长江流域四大浅水湖泊叶绿素a浓度的水文和气候关系分析

环境科学与生态技术5（2021）100069原创研究水文和气候变量对长江流域四个大型浅水湖泊黄健a，徐秋锦b，*，王锡喜c，郝吉a，Edward J. Quigleya，MohamadaliSharbatmalekia，李思蒙a，席北斗c，孙彪d，李曹乐c美国加州州立理工大学波莫纳分校b中国环境科学研究院，中国北京c美国弗吉尼亚州诺福克Old Dominion Universityd中国呼和浩特内蒙古农业大学我的天啊N F O文章历史记录：收到2020年2020年11月9日接受关键词：叶绿素a富营养化相对湖平面波动A B S T R A C T浅水湖泊是世界上分布最广的水体之一，由于外界干扰，很容易转变为新的营养状态。水文条件的变化和气候变化会导致浅水湖泊蓝藻水华的发生，严重威胁湖泊的生态完整性和人类健康。本文分析了水文气象因子对长江水系连通湖泊（洞庭湖和鄱阳湖）和孤立湖泊（巢湖和太湖）蓝藻水华的影响结果表明：（1）叶绿素a（Chl-a）浓度随相对湖平面波动（RLLF）和降水量的增加呈指数下降趋势，但随降水量的增加呈线性增加（2）当RLLF100、降水量2.6mm、风速>2.6m s-1、气温>17.8℃时，湖泊叶绿素a浓度显著升高;<<（3）孤立湖的叶绿素a浓度受水位变幅、降水、风速和气温的影响比连通湖的显著;（4）RLLF和风速与平均水深的比值可以作为一种新的耦合因子来研究浅水湖泊叶绿素a的变化特征，其相关性比单一因子更强©2020由Elsevier B.V.代表中国环境科学学会、哈尔滨工业大学、中国环境科学研究院发布。这是一个在CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍在全球范围内，氰型有害生物的出现对人类健康、生态完整性、生态系统服务以及内陆和沿海水域的可持续性构成严重威胁。在浅水湖泊中尤其如此[1]。蓝细菌是光合作用的原核生物，有时被称为蓝绿藻，它们通常在湖泊中形成大型菌落或丝状体。许多物种具有通过胞内气体囊泡控制其浮力的能力[2]。虽然这种特性会导致在湖面附近形成难看的水华，但蓝藻*通讯作者。中国环境科学研究院，北京大羊坊8号，100012。电 子邮 件地 址： jianhuang@cpp.edu （J. Huang ） ，jianhuang225@gmail.com ，xuqj@craes.org.cn（Q.Xu），x4wang@odu.edu（X.Wang），hji@cpp.edu（H.Ji），equigley@cpp.edu （ E.J. Quigley ） ， sharbat@cpp.edu （ M. Sharbatmaleki ） ，sli@cpp.edu （ S.Li ） ， xibd@craes.org.cn （ B.Xi ） ， sunbiao@imau.edu.cn （ B.Sun），caole003@sina. com（C. Li）。人最重要的[3]。蓝藻产生的毒素有几种类型，包括肝毒素、神经毒素和细胞毒素[4]。肝毒素会损害肝脏，某些类型的肝毒素会对消化和呼吸系统产生不利影响。相反，神经毒素直接影响神经系统。细胞毒素可引起哺乳动物广泛的坏死性损伤，也具有遗传毒性，可引起染色体丢失和DNA链断裂[5]。近几十年来，为了更好地了解藻类水华的机制，特别是在浅水富营养化湖泊中，进行了研究。这些研究提供的证据表明人类活动[6，7]、水-沉积物交换[8，9]和外部营养负荷[10，11]如何影响营养结构。然而，浅水湖泊的生态系统不仅易受人类活动和污染的影响，而且易受气候条件和水文条件的影响特别是水深。在湖沼学领域，人们越来越关注气候变化如何影响浮游植物种群，其中包括蓝藻。蓝藻生长得更快，https://doi.org/10.1016/j.ese.2020.1000692666-4984/©2020由Elsevier B. V.代表中国环境科学学会、哈尔滨工业大学、中国环境科学研究院发布。这是一个在CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表环境科学与生态技术期刊主页：www.journals.elsevier.com/environmental-science-and-www.example.comJ. Huang，Q. Xu，X. Wang等人环境科学与生态技术5（2021）1000692≥温度高于25摄氏度。在该领域，高温通常发生在湖泊中，并与分层相结合，使具有浮力调节特性的蓝藻出现在近地表水域。区域和全球变暖趋势增加了氰型赤潮的频率、强度、持续时间和分布[1]。同时，由于浅水湖泊的盆地形态和水位波动，会发生状态转换，或从一个稳定状态突然过渡到另一个替代状态[12]。分析了中国90个平均水深小于2.42 m的浅水湖泊的水深和表面积对叶绿素a浓度的影响。他们发现，表面积（SA）小于25 km2的湖泊中的Chl-a浓度明显高于SA大于25 km2的湖泊。[13];他分析了12个欧洲国家466个湖泊的数据，发现叶绿素a浓度随着光子吸收和水碱度的增加而增加，但随着湖水深度和距离海岸的增加而减少。此外，过去，对粮食控制和确保水资源供应的需求迅速增长，刺激了全球近100万座水坝和水闸的建设[14]。对湖泊水位的控制可以减少季节性水位波动，并对生态系统产生潜在的负面影响[ 15]。这两项研究的结论是，浅水湖泊通常是孤立和分散的景观，是非常敏感的水文和气候变化，如空气温度，水深，表面积和水位。浅水湖泊通常受到多个相互作用的压力源的影响，可能会混淆单独的个体指标的分析因此，单独考虑变量很难全面、科学、准确地了解浅水湖泊水华的发生机制长江中下游流域有湖泊651这些湖泊中有18个湖泊的SA范围从100到3841km2 [16]。湖泊的水深为1.31至23.5米。鄱阳湖、洞庭湖和太湖是长江流域三大淡水湖，巢湖是该地区第五大湖泊。在长江流域平原，包括洞庭湖和鄱阳湖在内的数百个湖泊被认为是牛轭湖或河流。 这意味着它们曾经或现在与长江或其主要支流有水文联系[17]。水文连通性的频率和持续时间对这些湖泊生态系统的平衡非常重要。在过去的半个世纪里，长江流域湖泊的环境健康受到人类占用和过度开发流域资源所造成的压力的不利影响[ 18]。因此，该地区的大多数湖泊（例如，巢湖和太湖）已成为湖泊型，易受藻类水华的影响，部分原因是水文，气候和湖泊形状的不良变化太湖和巢湖由于严重的富营养化问题，蓝藻水华已得到广泛研究，但对洞庭湖和鄱阳湖等长江流域大型湖泊的研究相对较少我们的兴趣是更好地了解与水文和气候有关的复杂和相互作用的因素对典型的长江连通和孤立湖泊的影响。尽管在现有文献中，这种理解迄今为止是不够的，还有改进的余地。在秩序从上游到在下游，洞庭湖鄱阳、潮、泰都位于长江沿岸的同一流域[19]。然而，这些湖泊之间的水文条件存在差异，因为每个系统都与长江干流相连或隔离[20]。洞庭湖和鄱阳湖大多保持着与长江的天然连通性，巢湖和太湖已成为主要由水闸控制的湖泊。本文研究了水文（RLLF和平均水深）和气候（风速、降水和气温）因子对长江流域相连湖泊（洞庭湖和鄱阳湖）和与长江隔绝的邻近湖泊（巢湖和太湖）中蓝藻的交互作用。出于本研究的目的，Chl-a浓度被用作CyanoHABs的替代物，因为它们表现出正相关性[21]。我们研究了从2000年到2010年的叶绿素a浓度的时间序列本研究的主要目的是：（1）比较分析长江流域连通型湖泊和长江流域孤立型湖泊在水文气候因子影响下的差异;（2）比较单一因子（水位、风速）和耦合因子（RLLF、风速/水深比）对两种湖泊叶绿素a的影响（孤立和连接）;（iii）解释和讨论为什么气温驱动蓝藻水华形成和积累在长江孤立湖泊的特定区域。2. 材料和方法2.1. 研究中心洞庭湖（29°20 ° N，112°50 ° E）、鄱阳湖（29°05 ° N，116°20 °E）、巢湖（31°20 ° N，117°20 ° E）和太湖（31°15 ° N，120°14 °E）是长江中下游最著名的四个浅水湖泊。这四个湖是选择它们是因为它们生长在湖泊平原，由于湖泊水文气候和地理形态，它们的营养状态受到限制。 对于洞庭湖和鄱阳湖，水位往往随着降水量的增加而增加，特别是在降水量超过300 mm的月份;对于巢湖和太湖，水位与降水量无关（图5）。这是因为洞庭湖和鄱阳湖的进出水流过程不受闸门等水工建筑物的显著控制，因此进出水流较大，停留时间较短。然而，巢湖和太湖受到水力结构的严重调节，其流入和流出流量相对较小，停留时间较长。四个湖泊的表面积在769 km2和2933km2之间，平均水深在2.12m和6.39 m之间（表1）。平均水深、最大水深、水位变幅依次为洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、太湖。此外，在本研究中，这四个湖泊被认为是浅水湖泊，因为它们：1）平均水深小于7米; 2）没有一致的热分层[12]。洞庭湖和鄱阳湖的入、出水面均大于巢湖和太湖，而洞庭湖和鄱阳湖的滞留时间明显短于巢湖和太湖。 正如预期的那样，洞庭湖和鄱阳湖的水质明显好于巢湖和太湖，前两个湖泊的TN，TP和Chl-a浓度远低于第二对湖泊（表1）。根据叶绿素a浓度，洞庭湖和鄱阳湖可归类为中营养型（1.7m g L-1叶绿素a<<14.3mg L-1），而巢湖和太湖可归类为富营养化（Chl-a 14.3mg L-1）[17]。蓝藻与水文和气候条件密切相关，尤其是浅水湖泊。特别是，藻类密度和营养盐浓度都表现出明显的空间变化在巢湖和太湖。 在这项研究中，巢湖被细分为两个区域，指定西部和东部（图）。①的人。西部地区，经历了严重的氰基有害生物，直接接受J. Huang，Q. Xu，X. Wang等人环境科学与生态技术5（2021）1000693表1四个研究湖泊的形态、水文、气象和水质特征。特性符号洞庭湖鄱阳湖巢湖太湖形态面积（平方公里）SA243229337692425平均深度（m）Z均值6.395.102.692.12最大深度（m）Zmax23.5019.503.773.30体积（108 m3）V155.4283.6820.7048.60水文湖平面（m）会26.9013.608.803.30湖平面振幅（m）LLA11.149.893.090.84相对湖平面波动RLLF17419411542保留时间（d）tr18.2020.90210.40310.50单位：立方米/秒中的Q9912.484613.77115.77182.97输出流量（m3s-1）Q输出9893.504629.60114.00181.10流域面积（平方公里）DA2570001620001331036500气候空气温度（摄氏度）不18.0420.1817.3416.94风速（m s-1）VW2.572.082.273.14降雨量（mm）P31329219194日照时数（h）孙4.845.365.284.91水质总氮（mg L-1）TN1.330.612.533.57总磷（mg L-1）TP0.100.150.220.14叶绿素a（微克/升）CHL-a2.015.6019.3021.00图1.一、 地图显示了四个湖泊的采样点。丰乐河、旱埠河、南淝河三条支流的入湖流量占到了长江流域入湖总量的一半以上[22]。湖区东部为无排放区，主要受玉溪河巢湖大坝控制，为湖泊出口，水质优于湖区西部。同样，太湖被划分为三个区域，分别为梅梁-竹山湾、中部区域和东部区域（图1）。位于太湖北端的梅梁-竹山湾污染严重，夏季东北风盛行，容易从其他两个区域接收藻类。中部受多条支流的直接输入，约占下游入湖总量的1/3，水质优于梅梁-竹山湾。东区作为出口，太湖下游注入太浦河，为上海市提供饮用水[23]。2.2.数据2000年至2010年期间，中国环境科学研究院（CRAES）提供了四个研究湖泊的每日叶绿素a数据。 每个湖上都有几个观测点：洞庭湖上有23个观测点，鄱阳湖上有35个观测点，巢湖上有12个观测点，太湖上有31个观测点（图1）。用90%丙酮溶液提取叶绿素a，并使用基于荧光计的方法测定浓度[24]。每日水位数据来自中华人民共和国环境保护部J. Huang，Q. Xu，X. Wang等人环境科学与生态技术5（2021）1000694¼×（MEPPRC）为同一记录期，2000年至2010年。这些数据是在洞庭湖城陵矶站、鄱阳湖湖口站、巢湖巢湖闸站和太湖望亭站收集的。从CRAES获得了同一记录期间的风速、降水和温度这一数据是在洞庭湖岳阳站、鄱阳湖鄱阳站、巢湖巢湖站和太湖五仙洞山站 所有数据均由该领域的专家按照严格的科学程序进行准确性检查;这些记录被认为是完整的，并被认为是本研究目的的可靠记录。2.3.影响氰型有害生物的选定因素的替代物2.3.1.水文因子水位波动对大多数热带湖泊和水库有重要影响，因为它们与湖泊系统的大小和深度直接相关[25]。湖泊的生产力由水位驱动的假设是基于“生物脉冲“概念，这表明季节性自[27]对邦纳维尔湖的开创性研究以来，封闭盆地湖泊的水位波动已被认为是干旱和半干旱地区晚第四纪古气候变化的有用指标[28]。研究表明，水位波动对湖泊生态系统稳定性的影响程度也取决于湖泊的形态，对于浅水湖泊或边缘较浅的湖泊尤其如此。因此，本研究使用[25][26][27][28][29][RLLF湖上水平振幅一百（1）平均水深浓度时间序列风速、降水量和气温的每日数据均进行算术平均，得出每个变量的月度时间序列。总共产生了7个时间序列。分析了4个湖泊叶绿素a年浓度与RLLF的关系。分析了各湖泊叶绿素a浓度随风速水深比和降水的变化规律。此外，还分析了各湖泊及巢湖、太湖各分区叶绿素a月变化与气温的关系。2.5. 统计分析在年度和月度尺度上，在OriginLab®Origin 8.5中生成散点图和箱形图，以显示RLLF，风速，降水和温度如何影响Chl-a浓度。对于RLLF、风速、降水和温度（以下称为“分类变量”）的每个时间序列，计算总平均值并用于将相应的Chl-a时间序列分成两个数据集：一个用于值小于总平均值的分类变量，另一个用于值大于总平均值的分类变量，产生四个配对数据集。对于每个配对数据集，进行t检验以检验零假设，即平均Chl-a浓度在显著性水平为1/4 0.05时与分类变量无关。2.3.2.气候因素本研究选择了四个变量，即风速，风速与平均水深，降水量和空气温度的比率，作为合适的替代气候因素，以研究气候对氰代氨基甲酸酯的影响由于浅水湖泊的特性，风速和风速与平均水深的比值被选为在浅水湖泊中，风力驱动的水流运动是控制激流和波涛形成的主导力量[29]。持续的风向可使藻类集中并增加水中顺风微囊藻Chl-a浓度[30]。此外，风可在不同水深之间产生剪切应力，减少扩散边界层的厚度，从而加强化学品在沉积物-水界面的对流-扩散运输[31]。此外，风速与平均水深之比可以作为一个替代，以考虑水深对风剪应力垂直分布的影响。2.4. 分析方法对于四个研究湖泊和每个水文年（9月至8月），从2000年至2010年，每日RLLF值的几何平均，以获得两个时间序列：一个月和一年。同样，每日Chl-a值进行几何平均，以获得每月和每年的Chl-a图二. 图显示观测到的年度叶绿素a（Chl-a）浓度与相对湖平面波动（RLLF）：（a）为四个湖泊合并;（b）为每个单独的湖泊。J. Huang，Q. Xu，X. Wang等人环境科学与生态技术5（2021）1000695¼¼3. 结果和讨论3.1. RLLF的影响对于所有四个湖泊，Chl-a浓度在年尺度上随着RLLF的增加呈指数下降趋势（图11）。 2 a）。与RLLF大于100的湖泊相比，RLLF小于100的湖泊中的Chl- a浓度明显更高（图3）。RLLF小于100的湖泊的平均Chl-a浓度为18.73m g L-1，而RLLF大于100的湖泊平均叶绿素a浓度为5.71m g L-1。横跨四大湖，湖鄱阳湖和洞庭湖的RLLF大于太湖和巢湖，因此也较低的Chl-a浓度（图2 b和表1）。太湖和巢湖的叶绿素a浓度分别是洞庭湖的10倍和鄱阳湖的3倍沿长江自上而下，四湖水位由洞庭湖的26.9 m下降到太湖的3.3 m，但叶绿素a浓度由洞庭湖的2.0m g/L上升到太湖的21mg/L。当RLLF大于100时，洞庭湖和鄱阳湖的年叶绿素a浓度明显下降，而当RLLF小于100时，巢湖和太湖的年叶绿素a浓度没有明显变化（图11）。 2 b）。 RLLF大于100的湖泊与长江的水文连通性好于RLLF小于100的湖泊。长江水系连通湖泊的叶绿素a浓度高于孤立湖泊，这是由于这种天然的水文连通性带来了更高的水位波动、更深的水深和更短的水力停留时间。洞庭湖和鄱阳湖的水位振幅分别约为11和10 m，而巢湖和太湖的振幅分别仅为3和1 m（表1）。洞庭湖和鄱阳湖的滞留时间相应较短，分别为18天和20天，而巢湖和太湖的滞留时间则长得多，分别为210天和310天左右此外，洞庭湖和鄱阳湖的平均水深分别约为6.4和5.1米，而这两个湖泊的最大水深分别为23.5和19.5米。相比之下，巢湖的平均深度图三. 箱形图显示了四个湖泊的叶绿素a（Chl-a）浓度，这些浓度通过相对湖平面波动（RLLF）、风速（Vw）、降水（P）和气温（T）的平均值（细分五角星：最大值;破折号：最小值;星号：99%上百分位数;空心正方形：平均值。对于给定的分类变量，Chl-a浓度的两个子集显著不同（p值¼0）。和Tai分别约为2.7和2.1 m，最大深度分别为3.8和3.3 m（表1）。氰型溴化亚铵也可能更容易在水深较浅、水位波动较小的死水中爆发，这是巢湖和太湖的典型情况。在洞庭湖和鄱阳湖等水深较深、水位波动较大的快速流动水体中，蓝藻爆发的机会要小得多。一般而言，Chl-a浓度似乎随着不稳定性增加（RLLF增加）而降低。我们的研究结果表明，RLLF小于100的湖泊中的Chl-a浓度可能会显著高于RLLF大于100的湖泊（p值0）（图1）。 3）。相比之下，非洲四个最大的湖泊（维多利亚湖、马拉维湖、坦甘伊卡湖和基伍湖）都是水文稳定的，RLLF值小于100 [25]，但非洲湖泊的水质明显好于四个研究湖泊。同样，北美劳伦特五大湖（苏必利尔湖、伊利湖、密歇根湖、休伦湖和安大略湖）的RLLF值也小于100，但其水质再次优于研究湖泊[32]。这主要是因为非洲湖泊和五大湖的水深都远远大于研究湖泊的水深，以至于它们不在同一数量级上非洲四个最大湖泊的平均深度为40米至580米，是本研究中四个中国湖泊深度的19倍至90倍[25]。根据伊利湖19米和苏必利尔湖150米的深度，劳伦特大湖的平均深度是中国研究湖泊深度的9倍至23倍[33]。因此，研究表明RLLF指数更适合于平均深度小于10 m的浅水湖泊3.2.降水的影响从总体上看，四个湖泊的叶绿素a浓度与降水量呈负相关，在月尺度上，叶绿素a浓度随降水量的增加呈指数下降。降水量小于210 mm的湖泊中Chl-a浓度显著高于降水量大于210 mm的湖泊（p值0）。降水量少的湖泊叶绿素a平均浓度大于210 mm的湖泊平均叶绿素a浓度为15.68mg L-1，而大于210 mm的湖泊平均叶绿素a浓度为8.39mg L-1。在四个湖泊中，鄱阳湖（292毫米）和洞庭湖（313毫米）的降水量超过了巢湖(191 mm）和Tai（94 mm），因此也具有较低的Chl-a浓度（图10）。4 b）。 总体格局似乎是，长江沿线下游湖泊的降水量少于上游湖泊。平均降水量由洞庭湖的313 mm减少到太湖的94 mm，而Chl-a浓度则由洞庭湖为3.8m g L-1，太湖为21m g L-1。这些结果表明，随着降水量的增加，叶绿素a浓度呈下降趋势（图4b）。在埃斯孔迪多湖也发现了类似的结果，在降水减少的时期，蓝藻增加[34]。这可能是因为强降雨过程会产生地表水湍流，原因是大量降雨和相关的强风事件，这既降低了蓝藻水华的强度，也降低了其发生的概率[35]。结果表明，降水对洞庭湖和鄱阳湖的影响大于其他两个湖泊（图5）。位于长江中游的洞庭湖和鄱阳湖的平均降水量分别是位于长江下游的巢湖和太湖的1.5倍和3倍。水的输入或输出以及动态波动的水位受降水的影响。为J. Huang，Q. Xu，X. Wang等人环境科学与生态技术5（2021）1000696¼见图4。图显示观测到的每月叶绿素a浓度与降水量的关系：（a）四个湖泊合并;（b）逐个湖泊。见图6。图显示观测到的每月叶绿素a与：（a）四个湖泊合并的风速;（b）风速与平均水深的比值努力控制氰溴化铵。结果表明，降水量大、水位变幅大的湖泊中，氰型赤潮发生的概率较低。3.3.风速及其与平均水深之比的影响图五. 图显示了四个研究湖泊的月平均湖水位与月降水量。例如，洞庭湖和鄱阳湖的水位由于降水量增加而上升（图10）。 5），其水位幅值在丰水期和枯水期也有较大的变化。巢湖和太湖的情况并非如此，其自然水力条件已被控制闸门和/或水坝与当地河流系统断开，导致停留时间更长，水位更稳定因此，水文和气象条件都是至关重要的考虑，对于四个湖泊作为一个整体，每月叶绿素a浓度被发现有一个弱的正相关性与风速（图）。6 a）。风速较小的湖泊叶绿素a浓度风速大于2.6 m s-1（10.4m g L-1）的湖泊，其平均风速明显低于风速大于2.6 m s-1（15.9m g L-1）的湖泊（p值0）（图 3）。这一结果表明，叶绿素a浓度可能会增加风速。在四个湖泊中，风速与平均水深的比值被发现在月尺度上对Chl-a浓度产生积极影响（图6b）。鄱阳湖和洞庭湖的比值远小于太湖和巢湖，而鄱阳湖和洞庭湖的平均Chl-a浓度约为太湖和巢湖的六分之一中太湖平均风速最大，为3.15m s-1，水深最浅，为2.12m。风的影响太湖中的CyanoHABs速率最大。蓝细菌可以漂浮，加上风，这可能导致蓝细菌在水华期间在特定位置积累。风也可能通过水柱中的混合过程间接影响营养物质的可用性[30]。[36]报告称，至少2 e 3 m s-1的风速足以混合水柱的上半米。哈丁也J. Huang，Q. Xu，X. Wang等人环境科学与生态技术5（2021）1000697¼¼¼发现大于约6 m s-1的风速足以混合到1.9 m深，这是南非Zeekoevlei湖的平均深度。中国四个湖泊的平均风速均小于4 m s-1，有利于湖泊的发展湖泊表层水体中藻类的积累[9]。此外，虽然风速与平均水深之比与Chl-a浓度一直存在很强的正相关关系（图11）。 6 b），巢湖和太湖的浓度明显高于洞庭湖和鄱阳湖。这一观察结果的一个可能原因是，风在水深较浅的湖泊中产生的剪切应力比在水深较深的湖泊中产生的剪切应力更大，从而增强了化学品穿过沉积物-水界面的质量迁移[31]。巢湖和太湖的风速水深比是洞庭湖和鄱阳湖的2倍以上，相应的叶绿素a浓度是洞庭湖和此外，太湖和巢湖更靠近太平洋海岸，因此其风速高于洞庭湖和鄱阳湖。在四个研究湖泊中，太湖的蓝藻污染最严重，主要是因为其平均风速最高，水深最浅，而且最靠近太平洋。因此，风速对太湖的影响比其他三个湖泊都要大。3.4.气温的影响对于所有四个湖泊，发现Chl-a浓度在月尺度上随着气温的升高而线性增加（图7a）。 结果表明，不同气温条件下，湖泊叶绿素a浓度变化趋势不同，低于17.8摄氏度的温度明显低于气温高于17.8摄氏度的湖泊（p值为0）。气温低于17.8 ℃的湖泊，叶绿素a平均浓度为8.89mgL-1，而气温低于17.8 ℃的湖泊，叶绿素a平均浓度为8.89mgL-1，而气温低于17.8 ℃的湖泊，叶绿素a平均浓度为8.89mgL-1。当气温大于17.8 ℃时，其最大吸收量为16.24mgL-1。 3）。对于研究中的每一个湖泊，Chl-a浓度都有随着气温升高而增加的趋势（图7b）。然而，在四个湖泊的叶绿素-a浓度表现出较大的空间变异性相同的空气温度。例如，巢湖西区的Chl-a浓度显著高于东区（p值为0），对气温也更敏感（图1和图2）。7c和8）。太湖梅梁-竹山湾的叶绿素a浓度显著高于中部和东部（p值0）。在太湖，梅梁-竹山湾的叶绿素a浓度对气温的敏感性最高，其次是中部，东部次之。7d和8）。相对而言，鄱阳湖和洞庭湖的叶绿素a浓度对气温的敏感性较低图7.第一次会议。 图显示观测到的每月叶绿素a与空气温度：（a）四个湖泊合并;（b）逐湖;（c）在巢湖的两个区域;（d）在太湖的三个区域。这些区域如图所示。1.一、J. Huang，Q. Xu，X. Wang等人环境科学与生态技术5（2021）1000698¼¼¼¼见图8。 巢湖（2012年8月）和太湖（2010年8月）叶绿素a浓度的空间分布。太湖梅梁-竹山湾（28.24m g L-1）和巢湖西带（34.62m g L-1）的叶绿素a浓度显著高于四湖的总体平均浓度（13.73m g L-1）（p值为0）。太湖和巢湖东部地区显著低于总体平均值（p值0）。太湖中部叶绿素a浓度与总平均浓度在统计学上基本一致太湖梅梁-竹山湾和巢湖西带的叶绿素a浓度显著高于太湖和巢湖的其他区域（p值0）（图8）。同样，在伊利湖的西部盆地[ 37 ]，密歇根湖的绿湾[ 38 ]和休伦湖的萨吉诺湾[ 39 ]观察到的水华比同一湖泊的其他地区更频繁。这表明，随着气温的升高，蓝藻容易爆发，特别是在海湾和近岸地区。一个可能的解释是，蓝藻很容易被夏季季风推入海湾地区和海湾等死水区。也有可能是大量污染物从污染河流流入湖泊敏感区，通过沉积和负荷导致严重的富营养化，使湖泊在温度升高时容易受到频繁的Cyanohabs的影响。这与太湖中东部和巢湖东部地区的情况形成鲜明对比，那里的CyanoHAB事件要少得多。这可能是由于这些地区的开放水域条件和正在进行的引水项目。例如，为了改善水质和对抗藻类水华，自2002年以来，不时从长江通过贡湖湾和下游的望虞河向太湖输送淡水[23，40]。同样，2006年开始从长江通过白石田河和赵河向巢湖输送淡水，以增加巢湖的水循环并改善其水质（An等人，2009年）。有趣的是，太湖中东部和巢湖东部的水质与鄱阳湖和洞庭湖的水质非常相似，而太湖梅梁-竹山湾和巢湖西部的水质明显差于洞庭湖和鄱阳湖（p值为0）。因此，必须确保水质标准明确区分同一湖泊中不同污染程度的区域。4. 结论本研究对长江连通湖泊和长江孤立湖泊的叶绿素a浓度与水文气象因子的相关性进行了详细的分析结果表明，叶绿素a浓度受降水、风和温度等气象因子的影响较大在长江流域的孤立湖泊（巢湖和太湖）中，高浓度的Chl-a是由于更多的死水，浅的水深，水位波动较小，高内部营养盐。而与长江相连的湖泊（洞庭湖和鄱阳湖）的Chl-a浓度则受到气象变量和自然动态水文条件的影响此外，相对湖平面波动（RLLF）和风速与平均水深的比值可能是创新的耦合因子，更有用的研究在浅水湖泊中的氰基-HABs的特征的变化比单一的因素。相关分析表明，RLLF与Chl-a浓度呈负相关，而风速与平均水深之比与Chl-a浓度呈正相关。RLLF大于100的湖泊与河流的水文连通性好于RLLF小于100的湖泊。此外，在海湾和浅水湖泊的岸边区域的叶绿素a浓度比在其他地区的空气温度更不稳定，提供证据的观察，CyanoHABs爆发更容易和急剧的空气温度升高，在这些地区。目前，蓝藻水华仍然是我国湖泊中的一个重要问题，随着水利建设的不断增加，包括本研究的四个湖泊未来的研究可能需要探索蓝藻水华的机制，并检测蓝藻用于清洁燃料和碳捕获的潜在用途竞合利益作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作确认本研究得到以下项目的财政支持：水污染控制自然科学和技术重点项目，J. Huang，Q. Xu，X. Wang等人环境科学与生态技术5（2021）1000699þ管理（2017 ZX 07401 -004）。我们要感谢加州理工大学波莫纳分校土木工程系的同事。我们也感谢匿名评论者提供的深思熟虑的评论。引用[1] H.W. 帕尔，W.S.加德纳，K.E.Havens，A.R.Joyner，M.J.McCarthy，S.E.纽厄尔，B.秦，J.T.斯科特，减轻蓝藻有害藻华在受气候变化和人为营养物质影响的水生生态系统，有害藻类54（2016）213E 222。[2] C.S. Reynolds，The Ecology of Phytoplankton，Cambridge University Press，Cambridge，2006.[3] J.A. 艾略特，未来是蓝绿色的吗？气候变化如何影响浮游淡水蓝藻的当前模型预测的回顾，水研究46（5）（2012）1364E 1371。[4] M.U. Barros，A.E. 威尔逊，J.I. Leit~a o，S.P. Pereira，R.P. Buley，E.G. 费尔南德斯-Figueroa，J.Capelo-Neto，与巴西半干旱地区20个饮用水水库中有毒氰基细菌水华相关的环境因素，有害藻类86（2019）128e137。[5] B. Puschner，蓝细菌（蓝绿藻）毒素，载于：兽医毒理学，学术出版社，2018年，pp. 763和777。[6]F. 星期六，R。Espinoza，R.P. 佐拉Roig，F. Timouk，J. Molina等人， 作用1990年至2015年期间，使用遥感数据评估了Poo p o '湖干旱的气候变化和人类活动，Rem。第218节.[7] X. Zhang， Y. Yi、Z.杨，不同人类活动强度下半干旱平原流域的氮磷保持收支，科学。全恩维隆。703（2020）134813号。[8] T.K. La Toya ， D.L.Jacob ， 文 学 硕 士 Hanson ， B.R.Herwig ， S.E.Bowe ，M.L.Otte，浅水湖泊水和沉积物中的多元素：与水，沉积物和流域特征的关系，湿地35（3）（2015）443e 457。[9] J. Huang，Q.徐湾，澳-地Xi、黄毛菊X. Wang，W. Li，G. 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