太湖藍(lán)藻生境對氣候變化的響應(yīng)

黃國情,吳時(shí)強(qiáng),周 杰,吳修鋒,周冬卉

(南京水利科學(xué)研究院 水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210029)

太湖藍(lán)藻生境對氣候變化的響應(yīng)

黃國情,吳時(shí)強(qiáng),周 杰,吳修鋒,周冬卉

(南京水利科學(xué)研究院 水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210029)

近年來太湖藍(lán)藻暴發(fā)已成為重要水污染事件,是太湖面臨的重大水安全問題,氣候變化因素加劇了其嚴(yán)重性。為了預(yù)測未來由于氣候變化對太湖藍(lán)藻暴發(fā)的影響,并提出應(yīng)對氣候變化的策略,開展了藍(lán)藻生境對氣候變化響應(yīng)關(guān)系的研究。基于大量實(shí)測氣象資料的統(tǒng)計(jì)分析與氣候變化情景計(jì)算,總結(jié)分析了近50年來太湖流域氣候變化呈現(xiàn)出氣溫增高、風(fēng)速略有下降、日照減少、降雨增多、濕度降低等趨勢。氣候變化是太湖藍(lán)藻水華暴發(fā)的重要影響因素,其中氣溫與風(fēng)速變化是影響太湖藻類生長的敏感氣象因子。氣溫升高導(dǎo)致的藍(lán)藻暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)平均10年將增加約2%,風(fēng)速降低導(dǎo)致藍(lán)藻水華暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)平均每5年增加約3.5%。結(jié)合藍(lán)藻對敏感因子響應(yīng)關(guān)系的試驗(yàn)結(jié)果,提出了截污減排、適當(dāng)清除底泥、打撈藍(lán)藻、調(diào)水引流、修復(fù)生態(tài)等應(yīng)對措施。

氣候變化;太湖;藍(lán)藻暴發(fā);應(yīng)對措施

目前,國內(nèi)外湖泊水體發(fā)生大面積藍(lán)藻現(xiàn)象日趨凸顯[1-2]。隨著湖泊水體污染日益嚴(yán)重,富營養(yǎng)化日益突出,經(jīng)常性的藍(lán)藻暴發(fā)已經(jīng)是個(gè)全球性問題。目前造成藍(lán)藻暴發(fā)的主要原因不僅有污染問題,而且還有全球氣候變暖、水溫升高等因素。經(jīng)研究表明,即使徹底切斷外界污染源,只要湖泊水體中長期維持較高水平的營養(yǎng)鹽濃度,一旦溫度、水流、光照等達(dá)到適宜的自然條件,仍有可能暴發(fā)大規(guī)模藍(lán)藻。

營養(yǎng)鹽是藍(lán)藻水華暴發(fā)的重要影響因子,但不是唯一的決定性條件,氣候和水文因子同樣會(huì)起到關(guān)鍵作用。2007年太湖發(fā)生的水危機(jī)事件是太湖富營養(yǎng)化的結(jié)果,而當(dāng)年特殊的氣候條件是關(guān)鍵誘因[3]。2007年藍(lán)藻水華暴發(fā)前經(jīng)歷了明顯的暖冬,春季氣溫異常偏高,2月提前進(jìn)入春季,5月提前進(jìn)入夏季。春、夏季降水偏少,光照充足,致使藍(lán)藻水華在春季提前暴發(fā)并持續(xù)蔓延。同時(shí),氣候變化引起的降水過程變化會(huì)對湖泊的水位、流速、水量等水動(dòng)力條件產(chǎn)生影響。例如,2007年太湖流域持續(xù)溫高少雨,由于水位長期偏低更加劇了太湖水體的富營養(yǎng)化,促使藍(lán)藻類生物的生長蔓延。同時(shí),降雨量大小對藍(lán)藻沉浮大小的影響也有待進(jìn)一步探討。當(dāng)發(fā)生較大降雨時(shí),藍(lán)藻下沉趨勢較為明顯。因此,研究氣候和水文因子對湖泊富營養(yǎng)化和藻類生長的影響,找出控制藻類生長的關(guān)鍵水文氣象要素及其相關(guān)參數(shù)十分必要。

本文以太湖為研究對象,探討流域內(nèi)主要?dú)夂蛞蜃?降水和氣溫)的變化對太湖不同形態(tài)營養(yǎng)鹽賦存以及藻類生長的影響,篩選并提出氣候變化對湖泊水生態(tài)環(huán)境影響的量化指標(biāo)和評價(jià)方法。并針對氣候變化的不同情景,開展氣候變化對太湖水質(zhì)以及水生態(tài)影響的情景分析,提出太湖應(yīng)對氣候變化的對策與適應(yīng)性管理措施,為減輕氣候變化對我國長江中下游地區(qū)水環(huán)境與水生態(tài)的負(fù)面影響提供技術(shù)支持和借鑒。

1 太湖流域氣候變化趨勢分析

全球氣候自19世紀(jì)70年代開始轉(zhuǎn)暖,但根據(jù)我國相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料發(fā)現(xiàn),我國增溫速度明顯比全球平均增溫速度要高[4-5]。在整個(gè)全球氣候變暖形勢下,太湖流域氣溫也經(jīng)歷了一個(gè)同步緩慢的增溫變化過程。太湖流域6個(gè)氣象觀測站的年平均氣溫傾斜度M-K為正值,這說明該流域年平均氣溫升高已逐漸呈現(xiàn),與我國各地氣候變暖發(fā)展趨勢相吻合。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料發(fā)現(xiàn),該流域年平均氣溫增幅隨著季節(jié)變化而變化,其中春秋季增溫幅度最大,冬季次之,夏季增溫趨勢不明顯;其M-K傾斜度分別達(dá)到0.361和0.381℃/10 a。太湖流域年平均氣溫M-K傾斜度達(dá)到0.271℃/10 a,即根據(jù)53年(1954—2006年)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,太湖流域區(qū)內(nèi)平均氣溫升高1.431℃。

根據(jù)1954—2006年53年期間的氣象資料,由6個(gè)氣象觀測站數(shù)據(jù)序列統(tǒng)計(jì)分析可見,太湖流域年平均降水量呈弱振蕩狀態(tài),趨勢變化不明顯。1960—1970期間,降水持續(xù)時(shí)間較長但雨量少,年均降水量呈明顯減少趨勢;1980—1990期間,年均降水量呈增加趨勢;而2002年后,年均降水量呈較明顯的減少趨勢。從M-K分析可見,太湖流域年均降雨量并不隨時(shí)間推移呈明顯的變化趨勢。春季降雨量變化不明顯,其M-K傾斜度是-13.41 mm/10 a;由于太湖流域秋季通常干旱少雨,且有明顯減少趨勢,其 M-K傾斜度是-17.78 mm/10 a;而冬季有明顯增加趨勢,其M-K傾斜度為14.81 mm/10 a;夏季降雨量變化趨勢表現(xiàn)為增加。太湖流域年平均M-K傾斜度達(dá)到了1.97 mm/10 a,即該流域年均降雨量在有統(tǒng)計(jì)資料的53年內(nèi),增加了10.44 mm。

根據(jù)距平曲線分析可見,太湖流域年均相對濕度表現(xiàn)為整體下降趨勢。分析53年來資料可見,其年均相對濕度變化較大,最大值與最小值差值達(dá)10%。通過M-K檢驗(yàn)計(jì)算可見,太湖流域年平均相對濕度,除冬季外其他各季都表現(xiàn)出顯著的減小趨勢,冬季相對濕度減小趨勢不明顯。太湖流域年相對濕度整體上表現(xiàn)為減少趨勢,M-K傾斜度為-0.99%/10 a,即過去53年來,太湖流域年相對濕度降低了5.25%,表現(xiàn)出一定的干化現(xiàn)象。

太湖流域1961—2006年的年均風(fēng)速資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,該流域內(nèi)多年平均風(fēng)速是2.991 m/s,并呈逐年減小的趨勢,平均減小0.030 m/s,略高于全國整體水平。

太湖流域年均日照時(shí)數(shù)減少趨勢較為明顯[6],其M-K傾斜度為-7.8 h/a,計(jì)算可知,太湖流域年日照時(shí)數(shù)減少413.3 h。在季節(jié)上,夏季M-K傾斜度為-2.1 h/a,夏季M-K傾斜度為-3.6 h/a。春季減少趨勢不明顯、變化幅度相對較小。但目前大氣排放污染物逐年升高,各地灰霾天氣頻繁出現(xiàn),這應(yīng)該是太湖流域日照時(shí)數(shù)明顯下降的主要原因。

2 氣候變化對藍(lán)藻的生長及相關(guān)性分析

2.1 氣候變化對藍(lán)藻生長的影響

近年來太湖流域徑流面源污染量的變化主要受耕作施肥量及農(nóng)作物結(jié)構(gòu)的調(diào)整、畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展等因素影響。由于太湖流域閘、堤、圩等水利工程眾多,入湖水量與降雨量沒有明顯的相關(guān)關(guān)系,且近年來太湖流域降雨量的變化趨勢并不十分顯著。作為農(nóng)田產(chǎn)流主要的貢獻(xiàn)是暴雨,而太湖流域暴雨次數(shù)、強(qiáng)度變化趨勢不顯著,故降雨對湖區(qū)水體營養(yǎng)鹽濃度及氮磷比結(jié)構(gòu)基本無影響。

太湖水位高低是太湖水環(huán)境容量的重要指標(biāo)。由于湖區(qū)面積達(dá)到2 338 km2,氣候變化對湖面蒸發(fā)的累積效應(yīng)不容忽視。但低空風(fēng)速的降低趨勢與氣溫升高、濕度降低的相互綜合作用對太湖水面蒸發(fā)量的影響有待進(jìn)一步研究。而太湖水位是按照既定的水位控制線進(jìn)行調(diào)控的,所以相對濕度的變化對太湖蓄水容量的影響微乎其微。

藍(lán)藻生長曲線表明,藍(lán)藻對光強(qiáng)雖較為敏感,但只要能進(jìn)行光合作用,藍(lán)藻能很快適應(yīng)不同的光強(qiáng),甚至強(qiáng)光。藍(lán)藻生存水體的透光性、太陽輻射量及云量等條件是藍(lán)藻生長光照強(qiáng)度的主要影響因素。而且藍(lán)藻生長期短,約10～15 d,日照時(shí)數(shù)減少在生長期內(nèi)對其接受陽光的能量影響不大。所以日照時(shí)數(shù)變化對藍(lán)藻生長基本無影響。

經(jīng)篩選,氣溫、風(fēng)速變化是氣候變化對太湖藍(lán)藻生長影響的主要?dú)夂蛞蜃?。未來氣溫與風(fēng)速變化趨勢分析測算表明,氣溫升高引起的藍(lán)藻暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)平均每10年將增加約2%,而風(fēng)速降低引起的藍(lán)藻水華暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)平均每5年增加約3.5%。

2.2 氣溫變化與太湖藍(lán)藻生長的相關(guān)性分析

D.C.Rundquist[7]、段洪濤[8]等通過試驗(yàn)證實(shí)了葉綠素a的光譜反射率會(huì)隨著葉綠素a濃度變化,根據(jù)葉綠素光學(xué)、光譜特性,借鑒選擇MODIS數(shù)據(jù)的波段和反演的精度經(jīng)驗(yàn),通過選擇MODIS數(shù)據(jù)波段2與波段1反射率之間的比值,可以估算出葉綠素a相對濃度為:

式中:a,b為線性擬合系數(shù),根據(jù)祝令亞[9]的研究成果,a值選為81.95,b值選為22.42。

對MODIS 1B數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正、大氣校正,再通過波段運(yùn)算就可提取葉綠素a濃度。通過對MODIS 1B 2005年及2006年數(shù)據(jù)的分析(圖1),以兩年水體最大生物量為標(biāo)準(zhǔn),把每個(gè)分析時(shí)刻的水體生物量除以兩年水體最大生物量當(dāng)作相對生物量,可以分析與7 d滑移平均氣溫及日均氣溫之間的關(guān)系。通過遙感資料可見,當(dāng)日均氣溫持續(xù)大于20℃時(shí),水體生物量有較快增長,如果日均氣溫維持在30℃左右時(shí),水體生物量維持較高水平且增長十分明顯;而當(dāng)日均氣溫小于20℃時(shí),水體藍(lán)藻類生物量增長相對緩慢。

圖1 氣溫與太湖藍(lán)藻生物量的關(guān)系Fig.1 Relationship between air temperature and blue-green algae biomass

2.3 氣溫長期變化對藍(lán)藻生長影響的預(yù)測分析

太湖面積大,且水淺底平,因此湖水溫度場分布較為均勻,水平和垂直方向溫差均較小,故忽略水體自身熱交換過程與人類活動(dòng)和湖岸的影響,主要考慮與大氣熱力的直接交換。因研究氣候變化所采用的時(shí)間尺度較大,氣溫具有統(tǒng)計(jì)意義,故采用水溫與氣溫回歸分析方法確定水溫。同時(shí)注意到四季水溫與氣溫關(guān)系可能存在一些差異,需分別進(jìn)行回歸分析。

回歸分析采用如下關(guān)系式:Tw=xTa+y,其中:Tw為日均水溫;Ta為日均氣溫;x,y為回歸系數(shù)。太湖東山站氣溫與水溫的回歸分析結(jié)果為:春、夏、秋和冬季的回歸系數(shù)x分別為0.91,0.87,0.91和0.92,相應(yīng)的y值為3.4,2.5,3.3和3.6。

以東山站作為太湖氣溫代表站,對東山站近10年日均氣溫過程進(jìn)行回歸分析,研究氣候變化對藍(lán)藻生長的影響。由于太湖優(yōu)勢種群為微囊藻,其最佳生長水溫為28℃,生長旺盛的水溫范圍為20～35℃。太湖流域日均氣溫均不超過35℃,所以只需統(tǒng)計(jì)下限值即可。表1為東山站氣溫及太湖日均水溫特征值統(tǒng)計(jì)。

1954—2006年太湖流域氣溫變化統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,春季氣溫上升速率為0.38℃/10 a,夏季氣溫上升速率為0.11℃/10 a,秋季氣溫上升速率為0.30℃/10 a,冬季氣溫上升速率為0.36℃/10 a。假定未來太湖流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與前些年保持一致,氣溫上升速度保持不變。據(jù)此估算,10年后太湖水溫特征值如表2所示?？梢娒磕耆站疁馗哂?0℃的有136.8 d,出現(xiàn)的概率為37.4%;水溫高于25℃的有64.4 d,概率為17.6%;水溫高于28℃的有26.4 d,概率為7.2%;水溫高于32℃的僅0.3 d,概率為0.09%。氣候變化預(yù)測中最常用的是A2,A1B和B1三個(gè)情景,分別代表了碳排放高速增長、中速增長和低速增長三個(gè)模式。根據(jù)A1B情景MPI氣候模式計(jì)算統(tǒng)計(jì),2020年日均水溫高于20℃的有137.4 d,出現(xiàn)的概率為37.6%;水溫高于25℃的有64.9 d,概率為17.8%;水溫高于28℃的有26.2 d,概率為7.2%;水溫高于32℃的僅0.3 d,概率為0.09%。根據(jù)A2情景MPI氣候模式計(jì)算統(tǒng)計(jì),2020年日均水溫高于20℃的有138.7 d,而A2情景MPI氣候模式下2020年日均水溫高于20℃的有136.9 d。

可見,未來10年每年適宜藍(lán)藻生長的水溫高于20℃的氣象條件至少以每5年1.8 d的速度增長,考慮藍(lán)藻快速生長往往發(fā)生在夏季,平均每10年藍(lán)藻暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)將增加約2%。

表1 日均氣(水)溫特征值Tab.1 Characteristic values of daily air and water temperature

表2 2020年太湖日均水溫特征值Tab.2 Characteristic values of daily water temperature in Taihu Lake in 2020

2.4 風(fēng)速變化對藍(lán)藻暴發(fā)的影響

孔繁翔等[10]通過對太湖水域在不同條件下,定點(diǎn)對水樣連續(xù)采集,可以測定在各不同水層中微囊藻生物量占試驗(yàn)水柱中總微囊藻生物量的百分比,水體藻類在整個(gè)水柱中垂直分布的均勻程度通過不同水體深度藻類濃度分布變化的變異系數(shù)指標(biāo)來反映。通過研究發(fā)現(xiàn),隨著風(fēng)浪增大,藻類變異系數(shù)在各水層間百分比含量相應(yīng)有規(guī)律地減小,當(dāng)波高在0.044 m,風(fēng)速在2.0 m/s時(shí),藍(lán)藻、綠藻和總藻類的垂直分布非常不均勻,變異系數(shù)分別為2.89,0.53和0.90,此自然條件下,大約40%的總生物量在表層為5 cm湖面上聚集,而此時(shí)微囊藻在湖中形成了水華;當(dāng)波高為0.057 m,風(fēng)速為2.5 m/s時(shí),大約34%的微囊藻生物量在表層為5cm湖面上聚集;當(dāng)有效波高為0.06 m,風(fēng)速為3.1 m/s時(shí),藍(lán)藻、總藻類和綠藻對應(yīng)的百分比含量分別為變異系數(shù)0.701,0.498和0.268,此時(shí),試驗(yàn)水體的水華消失,水體藻類在各層間均勻分布。可見,真正構(gòu)成水華形成的直接驅(qū)動(dòng)力是波浪和風(fēng)速,當(dāng)風(fēng)速小于3.1 m/s時(shí),就會(huì)形成藍(lán)藻水華。營養(yǎng)鹽、水溫、光照等因素共同促進(jìn)了太湖藍(lán)藻快速生長。

任健等[11]通過22年的研究,對太湖12個(gè)不同水域不同時(shí)間藍(lán)藻暴發(fā)的典型案例進(jìn)行了綜合分析,認(rèn)為湖泊藍(lán)藻暴發(fā)的主要誘因是氣象和水質(zhì)等綜合要素的共同作用。統(tǒng)計(jì)資料顯示,太湖藍(lán)藻暴發(fā)的當(dāng)天, 2級風(fēng)有8次,1級風(fēng)有4次,其日平均風(fēng)速為1.3～2.8 m/s,其中,一般藍(lán)藻暴發(fā)當(dāng)日,主要以2級風(fēng)及以下為主,沒有出現(xiàn)較強(qiáng)等級的風(fēng)。太湖藍(lán)藻暴發(fā)當(dāng)天,風(fēng)向主要是偏南風(fēng)(SSW-S-SSE),在微風(fēng)時(shí),水面不會(huì)形成波浪,在此氣象條件下,藍(lán)藻顆?？梢噪S著微風(fēng)吹拂方向慢慢漂移,當(dāng)漂移到某一特定區(qū)域內(nèi)時(shí),便會(huì)使藻類在水面大量聚積,形成藍(lán)藻暴發(fā)。

根據(jù)太湖周邊站1961—2006年間日均風(fēng)速資料統(tǒng)計(jì)[12],每年5—9月,多年月均風(fēng)速都小于3.15 m/s,并有不同程度的下降趨勢。春季、夏季、秋季和冬季每年分別下降0.032,0.023,0.029和0.034 m/s。其中,冬季平均風(fēng)速下降幅度最明顯,這與全球氣候變暖冬季最甚保持一致,夏季下降幅度最小。

根據(jù)太湖周邊近10年日均風(fēng)速的統(tǒng)計(jì),日風(fēng)速小于3.1 m/s的天數(shù)為209.1 d,概率為57.3%,其中4—9月小于3.1 m/s的天數(shù)為121.1 d,概率為65.8%。若按照上述各季節(jié)風(fēng)速降低規(guī)律計(jì)算,2020年前后日風(fēng)速小于3.1 m/s的天數(shù)將約234.0 d,概率約為64.1%,其中4—9月小于3.1 m/s的天數(shù)為132.9 d,概率為72.8%,平均每5年藍(lán)藻水華暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)增加約3.5%。

3 氣候變化對太湖藍(lán)藻暴發(fā)影響的對策研究

太湖流域氣候變化呈現(xiàn)出氣溫增高、風(fēng)速略有下降、日照減少、降雨增多、濕度降低的趨勢,而風(fēng)速偏小、日照偏多、氣壓偏低以及氣溫偏高等因素正是誘發(fā)太湖水域藍(lán)藻大面積暴發(fā)的重要原因,尤其春季氣候變暖更會(huì)導(dǎo)致藍(lán)藻大規(guī)模暴發(fā),影響到太湖水域生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

太湖水域藍(lán)藻生長發(fā)育的基礎(chǔ)是水質(zhì)條件,而適合的氣象和水質(zhì)條件對藍(lán)藻生成有時(shí)會(huì)有抑制作用,但有時(shí)的氣象和水質(zhì)條件對藍(lán)藻生成起到加速作用。因此,要想有效控制藍(lán)藻生成,控制水質(zhì)是核心工作,如果能夠結(jié)合藍(lán)藻爆發(fā)高危期間的氣象條件進(jìn)行綜合防治,能明顯提高防治藍(lán)藻爆發(fā)的效果。因此,研究適應(yīng)氣候變暖的生態(tài)學(xué)方法和加大污染治理,是從根本上解決我國湖泊藍(lán)藻暴發(fā)的有效途徑。目前,在氣候變暖背景下預(yù)防和減緩藍(lán)藻危害主要從兩方面入手:一方面,要減少溫室氣體的排放,減緩氣候變化給藍(lán)藻暴發(fā)帶來的影響;另一方面,要加強(qiáng)污染源排放的控制,避免由于排放過多有機(jī)物加重水體富營養(yǎng)化。

基于控制藍(lán)藻水華的目的,太湖流域應(yīng)對氣候變化的具體措施為:減少溫室氣體的排放,控制氣候變暖;控制入湖河流外源營養(yǎng)物質(zhì);適當(dāng)清除底泥,積極打撈藍(lán)藻;調(diào)水引流,促進(jìn)湖區(qū)水體循環(huán);實(shí)施湖濱濕地帶建設(shè)等生態(tài)修復(fù)措施。

4 結(jié) 語

通過對大量實(shí)測氣象資料的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),太湖流域氣候變化呈現(xiàn)出氣溫增高、風(fēng)速略有下降、日照減少、降雨增多、濕度降低的趨勢,而風(fēng)速偏小、日照偏多、氣壓偏低以及氣溫偏高等因素則是誘發(fā)太湖水域藍(lán)藻大面積暴發(fā)的重要原因,尤其春季氣溫異常升高更會(huì)導(dǎo)致藍(lán)藻水華大規(guī)模暴發(fā),影響太湖水生態(tài)系統(tǒng)的安全。

未來氣候變化對太湖藍(lán)藻水華暴發(fā)的主要影響因素是氣溫、風(fēng)速變化。未來10年每年水溫高于20℃適宜于藍(lán)藻生長的條件至少以每5年1.8 d的速度增長,考慮藍(lán)藻快速生長往往發(fā)生在夏季,平均每10年藍(lán)藻暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)將增加約2%。根據(jù)太湖周邊近10年各季節(jié)日均風(fēng)速降低規(guī)律的統(tǒng)計(jì),2020年前后日均風(fēng)速小于3.1 m/s的天數(shù)約有234.0 d,概率約為64.1%,其中4—9月小于3.1 m/s的天數(shù)約為132.9 d,概率為72.8%,平均每5年藍(lán)藻水華暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)增加約3.5%。

結(jié)合敏感因子對藍(lán)藻響應(yīng)關(guān)系的試驗(yàn)結(jié)果,本文提出了截污減排、適當(dāng)清除底泥、打撈藍(lán)藻、調(diào)水引流、修復(fù)生態(tài)等應(yīng)對措施,以盡量降低氣候變化帶來的藍(lán)藻暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

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Response of blue-green algae habitat in Taihu Lake to climate change

HUANG Guo-qing,WU Shi-qiang,ZHOU Jie,WU Xiu-feng,ZHOU Dong-hui
(State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering,Nanjing Hydraulic Research Institute,Nanjing 210029,China)

In recent years,the algae bloom in Taihu Lake has become an important water pollution event and a major water safety problem,aggravated by a factor of the climate change.In order to predict the influence of future climate change on the bloom of the blue algae in Taihu Lake,and propose the adaptation strategy,a research on the relationship between the climate change and cyanobacteria habitat was carried out.Based on a lot of measured meteorological data and the climate change scenario calculations,the trend of the climate change for the recent 50 years of Taihu Lake basin is obtained:increasing in air temperature,slight decreasing in wind speed,reducing in sunshine time,increasing in rainfall and decreasing in humidity.The main impact factors of the climate change on the blue-green algae bloom in Taihu Lake are the variations in air temperature and wind speed.The risk of the blue-green algae blooms is rising by approximately 2%per 10 years,caused by air temperature increases and by about 3.5%every 5 years on average,caused by wind speed decreases.Based on experimental responses of the blue-green algae to the sensitive factors,some countermeasures are suggested,including cutting pollution abatement,removing sediment appropriately,salvaging the blue-green algae,water diversion and drainage,and ecological restoration,etc.

climate change;Taihu Lake;blue-green algae blooms;countermeasures

X524

A

1009-640X(2014)06-0039-06

2014-05-05

國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2012ZX07506-003);水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目(201301041);中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(Y110005,Y114002)

黃國情(1974-),男,江西臨川人,高級工程師,主要從事環(huán)境水力學(xué)和水工水力學(xué)研究。E-mail:gqhuang@nhri.cn