近日,Nature出版集团期刊《科学报告》 (《Scientific Reports》)在线发表了我校陈光杰教授团队在湖泊重金属污染与生态系统灾变的最新研究成果,该研究首次系统揭示了重金属污染对湖泊生态系统健康的长期影响,研究结果对其他污染地区和生态系统的环境评价和生态修复具有重要的研究意义。
随着社会经济的持续发展,重金属污染物的持续排放不仅威胁着水体水质、人类健康和生态文明建设,也会直接影响生态系统的健康与安全。目前国内外对于重金属污染的生态评价主要基于短期的监测数据和毒理实验等结果,缺乏长期评价的可靠结果与生态安全的系统分析。
旅游与地理科学学院陈光杰教授带领研究团队,对云南两个典型的污染湖泊展开了系统调查与研究,结合已有的湖泊监测数据和沉积物记录,重建了过去100年以来湖泊重金属污染、水体富营养化、生物群落变化的历史,识别了生态系统主要组分对重金属污染的长期响应模式。结果表明,与1950年前的背景时期相比,两个湖泊沉积物的砷浓度分别升高了13.9、21.4倍,与湖泊监测记录反映的湖泊污染历史一致。两个湖泊重金属污染的过程不同,但湖泊生态系统同时出现了灾难性转变,且出现一致的生态响应模式。其中,藻类和浮游动物是湖泊生态系统的重要组分,也是指示湖泊健康的主要指标。随着湖泊水体砷浓度的快速增加,浮游动物种群数量大幅度减少(如10-100倍以上);而藻类(如硅藻)群落结构出现明显的转变,一些耐重污染的物种数量大量增加(>5倍)。因此,在湖泊富营养化的背景下,水体重金属污染物浓度超过一定的阈值后,湖泊生态系统会出现灾难性的结构转变,直接导致了湖泊生态安全与环境功能的明显降低。
本研究受国家自然科学基金等项目资助,以云南师范大学作为主要完成单位(第一作者与通讯作者单位),与福建师范大学、云南省环境科学研究院、加拿大女王大学等单位合作下完成。