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地下水与湖泊藻华

在藻华中游泳的狗 (图片来源:Wikipedia)

令人头疼的湖泊藻类的来源并不总是十分清楚,但密歇根州立大学(Michigan State University)的两名研究人员进行的一项跨学科研究发现,答案或许与某些为内陆湖泊提供水源的较冷地下水有关。这一发现有助于预测有害藻华(harmful algal bloom,HAB)的形成,以减轻它们对饮用水、旅游业、渔业和鱼类毒性的影响。

“多年来,我一直在监测密歇根州鸥湖(Gull Lake)的有害藻华,我们想了解产生有害藻华的过程。”埃琳娜·利奇曼(Elena Litchman)说。她是密歇根州立大学基金会凯尔若歌生物实验站(Kellogg Biological Station)和自然科学学院综合生物学系的水生生态学教授。

一个湖泊,可能会在一年内多次爆发有害藻华,而到了第二年,又变得清澈无藻华。诱发有害藻华的过程是复杂的,研究人员一直难以找到一个明确的答案。

利奇曼和工程学院土木与环境工程系的帕尼库·玛曼塔(Phanikumar Mantha)教授合作,结合他们各自在水生生态学与水文工程方面的专业知识,并在阿马尔·萨法耶(Ammar Safaie,玛曼塔以前的研究生)的帮助下,创建了鸥湖的水动力模型。

他们的研究发表在《地球物理研究杂志:生物地球科学》(Journal of Geophysical Research: Biogeosciences)上。

为了创建这个模型,萨法耶在海鸥湖上奔波。他坐船把声波传到湖底,测量不同的湖泊深度。这是水深测量的一部分。仪器还测量了不同深度的湖泊温度、溶解氧、营养物质和浮游植物。所有的数据都被并入模型中,但有一部分数据不正常。

在鸥湖上收集数据的阿马尔·萨法耶 (图片来源:密歇根州立大学官网)

玛曼塔说:“观测到(深处的)湖水温度与模型不符。”“最初的模型行不通,因为它得出温度高一些。”

几个月后,研究小组发现他们的模型中缺失的成分是地下水。海鸥湖很特别,因为它富含地下水,这在夏季可以降低湖泊深处的温度,进而可能会抑制水华的形成。

玛曼塔说:“这是一个重要的发现,因为世界各地的地下水位都在下降。”“地下水的减少意味着内陆湖泊深处这类区域的温度可能会升高,引发某些深处的藻类生长,消耗其他深处的氧气,影响冷水鱼类物种的生存。”

这可能意味着,当地下水枯竭时,世界各地的湖泊出现藻类爆发事件会更频繁。该团队计划利用该模型来帮助预测其他内陆湖泊中有害藻华爆发的可能性。

内陆淡水湖的有害藻华 (图片来源:Wikipedia)

翻译:黄晨

审校:赵欢

引进来源:密歇根州立大学

本文来自:中国数字科技馆
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