湖泊水华是全球最为突出的水生态问题之一，削减流域外源氮磷输入被普遍视为兼具长期效果与流域尺度可操作性的水华控制策略。然而，受湖泊自身背景条件影响，相同氮磷负荷下，湖内浓度和藻类响应可能差异极大，因此需实施差异化的管理目标。例如，欧盟水框架指令以生态状态为核心，依据湖泊类型形成“一类一策”的氮磷管控方案。我国当前水环境管理仍采用中偏通用的总氮、总磷限值，对湖泊类型差异考虑较少，亟需开展相关基础研究以满足水华精准防控的客观需求。

    从概念过程看，差异化的营养管控高度依赖两类经验关系：其一，外源氮磷负荷能否稳定传递为湖内浓度（氮磷外源负荷—湖内浓度关系）；其二，湖内浓度能在多大程度上转换为藻类生物量（湖内氮磷浓度—藻类响应关系）。上述传递链条在不同湖泊间差异显著，而水深是潜在的关键控制变量。水深不仅影响风浪混合、底泥再悬浮和热分层，还调控颗粒物沉降与营养盐滞留，因此是连接“流域输入”与“藻类响应”的核心中间变量。

图1. 水深影响“氮磷外源负荷—湖内氮磷浓度—藻类响应”链条机制的概念示意图。氮磷内源循环差异主要影响氮磷负荷—湖内浓度关系，营养限制差异主要影响湖内氮磷浓度与藻类响应关系。

    近期，中国科学院南京地理与湖泊研究所邹伟等以浅水混合型太湖和深水分层型千岛湖为对象，比较了“外源氮磷负荷—湖内氮磷浓度—叶绿素a响应”这一链条，重点回答两个问题：外源削减能否有效改变湖内营养状态？改变后的营养状态又能否切实降低藻类生物量？

    结果表明，两类湖泊的响应链在不同环节发生了明显分化。在太湖，外源总氮负荷与湖内总氮浓度高度耦合（R² = 0.75，P < 0.001），而总磷负荷—浓度关系较弱（R² = 0.11，P = 0.18）。但这一弱关系并不意味着外源控磷无效：剔除两个潜在的内源循环干扰年后，模型表现为显著正相关（R² = 0.47，P < 0.001），说明外源磷信号依然存在，只是容易被底泥再悬浮、藻类暴发引起的“泵吸效应”等内源释放等过程所掩盖。千岛湖则呈现相反特征：总磷负荷与湖内总磷浓度关系更为清晰（R² = 0.44，P = 0.050），而总氮则缺乏稳定的负荷—浓度关系（R² = 0.03，P = 0.653）。

    进一步分析发现，营养盐浓度与叶绿素a之间并非简单的线性响应关系，而是呈现明显的“楔形”结构：相同的氮磷浓度可对应相差悬殊的藻类生物量，营养盐仅控制了藻类的潜在上限，而温度、光照、风浪和水文等条件则决定这一潜力能否真正实现。分位数回归显示，太湖叶绿素a上限随总氮、总磷升高而线性抬升，表明氮和磷均可能限制最终藻量；千岛湖叶绿素a上限在整个观测范围内主要随总磷线性升高，仅当总氮超过约0.89 mg/L后，氮的线性促进作用才趋于明显，且主要出现在入流影响较强的局地高氮区域。

    研究指出，水深及其伴随的混合—分层和沉降过程，是造成上述差异的核心。太湖水浅且频繁混合，底泥磷容易重悬，水华沉降和分解又可形成强内源循环，从而削弱外源磷负荷和湖内磷浓度中的统计偶联关系；总氮受这类底泥循环干扰相对较小，因而更能跟随外源负荷变化。千岛湖长期分层、底层无持续缺氧，颗粒磷更易沉降埋藏，而溶解态氮不会通过同一路径被同步去除；加之森林流域可能带来较高的外源氮磷比，库区水体氮磷比进一步升高，形成以磷限制为主的营养计量格局。

图2. 太湖（TH）和千岛湖（QDH）氮磷负荷—湖内氮磷浓度—叶绿素a响应图

    在管理应用层面，研究提出太湖应坚持氮磷双控策略：外源氮削减可较直接地传导为湖内总氮下降，具有更好的水华控制时效性；磷则决定长期恢复，尽管内源循环会延迟湖内总磷对外源削减的响应，持续控磷仍是核心。千岛湖则应以全库控磷为主，仅在高氮入流与河库过渡带等敏感区域实施针对性控氮。此外，由于气象和水文条件持续波动，同一营养盐浓度并不对应确定性的叶绿素a浓度。为此，研究利用分位数回归方法，将叶绿素a控制目标与不同管理保障水平（即风险概率）相联系，形成了具有概率属性的氮磷控制阈值。基于上述认识，研究进一步凝练了“湖泊类型识别—响应链检验—营养控制策略决策—概率阈值确定”管理方法的推广原则与适用边界。

图3. 湖型诊断、差异化营养控制策略与概率阈值方法示意图

    上述成果近期在线发表在国际水环境领域期刊Water Research。中国科学院南京地理与湖泊研究所联合培养硕士研究生邓巧玲为论文第一作者，邹伟博士为通讯作者。

    文章信息：Deng Q., Zou W*., Zhu G., Xu H., Zhu M., Qin B., Zhang Y. (2026). Toward a morphometry- and probability-informed framework for eutrophication management: Insights from a shallow polymictic lake and a deep stratified reservoir. Water Research, 306, 126554.