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水華

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  提示：此條目的主題不是富營養化，而是其造成的一種現象。
  關於中國電影導演，請見「張水華」。
北美洲伊利湖（Lake Erie）的大規模藻華，從太空中可以看到。
2005年北京動物園中水系發生的水華（綠潮）

水華（Water bloom）[1]或藻華（Algal bloom）[2]，通常為學術所稱「水體優養化」而造成，是發生在淡水或海洋水系中藻類數量的迅速增加或積累。藻類一詞包括多種水生光合生物，既有像海藻這樣的宏觀多細胞生物，也有像藍藻這樣的微觀單細胞生物。[3]藻華通常指的是微觀單細胞藻類的快速生長，而不是宏觀藻類。[4]海藻林就是宏觀藻華的一個例子。[3]

藻華是由於各種來源（如化肥徑流或其他形式的養分污染）的氮或磷等營養物質進入水生系統並導致藻類過度生長的結果。短時間內大規模繁殖的藻類會快速消耗大量氧氣（遠超藻類自身光合作用的產氧率），使得當地水體缺氧造成許多水生動物窒息死亡，而這些動物的殘骸在腐爛過程中又會造成二次污染，因此藻華會影響整個水域生態系統。

藻華由水體中氮磷含量過高導致藻類、細菌或浮游生物突然性過度增殖的一種自然現象，同時也是一種二次污染。通常水的顏色呈現出綠色或藍色。

「水華」是淡水中的一種自然生態現象，涉及到的藻類有藍藻（即藍細菌）、綠藻、矽藻等。自然形成的水華現象會很快消失，並不會帶來環境影響。

而人為的往水體中排放氮鹽（主要是銨鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽）和磷鹽（主要是正磷酸鹽正和各種形態的磷酸鹽），使得淡水富營養化。當水中磷化物過高，會有利於藍綠藻的生長[5]。而當​這些營養物超出環境容量和自淨能力，會令「水華」頻繁出現，面積逐年擴散，持續時間逐年延長。中國的太湖、滇池、巢湖、洪澤湖，美國俄勒岡州南部克拉馬斯縣的上克拉馬斯湖都有水華現象，這可能與含磷的清潔劑不斷被排放到水體有關[5]。

「水華」造成的最大危害是：飲用水源受到威脅，藻類毒素通過食物鏈影響人類健康。例如藍藻的次生代謝產物藍藻毒素能損害肝臟，有致癌可能性。

對有害藻華（HAB）的觀測、預警和防控對人類健康和沿海地區社會經濟尤為重要，國際社會高度關注有害藻華綜合觀測預警體系建設，有學者早在2003年開發了有害藻華預警系統[6]，美國海洋綜合觀測系統（IOOS）針對墨西哥灣、加州近海和緬因灣等有害藻華多發海域，針對性地建立了有害藻華檢測預警系統[7]。歐洲和東亞國家也在佈局構建有害藻華監測預警體系。

特徵

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藻華一詞的定義因科學領域的不同而不一致，從無害藻類的 "小藻華 "(minibloom)到大規模、有害的藻華事件都有可能。[8]由於"藻類"是一個廣泛的術語，包括大小、生長速度和營養需求各不相同的生物，因此沒有官方認可的藻華閾值。由於科學界尚未達成共識，因此可以透過幾種方法來描述和量化藻華：測量新藻生物量、光合色素濃度、量化藻類的負面影響，或藻類與其他微生物群落相比的相對濃度。[8] 例如，藻華的定義包括葉綠素濃度超過100 ug/L,[9]、葉綠素濃度超過5 ug/L,[10]、被視為藻華的物種濃度超過 1000 個細胞/毫升[11]，以及藻類物種濃度偏離正常生長狀態。[12][13]

藻華是特定藻類所需營養物質被引入當地水生系統的結果。這種限制生長的營養素通常是氮或磷，但也可以是鐵、維生素或胺基酸。[3] 在水中增加這些營養物質有幾種機制。在開闊的海洋和海岸線上，風和海底地形產生的上升流可將營養物質吸入海洋的透光帶，或陽光照射區。[14] 在沿海地區和淡水系統中，農業、城市和污水徑流會導致藻類大量繁殖。[15]

參見

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資料來源

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  1. ^ 水華 water bloom. 國家教育研究院資訊網. （原始內容存檔於2014-08-26） （中文（繁體））. 
  2. ^ 藻華 algal bloom. 國家教育研究院資訊網. [2014-08-22]. （原始內容存檔於2014-08-26） （中文（繁體））. 
  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 可免費查閱. 
  5. ^ 5.0 5.1 Toye, Suelan. Blooms in Canada's lakes on rise: study. Ryerson University. 2007-01-26 （英語）. [永久失效連結]
  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 可免費查閱. 
  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 可免費查閱. PMID 19549831. doi:10.1073/pnas.0900964106 可免費查閱. 
  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. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於2024-09-18）. 
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