研究揭示风速下降重塑浅水湖泊藻华及富营养化风险
在气候变化背景下大气停滞,即风速长期下降,正成为影响湖泊生态环境的重要因素。但相较于气温升高,其独立生态效应尚缺乏定量认识。在外源营养盐输入不变的条件下,风速下降如何影响浅水湖泊的氮磷循环及藻华风险,以及是否存在季节差异?
针对这一科学问题,中国科学院南京地理与湖泊研究所邓建明副研究员团队联合南京大学、华北电力大学、丹麦奥胡斯大学、英国班戈大学等国内外科研机构,以太湖为研究对象,构建GOTM-WET水动力-生态耦合模型,设置风速下降15%(S1)、30%(S2)和45%(S3)三种情景(图1),系统分析了水柱水温、底层溶解氧、氮磷营养盐和叶绿素a的变化趋势。

图1. 不同风速下降情景下的风速特征
研究结果发现,风速下降通过削弱垂向混合、改变表面热交换,加剧表层升温、促进底层溶解氧下降,并引起氮磷的不对称响应;总氮总体降低,总磷则随季节和减风幅度呈现非线性变化。尤其在45%的强减风情景下,表层水温全年平均升高约1.96℃,底层溶解氧平均下降56.2%,夏季总磷增加10.4%、叶绿素a增加45.4%(图2)。

图2. 不同风速下降情景水温、表底温差、底层溶解氧、总氮、总磷及叶绿素a相对基准的日均差值变化
藻华响应同样取决于风速下降幅度,轻、中度风速下降未造成一致的藻华增加,而强风速下降明显提高了暖季风险。在45%风速下降情景下,叶绿素a全年平均增加约16.3%;年累计严重藻华天数平均约153天,较基准增加约61天,增加主要体现在夏季(图3)。

图3. 不同风速下降情景下的严重藻华累计天数
上述研究成果以“Atmospheric Stilling Reshapes Algal Blooms and Eutrophication Risk in Shallow Lakes”为题,近期发表于湖沼学领域权威期刊Water Resources Research。论文第一作者为硕士生岳林坦,通讯作者为邓建明副研究员。
文章信息:Yue, L., Kong, X., Huang, Q., Andersen, T. K., Deng, J.*, Jeppesen, E., et al. (2026). Atmospheric stilling reshapes algal blooms and eutrophication risk in shallow lakes. Water Resources Research, 62, e2026WR043558.
