Glonów drzewa (czasami określa się z angielskiego wykwitom glonów lub fitoplanktonu kwitnienia ) jest stosunkowo szybki wzrost stężenia jednego (lub więcej), gatunku (S) z alg (lub bakterii, cyjanobakterii , dawniej znana jako „niebieskich alg”), ogólnie należące do fitoplanktonu w wodnym systemie słodkowodnym, słonawym lub słonowodnym. Ta proliferacja generalnie powoduje zabarwienie wody (czerwone, brązowe, brązowo-żółte lub zielone). Te kolory są spowodowane dominującymi pigmentami fotosyntetycznymi zaangażowanych komórek glonów.
Zjawisko to może być naturalne lub sprzyjać zanieczyszczeniom terytorialnym ( azotany , fosforany ). W tych ostatnich przypadkach intensywne i długie zakwity mogą prowadzić do „ martwych stref ”, ze względu na zużycie całego tlenu rozpuszczonego w wodzie w nocy lub emisję toksyn przez niektóre gatunki planktonu ( w szczególności cyjanofyce ). Ogólnie rzecz biorąc, dotyczy to tylko jednego lub kilku gatunków mikroalg . W jeziorze lub słabo odnowionym obszarze morskim (w zatoce, fiordzie itp.) Do wywołania zakwitu wystarczy nawet ograniczona podaż fosforanów.
Uważa się, że próg zakwitu glonów wynosi 10 000 komórek na mililitr ; w niektórych przypadkach stężenie może osiągnąć kilka milionów komórek na mililitr. Istnieją jednak glony i cyjanobakterie o bardzo różnych rozmiarach i szybkościach wzrostu oraz zapotrzebowaniu na składniki odżywcze. Dlatego nie ma oficjalnie uznanego progu definiującego wykwity. W przypadku niektórych gatunków uważa się, że występuje „zakwit wodny” (lub „rozkwit”) przy stężeniach milionów komórek na mililitr, podczas gdy w przypadku innych próg ten zostanie osiągnięty przy kilkudziesięciu tysiącach komórek na litr.
Anglojęzyczne pojęcie „rozkwitu” może również obejmować zjawisko proliferacji makroglonów ( ogólnie ulva ), odpowiedzialnych za zielone pływy, gdy wylewają się na plażach.
Pojęcie „szkodliwych zakwitów glonów” jest zarezerwowane dla przypadków, w których mikroorganizmy zawierają lub uwalniają toksyny, jak to często ma miejsce w przypadku bruzdnic z rodzaju Alexandrium i Karenia lub okrzemek z rodzaju Pseudo-nitzschia (odpowiedzialnych za kwitnienie brązowe lub czerwone, znane jako „Czerwone przypływy”).
W późnym średniowieczu , Grégoire de Tours opisano następujące zjawiska:
„W innym mieście, niedaleko miasta Vannes , był duży staw pełen ryb, których woda zamieniła się w krew na głębokości stylu klasycznego. Przez kilka dni wokół tego stawu gromadziło się niezliczone mnóstwo psów i ptaków, które piły tę krew, a wieczorem wracały nasycone. "
To, co wtedy wydawało się cudem, można wytłumaczyć zjawiskiem eksplozji glonów.
Zmiany koloru wody zostały już opisane w Zatoce Meksykańskiej przez pierwszych odkrywców, takich jak Cabeza de Vaca .
To xx th century, że zdał sobie sprawę z istnienia zakwity glonów dla niektórych lub wszystkich wywołane przez człowieka. Możliwe, że niektóre z opisanych przypadków są związane z większą liczbą obserwacji, w szczególności dzięki zdjęciom satelitarnym .
Kwitnie nie tak po prostu. Są wynikiem połączenia kilku wymienionych poniżej czynników. Są one rzadkie w oligotroficznych wód w tropikalnym oceanem , a bardziej powszechne w strefach umiarkowanych pobliżu szelfie kontynentalnym i linii brzegowej (w dół od ujściach rzek silnie anthropized w szczególności).
W środowisku wodnym występuje bardzo dużo organizmów jednokomórkowych mikroskopijnych, roślinnych, grzybiczych i bakteryjnych, a jeszcze więcej wirusów.
Mikroalgi są naturalnie bardziej obfite pod powierzchnią, gdzie słońce jest na maksimum. W obecności składników odżywczych rozmnażają się bardzo szybko. Azotany i fosforany oraz żelazo należą do głównych czynników ograniczających mikroalgi, ale ważna jest również forma, jaką ma w pożywce składnik odżywczy ( amoniak , mocznik , jon azotanowy ), podobnie jak temperatura wody.
Mikroalgi są podstawą łańcucha pokarmowego, od którego zależą prawie wszystkie inne organizmy wodne; ich dynamika populacji jest normalnie kontrolowana przez zooplankton i wirusy glonów.
Dopóki CO 2 i pierwiastki śladowe niezbędne dla alg są dostępne, rozpuszczone fosforany (lub inne składniki odżywcze) znacznie przyspieszają wzrost glonów. Ale ponieważ życie każdego glonu jest krótkie, ilość martwej materii również szybko rośnie. Zjawisko to jest tak brutalne, że zooplankton nie ma czasu na rozwój lub zjadanie wystarczającej ilości żywych alg. A w nocy fotosynteza ustaje, aw ciągu dnia w bardzo mętnych wodach światło słoneczne nie przenika dobrze; powoduje to spadek rozpuszczonego tlenu, a czasami zużycie całego dostępnego tlenu przez rozkładające się organizmy (tymi rozkładającymi się są głównie bakterie i grzyby). Prowadzi to do sytuacji niedotlenienia i miejscowej śmierci organizmów tlenowych .
Zjawiska, które łącznie prowadzą do zakwitu glonów, to w szczególności:
Kolor zmienia się w zależności od rodzaju glonów lub sinic i ich gęstości;
Kolory wahają się od fioletowego do prawie różowego poprzez czerwony lub zielony, czasem neonowy.
Jednak wiele zakwitów glonów nie jest wystarczająco gęstych, aby spowodować widoczne zabarwienie wody. Kiedy sinice umierają masowo, mogą tworzyć bardzo charakterystyczny niebieski film na powierzchni.
W przypadku nagłego napływu składnika odżywczego, którego brak był czynnikiem ograniczającym, gatunek planktonu może nagle się rozmnożyć.
Na morzu opisano ponad 5000 gatunków fitoplanktonu, z których 2% jest niebezpieczne lub toksyczne. Gatunki te rozmnażają się częściej niż gatunki nietoksyczne. Ich rozmnażanie ma szkodliwy wpływ na ekosystemy wodne, które różnią się w zależności od danego gatunku, środowiska, w którym występują, intensywności kwitnienia (i mechanizmu, za pomocą którego wywierają te negatywne skutki).
Niektóre sezonowe lub okresowe miejscowe zakwity mogą być normalne, na przykład z powodu wzrostu zimnej, bogatej w składniki odżywcze wody ( Upwelling ) lub w wyniku ruchów wód gruntowych (często wiosną). W XX th kwitnie wieku stały się bardziej intensywne i częste, zazwyczaj tworzone lub pogarsza wejść eutrofizujących człowieka.
Czasami nazywane HAB w języku angielskim (dla szkodliwych zakwitów glonów ) lub FHABs w słodkowodnych FHAB (dla szkodliwych zakwitów glonów słodkowodnych ), są to te, które silnie niszczą i zubażają łańcuch pokarmowy z powodu dużego nocnego zużycia rozpuszczonego tlenu i / lub podczas produkcji i emisja do środowiska cząsteczek ekotoksycznych . Według Dodds i in., Ich roczny koszt szacuje się na 2,2 miliarda dolarów i 4,6 miliarda dolarów rocznie dla samych Stanów Zjednoczonych i samych zakwitów słodkowodnych. (2009).
W wyniku wybuchu sinic, okrzemek i: lub bruzdnic, są one coraz częstsze i masywniejsze na całym świecie i mogą prowadzić do trwalszej nierównowagi ekologicznej ( chroniczna eutrofizacja prowadząca do martwej strefy morskiej z zanieczyszczeniami organicznymi, emisjami cieplarnianymi). gaz , śmiertelność ryb i skorupiaków), na dużych obszarach (osiągnął największy 22.000 km 2 w 2007 roku, u ujścia do Mississippi ).
Główne efekty:
Na morzu obserwuje się dwa niepożądane zjawiska: 1) martwe strefy i 2) stężenie toksyn w sieci pokarmowej . Na szczycie piramidy troficznej toksyny te wpłyną na ryby, ale także na gady ( żółwie morskie ), ptaki morskie, a nawet ssaki morskie .
Gdy toksyny te nie zabijają bezpośrednio zwierząt, mogą wywoływać zmiany w immunologii , neurologii lub zdolności reprodukcyjnej w populacjach już zagrożonych gatunków.
Najbardziej widocznymi skutkami dla ogółu społeczeństwa są wyrzucone na brzeg walenie : na przykład 107 delfinów butlonosych zostało uwięzionych na półwyspie Florydy wiosną 2004 r. Po spożyciu menhadów ( Brevoortia spp. ) Zawierających wysokie poziomy brevoortoksyny , toksyny, która została już powiązana. w śmiertelności manatów karmienia w łóżka od an endemicznych nagonasiennych ( Thalassia testudinum ), w których nie wykryto wysokie poziomy brevetoxins. Duże ssaki konsumujące zooplankton, takie jak zagrożony wyginięciem wieloryb biskajski północnoatlantycki , zostały narażone na neurotoksyny poprzez żerowanie na skażonym zooplanktonie; letnie siedlisko tego gatunku pokrywa się ze strefami sezonowych zakwitów toksycznych bruzdnic ( Alexandrium fundyense ), gdzie spożycie skażonej ofiary ( w szczególności widłonogów, takich jak Calanus finmarchicus ) może wpływać na funkcje układu oddechowego i trawiennego, a ostatecznie na jakość rozmnażania.
U żółwia karetta , innego krytycznie zagrożonego gatunku, wykazano , że narażenie na brewetoksyny poprzez zwykłe wdychanie aerozolu zawierającego toksynę i / lub spożycie skażonej ofiary wywołuje objawy kliniczne (letarg, osłabienie mięśni) i uszkodzenie skóry. system odprnościowy.
W jeziorach, stawach, strumieniach lub stawach nadmiar niektórych składników odżywczych ( fosforanów i / lub azotanów ) w zlewni może powodować wykwity. Eutrofizujących zazwyczaj pochodzą z gleby ługowania wprowadza do celów rolniczych i rekreacyjnych (golfowych, ogrody pewne uprawy) lub po przypadkowych zanieczyszczeń, lub w wyniku przewlekłego zanieczyszczenia powietrza tlenków azotu (który przez połączenie z troposferze produkcji ozonu NO 3 - ) lub po zastosowaniu detergentów zawierających fosforany (coraz rzadziej). Wydaje się, że rolę odgrywają również węgiel i niektóre węglany (w obecności składników odżywczych resztkowy węglan sodu działałby jako katalizator dla alg, dostarczając rozpuszczony dwutlenek węgla , pobudzając podwodną fotosyntezę).
W Szkocji na początku lat 90. w kilku przypadkach wykazano , że psy padły po wypiciu wody z jeziora na obszarze bentosowych sinic ; zatrucie pochodziło z wysoce neurotoksycznych cząsteczek syntetyzowanych przez cyjanobakterie (w tym przypadku z rodzaju Oscillatoria , których kilka przykładów znaleziono również w treści żołądkowej zatrutych psów); Neurotoksyna była anatoksyną-a , znajdowaną w żołądkach psów, a także wytwarzaną w laboratorium przez kultury tych samych bakterii. Po raz pierwszy toksyna ta została znaleziona w organizmie bentosowym, a nie planktonowym.
Kwitnie również w akwariach słodkowodnych, krótko po ich pierwszym napełnieniu (gdy równowaga między glonami, wirusami, bakteriami nie została jeszcze osiągnięta) i / lub gdy ryby są zbyt liczne lub przekarmione. Wskazać, że nadmiar składników odżywczych nie może być już wchłaniany przez rośliny. Sytuację można poprawić, podmieniając część wody i zmniejszając dawkę karmy podawanej rybom.
Nawet gdy pływanie nie jest zabronione, zakwity glonów lub zielone przypływy i ich zapachy są często niedoceniane przez turystów .
Niektóre zakwity uzasadniają również tymczasowe zakazy zbioru lub sprzedaży niektórych owoców morza (w szczególności skorupiaków), które są źródłem niedoborów w hodowli mięczaków i akwakulturze . Na przykład 19 listopada 2008 r. Władze stanu Oregon tymczasowo zakazały zbierania plonów na wybrzeżu ze względu na poziom paraliżujących toksyn (prawdopodobnie wytwarzanych przez bruzdnicowate ) po niezwykłym zakwicie glonów.
Ze względu na swoje skutki zakwity glonów są przedmiotem pewnego monitoringu, na podstawie zdjęć satelitarnych i pobierania próbek in situ.
Kilka narzędzi umożliwia pomiar biomasy planktonowej (prawdopodobnie za pomocą pomiaru chlorofilu ), a następnie badanie obecnych gatunków.
Piki stężenia różnią się w zależności od podłoża:
W przypadkach, gdy wsady są pochodzenia terytorialnego i rolniczego, miejskiego i przemysłowego, będzie to kwestia wyeliminowania zrzutów zanieczyszczonej wody do morza i zmniejszenia u źródła zrzutów azotanów i fosforanów oraz budowy stacji oczyszczania. I / lub systemy naturalnych lagun zdolne do oczyszczania tych zrzutów przed odprowadzeniem wody do środowiska naturalnego.
Walka z erozją gleb i polityka deeutrofizacji wód powierzchniowych, renaturyzacja brzegów (korzenie drzew mocują brzegi i pobierają azotany bezpośrednio z wody), strategie walki z nagłymi powodziami (źródło zmętnienia i przenoszenie azotanów) mogą być wspomagany przez inżynieria ekologiczna (ex: instalacja fascine , tworzenie renaturowany basenach buforowych, a nawet przywrócenie bobrów , które przez ich matek regulowania przepływów niektórych rzekach ...). Środki te mogą pomóc w oczyszczeniu spływającej wody od źródła do ujścia rzeki .
Przywrócenie naturalnych i zdrowych populacji organizmów filtrujących (koralowców, gąbek, małży i innych żywicieli filtrujących itp.) Może również przyczynić się do dobrego stanu ekologicznego wód.