近些年來，因經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源利用強(qiáng)度加大，導(dǎo)致我國湖泊生源要素嚴(yán)重富集，生態(tài)系統(tǒng)退化，藍(lán)藻水華頻繁暴發(fā)，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的趨勢(shì)。研究湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生機(jī)制與控制對(duì)策，可為湖泊生態(tài)環(huán)境的整治提供理論基礎(chǔ)依據(jù)，也是我國基礎(chǔ)研究領(lǐng)域亟待解決的重大科學(xué)問題。

香山科學(xué)會(huì)議于2002年4月11～13日在浙江省湖州市召開了以“我國湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生機(jī)制與控制對(duì)策”為主題的第202次學(xué)術(shù)討論會(huì)。中國科學(xué)院武漢水生生物研究所謝平研究員、國家環(huán)�？偩汁h(huán)境科學(xué)研究院金相燦研究員和中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所秦伯強(qiáng)研究員擔(dān)任本次會(huì)議執(zhí)行主席。來自中國科學(xué)院、高等院校等單位的40多位專家出席了研討會(huì)。

富營(yíng)養(yǎng)化（Eutrophication）一詞原用于描述植物營(yíng)養(yǎng)物濃度增加對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的生物學(xué)效應(yīng)，但富營(yíng)養(yǎng)化很難嚴(yán)格定義，因?yàn)槿魏我粋�(gè)水體的營(yíng)養(yǎng)性質(zhì)的描述常常是相對(duì)于以前的情況，而且每個(gè)水體對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽響應(yīng)存在差異。

中國科學(xué)院陳宜瑜院士在“湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的定義和演化歷史重建”總評(píng)述報(bào)告中介紹了湖泊富營(yíng)養(yǎng)化概念歷史沿革。形容詞 eutrophe、mestrophe和 oligotrophe最初被Weber (1907) 用于描述決定泥炭沼澤發(fā)展初期植物群落的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。Naumann（1919）則用這3個(gè)詞描述含有低、中或高濃度氮、磷和鈣的淡水湖泊類型。Lindeman (1942) 在其“The trophic-dynamic aspect of ecology” 經(jīng)典之作中，認(rèn)為富營(yíng)養(yǎng)化是湖泊發(fā)展過程中的自然過程。此后，Vollenweider （1968）率先用磷和氮對(duì)湖泊的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)作定量依據(jù)提出一個(gè)分類系統(tǒng)。OECD（1982）擴(kuò)大了營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)劃分的指標(biāo)，將葉綠素和透明度也包括進(jìn)來，并用每個(gè)變量的組平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，發(fā)展了一種邊界開放的系統(tǒng)。到20世紀(jì)中后期，當(dāng)富營(yíng)養(yǎng)化及其影響成為人們關(guān)注的問題時(shí)，其所指的是人為富營(yíng)養(yǎng)化（artificial eutrophication），即由社會(huì)的城市化、植物營(yíng)養(yǎng)物的工農(nóng)業(yè)利用及其廢棄物的排放等所引起的。

談到發(fā)展湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理技術(shù)時(shí)，他指出必須先弄清湖泊營(yíng)養(yǎng)狀況的自然演化規(guī)律和趨勢(shì)是什么？目前該湖的富營(yíng)養(yǎng)化程度是在加重還是在減輕？人類活動(dòng)在哪些方面影響湖泊的生態(tài)系統(tǒng)？位于長(zhǎng)江中下游地區(qū)在洪泛平原上發(fā)展起來的淺水湖泊，其營(yíng)養(yǎng)本底在歷史上是否比較高，如果沒有人類活動(dòng)的影響是否也會(huì)趨于富營(yíng)養(yǎng)化等問題。他強(qiáng)調(diào)在推斷歷史上湖泊水體營(yíng)養(yǎng)狀況的基礎(chǔ)上，要進(jìn)行湖泊營(yíng)養(yǎng)狀況演化歷史的重建。進(jìn)行湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理時(shí)，同時(shí)要考慮湖泊營(yíng)養(yǎng)本底的情況，在重視湖泊外源性污染控制的同時(shí)，重視湖泊內(nèi)源性的污染的控制。

會(huì)議就生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于湖泊富營(yíng)養(yǎng)化響應(yīng)研究；淺水湖泊的營(yíng)養(yǎng)本底與內(nèi)源污染釋放機(jī)制；湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理與流域管理；藍(lán)藻水華暴發(fā)機(jī)制研究等四個(gè)中心議題進(jìn)行深入的學(xué)術(shù)交流和了熱烈的自由討論。

謝平研究員做了題為“富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響與反饋”的中心議題報(bào)告。他指出，富營(yíng)養(yǎng)化治理的巨大困難，使人們不得不重新認(rèn)識(shí)水體富營(yíng)養(yǎng)化與水生態(tài)系統(tǒng)的極為復(fù)雜的相互作用關(guān)系，特別是在淺水湖泊，這種相互作用機(jī)制對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的表現(xiàn)形式和進(jìn)程可能更為重要。他探討了水體富營(yíng)養(yǎng)化與湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能可能的相互作用機(jī)制：
1）水體富營(yíng)養(yǎng)化的成因及水體營(yíng)養(yǎng)類型的劃分；
2）富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響；
3）生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的反饋；
4）水體富營(yíng)養(yǎng)化與水環(huán)境安全，重點(diǎn)關(guān)注藍(lán)藻毒素特別是微囊藻毒素的產(chǎn)生、遷移及其對(duì)人類飲用水源安全的影響。

秦伯強(qiáng)研究員探討了“太湖沉積物懸浮動(dòng)力機(jī)制與內(nèi)源釋放的概念性模式”。他說，我國長(zhǎng)江中下游地區(qū)的絕大多數(shù)湖泊是淺水湖泊，都面臨著富營(yíng)養(yǎng)化。在淺水湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化治理方面，底泥內(nèi)源負(fù)荷量、內(nèi)源釋放問題一直是一個(gè)有爭(zhēng)議的問題，也導(dǎo)致對(duì)許多削減營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷的措施，如底泥疏浚等頗存爭(zhēng)議。他強(qiáng)調(diào)，湖泊沉積物的懸浮對(duì)湖泊的內(nèi)源釋放、水體的透明度并進(jìn)而對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力產(chǎn)生嚴(yán)重影響。他以太湖為例闡述了淺水湖泊中動(dòng)力作用與泥沙懸浮影響，并在此基礎(chǔ)上估算了太湖內(nèi)源動(dòng)態(tài)負(fù)荷的數(shù)量，提出了有關(guān)大型淺水湖泊內(nèi)源釋放的概念性模式。

金相燦研究員在題為“我國湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生機(jī)理與控制技術(shù)” 的中心議題報(bào)告中分析了我國湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，指出中國多數(shù)城市湖泊水體已處于嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)；大部分中型湖泊也進(jìn)入富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，部分已達(dá)重富營(yíng)養(yǎng)化；五大淡水湖也具備了富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生條件，太湖和巢湖已進(jìn)入富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。湖泊水質(zhì)惡化，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。根據(jù)湖泊污染和富營(yíng)養(yǎng)化控制的經(jīng)驗(yàn)，他提出以控源(控制污染源)和生態(tài)修復(fù)相結(jié)合的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化控制對(duì)策。

中科院水生生物所劉永定研究員以“淡水水體的藍(lán)藻水華”為題，介紹了藍(lán)藻水華的基本概念、分類和確定藍(lán)藻水華形成的指標(biāo)、世界上和我國藍(lán)藻水華暴發(fā)的情況，討論了藍(lán)藻水華的暴發(fā)機(jī)制。按目前已有的研究結(jié)果，藍(lán)藻水華暴發(fā)一般有生物學(xué)機(jī)理和非生物學(xué)機(jī)制。生物學(xué)機(jī)制包括正常的和非正常功能的內(nèi)在因素以及化學(xué)調(diào)節(jié)、生理需求、營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)、食物鏈的生態(tài)相關(guān)性和外部入侵的外在原因；而非生物學(xué)因素包括物理因素、化學(xué)因素的驅(qū)動(dòng)作用以及抑制作用。

中科院海洋研究所周名江研究員以“海洋中赤潮的發(fā)生機(jī)制與原因分析”為題，對(duì)我國的有害赤潮的發(fā)展趨勢(shì)、相關(guān)研究進(jìn)展及對(duì)策進(jìn)行了綜合評(píng)述。華東師范大學(xué)陳吉余院士在發(fā)言時(shí)指出，湖泊污染會(huì)產(chǎn)生海洋污染。對(duì)于河口，流域是源，河口是匯，也有外源和內(nèi)源。浙江大學(xué)理學(xué)院唐孝威院士在發(fā)言中認(rèn)為，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化下底泥沉積物與人類活動(dòng)密切相關(guān)，是個(gè)的多因子復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。

會(huì)議從我國實(shí)踐情況出發(fā)，剖析了我國淺水湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的特點(diǎn)、生物化學(xué)和生態(tài)演化過程與發(fā)生機(jī)制，以及湖泊富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生的生態(tài)學(xué)原因和經(jīng)濟(jì)的社會(huì)的原因，深入探討了在認(rèn)識(shí)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化與生態(tài)系統(tǒng)退化的機(jī)理以及探索湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的有效控制技術(shù)和方法方面面臨的科學(xué)技術(shù)問題。

1 、水生生態(tài)系統(tǒng)對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化相應(yīng)機(jī)制

富營(yíng)養(yǎng)化是自然演變過程，但不能忽視人類活動(dòng)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)的促進(jìn)作用。湖泊富營(yíng)養(yǎng)是一個(gè)狀態(tài)，而富營(yíng)養(yǎng)化指的是一個(gè)過程。湖泊富營(yíng)養(yǎng)化是人類社會(huì)活動(dòng)對(duì)湖泊的影響導(dǎo)致的湖泊自然演變過程的濃縮。另有人認(rèn)為，水華暴發(fā)是生態(tài)系統(tǒng)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的響應(yīng)。

關(guān)于氮和磷導(dǎo)致湖泊富營(yíng)養(yǎng)化和藍(lán)藻水華暴發(fā)問題。有不同見解：
1）湖泊磷含量較低時(shí)，有可能成為導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化和藍(lán)藻水華暴發(fā)的限制因子。
2)磷的含量急劇增加時(shí)，pH，水深、溫度、光照、波浪、風(fēng)和生物因素等其他因子中的一種有可能成為新的限制因子。
3）我國農(nóng)業(yè)和生活發(fā)展水平，決定了向水體輸入的氮和磷的影響還將在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)存在。需要建立適合我們國家的標(biāo)準(zhǔn)，并確定相關(guān)的概念。

我國的富營(yíng)養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)不能簡(jiǎn)單地套用歐洲的標(biāo)準(zhǔn)，特別是淺水湖泊，不能簡(jiǎn)單地用透明度等來劃分。目前富營(yíng)養(yǎng)化的量化、定義尚不明了，沼澤化與富營(yíng)養(yǎng)化的差異，以及用什么指標(biāo)(N,P,C,Si,Ca)來指示湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的程度等問題也值得討論。需要加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)湖泊的長(zhǎng)期觀察，獲得基本數(shù)據(jù)以準(zhǔn)確定義。歐洲的湖泊都有非常完整的長(zhǎng)期觀測(cè)資料，記錄了從開始富營(yíng)養(yǎng)化演替為貧營(yíng)養(yǎng)化的過程，值得借鑒。必須明確目前經(jīng)濟(jì)條件下的控制策略。污染治理最重要的是削減污染源的排放。控源是第一位，生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)是第二位。重視水庫生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，保持水庫良好的水質(zhì)與環(huán)境。

2、淺水湖泊的營(yíng)養(yǎng)本底與內(nèi)源污染釋放機(jī)制

水動(dòng)力學(xué)條件與作用。藍(lán)藻水華爆發(fā)常常跟隨一次較大的風(fēng)浪，可能是由于水動(dòng)力作用引起沉積物懸浮，促使底泥中氮和磷的釋放，同時(shí)又可能使藍(lán)藻細(xì)胞從底泥中釋放。需要建立一個(gè)多因素的動(dòng)態(tài)的模式，幫助確定湖泊底泥中磷的釋放機(jī)理。需要建立一個(gè)合適的模式，進(jìn)一步研究湖泊營(yíng)養(yǎng)鹽顆粒態(tài)的再懸浮和再沉降對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的綜合效應(yīng)。必須重視微生物和水生生物的影響。微生物和酶能分解環(huán)境中有機(jī)物，因此有機(jī)物濃度高也可能是引起藍(lán)藻暴發(fā)的因素之一。湖泊底泥中營(yíng)養(yǎng)鹽是源還是匯？需要通過對(duì)不同的區(qū)域不同情況（有無底泥和高等植物等）進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)。關(guān)注有機(jī)態(tài)的碳、氮、磷在整個(gè)底泥循環(huán)過程中的作用機(jī)理。武漢東湖近年發(fā)生的甲藻水華，其引發(fā)因子就是有機(jī)碳。植物產(chǎn)生信息因子等有機(jī)物還需要進(jìn)一步研究。底泥疏浚治理富營(yíng)養(yǎng)化湖泊問題。是否需要疏浚，不能一概而論，疏浚的方法也應(yīng)有所不同。迫切需要建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來衡量某個(gè)區(qū)域的底泥量以及釋放量，制定相應(yīng)的政策，統(tǒng)籌規(guī)劃管理。

3、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理與流域管理

富營(yíng)養(yǎng)化的研究重點(diǎn)和控制重點(diǎn)概念不能混淆。湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的研究要從整個(gè)湖泊的控制、管理、工程等總體考慮。必須首先對(duì)湖泊的外源和面源污染的控制，其次才是去除內(nèi)源污染負(fù)荷、工程修復(fù)和生物修復(fù)等。重視點(diǎn)源和面源污染控制，進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建。內(nèi)源污染不斷富集情況下，重點(diǎn)要控制內(nèi)源性負(fù)荷問題，揭示內(nèi)源釋放的機(jī)制；同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化面源問題的研究，發(fā)展生態(tài)恢復(fù)相關(guān)的理論。藻型湖泊的改良。淺水湖泊可用生態(tài)結(jié)構(gòu)改造的方式，以水草代替藻類，構(gòu)建一個(gè)立體生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。其中關(guān)鍵需要?jiǎng)?chuàng)造適宜的環(huán)境,采用環(huán)境改善技術(shù)，提高透明度和降低水深。注意湖泊生態(tài)修復(fù)可能引發(fā)的問題。生態(tài)濕地修復(fù)過程中，植物有機(jī)物積累過程可能產(chǎn)生病原菌污染，促使產(chǎn)生大量生物量積累腐敗進(jìn)而加速湖泊沼澤化的進(jìn)程。利用高等植物進(jìn)行湖泊治理工程可能帶來生態(tài)健康問題。生態(tài)系統(tǒng)改良中如果利用外來種，應(yīng)重視其生態(tài)安全性。另外，在利用水生蔬菜構(gòu)建的人工濕地并作為蔬菜進(jìn)入食物鏈時(shí)，需要考慮健康的敏感問題。目前的污水排放對(duì)湖泊的影響現(xiàn)狀令人擔(dān)憂。那種以為點(diǎn)源的問題已經(jīng)基本解決的觀點(diǎn)是不切實(shí)際的。很多工業(yè)污染源并沒有徹底地進(jìn)行治理，整個(gè)湖泊仍然受到大量點(diǎn)源的污染。

湖泊生態(tài)恢復(fù)是個(gè)漫長(zhǎng)過程，不會(huì)一蹴而就，需要一個(gè)長(zhǎng)期的認(rèn)識(shí)和實(shí)施過程。一個(gè)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化緣于其生態(tài)系統(tǒng)已完全破壞，是個(gè)生態(tài)病。從自然規(guī)律看，生態(tài)恢復(fù)本身往往需要十分漫長(zhǎng)的過程，不能指望在短期內(nèi)能看到實(shí)際效果。對(duì)于這一自然規(guī)律要逐步讓管理層接受，不能僅僅關(guān)注短期效應(yīng)。科學(xué)家要認(rèn)識(shí)到富營(yíng)養(yǎng)化治理的艱巨性，力爭(zhēng)在理論性認(rèn)識(shí)上獲得重大突破。發(fā)達(dá)國家的湖泊同樣有過貧營(yíng)養(yǎng)-富營(yíng)養(yǎng)-貧營(yíng)養(yǎng)的過程，因此我們要對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理有信心。

4、藍(lán)藻水華暴發(fā)機(jī)制

藍(lán)藻水華的暴發(fā)與其生理特性有關(guān)。藍(lán)藻水華暴發(fā)可能是個(gè)上行效應(yīng)，外部環(huán)境的改變導(dǎo)致了水生生態(tài)系統(tǒng)的變化，在不同的營(yíng)養(yǎng)等級(jí)條件下，藍(lán)藻水華的爆發(fā)機(jī)理有可能是不一樣的。關(guān)于水華藍(lán)藻暴發(fā)機(jī)理研究方法。目前對(duì)生物學(xué)誘發(fā)機(jī)理研究深度還不夠。暴發(fā)機(jī)理的核心問題應(yīng)當(dāng)是基因片斷。機(jī)理研究要由簡(jiǎn)到繁，再由繁到簡(jiǎn)。有不同層次，從宏觀到分子水平。需要從分子生物學(xué)、生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、互動(dòng)生物學(xué)等學(xué)科交叉上尋找突破點(diǎn)。藍(lán)藻水華暴發(fā)的預(yù)測(cè)。目前已有的生態(tài)模式太多，太復(fù)雜，可以建立簡(jiǎn)單的數(shù)模。研究手段不能停留在監(jiān)測(cè)上，水動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)要加強(qiáng)示蹤實(shí)驗(yàn)。湖泊的預(yù)警機(jī)制不能僅僅在于水體本身，而是要與流域的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)相聯(lián)系起來。

應(yīng)該借鑒海洋赤潮的相類似的研究方法，加強(qiáng)聯(lián)合研究與協(xié)作。赤潮發(fā)生的現(xiàn)象和機(jī)理與藍(lán)藻水華的暴發(fā)有很多相似性。各部門和有關(guān)單位業(yè)已開展的基礎(chǔ)研究或者應(yīng)用技術(shù)和工程，應(yīng)該聯(lián)合起來，數(shù)據(jù)要共享。要努力搞出自己的東西，滿足目前國家需求。
 

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