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水华

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  提示：此条目的主题不是富营养化，而是其造成的一种现象。
  关于中国电影导演，请见“张水华”。
北美洲伊利湖（Lake Erie）的大规模藻华，从太空中可以看到。
2005年北京动物园中水系发生的水华（绿潮）

水华（Water bloom）[1]或藻华（Algal bloom）[2]，通常为学术所称“水体富营养化”而造成，是发生在淡水或海洋水系中藻类数量的迅速增加或积累。藻类一词包括多种水生光合生物，既有像海藻这样的宏观多细胞生物，也有像蓝藻这样的微观单细胞生物。[3]藻华通常指的是微观单细胞藻类的快速生长，而不是宏观藻类。[4]海藻林就是宏观藻华的一个例子。[3]

藻华是由于各种来源（如化肥径流或其他形式的养分污染）的氮或磷等营养物质进入水生系统并导致藻类过度生长的结果。短时间内大规模繁殖的藻类会快速消耗大量氧气（远超藻类自身光合作用的产氧率），使得当地水体缺氧造成许多水生动物窒息死亡，而这些动物的残骸在腐烂过程中又会造成二次污染，因此藻华会影响整个水域生态系统。

藻华由水体中氮磷含量过高导致藻类、细菌或浮游生物突然性过度增殖的一种自然现象，同时也是一种二次污染。通常水的颜色呈现出绿色或蓝色。

“水华”是淡水中的一种自然生态现象，涉及到的藻类有蓝藻（即蓝细菌）、绿藻、硅藻等。自然形成的水华现象会很快消失，并不会带来环境影响。

而人为的往水体中排放氮盐（主要是铵盐、硝酸盐和亚硝酸盐）和磷盐（主要是正磷酸盐正和各种形态的磷酸盐），使得淡水富营养化。当水中磷化物过高，会有利于蓝绿藻的生长[5]。而当​这些营养物超出环境容量和自净能力，会令“水华”频繁出现，面积逐年扩散，持续时间逐年延长。中国的太湖、滇池、巢湖、洪泽湖，美国俄勒冈州南部克拉马斯县的上克拉马斯湖都有水华现象，这可能与含磷的清洁剂不断被排放到水体有关[5]。

“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻类毒素通过食物链影响人类健康。例如蓝藻的次生代谢产物蓝藻毒素能损害肝脏，有致癌可能性。

对有害藻华（HAB）的观测、预警和防控对人类健康和沿海地区社会经济尤为重要，国际社会高度关注有害藻华综合观测预警体系建设，有学者早在2003年开发了有害藻华预警系统[6]，美国海洋综合观测系统（IOOS）针对墨西哥湾、加州近海和缅因湾等有害藻华多发海域，针对性地建立了有害藻华检测预警系统[7]。欧洲和东亚国家也在布局构建有害藻华监测预警体系。

特征

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藻华一词的定义因科学领域的不同而不一致，从无害藻类的 "小藻华 "(minibloom)到大规模、有害的藻华事件都有可能。[8]由于"藻类"是一个广泛的术语，包括大小、生长速度和营养需求各不相同的生物，因此没有官方认可的藻华阈值。由于科学界尚未达成共识，因此可以透过几种方法来描述和量化藻华：测量新藻生物量、光合色素浓度、量化藻类的负面影响，或藻类与其他微生物群落相比的相对浓度。[8] 例如，藻华的定义包括叶绿素浓度超过100 ug/L,[9]、叶绿素浓度超过5 ug/L,[10]、被视为藻华的物种浓度超过 1000 个细胞/毫升[11]，以及藻类物种浓度偏离正常生长状态。[12][13]

藻华是特定藻类所需营养物质被引入当地水生系统的结果。这种限制生长的营养素通常是氮或磷，但也可以是铁、维生素或氨基酸。[3] 在水中增加这些营养物质有几种机制。在开阔的海洋和海岸线上，风和海底地形产生的上升流可将营养物质吸入海洋的透光带，或阳光照射区。[14] 在沿海地区和淡水系统中，农业、城市和污水径流会导致藻类大量繁殖。[15]

参见

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资料来源

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  1. ^ 水華 water bloom. 国家教育研究院资讯网. （原始内容存档于2014-08-26） （中文（繁体））. 
  2. ^ 藻華 algal bloom. 国家教育研究院资讯网. [2014-08-22]. （原始内容存档于2014-08-26） （中文（繁体））. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Barsanti, Laura; Gualtieri, Paolo. Algae: Anatomy, Biochemistry, And Biotechnology. Boca Raton, FL: CRC Press. 2014: 1. ISBN 978-1-4398-6733-4. 
  4. ^ Smayda, Theodore J. What is a bloom? A commentary. Limnology and Oceanography. July 1997, 42 (5part2): 1132–1136. Bibcode:1997LimOc..42.1132S. doi:10.4319/lo.1997.42.5_part_2.1132 可免费查阅. 
  5. ^ 5.0 5.1 Toye, Suelan. Blooms in Canada's lakes on rise: study. Ryerson University. 2007-01-26 （英语）. [永久失效链接]
  6. ^ Lee, Joseph H. W.; Huang, Yan; Dickman, Mike; Jayawardena, A. W. Neural network modelling of coastal algal blooms. Ecological Modelling. 2003-01-15, 159 (2). ISSN 0304-3800. doi:10.1016/S0304-3800(02)00281-8. 
  7. ^ Projects for HAB from IOOS. 
  8. ^ 8.0 8.1 Smayda, Theodore J. What is a bloom? A commentary. Limnology and Oceanography. 1997, 42 (5part2): 1132–1136. Bibcode:1997LimOc..42.1132S. ISSN 1939-5590. doi:10.4319/lo.1997.42.5_part_2.1132 可免费查阅. 
  9. ^ Tett, P. The Ecophysiology of Exceptional Blooms. Rapp. P.-v. Reun. Cons. Int. Explor. Mer. 1987, 187: 47–60. 
  10. ^ Jonsson, Per R.; Pavia, Henrik; Toth, Gunilla. Formation of harmful algal blooms cannot be explained by allelopathic interactions. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2009-07-07, 106 (27): 11177–11182. Bibcode:2009PNAS..10611177J. ISSN 0027-8424. PMC 2708709 可免费查阅. PMID 19549831. doi:10.1073/pnas.0900964106 可免费查阅. 
  11. ^ Kim, H.G. Population cell volume and carbon content in monospecific dinoflagellate blooms. Toxic phytoplankton blooms in the sea. Developments in Marine Biology 3. Elsevier. 1993: 769–773. 
  12. ^ Parker, M. Exceptional Plankton Blooms Conclusion of Discussions: Convener's Report. Rapp. P.-v. Reun. Cons. Int. Explor. Mer. 1987, 187: 108–114. 
  13. ^ Carstensen, Jacob; Henriksen, Peter; Heiskanen, Anna-Stiina. Summer algal blooms in shallow estuaries: Definition, mechanisms, and link to eutrophication. Limnology and Oceanography. January 2007, 52 (1): 370–384 [2024-06-23]. Bibcode:2007LimOc..52..370C. ISSN 0024-3590. S2CID 15978578. doi:10.4319/lo.2007.52.1.0370. （原始内容存档于2024-06-23）. 
  14. ^ Hallegraeff, Gustaaf M.; Anderson, Donald Mark; Cembella, Allan D.; Enevoldsen, Henrik O. Manual on harmful marine microalgae Second revised. Paris: UNESCO. 2004. ISBN 9231039482. OCLC 493956343. 
  15. ^ Gilbert, Patricia M.; Anderson, Donald M.; Gentien, Patrick; Graneli, Edna; Sellner, Kevin G. The Global Complex Phenomena of Harmful Algal Blooms. Oceanography. 2005, 8 (2): 130–141 [2024-06-23]. （原始内容存档于2024-09-18）. 
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