近日，我校环境学院生态修复团队在湖泊藻华演变规律及其驱动机制方面取得重要进展。相关研究成果以“Long-term records reveal temperature-driven nutrient limitation and predict intensified algae blooms in global lakes”为题发表于环境生态领域顶刊《Global Change Biology》（https://doi.org/10.1111/gcb.70719），论文第一作者为生态修复团队已毕业硕士生周川乔（现京都大学JSPS外国人特别研究员），通讯作者为生态修复团队许晓光教授，南京师范大学环境学院为第一单位和通讯单位。

随着全球气候变暖，湖泊富营养化和有害藻华问题日益凸显，已成为威胁水生态安全和人类健康的重要挑战。尽管学术界已知温度上升和营养盐输入是驱动藻华爆发的双重核心因子，但关于二者如何在长期演变中相互作用，特别是温度如何重塑湖泊对氮（N）或磷（P）限制的敏感性，仍缺乏全球尺度的系统认知。理解这种动态变化对于在气候变化背景下制定精准的湖泊生态管理策略至关重要。本研究旨在揭示全球湖泊营养盐限制模式随温度变化的演替规律，并据此预测未来变暖情境下藻华的发展趋势。

研究团队整合了全球多个地区的长期湖泊监测数据集，利用经验模态分解（EMD）方法剥离出叶绿素a（Chl-a）、总氮（TN）、总磷（TP）和水温（WT）的长期非线性趋势。通过构建随机森林（RF）模型，分析了不同温度窗口下氮、磷浓度对藻类生物量的相对重要性，从而量化了营养盐限制模式的温度依赖性。此外，研究还通过敏感性分析评价了不同热力条件下的藻类生长速率，并结合气候模式预测了未来全球湖泊在不同增温路径下的藻华加剧风险。研究发现，随着水温升高，全球湖泊的营养盐限制模式发生了显著转移。在较低温度下，湖泊多表现为较强的磷限制；而当温度跨越特定阈值后，氮限制的相对重要性显著上升。这一发现打破了传统的固定限制模式认知，揭示了变暖会通过改变氮磷循环速率诱导营养盐限制的季节性或长期转型。更重要的是，结果表明在高温情境下，藻类对营养盐增加的响应更为敏感，这意味着单位营养盐负荷在暖化的湖泊中将触发更高强度的藻华。预测分析显示，若不采取更严格的营养盐减排措施，未来几十年内全球大部分湖泊的藻华频率和峰值强度将持续攀升。

本研究强调了温度在调节湖泊生产力对营养盐反馈中的核心作用，暗示了单纯依赖历史标准制定的管理目标可能在变暖背景下失效。研究存在的不确定性来源主要包括全球不同地区监测频率的不一致性，以及模型尚未完全耦合复杂的水动力过程和集合群落层面的种群竞争机制。未来研究应进一步探讨极端热浪事件对营养盐释放过程的影响，并关注大型底栖无脊椎动物等捕食者在变暖情境下对藻类调控功能的减弱程度。在生态管理上，必须采取更具前瞻性的策略，将气候韧性纳入流域氮磷流失控制体系，以应对日益严峻的生态危机。

该工作同时获得了国家自然科学基金（42577283; 42225708），江苏省自然科学基金（BK20231284），湖泊与流域水安全重点实验室开放基金（2024SKL009），水利部太湖流域水治理重点实验室开放基金（Yk924004）等项目的支持。