同學們向陳旭教授提問。
長江日報記者李子云 攝
□ 長江日報記者郭可瀅 蔡燕秋
通訊員趙慧娟
肉眼看不見的硅藻，成了探索湖泊演變歷史的重要線索。9月18日，由桂建芳院士自然科普工作室策劃的第三季自然通識課第七課，邀請到中國地質大學（武漢）地理與信息工程學院地理科學系、生物地質與環境地質國家重點實驗室陳旭老師主講，分享沉睡在底泥中的硅藻如何記錄武漢湖泊環境變遷。
■ 硅藻為湖泊環境變化記“檔案”
正式講座前，陳旭帶著參加濕地研學活動的孩子們來到解放公園的湖邊，采集水草中的硅藻樣本，用牙刷將水草上附著硅藻刷到試管內。
“我的試管里只有一滴水，里面真的有硅藻嗎？”面對青少年的疑惑，陳旭解釋道，硅藻個體長度2.5—2000微米不等，肉眼無法觀察。作為單細胞生物，硅藻由上下兩個硅質殼瓣構成：一片大、一片小，二者恰好可以扣起來，“可不要小看這一滴水，它可能含有成百上千粒包含紡錘狀、柱狀、圓盤狀和橋彎狀等不同形態的硅藻。目前全球已鑒定超過兩萬多種硅藻，武漢市湖泊中常見的有百余種。”
小小硅藻是如何在科學界大有可為的呢？陳旭娓娓道來，硅藻不僅存活于湖泊、海洋和溪流，還能在土壤、泥炭濕地和潮濕樹皮上繁衍子孫后代。硅藻對環境變化響應敏感，當水環境變化時，優勢屬種就會更替。硅藻死亡后硅質殼體會沉降進入湖底保存下來，因而日積月累的湖泊底泥中的硅藻自然而然成為環境變化的忠實記錄者。“而科學家就是靠沉睡在底泥中的硅藻，揭開了湖泊演變歷史。”
陳旭打了個比方，湖泊底泥積累與樹木年輪生長過程相似，年復一年、層層堆疊，“理想狀態下，夏季降水增多，湖泊徑流增加，帶入粗顆粒淺色物質堆積；冬季降水變少，徑流隨之減少，帶入細顆粒深色物質堆積。科學家采集這些底泥樣品，將底泥按等間距分層后進行硅藻分析”。介紹完原理，陳旭指導青少年開展顯微鏡觀察：用吸管取出試管中的硅藻樣本滴在載玻片上，制成簡易玻片，通過顯微鏡進行觀察。
在顯微鏡下，有的硅藻神似一節節的竹子，屬于直鏈藻屬；有的兩頭細、中間粗像紡錘，這些屬于脆桿藻，附著在水生植物和底泥上生長，指示清澈的水體環境。而如果輪胎形狀的梅尼小環藻大量出現，就意味著湖泊水質惡化，“通過分析底泥中在不同層位的硅藻組合，就可以大致推斷過去的湖泊環境狀況”。陳旭補充道，結合湖泊紋層、放射性環境核素銫137等定年方法，可以準確推斷湖泊底泥的年齡。兩者相結合就可以讀懂湖泊自己記下的“日記”。
■ “微塑料”的潛在生態環境風險
在講座中，陳旭提到湖泊環境惡化與人類行為有著很大關系，“比如：把塑料投入湖中，或者留下重金屬物質，會影響湖泊的水質。”陳旭補充道，從上個世紀90年代至今，人口增長帶來經濟發展，隨之而來的填湖造房行為，導致湖泊面積減少，這也是湖泊環境惡化的重要因素。
陳旭對比了兩種狀態的湖泊環境：在健康的清水狀態，水生植物大量生長；非健康的濁水狀態，各種藻類大量生長，“湖泊水質惡化后耐污染的小環藻大量出現。另外，近幾十年全球年平均風速下降，湖泊水體擾動減弱，易浮游的小環藻在水體中更占優勢”。
湖泊保護人人有責。陳旭以“微塑料”為例，強調公眾參與環境保護的重要性。日常生活中的塑料瓶和塑料袋分解后會成為“微塑料”，很容易進入生物體內。平時我們在飲用塑料瓶裝水時，也會攝入“微塑料”。盡管目前“微塑料”對人體健康的影響尚不明確，但由于這些微小顆粒的表面積大，容易吸附重金屬等有毒害物質，其潛在的環境風險不容忽視。因此，日常生活中公眾應該杜絕在湖泊濕地丟棄塑料垃圾，防范“微塑料”引起的生態環境風險。
■ 武漢為濕地保護持續發力
“千湖之省”“百湖之市”，武漢素來有濕地之都的美譽。陳旭展示了一張全國湖泊分布地圖，全國超過1平方公里湖泊約2600個，其中長江中下游平原坐擁598個，其中武漢市湖泊分布尤為密集。不僅數量多，武漢還擁有1處國際重要濕地、1處國家重要濕地、5處國家濕地公園和1處國家城市濕地公園，這些濕地對全球生物多樣性保護意義重大。
“借助湖泊沉積硅藻，未來我們可以逐步建立武漢市重點湖泊環境變化檔案。”陳旭告訴大家，通過借助湖泊底泥的“檔案記錄”，恢復歷史時期湖泊水環境狀態，可以為湖泊環境保護提供基準信息，預測湖泊未來演化趨勢，助力武漢市湖泊生態環境保護。
今年11月，武漢將代表中國首次承辦《濕地公約》第十四屆締約方大會，以“珍愛濕地、人與自然和諧共生”為主題，審議公約發展戰略性議題，發布《武漢宣言》，為實現人與自然和諧共生的美好未來作出新貢獻。在陳旭看來，湖泊環境保護不僅僅是政府的職責更需要全體市民的參與，保護濕地就是保護我們和子孫后代安居樂業的家園。
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