中科院城市环境所Harmful Algae｜水鸟和水库对拉氏尖头藻全球扩散与分布的影响

有 “ 水体癌症 ” 之称的蓝藻水华是富营养湖库常见的生态灾害，严重威胁水生态健康和供水安全。全球变暖背景下，在热带和亚热带地区的中营养湖库中，拉氏尖头藻（ Raphidiopsis raciborskii ）经常形成蓝藻水华（ J in et al., 2023. Water Research, 245: 120639 ）。拉氏尖头藻可分为无毒和产毒株系；其中，产拟柱胞藻毒素的藻株主要分布在澳大利亚和东南亚。拉氏尖头藻水华不仅影响微型真核浮游生物群落演替和物种共存（ Liu et al., 2019. The ISME Journal , 13: 2196– 2208 ），而且改变水库浮游生态系统的碳氮循环（ Gao et al., 2022 . Freshwater Biology, 67: 1344–1356 ）。

国际上普遍认为拉氏尖头藻是热带物种，目前该物种已从热带水体入侵扩张到亚热带地区，甚至在温带湖库也有报道。 1995 年前，我国没有其分布报道； 2010 年后，我国东南地区水库报道显著增多。有学者认为水鸟可作为拉氏尖头藻远距离扩散传播的媒介，但是缺少实验证据。此外，对全球范围内拉氏尖头藻分布与全球水库数量的关系尚未见报道。

中国科学院城市环境研究所水生态健康研究组（杨军团队）以福建水库分离的拉氏尖头藻和番鸭（ Cairina moschata ）为实验对象，模拟开展了水鸟携带拉氏尖头藻实验。通过收集拉氏尖头藻历史文献，结合全球水库大坝信息进行 Meta 分析，探讨了水库数量对拉氏尖头藻全球分布的影响。

结果显示，拉氏尖头藻能够通过水鸟携带进行扩散。具体而言，体内携带（ Endozoochory ，粪便）中未检测出拉氏尖头藻；然而体外携带（ Ectozoochory ，喙、羽毛以及蹼部位）能检出拉氏尖头藻，并且在适宜条件下，经携带 96 小时后的拉氏尖头藻能够存活并建立种群。结合迁徙水鸟的飞行速度，估算出水鸟单次体外携带拉氏尖头藻的最远扩散距离为 2300 千米。据此推测，中国东南地区水库中拉氏尖头藻可能是沿着东亚 – 澳大利西亚迁飞路线（ East Asian-Australasian Flyway ）被迁徙水鸟从热带地区携带传播而来的。统计结果表明，拉氏尖头藻主要分布于湖泊与水库等静水生境，占全球所有分布点的 95% 。值得注意的是，大洋洲和亚洲的拉氏尖头藻产毒株占比最高，分别为 59.6% 和 16.9% 。此外，在时间尺度上随着全球水库建成数量的增多，拉氏尖头藻分布报道点数量随之增加；尤其在 1960–1980 年间水库数量急剧增加， 2000–2020 年间拉氏尖头藻分布报道点数量也急剧增加。进一步分析发现，新增水库数量和拉氏尖头藻分布点增加数量之间具有显著相关关系，最大相关系数出现在水库建成 38 年后。

该研究证明了水鸟是拉氏尖头藻扩散传播的媒介，全球大规模修建的水库为拉氏尖头藻生长提供了适宜的环境条件。研究结果为拉氏尖头藻全球扩散与水鸟传播提供了新证据，加深了我们对拉氏尖头藻的全球扩散途径与传播机制的认知，为全健康（ One Health ）理念下拉氏尖头藻入侵和水华发生的早期预警防控提供了新思路。

研究结果以