Byernes vandvejes økologiske funktion

NUS-forskere har etableret vigtige miljømæssige drivkræfter, der forbinder mikrobiel økologi med bydesign for at forbedre fjernelse af næringsstoffer og dæmpe algeopblomstring i bymæssige vandveje.

Den voksende efterspørgsel efter vandforsyning i meget urbaniserede byer har ført til en øget interesse for udviklingen af ​​økologiske vandveje for bedre at forvalte denne ressource. Disse miljøvenlige vandveje er specielt designet til at gøre brug af naturligt forekommende mikroorganismer (mikrobielle samfund) og forbedre deres evne til at udføre vigtige økologiske tjenester (f.eks. rensning af vandvejene). Imidlertid, de tætte indflettede arealanvendelsesmønstre og menneskeskabte påvirkninger påvirker den naturlige økologiske balance i det mikrobielle samfund og gør det til en udfordring at bruge økologiske tilgange til at opretholde vandkvaliteten i byernes vandveje. Der er behov for bedre at forstå de komplekse interaktioner mellem mikrobielle samfund og deres urbaniserede miljøer i forskellige skalaer, lige fra sedimenter i vandvejen til store afvandingssystemer og bynetværk.

Forskerholdet ledet af prof SWARUP fra Institut for Biologiske Videnskaber, NUS fandt ud af, at de sedimentære biofilm i vandvejene er den største kilde til mikrobielle samfund, som giver vigtige økologiske funktioner. Disse omfatter fjernelse af overskydende næringsstoffer og forebyggelse af væksten af ​​blågrønalger i byernes vandveje. Forskerholdet fandt også ud af, at tilstedeværelsen af ​​visse metalforurenende stoffer (nemlig kobber og aluminium), når de er til stede i vandvejene i meget lave niveauer (parts per million), kan have en negativ indvirkning på den økologiske funktion af disse mikrobielle samfund. Udover feltstudier, forskerholdet gennemførte også laboratoriebaserede eksperimenter, som efterligner vandvejenes miljøforhold for at nå frem til deres resultater. Disse resultater kan potentielt forbedre mikrobielle tjenester, som er afgørende for at opretholde økologiske vandveje i hurtigt urbaniserende miljøer.

En kandidatstuderende i teamet, Mr Aditya BANDLA sagde, "De sedimentære biofilm i byernes vandveje er sammensat af sandpartikler af forskellig størrelse. Selvom, de større partikler (grove) og mindre partikler (fine) eksisterer sammen i sedimenthabitaterne, de er vært for meget forskellige mikrobielle samfund."

"Vi fandt ud af, at forskellige sedimenttyper leverer forskellige økosystemtjenester ud fra deres respektive mikrobiomer, og disse resultater kan hjælpe med overvågningen af ​​den økologiske sundhed af byvandveje. Dette er de første skridt mod at formulere økologi-inspirerede design af næste generations vandveje, " tilføjede Prof Swarup.

Singapore repræsenterer en af ​​få byer på verdensplan, der aktivt fanger regnvand for at øge ferskvandsforsyningen. Singapore, med sit højt forvaltede landskab kombineret med voksende bypres, repræsenterer en ideel model til at studere, hvordan mikrobielle samfund i overfladevand reagerer på sådanne pres. Illustrationen viser de vigtigste forskningsresultater til undersøgelse af mikrobiom-drevne processer i vandveje.