水声学原位监测水体中微囊藻动态变化研究获进展

水声学原位监测水体中微囊藻动态变化研究获进展

  蓝藻水华的频繁发生对水生态系统结构和功能造成了严重损害,研究蓝藻在野外水体中的时空分布是水华早期预警与防控的关键。微囊藻(Microcystis)是湖泊中常见的水华种类,由于其自身独特的浮力调节机制导致其在水柱中的分布存在明显的空间异质性,因而追踪微囊藻在水柱中的实时动态是一项极具挑战的任务。

  近日,中国科学院水生生物研究所研究员宋立荣团队与以色列海洋湖沼学研究所Kinneret湖实验室合作,从微囊藻的声散射特性入手,在模拟装置中使用200 kHz声学设备研究了伪空胞完整与伪空胞坍塌的微囊藻群体之间回声信号的差异。结果表明伪空胞坍塌的微囊藻群体在此探测频率下未能产生明显的回声信号,证明了伪空胞是增强微囊藻声学散射能力的结构。后续的模拟实验和滇池野外原位监测均证实了利用水声学技术监测微囊藻生物量的可行性。该研究建立的水声学新方法能够高频实时监测野外微囊藻的时空动态变化,为微囊藻等蓝藻水华的预测预警提供新的技术手段。

  该研究以Bloom-forming toxic cyanobacterium Microcystis:quantification and monitoring with a high-frequency echosounder为题发表在Water Research上。水生所博士研究生吴莎和以色列海洋湖沼学研究所Ilia Ostrovsky为论文共同第一作者,水生所副研究员李林为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和以色列科学基金(NSFC-ISF)国际合作项目、国家水专项等项目的资助。

水声学原位监测微囊藻动态变化摘要图

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