藍藻水華的頻繁發生對水生態系統結構和功能造成了嚴重損害，研究藍藻在野外水體中的時空分布是水華早期預警與防控的關鍵。微囊藻(Microcystis)是湖泊中常見的水華種類,由于其自身獨特的浮力調節機制導致其在水柱中的分布存在明顯的空間異質性，因而追蹤微囊藻在水柱中的實時動態是一項極具挑戰的任務。
近日,中國科學院水生生物研究所研究員宋立榮團隊與以色列海洋湖沼學研究所Kinneret湖實驗室合作，從微囊藻的聲散射特性入手，在模擬裝置中使用200 kHz聲學設備研究了偽空胞完整與偽空胞坍塌的微囊藻群體之間回聲信號的差異。結果表明偽空胞坍塌的微囊藻群體在此探測頻率下未能產生明顯的回聲信號，證明了偽空胞是增強微囊藻聲學散射能力的結構。后續的模擬實驗和滇池野外原位監測均證實了利用水聲學技術監測微囊藻生物量的可行性。該研究建立的水聲學新方法能夠高頻實時監測野外微囊藻的時空動態變化，為微囊藻等藍藻水華的預測預警提供新的技術手段。
該研究以Bloom-forming toxic cyanobacterium Microcystis: quantification and monitoring with a high-frequency echosounder為題發表在Water Research上。水生所博士研究生吳莎和以色列海洋湖沼學研究所Ilia Ostrovsky為論文共同第一作者，水生所副研究員李林為論文通訊作者。該研究得到國家自然科學基金和以色列科學基金(NSFC-ISF)國際合作項目、國家水專項等項目的資助。
水聲學原位監測微囊藻動態變化摘要圖
文章鏈接: https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116091
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