2007—2020年太湖藍(lán)藻持續(xù)暴發(fā)影響因素分析

吳林鋒 朱 云 朱 喜

(1.無錫市河湖治理和水資源管理中心，江蘇 無錫 214021； 2.無錫市水利工程管理中心，江蘇 無錫 214021； 3.無錫市水利局，江蘇 無錫 214021)

2007年5·29太湖供水危機(jī)[1]后，中央和地方各級(jí)黨委和政府高度重視治理太湖，投入巨資，采取控源、清淤、調(diào)水、打撈水面藍(lán)藻和生態(tài)修復(fù)等措施，取得了良好階段性成果：確保供水安全，富營養(yǎng)化程度減輕，消除藍(lán)藻暴發(fā)引起的不良視覺和嗅覺效果。但太湖藍(lán)藻密度仍持續(xù)升高、藍(lán)藻年年持續(xù)暴發(fā)，此現(xiàn)象值得深思、研究。

藍(lán)藻長期持續(xù)暴發(fā)涉及因素很多。據(jù)實(shí)地調(diào)查和收集2007—2020年太湖有關(guān)資料，初步分析太湖藍(lán)藻暴發(fā)關(guān)鍵因素為三類：富營養(yǎng)化、藻密度升高、水溫高(自然因素代表)[2]。分析如下。

1 富營養(yǎng)化是藍(lán)藻持續(xù)暴發(fā)的基本原因

富營養(yǎng)化是人類活動(dòng)對自然水體干預(yù)的總體結(jié)果。人為干預(yù)具有升高與降低營養(yǎng)程度兩方面效果：升高營養(yǎng)程度主要是由于人口密度增加和社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展致入水污染負(fù)荷增加；降低營養(yǎng)程度是由于采取控源、清淤、調(diào)水、打撈水面藍(lán)藻、生態(tài)修復(fù)等措施減少污染負(fù)荷。此兩方面因素的綜合決定了水體富營養(yǎng)化狀況。

1.1 富營養(yǎng)化是藍(lán)藻持續(xù)暴發(fā)的基本因素

富營養(yǎng)化使藍(lán)藻生長繁殖具有足夠營養(yǎng)源，是藍(lán)藻暴發(fā)的基本因素，只要富營養(yǎng)化程度在一定范圍內(nèi)均可導(dǎo)致藍(lán)藻暴發(fā)，不受期間TP、TN濃度升降的影響。

1.2 影響富營養(yǎng)化的主要是人為因素

富營養(yǎng)化主要是人為不合理干預(yù)自然的結(jié)果。使大水體從貧營養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦粻I養(yǎng)，單純自然因素需漫長時(shí)間(通常為上千年)。而人為因素，在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化和大規(guī)模工業(yè)化進(jìn)程早中期，甚至只需10～20年或更短時(shí)間。如太湖北部梅梁湖是在20世紀(jì)80年代的10年中進(jìn)入富營養(yǎng)化的。

1.3 太湖營養(yǎng)程度變化歷程

太湖在20世紀(jì)80年代中期前為中營養(yǎng)，更早則為貧營養(yǎng)[3]；梅梁湖20世紀(jì)80年代后期逐步進(jìn)入富營養(yǎng)，且越來越嚴(yán)重。至21世紀(jì)太湖全面進(jìn)入富營養(yǎng)，大部分為中等富營養(yǎng)，梅梁湖、竺山湖等水域曾達(dá)到重度富營養(yǎng)，2007年5·29供水危機(jī)時(shí)貢湖局部范圍達(dá)到異常富營養(yǎng)，連藍(lán)藻都難以生存，導(dǎo)致藍(lán)藻不暴發(fā)[3]；2007年后富營養(yǎng)化程度呈逐步減輕趨勢，富營養(yǎng)化指數(shù)從2007年的62.3減輕為2020年的60.4，其中主要是TN濃度降低。2020年太湖平均為中等富營養(yǎng)，其中貢湖、東太湖為輕度富營養(yǎng)。

1.4 太湖TP、TN變化

水體富營養(yǎng)化程度取決于受外源和內(nèi)源污染程度，下面以TP、TN兩項(xiàng)指標(biāo)為例加以說明。1981—2007年太湖營養(yǎng)程度總體呈增加趨勢，期間有波動(dòng)。

TN，從1981年的0.90mg/L升至2004年最高值3.57mg/L；2005—2006年略有下降；2007—2020年，由于加大治理太湖力度，環(huán)境容量有所增加，藍(lán)藻密度持續(xù)增加，致使太湖TN呈持續(xù)下降趨勢，全太湖均值從2.35mg/L[4-6]下降至1.48mg/L，削減37%。

TP，1981—1996年持續(xù)升高，從0.025mg/L升至0.134mg/L；1997—2006年在0.100mg/L上下波動(dòng)；2007—2020年，TP基本持平，均為Ⅳ類，其中，2008—2012年均低于2007年的0.074mg/L，2015—2019年則均高于2007年(見表1)。其中2020年較2007年，湖心、東太湖分別升高9%、20%[4-5、7]。影響藍(lán)藻暴發(fā)的營養(yǎng)元素除TP、TN外，還包括有機(jī)質(zhì)、重金屬和微量元素等，具體有待進(jìn)一步研究。

表1 太湖年均TN、TP濃度 單位：mg/L

1.5 富營養(yǎng)化的主因

大水體形成富營養(yǎng)化的主因很多，包括外源、內(nèi)源、藍(lán)藻、換水率、濕地等因素。

1.5.1 外源污染

外源污染是水污染和富營養(yǎng)化的主要來源，主要指標(biāo)TP、TN的治理速度趕不上區(qū)域污染發(fā)展速度。

2007—2020年環(huán)太湖城市GDP增加2.44倍，人口增加31%，污染負(fù)荷隨之大幅增加，雖大力治理外源污染，但削減TP速度慢于污染發(fā)展，致環(huán)湖河道入湖TP負(fù)荷略有升高，2020較2007年增加6%；13年中河道入湖TP負(fù)荷有10年大于2007年的0.184萬t，其中2011、2016年達(dá)到0.25萬t，增加36%(見表2)。太湖TN濃度2007年后持續(xù)下降，但距太湖水功能區(qū)目標(biāo)的Ⅲ類(東部Ⅱ～Ⅲ類)尚有相當(dāng)距離。

表2 環(huán)太湖河道入湖污染負(fù)荷 單位：萬t

入湖污染物主要來自西部和南部入湖河道，其污染源主要為點(diǎn)源(污水廠、生活、工業(yè)、規(guī)模畜禽養(yǎng)殖業(yè)4類)和各類面源。

目前亟待解決的是降低太湖TP濃度。現(xiàn)對環(huán)太湖各水資源分區(qū)入、出湖河流TP濃度與負(fù)荷變化分析如下：

a.入湖TP平均濃度。環(huán)太湖河流入湖TP濃度多年平均值為0.189mg/L，明顯高于出湖的0.079mg/L，入湖TP負(fù)荷多年平均值為2206.51t，高于出湖873.73t；2016年豐水年入、出湖及凈入湖TP負(fù)荷均最高，分別為2993.90t、1341.10t、1652.80t。其中入、出湖TP負(fù)荷差值即為太湖自然凈化值。

b.湖西區(qū)河流入湖TP濃度多年平均為0.226mg/L，浙西、武澄錫虞區(qū)河流出湖TP濃度分別為0.114mg/L、0.109mg/L。其中湖西區(qū)入湖TP濃度最高。

c.湖西和浙西區(qū)入湖TP年負(fù)荷多年平均值分別為1748.70t和278.60t，入湖TP負(fù)荷占總?cè)牒?fù)荷比重，湖西區(qū)超68%，浙西區(qū)為7%～19%，說明湖西區(qū)以入湖TP負(fù)荷為主；太浦河出湖TP年負(fù)荷多年均值272.27t，自2014年起其占出湖TP年負(fù)荷比重均超30%。

1.5.2 內(nèi)源污染

太湖內(nèi)源污染來自底泥、藍(lán)藻和生物死亡殘?bào)w等，主要由外源沉積或轉(zhuǎn)化而成。近年由于藻密度持續(xù)升高、藍(lán)藻持續(xù)暴發(fā)，太湖內(nèi)源污染逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐运{(lán)藻為主。藍(lán)藻每年上百次的生死循環(huán)，增加了水體、底泥中的TP、TN和有機(jī)質(zhì)等污染物。同時(shí)大量死亡藍(lán)藻的耗氧促進(jìn)底泥的厭氧反應(yīng)，加快TP、TN特別是TP的釋放。故多年來外源污染根子已延伸至湖中，年年持續(xù)暴發(fā)的藍(lán)藻已成為太湖污染的內(nèi)部根子、主要內(nèi)源，致TP降低滯緩或甚至升高。

太湖自2007年來進(jìn)行多次局部清淤，合計(jì)清淤4200萬m3，其減少TP、TN和有機(jī)質(zhì)的效果受到藍(lán)藻持續(xù)暴發(fā)影響。期間太湖各水域藻密度增加3～22倍，致水體和底泥中TP、TN和有機(jī)質(zhì)增多，污染加重，氮元素可進(jìn)入大氣，磷元素則留在水體、底泥或?yàn)樯镂眨瑫r(shí)底泥的厭氧反應(yīng)增加底泥的磷釋放，相當(dāng)于削弱控源減磷效果。

1.5.3 藻密度持續(xù)高位運(yùn)行影響TP、TN濃度

2006年前，太湖TP、TN濃度總體呈升高趨勢，藻密度隨之持續(xù)升高，藍(lán)藻暴發(fā)日益嚴(yán)重。

2007年供水危機(jī)后，太湖TN濃度持續(xù)下降，藍(lán)藻暴發(fā)程度依然嚴(yán)重。2007年、2020年，太湖TN分別為2.35mg/L、1.49mg/L，下降37%。TP基本持平：2007年、2020年分別為0.074mg/L、0.073mg/L，期間在0.062～0.087mg/L間波動(dòng)，其中2015—2019年的5年間較2007年升高，2019年升高幅度曾達(dá)到14%。究其原因是藻密度持續(xù)升高，從2009年的1447萬個(gè)/L上升至2020年的9200萬個(gè)/L，其中有2年的密度超過10000萬個(gè)/L(見表3)。藻密度持續(xù)升高致使TN持續(xù)降低，并阻滯TP降低或甚至使其升高。

表3 太湖歷年藻密度 單位：萬個(gè)/L

1.5.4 濕地減少

由于水污染、圍墾湖灘地、最低水位提高等原因使大片蘆葦?shù)睾统了参锵?，植物型濕地減少超300km2，太湖植被覆蓋率減少一半以上，致水體自凈能力減小，抑制藍(lán)藻生長繁殖能力減弱[8]。

2 藻密度升高是藍(lán)藻持續(xù)暴發(fā)根本原因

藍(lán)藻暴發(fā)須有相當(dāng)密度種源種群存在，藻密度高即是種源密度高，是藍(lán)藻暴發(fā)的根本因素。藻密度高代表著客觀自然因素和人為不合理干預(yù)自然因素的總體結(jié)果。藻密度持續(xù)升高，可持續(xù)降低TN及阻滯TP濃度下降或甚至升高TP；反之藻密度較大幅度降低(位于某一限值內(nèi))可降低藍(lán)藻暴發(fā)程度，降低TP濃度，仍然能降低TN。藻密度高位運(yùn)行，若藍(lán)藻大量升至水面則為藍(lán)藻暴發(fā)，若大多未升至水面則無藍(lán)藻暴發(fā)。

2.1 歷年藻密度變化與藍(lán)藻暴發(fā)

歷年藻密度變化可分為三階段，總的是藻密度持續(xù)升高使太湖藍(lán)藻連年持續(xù)暴發(fā)。

2.1.1 1987—2007年

此階段開始時(shí)藻密度很低，太湖藍(lán)藻基本不暴發(fā)，之后藻密度持續(xù)升高，藍(lán)藻種源種群數(shù)量日增，太湖藍(lán)藻開始規(guī)模暴發(fā)，規(guī)模日益增大，2007年單次藍(lán)藻暴發(fā)最大面積達(dá)到1114km2，以致引發(fā)藍(lán)藻暴發(fā)，造成“湖泛”型供水危機(jī)[1]。

2.1.2 2008—2019年

此階段藻密度持續(xù)升高，由2009年1447萬個(gè)/L增加至2019年12500萬個(gè)/L，增加8.64倍，藍(lán)藻暴發(fā)呈高位波動(dòng)運(yùn)行，其中2017年單次藍(lán)藻暴發(fā)最大面積達(dá)到1403km2，為2007年的1.26倍[4]。

2.1.3 2020年以后

2020年藻密度為9200萬個(gè)/L，較2019年降低26%，單次藍(lán)藻暴發(fā)最大面積由2019年的977km2降為2020年的823km2，下降16%[4]。2020年起該階段可能發(fā)展趨勢：一是若干年后藻密度再度回升；二是藻密度持續(xù)下降至很低程度，不再回升，太湖全面消除藍(lán)藻暴發(fā)。具體要根據(jù)進(jìn)一步治理太湖的力度和采取的綜合治理措施決定。

2.1.4 太湖各水域藻密度總體呈升高趨勢

2020年與2009年藻密度比值：湖心19.18倍，東部沿岸22.83倍。所以這兩個(gè)水域，原藍(lán)藻基本不暴發(fā)，2019—2020年藍(lán)藻暴發(fā)程度均有所加重。

2.2 藻密度升高主因

水體中存在藍(lán)藻種源，在富營養(yǎng)化等相關(guān)生境情況下，加快藍(lán)藻增殖速度，藻密度升至一定程度就會(huì)使藍(lán)藻暴發(fā)。

2.2.1 富營養(yǎng)化

富營養(yǎng)化是藻密度升高基本因素，營養(yǎng)程度只要能滿足藍(lán)藻生長繁殖的基本需求，藻密度即可能升高，基本不受TP、TN濃度在一定范圍內(nèi)的波動(dòng)影響。如2007—2020年TN持續(xù)下降37%，但藍(lán)藻暴發(fā)一直在高位波動(dòng)運(yùn)行，主因是藻密度已達(dá)到相當(dāng)高程度，持續(xù)削減后的TN仍能滿足藍(lán)藻暴發(fā)的營養(yǎng)需求。說明現(xiàn)階段藍(lán)藻暴發(fā)影響因素中，藻密度升高已大于富營養(yǎng)化。

如2007年后，入湖TP、TN負(fù)荷上下波動(dòng)較大，2020年較2007年河道入湖負(fù)荷TN僅減少3%，但太湖TN濃度持續(xù)下降37%，太湖TN濃度下降的速度為河道入湖負(fù)荷TN減少速度的11.90倍。TP濃度基本持平。如2011—2013年入湖TP負(fù)荷從每年0.250萬t持續(xù)下降至0.181萬t，但太湖TP濃度由0.066mg/L反而升高至0.078mg/L(見表1、表2)，其原因?yàn)樗{(lán)藻密度大幅增加，致使TP濃度升高。

2.2.2 合適的生境

藍(lán)藻生長繁殖、密度升高需有合適生境，包括富營養(yǎng)化程度、以水溫為代表的自然因素。

3 水溫是影響藍(lán)藻暴發(fā)的自然因素

世界氣溫幾十年來持續(xù)緩慢升高，水溫隨之升高。水溫高是升高藻密度、加大藍(lán)藻暴發(fā)程度的主要自然因素。

3.1 水溫是影響藍(lán)藻暴發(fā)的自然因素的代表

水體溫度高是影響藍(lán)藻暴發(fā)的自然生境的代表。其他自然因素包括氣候、水文水動(dòng)力、生物種間競爭等。

氣溫僅對浮于水面及至水下20cm間的藍(lán)藻產(chǎn)生直接影響，對水體中藍(lán)藻特別是距水面50cm以下的一般無直接影響。如冬春季節(jié)水底藍(lán)藻休眠、復(fù)蘇期主要與水溫有關(guān)，與氣溫?zé)o關(guān)。

3.2 水溫與藍(lán)藻暴發(fā)四階段

在藍(lán)藻種源、種群較多和水體營養(yǎng)程度達(dá)到一定值的情況下，一年四季中由于水溫等自然因素不同，藍(lán)藻分為休眠、萌發(fā)蘇醒、生長繁殖、聚集暴發(fā)四階段。其中聚集暴發(fā)包括首次暴發(fā)、持續(xù)暴發(fā)、衰退三個(gè)時(shí)段[9]。一般如下：

a.上年12月下旬—當(dāng)年2月水溫較低，多年日均水溫不超過9℃，為藍(lán)藻休眠期，藍(lán)藻大部分存于水底，部分存在水體。此階段水溫是決定藍(lán)藻存活率高低的原因之一。

b.3月水溫升高至9℃或以上，多年平均日水溫達(dá)到11.6℃，藻類、藍(lán)藻先后開始萌發(fā)復(fù)蘇。此階段水溫是決定藍(lán)藻萌發(fā)率的主因。

c.4月至5月初，溫度升高，藍(lán)藻萌發(fā)復(fù)蘇后加快生長增殖速度，此時(shí)多年日均水溫為17～22℃，此階段若天氣晴好，如2008年、2009年、2010年分別在4月3日、4月29日、4月30日藍(lán)藻就首次暴發(fā)。此階段非藍(lán)藻藻類或非微囊藻藍(lán)藻相對較多。

d.5—10月，為一年中水溫較高或最高階段，多年日均水溫超20℃，其中7—8月最高超28℃，個(gè)別日超34℃，為藍(lán)藻持續(xù)暴發(fā)期。其中日均溫度超25℃，由于藍(lán)藻的耐高溫性，其生長繁殖速度快，致藍(lán)藻形成優(yōu)勢或絕對優(yōu)勢種；水溫超30℃最易引起藍(lán)藻大規(guī)模暴發(fā)。至于適宜藍(lán)藻生長繁殖暴發(fā)的最高水溫限值尚不清楚。

e.11—12月上半月，水溫降低，多年日均水溫為14.8～9.0℃，藻類生長繁殖速度減緩，為藍(lán)藻暴發(fā)衰退期，一般不出現(xiàn)較大藍(lán)藻暴發(fā)。

f.由于每年溫度、營養(yǎng)等系列生境有差異，故每年藍(lán)藻休眠、萌發(fā)、生長、暴發(fā)、衰退的4階段(6時(shí)段)有早晚和長短差異，藍(lán)藻進(jìn)入水體、水底和復(fù)蘇比例有差異。

3.3 水溫高是藻密度高、藍(lán)藻暴發(fā)的必要因素

3.3.1 每年水溫對藍(lán)藻生長的影響

水溫是藍(lán)藻最重要的自然生境之一，水溫高對藍(lán)藻的影響主要指：?冬春季節(jié)水溫高使藍(lán)藻的存活率、萌發(fā)率升高，有利于年內(nèi)的藻密度升高和藍(lán)藻暴發(fā)；?年(月)平均日水溫高使藍(lán)藻生長繁殖速度相對較快，暴發(fā)程度相對較嚴(yán)重；?水溫或氣溫夏秋季長期過高，特別是氣溫超過40℃則不利于藍(lán)藻暴發(fā)，此時(shí)可能較多藍(lán)藻隱于水下而不升至水面，此情況有待進(jìn)一步研究。

3.3.2 藍(lán)藻每年第一次暴發(fā)時(shí)間主要決定于水溫

如2007年3月的日均水溫較2006年同期高1.51℃，特別是3月上旬的日均水溫達(dá)到12.62℃，較2006年同期升高3.07℃，致使2007年3月29日藍(lán)藻就首次暴發(fā)，較2006年提前1個(gè)月。

3.3.3 水溫高致藍(lán)藻暴發(fā)持續(xù)時(shí)間長、暴發(fā)面積大

太湖2006—2018年平均日水溫為18.13℃，月均日水溫最高為8月的29.00℃，最低為1月的6.27℃；年均日水溫最高為2018年的19.10℃，最低為2011年的17.20℃；日均水溫最高為2017年7月24日的34.40℃，最低為2008年2月2日的0.20℃。

如2006年、2007年日均水溫分別為18.65℃、19.29℃，較2008—2010年期間的日均值明顯偏高，所以這2年的藍(lán)藻累積暴發(fā)面積、最大暴發(fā)面積均相對較大，特別是2007年的累積暴發(fā)面積較后3年增加1～2倍。2006年以前，太湖藍(lán)藻每年暴發(fā)時(shí)間長度一般為5～8個(gè)月。從2007年開始，藍(lán)藻暴發(fā)時(shí)長超過10個(gè)月，其中2015年、2017年更達(dá)到12個(gè)月，因藍(lán)藻密度基數(shù)高，就是在水溫相對較低的月份，只要水溫在藍(lán)藻能維持的生長區(qū)間，如達(dá)到或接近9℃，藍(lán)藻仍可暴發(fā)。

2007年前太湖藍(lán)藻最大暴發(fā)面積，一般發(fā)生在氣溫最高的6—10月間。2007年后由于藻密度持續(xù)升高，只要水溫及生境適合，年內(nèi)太湖藍(lán)藻暴發(fā)的單次最大面積可能在5—11月間的任何一個(gè)月發(fā)生，如2006—2020年的15年中，發(fā)生在5月的3次、7月2次、8月4次、9月3次、11月3次。其中，太湖歷史最大單次暴發(fā)面積1403km2發(fā)生于2017年。

3.3.4 冬季水溫高致藍(lán)藻暴發(fā)

近幾年，由于冬季水溫較往年有所升高，使藍(lán)藻存活率升高、藻密度升高，藍(lán)藻暴發(fā)期延長，原藍(lán)藻不暴發(fā)的12月、1月也發(fā)生藍(lán)藻暴發(fā)。如2013年12月10日藍(lán)藻暴發(fā)面積達(dá)982km2，其原因是暴發(fā)前6天均為多云、晴，無大風(fēng)，最高氣溫由9℃升高至15℃，有利于藍(lán)藻快速生長繁殖，加之藻密度較高，年均藻密度超4000萬個(gè)/L；2018年1月17日暴發(fā)面積達(dá)到390km2，其原因是暴發(fā)前8天為晴、多云天氣，無大風(fēng)，最高氣溫從4℃升至15℃，加之藻密度長期處于高位，年均藻密度超8000萬個(gè)/L，引發(fā)藍(lán)藻暴發(fā)。說明即使是冬春季節(jié)，只要水溫達(dá)到或接近藍(lán)藻暴發(fā)最低要求，營養(yǎng)程度合適和藻密度高，通過3～8天的營養(yǎng)積累、生長繁殖，可發(fā)生藍(lán)藻暴發(fā)現(xiàn)象。

4 其他自然因素對藍(lán)藻暴發(fā)的影響

水溫是影響藍(lán)藻暴發(fā)自然生境的代表。其他自然因素對藍(lán)藻暴發(fā)起到一定或相當(dāng)影響。

4.1 光照影響

太湖是淺水湖，光照對水面、水體直至水底藍(lán)藻的生長繁殖均有直接影響。晴天光照好，水溫高，同時(shí)太陽光中的紫外光具有藍(lán)藻磷同化效應(yīng)，有利于藍(lán)藻生長。光照條件好，藍(lán)藻光合作用強(qiáng)烈，藍(lán)藻生長繁殖速度快，升高藻密度，易引起暴發(fā)。

4.2 風(fēng)對表層藍(lán)藻有聚集擴(kuò)散作用

風(fēng)生流使太湖表面藍(lán)藻順風(fēng)向漂移，聚集和堆積在下風(fēng)的凹岸處或岸邊。風(fēng)同時(shí)可影響藍(lán)藻的浮沉。如太湖風(fēng)速在3.1m/s時(shí)[7]，藍(lán)藻可以大面積漂移，但風(fēng)速過大，引起較大風(fēng)浪，水面藍(lán)藻就會(huì)下隱于水中，水面則無藍(lán)藻聚集暴發(fā)現(xiàn)象。

每年春夏藍(lán)藻暴發(fā)期間一般盛行東風(fēng)或偏南風(fēng)，藍(lán)藻暴發(fā)后易聚集在太湖西部沿岸水域和西北部、北部湖灣，致貢湖2016—2020年藻密度升高至8000～15500萬個(gè)/L[4]；每年10月下半月至12月，太湖一般吹北風(fēng)或西北風(fēng)，藍(lán)藻易聚集在太湖南部沿岸水域，太湖最后數(shù)次藍(lán)藻暴發(fā)往往發(fā)生在南部沿岸水域，致次年春季相當(dāng)多年份的藍(lán)藻首次暴發(fā)均發(fā)生于此水域。

藍(lán)藻易在微風(fēng)和小風(fēng)條件下垂直上浮于水面。若已聚集的藍(lán)藻在稍大風(fēng)力作用下，藻密度可增加數(shù)十倍，葉綠素a濃度在半小時(shí)內(nèi)由10μg/L升至100μg/L，之后穩(wěn)定在60～80μg/L[7]。

4.3 水流是水下藍(lán)藻輸移主動(dòng)力

太湖自然水流(重力流)驅(qū)動(dòng)藍(lán)藻從上游向下游流動(dòng)，藍(lán)藻隨水流輸移擴(kuò)散至湖心及中下游各水域，直至出湖。近年湖心藻密度持續(xù)升高，2020年為2007年19.18倍[4]，故近年東太湖、東部沿岸藻密度持續(xù)升高，致其原無藍(lán)藻暴發(fā)區(qū)域也發(fā)生小規(guī)模暴發(fā)。

4.4 降雨影響

降雨可降低水溫、增加水體氧含量。大量降雨使藍(lán)藻下沉和降低藍(lán)藻生長速度，或使水面無藍(lán)藻聚集、暴發(fā)現(xiàn)象。中等降雨對藍(lán)藻有一定抑制作用，大雨以上級(jí)別降雨對藍(lán)藻抑制作用較明顯，連續(xù)陰雨天氣與集中性強(qiáng)降雨對藍(lán)藻抑制作用尤為明顯。

4.5 種間競爭影響藍(lán)藻密度和暴發(fā)

自然界中，藍(lán)藻的種間競爭是指藍(lán)藻與其他生物之間生存環(huán)境或生命的競爭，種間競爭可在一定程度上影響藻密度和暴發(fā)。

a.生境競爭，即藍(lán)藻與其他生物適應(yīng)生境的競爭。

b.生存權(quán)(生命)競爭，即藍(lán)藻與其他生物生存權(quán)的相互競爭，可直接使對方消失、死亡，其中其他生物包括藍(lán)藻以外的藻類、微生物、植物、動(dòng)物等。太湖禁漁是人為因素與藍(lán)藻種間競爭的一種表現(xiàn)。

c.藍(lán)藻內(nèi)部微囊藻與非微囊藻存在相當(dāng)激烈的種間競爭，影響藍(lán)藻暴發(fā)程度。如近年魚腥藻在藍(lán)藻中比例有所增加，其上浮能力小于微囊藻，可減輕藍(lán)藻暴發(fā)程度。

4.6 其他

其他影響因素包括pH值、電導(dǎo)、鹽度、微量元素、氣壓；大自然異常活動(dòng)如大規(guī)?；鹕奖l(fā)、厄爾尼諾現(xiàn)象、拉尼娜現(xiàn)象；水域形狀；濕地及生物多樣性；細(xì)菌等因素均對藍(lán)藻生長繁殖和暴發(fā)程度有一定或相當(dāng)影響，尚待進(jìn)一步研究。

5 消除太湖藍(lán)藻暴發(fā)的策略

根據(jù)影響太湖藍(lán)藻暴發(fā)的營養(yǎng)程度、藻密度、水溫(自然因素的代表)的三高因素分析，提出消除藍(lán)藻暴發(fā)的策略。

5.1 建立治理太湖三大目標(biāo)

全面消除富營養(yǎng)化，水質(zhì)達(dá)到Ⅲ類，其中東部水域Ⅱ～Ⅲ類；全面消除藍(lán)藻暴發(fā)；大規(guī)?；謴?fù)濕地。

5.2 采取科學(xué)合理的治理措施

對以往治理措施總結(jié)分析、補(bǔ)充完善，采取符合現(xiàn)狀的合理治理措施。

5.2.1 加大控制外源力度減少污染物入湖

a.加大控制污水廠、工業(yè)、生活和規(guī)模畜禽養(yǎng)殖4類外源力度。其關(guān)鍵是加大污水處理力度，上游區(qū)域污水處理標(biāo)準(zhǔn)提高至湖庫Ⅲ類。

b.進(jìn)一步控制種植、分散畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)村分散生活、城鎮(zhèn)地面徑流、廢棄物和航行等面源污染。

5.2.2 加大控制以藍(lán)藻為主內(nèi)源力度

a.全年實(shí)施消除水面水體和水底藍(lán)藻措施，其中冬季除藻能起到事半功倍的效果。

b.采用能同時(shí)大規(guī)模消除水體、藍(lán)藻和底泥污染的三合一專用或組合技術(shù)。在減少外源污染入湖基礎(chǔ)上，一次性提升水質(zhì)、消除藍(lán)藻和底泥有機(jī)污染。其中入湖河道口等局部區(qū)域仍可采用常規(guī)清淤技術(shù)。

5.2.3 恢復(fù)濕地

全面修復(fù)生態(tài)，使目前350km2植物型濕地達(dá)到藍(lán)藻暴發(fā)前的650km2規(guī)模，以有效凈化水體和抑制藍(lán)藻生長繁殖。

6 結(jié) 語

a.2007—2020年太湖藍(lán)藻持續(xù)暴發(fā)影響因素是富營養(yǎng)化、藻密度升高及水體溫度高，三者缺一不可。其中富營養(yǎng)化是人類不合理干預(yù)自然致外源和內(nèi)源污染負(fù)荷增加造成；藻密度升高是客觀存在的自然因素和人為不合理干預(yù)自然因素的總體結(jié)果；以水溫為代表的自然因素，有其自己的規(guī)律，總體不以人的意志為轉(zhuǎn)移。

b.藻密度持續(xù)高位運(yùn)行使TN濃度持續(xù)降低37%，但使TP濃度下降滯緩及2015—2019年升高；此期間TP、TN濃度在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，不影響藍(lán)藻暴發(fā)程度，同時(shí)太湖TP、TN濃度升降與河道入湖污染負(fù)荷增減的關(guān)系不密切或甚至為負(fù)相關(guān)。

c.太湖藍(lán)藻持續(xù)暴發(fā)的三因素，相互影響。以往一般研究人員僅注意富營養(yǎng)化這一因素，忽略藻密度。依靠治理富營養(yǎng)化消除湖泊藍(lán)藻暴發(fā)僅適用于社會(huì)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)和入湖污染負(fù)荷少的地區(qū)，或適用于小微型湖泊，不適用于大型淺水湖泊，一般認(rèn)為僅依靠治理富營養(yǎng)化須達(dá)到TP0.010～0.020mg/L、TN0.10～0.20mg/L才能全面消除太湖藍(lán)藻暴發(fā)；太湖必須治理、消除富營養(yǎng)化與消除藍(lán)藻、降低藻密度密切結(jié)合才能全面消除藍(lán)藻暴發(fā)。

確立治理太湖消除藍(lán)藻暴發(fā)目標(biāo)，采取有效綜合治理措施，因勢利導(dǎo)，順應(yīng)自然，輔以人工措施，改變生境使其不利于藍(lán)藻生長繁殖，建設(shè)健康水生態(tài)系統(tǒng)，則一定能在2030—2049年分水域全面消除藍(lán)藻暴發(fā)，建成無藍(lán)藻暴發(fā)的美麗清澈太湖。