東北地理所在有害藻華形成機制理論研究方面取得進展
有害藻華（Harmful Algal Blooms, HABs）是全球水生態系統面臨的重要環境問題之一。長期以來，營養鹽水平被認為是驅動藻華暴發，尤其是有毒藻華暴發的核心因素，降低氮、磷輸入是富營養化湖泊中有害藻華治理的重要措施。然而，近年來大量研究發現，部分湖泊雖然長期處于高營養狀態，卻并未形成嚴重藻華，而一些營養水平較低的湖泊仍可能發生藻華事件。這表明，有害藻華形成過程并非僅由營養鹽水平決定，其背后可能存在更為復雜的環境調控和生態反饋機制。
針對這一科學問題，中國科學院東北地理與農業生態研究所水環境健康與模擬學科組以典型高營養鹽湖泊生態系統—查干湖為研究對象，綜合利用宏基因組測序、SourceTracker以及可解釋機器學習模型等多種技術手段，系統解析環境擾動和種間競爭對藻類群落結構變化及有害藻華形成過程的影響。研究發現，適度環境擾動能夠提高藻類群落多樣性，增強不同藻類之間的競爭關系，使優勢藻類的生態位受到限制，從而抑制有害藻華形成。進一步研究揭示了環境擾動驅動藻類群落重組的生態過程。隨著湖泊周邊農業源的輸入、季節性環境變化的增強和湖泊外部藻種的引入，查干湖藻類群落組成發生明顯變化，藍藻優勢受到削弱，而部分低豐度藻類優勢逐漸增加，表現出明顯的群落演替和生態位重新分配特征。從功能分析結果來看，該現象的發生是由于藻類在環境擾動的條件下，生活史策略整體由快速增長轉變為環境適應。
圖1 優勢藻類類群及其主要環境驅動因子的時間變化趨勢
本研究還提出了“擾動—競爭—反饋”調控藻華形成的新機制框架，拓展了傳統以營養鹽為核心的藻華生態理論，為理解高營養湖泊中“高營養鹽但不一定發生藻華”的生態現象提供了新的理論依據，并為未來富營養化湖泊精準管控和有害藻華預測預警提供重要科學支撐。
圖2 “擾動—競爭—反饋”理論框架
相關研究成果發表于國際期刊ACS EST&Water，由水環境健康與模擬學科組的副研究員鞠含俞（第一作者）、張敬杰研究員（通訊作者）以及科研助理苑一凡等共同完成。研究得到了國家自然科學基金面上項目以及國際(地區)合作與交流項目（42471089，42361144719）、吉林省國際科技合作項目（20240402026GH）及吉林省青年人才托舉工程（QT202330）的資助。
論文信息如下：
Hanyu Ju, Yifan Yuan*, Jingjie Zhang*, Karina Yew-Hoong Gin. Beyond Nutrients: Disturbance–Competition Feedback Regulates Harmful Algal Blooms. ACS EST Water, 2026.
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https://doi.org/10.1021/acsestwater.6c00562
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吉公網安備22017302000214號
