過去40年太湖劇烈的湖泊物理環境變化及其潛在生態環境意義

作者：張運林,秦伯強,朱廣偉

摘要：過去40年,全球氣候變暖、輻射變暗和變亮、風速減弱、氣候異常波動等自然環境變化以及筑壩建閘、岸堤硬質化和調水引流等強烈人類活動勢必會深刻改變太湖湖泊物理環境和過程,驅動湖泊生態系統演化.基于歷史文獻、檔案數據以及氣象水文和透明度等長期觀測數據,本文系統梳理了太湖氣溫、水溫、風速、水位和透明度等物理環境空間分布和長期變化特征,探討了氣溫和風速、水位和透明度相互協同作用機制及其潛在生態環境意義.受全球變化和城市化等影響,過去40年太湖氣溫和水溫呈現顯著升高趨勢,而近地面風速則表現為持續下降,湖泊增溫和風速下降有利于藻類生長和藍藻水華漂浮聚集,某種程度上增加了藍藻水華出現頻次和集聚的面積.為防洪和滿足流域日益增長的水資源需求,閘壩管控和調水引流使太湖水位呈現緩慢增加趨勢,而入湖污染物增加和富營養化則造成水體透明度逐漸下降,致使透明度與水位(水深)的比值明顯降低,減少了湖底可利用光強,惡化水下光環境,在一定程度上驅動了太湖水生植被和草型生態系統退化.湖泊物理環境長期變化逐漸拓展了太湖藻型生境空間而壓縮了草型生境空間,加劇了草型生態系統向藻型生態系統轉化和增強了藻型生態系統的自我長期維持.太湖湖泊物理環境的顯著變化也會部分抵消流域營養鹽削減和湖體營養鹽下降對藻類生物量和藍藻水華的控制,增加了太湖藍藻水華防控和湖泊富營養化治理的難度.這意味著未來流域控源截污需要更加嚴格的標準,而湖泊水位等物理環境的有效管控是應對藻華加劇和恢復草型生態系統的適應性管理策略.

發文機構：中國科學院南京地理與湖泊研究所湖泊與環境國家重點實驗室

關鍵詞：長期觀測物理環境藻類水華水生植被湖泊增溫水位透明度太湖Long-term observationsphysical environmentalgal bloomaquatic macrophyteslake warmingwater levelSecchi disc depthLake Taihu

分類號： X52[環境科學與工程—環境工程]