藻类对地球上的生命和商业水产养殖至关重要。大约 5,000 种微藻构成了水生食物链的基础,有助于控制大气中的 CO 2水平,并产生世界上大约一半的氧气。但是其中大约 250 种是可以产生强效毒素或通过其纯粹的生物量造成伤害的物种。
什么是有害藻华?
有害藻华是藻类在水中的过度生长。有些会在淡水或海水中产生危险的毒素,但即使是无毒的水华也会损害环境和当地经济。联合国教科文组织将有害藻类事件定义为“人类、动物或其他生物受到藻类负面影响的任何事件”。这些包括:
• 产生极其危险的毒素
• 在水环境中形成死区
• 提高饮用水的处理成本
• 损害依赖清洁水的工业
随着全球变暖和人类活动进入海洋环境,有害藻华 (HAB)的发生率可能正在上升。它们不仅影响人类和海洋生态系统的健康,而且影响当地和区域经济的“健康”。
举一个特别的例子,商业水产养殖业,藻类大量繁殖降低了鱼类和其他水生生物寻找食物的能力,使鱼类种群枯竭。这是因为这些藻类水华不仅产生对鱼类和其他动物有害的毒素,而且通过消耗氧气,有害的藻类水华减少了水中的溶氧,而溶氧是鱼类生活的可持续性。此外,藻类水华还会阻挡阳光并堵塞鱼鳃。
在美国记录超过166个死区,影响了切萨皮克湾和墨西哥湾等水体。
在非洲截至 2022 年 3 月 1 日,赤潮已导致约 500 吨西海岸龙虾受影响。
2016 年智利鲑鱼死亡事件造成创纪录的 8 亿美元损失,造成重大社会动荡。2022 年,智利通过了一项新法律,强制养鱼者从海床中清除无机废物并修复有机废物的影响,该法律将于 2024 年生效。
由于一些藻可以形成较大的具有黏性的囊体(如球形棕囊藻)能够堵塞核电冷源系统, 近年来赤潮又成为威胁近海核电冷源安全的新隐患。
减少死区,控制有害藻华的关键是从源头解决它们。目前的解决方案包括:
这些解决方案需要联邦或国家立法和计划来实施,并将显着减少对脆弱水体的氮和磷输入。这种方法已成功用于五大湖从富营养化中恢复。但所有这些解决方案都从监测藻类开始。
目前,根据地点和监管机构,只需每 1 2 周需要一次水样来评估水中有毒藻类的水平,但对于水产养殖业来说,这还不够。例如使用卫星数据进行遥感,以预警藻类大量繁殖的发生。藻华的早期预警对至关重要,因为它使能够采用管理措施来最大限度地减少藻华的影响。例如,如果怀疑出现水华,操作员可以增加养殖场的通风以帮助避免窒息,或者可以停止喂食,让鱼在水体中“定居”得更远,并尽量减少与水面藻类的接触。
尽管这些举措有助于早期发现藻华和识别有毒物种,但它们有局限性。每周采样对藻类种群的每日变化了解甚少,并且通过此例程可能会错过藻类繁殖。此外,卫星测量依赖于晴朗的天空,测量可能是间歇性的。持续的原位藻类监测对于了解养殖场所的昼夜、季节和环境变化至关重要。传感器可以放置在关键区域,以持续监控任何传入的水华,使操作员能够采用管理实践来最大程度地降低风险。
LabSTAF —— LabSTAF是世界领先的初级生产力和有害藻华的仪器选择。
· 水生系统的生物化学和生态学分析
· 卫星数据验证
· 促进从中尺度涡流到海洋前沿的测量
· 气候变化研究和建模
· 监测藻华发展和群落结构
· 管理集水区的生态监测
· 识别和减轻影响流域水质的来源
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