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【长江日报】泥巴早已“写”下江湖“日记” 学者用硅藻揭秘武汉湖泊变迁

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发表时间:2022-09-26     点击:次     编辑:程晓龙

同学们向陈旭教授提问。

长江日报记者李子云 摄


□ 长江日报记者郭可滢 蔡燕秋


通讯员赵慧娟


肉眼看不见的硅藻,成了探索湖泊演变历史的重要线索。9月18日,由桂建芳院士自然科普工作室策划的第三季自然通识课第七课,邀请到冰球突破官网(武汉)地理与信息工程学院地理科学系、生物地质与环境地质国家重点实验室陈旭老师主讲,分享沉睡在底泥中的硅藻如何记录武汉湖泊环境变迁。


■ 硅藻为湖泊环境变化记“档案”


正式讲座前,陈旭带着参加湿地研学活动的孩子们来到解放公园的湖边,采集水草中的硅藻样本,用牙刷将水草上附着硅藻刷到试管内。


“我的试管里只有一滴水,里面真的有硅藻吗?”面对青少年的疑惑,陈旭解释道,硅藻个体长度2.5—2000微米不等,肉眼无法观察。作为单细胞生物,硅藻由上下两个硅质壳瓣构成:一片大、一片。者恰好可以扣起来,“可不要小看这一滴水,它可能含有成百上千粒包含纺锤状、柱状、圆盘状和桥弯状等不同形态的硅藻。目前全球已鉴定超过两万多种硅藻,武汉市湖泊中常见的有百余种。”


小小硅藻是如何在科学界大有可为的呢?陈旭娓娓道来,硅藻不仅存活于湖泊、海洋和溪流,还能在土壤、泥炭湿地和潮湿树皮上繁衍子孙后代。硅藻对环境变化响应敏感,当水环境变化时,优势属种就会更替。硅藻死亡后硅质壳体会沉降进入湖底保存下来,因而日积月累的湖泊底泥中的硅藻自然而然成为环境变化的忠实记录者。“而科学家就是靠沉睡在底泥中的硅藻,揭开了湖泊演变历史。”


陈旭打了个比方,湖泊底泥积累与树木年轮生长过程相似,年复一年、层层堆叠,“理想状态下,夏季降水增多,湖泊径流增加,带入粗颗粒浅色物质堆积;冬季降水变少,径流随之减少,带入细颗粒深色物质堆积。科学家采集这些底泥样品,将底泥按等间距分层后进行硅藻分析”。介绍完原理,陈旭指导青少年开展显微镜观察:用吸管取出试管中的硅藻样本滴在载玻片上,制成简易玻片,通过显微镜进行观察。


在显微镜下,有的硅藻神似一节节的竹子,属于直链藻属;有的两头细、中间粗像纺锤,这些属于脆杆藻,附着在水生植物和底泥上生长,指示清澈的水体环境。而如果轮胎形状的梅尼小环藻大量出现,就意味着湖泊水质恶化,“通过分析底泥中在不同层位的硅藻组合,就可以大致推断过去的湖泊环境状况”。陈旭补充道,结合湖泊纹层、放射性环境核素铯137等定年方法,可以准确推断湖泊底泥的年龄。两者相结合就可以读懂湖泊自己记下的“日记”。


■ “微塑料”的潜在生态环境风险


在讲座中,陈旭提到湖泊环境恶化与人类行为有着很大关系,“比如:把塑料投入湖中,或者留下重金属物质,会影响湖泊的水质。”陈旭补充道,从上个世纪90年代至今,人口增长带来经济发展,随之而来的填湖造房行为,导致湖泊面积减少,这也是湖泊环境恶化的重要因素。


陈旭对比了两种状态的湖泊环境:在健康的清水状态,水生植物大量生长;非健康的浊水状态,各种藻类大量生长,“湖泊水质恶化后耐污染的小环藻大量出现。另外,近几十年全球年平均风速下降,湖泊水体扰动减弱,易浮游的小环藻在水体中更占优势”。


湖泊保护人人有责。陈旭以“微塑料”为例,强调公众参与环境保护的重要性。日常生活中的塑料瓶和塑料袋分解后会成为“微塑料”,很容易进入生物体内。平时我们在饮用塑料瓶装水时,也会摄入“微塑料”。尽管目前“微塑料”对人体健康的影响尚不明确,但由于这些微小颗粒的表面积大,容易吸附重金属等有毒害物质,其潜在的环境风险不容忽视。因此,日常生活中公众应该杜绝在湖泊湿地丢弃塑料垃圾,防范“微塑料”引起的生态环境风险。


■ 武汉为湿地保护持续发力


“千湖之省”“百湖之市”,武汉素来有湿地之都的美誉。陈旭展示了一张全国湖泊分布地图,全国超过1平方公里湖泊约2600个,其中长江中下游平原坐拥598个,其中武汉市湖泊分布尤为密集。不仅数量多,武汉还拥有1处国际重要湿地、1处国家重要湿地、5处国家湿地公园和1处国家城市湿地公园,这些湿地对全球生物多样性保护意义重大。


“借助湖泊沉积硅藻,未来我们可以逐步建立武汉市重点湖泊环境变化档案。”陈旭告诉大家,通过借助湖泊底泥的“档案记录”,恢复历史时期湖泊水环境状态,可以为湖泊环境保护提供基准信息,预测湖泊未来演化趋势,助力武汉市湖泊生态环境保护。


今年11月,武汉将代表中国首次承办《湿地公约》第十四届缔约方大会,以“珍爱湿地、人与自然和谐共生”为主题,审议公约发展战略性议题,发布《武汉宣言》,为实现人与自然和谐共生的美好未来作出新贡献。在陈旭看来,湖泊环境保护不仅仅是政府的职责更需要全体市民的参与,保护湿地就是保护我们和子孙后代安居乐业的家园。


链接:

http://cjrb.cjn.cn/html/2022-09/20/content_241681.htm


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