2025-02-14
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在研究的全球1956個(gè)大型湖泊中,近半數(shù)湖泊發(fā)生過(guò)藻華(圖1)。藻華的地理分布存在顯著區(qū)域差異:歐洲湖泊的藻華最為嚴(yán)重,北美洲次之,中亞和東亞地區(qū)(尤其是長(zhǎng)江下游流域)以及南美洲東南部、非洲東部和南部的湖泊也頻繁發(fā)生藻華。然而,整體上南半球湖泊的藻華頻率低于北半球。此外,面積小于1000平方公里的湖泊藻華頻率較高,而面積更大的湖泊藻華事件多集中在沿岸淺水區(qū)域。
圖1. 2003至 2022 年期間大型淡水湖泊藻華暴發(fā)的全球分布模式。
圖中顏色表示有藻華暴發(fā)記錄湖泊(n= 962)的20年平均年暴發(fā)頻率,箱線圖展示全球及各大洲的統(tǒng)計(jì)分布特征。南美洲(SA),n = 117;非洲(AF),n = 88;歐洲(EU),n =139;北美洲(NA),n = 279;亞洲(AS),n = 316;大洋洲(OC),n = 24。
在620個(gè)具有10年以上藻華暴發(fā)記錄的湖泊中,504個(gè)湖泊的藻華頻率呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。全球湖泊的年中值藻華暴發(fā)頻率在過(guò)去20年中以每年1.8%的速率顯著增加(圖2)。其中,亞熱帶地區(qū)的藻華頻率增長(zhǎng)尤為顯著,51.9%的湖泊顯示出顯著增長(zhǎng)趨勢(shì),僅有11.1%的湖泊表現(xiàn)出下降趨勢(shì)。相比之下,熱帶地區(qū)藻華頻率的增長(zhǎng)較為平緩(+1.4%/年)。
時(shí)間維度上,藻華暴發(fā)頻率的增長(zhǎng)在2015年之后顯著加速。2016-2022年期間,湖泊藻華暴發(fā)頻率的中值相對(duì)增長(zhǎng)率為+4.6%/年,是2003-2015年期間(+1.1%/年)的四倍。
(a) 具有10年以上藻華暴發(fā)記錄湖泊(n= 620)的暴發(fā)頻率變化趨勢(shì)。(b) 統(tǒng)計(jì)了四種不同變化趨勢(shì)的湖泊比例:顯著增加(Sig. Inc.)、非顯著增加(Inc.)、顯著減少(Sig. Dec.)及非顯著減少(Dec.)。(c) 全球藻華暴發(fā)頻率中位數(shù)的長(zhǎng)期變化趨勢(shì),并標(biāo)注了線性斜率和 P 值。同時(shí)繪制了對(duì)應(yīng)時(shí)間段的中位數(shù)氣溫,及其與藻華暴發(fā)頻率的相關(guān)性(R)。
研究發(fā)現(xiàn),受藻華影響的湖泊其年平均藻華頻率與氣溫波動(dòng)密切相關(guān),相關(guān)系數(shù)達(dá)0.43(P0.05)。在44.8%的受影響湖泊中,氣溫對(duì)藻華頻率的影響比降水、風(fēng)速等氣象參數(shù)以及營(yíng)養(yǎng)濃度更為顯著。當(dāng)氣溫超過(guò)20°C時(shí),59.4%的藻華事件集中發(fā)生,這表明溫暖的氣候條件為藻類的生長(zhǎng)和暴發(fā)提供了有利環(huán)境。
盡管氣象因素在藻華暴發(fā)中扮演重要角色,但營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入同樣不可忽視。研究顯示,人類活動(dòng)造成的氮輸入與藻華暴發(fā)頻率顯著相關(guān),尤其是農(nóng)田和牧場(chǎng)的排放。在部分湖泊中,由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸入已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài),其作用減弱;而在其他湖泊中,藻華暴發(fā)則是多種因素共同作用的復(fù)雜結(jié)果。
該研究強(qiáng)調(diào)了氣候變暖對(duì)藻華加劇的放大作用,特別是在中高緯度湖泊中這一影響尤為顯著。盡管該研究聚焦于大型湖泊,但小型湖泊也表現(xiàn)出類似的藻華趨勢(shì)。這些發(fā)現(xiàn)不僅為理解全球藻華動(dòng)態(tài)提供了重要科學(xué)依據(jù),也對(duì)制定有效的治理策略具有重要意義。藻華的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)于分析水體富營(yíng)養(yǎng)化及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、人類健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響至關(guān)重要,有助于推動(dòng)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。