滋扰性藻华,或称 NABs(sensu Waller et al., 2016),是指藻类过量积累导致生态系统或人类使用中断,但不表现出与有害藻华相关的直接毒性的现象。劳伦琴大湖近岸区域的滋扰性底栖藻类生长及相关的湖泊岸边藻类堆积长期以来一直是一个问题,也是研究人员和沿海管理者关注的焦点,堆积导致审美价值丧失、强烈异味以及游泳者和船只的物理通行受限(Depew et al., 2022; Higgins et al., 2008; Shen et al., 2022, Canada-United States, 1972, Canada-United States, 1978, Canada-United States, 2012)。含有基枝藻的藻类堆积已知含有大肠杆菌(Escherichia coli)等细菌(Byappanahalli et al., 2003),而含有 Microseira wollei 的藻类堆积可能含有粪便指示细菌(Vijayavel et al., 2013)。当这些细菌水平升高时,由于潜在的健康风险,可能导致海滩关闭(Depew et al., 2022)。基枝藻也可能携带肉毒梭菌 E 型(Clostridium botulinum),这是导致禽类肉毒中毒的病原体(Byappanahalli and Whitman, 2009; Chun et al., 2013)。在大湖区,自 1960 年代以来,禽类肉毒中毒已造成大规模的鸟类死亡事件(Environment Canada and the U.S. Environmental Protection Agency, 2014)。
底栖藻类堆积造成的滋扰在 1972 年的原始《大湖水质协议》(Canada-United States, 1972)及随后的修正案(Canada-United States, 1978, Canada-United States, 2012)中已被认可,底栖藻类继续被政府机构作为大湖水质的指标进行跟踪(Depew et al., 2022)。尽管底栖藻类报告的主要滋扰发生在岸边堆积,但在大湖区,湖内生物量阈值 > 50 g/m2 藻类干重(DW)已被用作藻华可能导致滋扰情况的指标(参见 Depew et al., 2022 中的讨论)。过度生长的底栖藻类是一个日益被研究的现象,不仅在大湖区,在全球各地的寡营养湖泊中也是如此(Page et al., 2022; Timoshkin et al., 2018)。人们假设滋扰性藻华的近年的扩大是由多种因素引起的,包括入侵物种、气候变化和污染(Vadeboncoeur et al., 2021)。然而,由于监测底栖藻类系统的后勤限制,底栖藻类仍然比浮游植物研究得少。
此前关于大湖底栖藻类堆积的研究主要集中在基枝藻属作为主要或唯一的贡献藻类分类群(Byappanahalli et al., 2003; Higgins et al., 2005; Shen et al., 2022)。然而,一些作者将堆积视为藻类的混合组合(Barton et al., 2013; Higgins et al., 2008),特别是在休伦湖的萨吉诺湾,堆积通常被称为“淤泥”,包括多种类型的藻类、大型植物和浮游生物(Kashian et al., 2019)。在关于湖内底栖藻类生长的有限研究中,对基枝藻属作为优势藻类分类群的关注甚至更加明显(Auer et al., 2010; Depew et al., 2011; Hecky et al., 2004)。底栖藻类的群落组成对堆积条件(Kashian et al., 2019)、食物质量(Brett and Muller-Navarra, 1997; Vadeboncoeur and Power, 2017)以及微塑料积累和进入食物网(Peller et al., 2021; Kostelnik et al., 2025)具有潜在的滋扰和生态意义。
本研究利用 2018 年至 2023 年间从美国水域伊利湖、休伦湖、密歇根湖和安大略湖近岸区域(3、6 和 10 米深度)采集的活体附着底栖藻类的现场、实验室和显微观察来量化藻类群落组成。虽然我们的初始目标仅限于考察基枝藻的丰度,基于其作为滋扰情况贡献者的记录,现场和实验室人员注意到了其他藻类类型的存在,有时丰度很高。项目方法随时间调整以更好地量化这种藻类多样性。在本分析中,我们总结了观察结果,并描述了湖泊之间、季节性以及沿深度梯度的藻类群落组成模式。