微囊藻水华系统性层级假说与基于广义生态工程视角下的工程治理策略新思考

【摘要】微囊藻水华目前频发且工程治理效果普遍不佳，基于谢平在科学网博客发起的蓝藻水华及次生危害系列讨论[20,21]，本文对目前微囊藻水华爆发的多种机制机理假说—风场遥感结果与现有常见治理技术进行粗略分析探讨基础上，认为较多存在尺度与边界条件问题。如果将机制机理研究视为黑箱内容，仅从限制性环境因子（如营养盐）——微囊藻水华爆发的关系上看，其过程应当是：限制因子输入——衰减——表达——富集成水华的过程，具体描述二者存在关系为：1.限制性环境因子X环境因子衰减率X黑箱系统中微囊藻产率%=微囊藻的量。2. 一定强度阈值的风场[32，33]可推动较大颗粒藻团聚体体进行横向迁移富集，表观为风力过小不利于富集，风力过大则抑制水华面积；水库则存在严重的河流流场携带微囊藻迁移问题[38]。3. 较为欠缺水体景观斑块的类型与分布研究，而具有不同开放度与漏、稳定的多生境景观斑块是衔接机理机制研究与限制性环境因子输入之间的桥梁。因此，微囊藻水华爆发应视为关系1、关系2、景观系统三部分的组成，且似乎这三个组成关系可以不在同一个水体中发生（如人工水库）。进而笔者部分借鉴Piclett(1987)等级演替理论，提出微囊藻水华爆发是一个逆行演替问题，并提出包含上述三个组成关系的微囊藻水华系统性层级假说，在该假说的基础上，笔者提出了通过缓冲系统划分、尺度与有限元的设置与简化、偏离相对平衡态与漏的系统性纠正等三个出发点，兼顾自然—经济—人文三个维度及伦理进行工程理论的推导，给出了微囊藻水华工程性治理的几个应注意的技术发展方向，并初步例举了风车匀水、物理肺增氧人工鱼礁、高铝水泥复合矿物应急沉藻、漂移蓝藻微湍流拦截网组与纤维絮凝自气浮技术等几个由该工程治理策略新思考推导而得的技术存在的明显优势。