极端气候事件加剧湖泊蓝藻水华反弹

为什么经历了大范围、高强度的污染治理和生态恢复，太湖的蓝藻水华还会出现反弹?针对这一“反弹的困惑”，中国科学院南京地理与湖泊研究所秦伯强研究员领导的国际研究小组，通过开展气象学、水文学、生态学、生物地球化学等多学科交叉研究取得最新进展，提出了“区域性极端气候条件加剧水华暴发”的正反馈机制。相关成果近日发表于国际著名水资源水环境领域的顶级刊物《水资源研究》(Water Resources Research)。

“全球变暖大背景下，区域性极端气候事件会进一步恶化湖泊水质、加剧湖泊富营养化和水华暴发。”秦伯强说，以2017年太湖蓝藻水华反弹为例，其主要是由于2016年太湖流域洪水造成的高外部负荷和2016、2017年显著的暖冬共同驱动的。

研究表明，2015、2016年的超强厄尔尼诺事件耦合北大西洋年代际振荡(AMO)和太平洋十年涛动(PDO)等暖相位，共同诱发了太湖流域2016年强降雨以及随后的暖冬。

秦伯强分析道，降雨异常偏高导致流域内大量含有氮磷的污染物经过冲刷随径流汇入太湖;而2016年底到2017年初是1960年以来整个太湖流域最温暖的冬天，造成越冬蓝藻生物量居高不下，当时太湖蓝藻水华的面积甚至超过以往夏季的平均水平。“冬季太湖流域的蓝藻生长主要受温度的影响。”秦伯强说，相较于上世纪七八十年代，当前气候变暖的趋势在冬天特别明显，太湖地区冬季温度一般在5-6℃，刚好达到蓝藻生长的下限。冬季温度偏高，使得蓝藻水华在冬季也会出现，这是以前没有的现象。

水华发生后，蓝藻的光合作用、微生物降解等过程导致了水体pH升高和湖底溶解氧浓度下降，促进底泥营养盐矿化降解。再加上太湖平均深度较浅，底泥更容易发生再悬浮从而向水柱释放大量氮磷，进一步加剧水华暴发，从而形成“营养盐累积—水华暴发—内源释放—富营养化加剧”的恶性循环，为水华持续暴发提供源源不断的营养物质。这也是2017年大面积蓝藻水华从该年5月持续至11月的主要原因。

如何切断蓝藻水华反弹的这一正反馈机制?该研究发现对下一步的太湖治理与保护政策和生态修复方案有什么启示?秦伯强认为，底泥的治理必须重视：首先，要持续开展底泥导致的内源污染治理工作;其次，通过逐步恢复草型生态系统遏制底泥悬浮与营养盐释放。此外，秦伯强提到可以加强雨污分流建设，提高污水处理的排放标准，开展面源污染的防控，减少地表径流对太湖的入湖负荷。“实际上，极端天气作为蓝藻水华循环生长的一种刺激因素，在大型、浅水和富营养化湖泊中更为明显，因此不同水体也要因湖而治。”

秦伯强说，在全球变暖趋势下，富营养化和水华全球扩张，因此，深入、持续推进退渔还湖、恢复自然湿地调节气候，节能减排是中国实现“双碳”承诺的应有之义，也在太湖蓝藻水华治理反弹中显得更为紧迫。同时，气候变化影响水体治理，也向民众提醒环境保护的重要性，社会各界应该更加关注气候变化，增强环保意识，携起手来保护生态环境。