等風浪較大的季節，滇池藍藻壹般不會明顯富集；輕度富集多發生在每年3月以後，此時藍藻生長繁殖速度明顯加快，受風向影響會在滇池北部近岸富集。中度和重度富集多發生在夏秋季。
何峰說，正常情況下，藍藻在水中生長漂浮，通過光合作用補充水中的溶解氧。但在夜間和藻類大量死亡時，會消耗水中的溶解氧，使水中的溶解氧迅速降低，可能造成魚蝦等水生生物缺氧死亡。藍藻生物量高或水溫大幅降低時，部分藍藻會死亡。藍藻死亡後變黃，漂浮在水面上，可能會形成油狀條紋，而且由於含有藻紅蛋白(藻藍蛋白)，在陽光下會出現藍色斑點，形成大家看到的“綠漆”。
滇池裏有哪些種類的藍藻？
“目前，地球上已發現和鑒定的藍藻有2000多種，中國有記錄的約900種，滇池約30種。最常見的種類是微囊藻、棕囊藻和魚腥藻(見圖)。然而，滇池浮遊植物種類豐富，在幾十年的調查中，優勢藻種並不是壹成不變的。每次統計發現的藍藻種類與調查區域、調查持續時間和水環境有關。”何峰說。
昆明對滇池的浮遊植物種類做了詳細的調查，可以追溯到70多年前。20世紀50、60年代，滇池浮遊植物調查共采集到藻類植物102屬186種，其中金藻分布廣泛，喜生長在透明度高、有機質含量低的水體中。20世紀80年代初，滇池共采集到藻類8門81屬205種和變種。
20世紀90年代初，錢彪、韓亞平等專家對滇池進行了浮遊植物調查，共采集到浮遊植物126種，隸屬於7門64屬。此時金藻已經基本消失，而過去滇池沒有的種類，如棕囊藻和念珠藻開始出現，同時藍藻門、綠藻門和矽藻開始占據優勢。2006-2007年，中科院水生所對滇池進行了14個月的藻類監測，共采集到185種，隸屬於8門89屬。種類最多的是綠藻門和藍藻門，其中藍藻門的微囊藻成為絕對優勢類群。2012年，雲南省環境監測中心在滇池41點進行了藻類調查。共采集到159種，隸屬於8門66屬，其中以綠藻門和藍藻門種類最多。
近年來，昆明滇池高原湖泊研究所持續開展滇池北部沿岸水域藍藻水華監測研究，發現該水域重現率較高的藻類有7門31屬102種，大部分為耐汙染種。其中藍藻門的微囊藻是常見的優勢種，矽藻門的魚腥藻、褐指藻、線狀矽藻也會在氣溫較低的個別月份成為優勢類群。
“值得註意的是，近年來柵藻、綠藻門的柄銹菌、矽藻門的微囊藻和直鏈矽藻也成為全年常見的類群。”何峰說，“藍藻生物量和比例下降，其他藻類比例上升，說明滇池水質得到了明顯改善。”
打撈藍藻的作用有哪些？
“雖然不能消滅藍藻，但消滅藍藻水華是可能的。”昆明市滇池管理局副局長吳朝陽說，科學研究和實踐表明，要防止藍藻水華大規模爆發，必須控制氮、磷等營養物質進入水體，降低水體富營養化程度，阻斷藍藻水華的營養“供給線”，這是治本之策。治標措施是打撈處理藍藻，減少二次汙染。“標準”和“書”相互作用，相互協調。
經過20多年的不懈保護和治理，2018年，滇池草海和外海水質由曾經的劣ⅴ類改善為ⅳ類，水體營養狀況也由重度富營養化轉為輕度富營養化，水質穩定好轉明顯。2018，昆明市委、市政府開啟新征程，帶領全市人民展開“滇池保護治理三年會戰”，對所有進入雲南的河流、支流進行“水質”和“汙染負荷削減”雙重控制，千方百計阻止汙染物進入滇池，阻斷藍藻水華造成的營養物質供應。
“控制入湖汙染是壹項艱巨的長期任務。目前滇池的富營養化水平和湖寬湖淺的特點非常適合藍藻的生長，並且在生長過程中，藍藻會從水體中吸收和積累大量的氮、磷等營養物質。因此，及時打撈和處置藍藻，本質上是減少滇池內源汙染，從湖中提取氮、磷等營養物質的過程。”吳朝陽介紹，此外，藍藻死亡分解後營養物質返回水體，造成二次汙染，給其他藻類提供營養物質。通過打撈大量聚集在局部地區的藍藻，不僅可以防止水華的危害，還可以減緩藍藻的過度繁殖，改善水體景觀，消除異味，提升滇池的旅遊價值。因此，在壹定時期內，將控制和清除藍藻作為治理滇池汙染物的標本兼治的有效手段之壹是完全必要的。
多年前，在市委、市政府的安排下，市滇管局、市環保局、昆明滇池投資有限公司等部門聯合建立了滇池藍藻水華監測、預警和處置的主動防控機制。“昆明還合理調配牛欄江-滇池補水，增強外海北岸水動力，有效緩解該水域藍藻富集。”吳朝陽表示，雲南管理處等部門將堅持科技攻關，加強成果應用，與中國工程院、中國環境科學研究院、清華大學等高校、科研院所和環保企業開展專項合作，從藍藻、綠藻的生長機制和影響因素等方面找準汙染原因，提高滇池保護管理的效率和科學水平，加強科技支撐，實現滇池科學管理。
衛星監測到藍藻水華有哪些變化？
昆明滇池藍藻監測始於20多年前，尤其是2008年以來。昆明市環境監測中心和昆明滇池高原湖泊研究所對滇池藍藻進行了衛星遙感監測，全年連續動態監測。
“動態監測數據顯示，近年來，滇池首次出現嚴重藍藻水華的時間明顯推遲(詳見圖表2)。”何峰說，“而且，滇池沿岸北部海岸帶出現水華的天數也逐年減少。2010年藍藻水華中度以上天數達到137天，而2018年只有6天。”
與此同時，滇池藍藻水華的主期也大大縮短。“十五”期間，浮遊植物明顯富集期壹般為3-6月+065438+10月。每年3月以後，水中葉綠素a濃度超過40萬微克/升，藍藻中度和重度富集持續近9個月。十壹五期間，浮遊植物富集的時間變成了4月-165438+10月。“十二五”期間，浮遊植物從6月到10月明顯富集，達到65438+10月。“十三五”期間，7-9月浮遊植物明顯富集。
此外，滇池藍藻水華分布面積也明顯減少。“十二五”前，滇池藍藻水華面積較大，主要集中在外海北部近岸海域，距離岸邊約500米至2000米的近岸海域藍藻富集頻率較高。“十二五”以後，壹般分布在離岸邊50-500米左右的範圍內。“十三五”以後，壹般富集在30-200左右的海岸帶。
“特別值得壹提的是，滇池藍藻的發生量也明顯下降。”何峰說。
1988之後，草海水質整體變差，外海水質在劣ⅴ類和劣ⅴ類之間波動。水體富營養化導致藍藻水華頻發。1999年藍藻水華覆蓋面積達到20平方公裏，厚度達到幾十厘米。昆明第三水廠因為大規模藍藻水華，被迫停止從滇池取水。
“十五期間，每年春夏秋三季，滇池海岸帶的藍藻厚度都很厚，在光照下會變硬。最嚴重的當地水體葉綠素a濃度高達每升45萬微克，雞蛋和石頭都難以下沈。很多人也見過老鼠在藍藻硬化上跑。”何峰形象地描述道，“近年來，即使發生了嚴重的藍藻水華，葉綠素a的最高濃度也在2000微克/升左右，而20年前只有225/1，足以說明滇池的富營養化有了很大的改善。”
如何科學看待藍藻水華的波動？
滇池水質改善為ⅳ類水，湖泊水環境不斷改善。去年僅6天就發生了中度以上藍藻水華。以後滇池不會出現嚴重的藍藻水華嗎？
“滇池藍藻水華的出現是規律的重現，是必然現象。”劉永定多次闡述過這個觀點。他表示，對於滇池這種富營養化的湖泊來說，水華形成的物質條件還是具備的，未來10年甚至更長時間內水華現象都是不可避免的，每隔幾年出現壹次嚴重的藍藻水華是正常的。在未來壹定時期內，藍藻水華的防治仍將是滇池保護和管理的重要內容之壹。
2007年，太湖發生了嚴重的藍藻水華，甚至影響了當地的自來水供應。洱海發生大規模藍藻水華，水質在ⅱ類和ⅲ類之間波動，2003年1997，2013。“這些都是時間生物學中正常的周期性現象，也就是有規律的重現。”劉永定表示，滇池藍藻水華的發生雖然有規律，但也有特殊性。“這和生物的大周期、小周期、大環境、小環境有關。”在更大的尺度和格局上，藍藻水華的發生不僅取決於光照、溫度、營養等生物的作用，還取決於厄爾尼諾現象、拉尼娜現象、人類不規範行為、突發性汙染事件、洪水和幹旱等。
在劉永定看來，雖然滇池的富營養化水平在逐年下降，但嚴格定義下，滇池仍然是富營養化湖泊。富營養化不完全是人為造成的。落葉、落雨、腐爛的東西從地表進入水體也是富營養化過程。壹個湖泊從自然貧營養化到富營養化可能需要數百年甚至數千年的時間。但是人類活動加快了富營養化的速度，藍藻水華的發生必然離不開充足的營養，所以這也是壹種不可避免的生物現象。
劉永定明確表示，絕不能因為藍藻水華的反復性，就認為生態系統崩潰或滇池治理的成效“打折扣”。“藍藻水華今天可能比昨天更嚴重，明年可能更嚴重。”因為以壹個長跨度的年份為時間單位觀察，水華的發生呈現平滑的下降曲線，但在壹個小的時間節點上，偶爾會有波動。
“大家要意識到，滇池的治理不是短時間能完成的，水質也不是壹朝壹夕能改善的。這至少需要壹代人甚至幾代人的努力。”劉永定強調，可以肯定的是，當前治理滇池的措施和手段是卓有成效的，藍藻水華數量逐漸減少、滇池水質改善是必然的。
編輯:王建宇壹審:秦從軍