高温干旱背景下太湖藻情变化特征及机制

摘要

2022年我国长江流域经历了长期的高温干旱,对湖泊水生态环境和湖内藻情态势产生了深远影响。但目前关于干旱环境下湖泊水华的响应特征研究较少。以太湖为例,基于2005—2022年湖体营养盐与叶绿素a浓度的长期监测数据,结合卫星遥感影像反演的蓝藻水华面积变化,探讨了2022年高温干旱对太湖蓝藻的影响特征及驱动机制。结果表明,2022年蓝藻水华高发季节(5—9月),太湖蓝藻水华的平均面积和最大面积均明显下降,其中5月的水华面积仅为近5年同期平均面积的20%;水样采集分析获得的水体叶绿素a浓度和微囊藻生物量在春季也明显下降。营养盐方面,2022年太湖的总氮和总磷均值分别为1.41和0.084 mg/L,较近5年均值分别下降了30.6%和27.3%,均为2005年以来的最低值。氮磷浓度空间分布的克里金插值显示,除西北湖区(竺山湾)受河流入湖影响外,大部分湖区的溶解态氮磷也都处于较低状态,冬季溶解性总磷浓度小于0.02 mg/L的水域面积占全湖面积的79%。随机森林分析表明,总磷、水温和风速是影响春季微囊藻和藻类生物量的关键因子。冬季湖体磷水平低,加上春季外源负荷较少,致使2022年春季太湖大范围湖区磷浓度较低,对微囊藻的生物量产生了限制作用。此外,在随后夏季连续高温的背景下,太湖蓝藻水华面积虽然发生了反弹,但并未明显高于往年,这与极端干旱导致外源磷补给低、湖体仍能维持大范围低氮低磷条件有关。综上表明,目前太湖部分湖区的藻类生物量对氮磷浓度变化敏感,外源营养盐负荷开始对蓝藻水华情势产生调控作用。坚持外源负荷削减,关注湖泊氮磷内源效应,调控湖体的生态系统结构,是有效降低太湖蓝藻水华强度,应对未来多变气候带来生态风险的重要途径。