研究概述
本研究基于2000-2019年的MODIS数据，使用浮游藻类指数法(floating algae index)提取巢湖和太湖过去20年有害蓝藻水华长时间序列变化过程，分析了这两个湖泊蓝藻水华变化的共同特征和差异。 藻华提取及其分析：FAI算法提取蓝藻水华，采用时间分解法(census X-12)获取并分析巢湖和太湖2000-2019年蓝藻水华月平均面积的年际和季节性变化特征；此外，通过计算逐像元的藻华暴发频率，评估了太湖和巢湖蓝藻水华的空间分布；最后使用主成分分析法（PCA）结合Canoco5 探讨蓝藻水华与环境变化之间的相关性。 研究结果 （1）巢湖和太湖藻华时间动态变化的一致性和差异在过去20年里，太湖和巢湖发生了严重的蓝藻水华（图2），2000-2019年两个湖泊的月藻华暴发面积均呈显著增加趋势。2000-2004年两个湖泊的蓝藻水华暴发相对稳定，暴发面积的百分比不足40%，2007年两个藻华面积覆盖度达到峰值。2000-2007年巢湖和太湖藻华暴发趋势基本一致，但2008年后，藻华暴发情况并不一致。研究期间，巢湖蓝藻水华的日覆盖率在2015年达到峰值，月暴发面积接近70%，而对于太湖，藻华暴发面积在2008-2015年间处于相对中等水平，2016年和2017年，藻华暴发的面积百分均超过70%，2017年太湖蓝藻水华暴发严重程度超过了2007年。研究后期，巢湖蓝藻水华（2016-2017）和太湖（2018）出现了下降。 图2巢湖（a）和太湖（b）蓝藻水华日和月暴发面积的百分比分布图。蓝线代表藻华暴发的日面积，黑圈代表藻华的月面积比例。 （2）蓝藻水华暴发的长时间序列年际趋势和季节分布特征结果显示（图3a-c），巢湖和太湖蓝藻水华暴发的年际趋势存在差异。其中，太湖地区蓝藻水华的显著增加主要发生在2005-2007、2017和2019年，而巢湖蓝藻水华在2007-2008、2012、2014-2015和2018-2019年显著增加。为明显的区别是，2017年，两个湖泊中蓝藻水华的发生呈现相反的趋势（图3a）。太湖和巢湖蓝藻水华暴发具有明显的季节变化特征，主要发生在夏季和秋季，然后逐渐减少（图3b）。然而，近年来，严重的蓝藻水华偶尔发生在冬季，甚至延伸到次年春季。因此，巢湖和太湖蓝藻水华的季节变化呈现出不同的峰值模式。巢湖呈双峰型，峰值主要出现在夏季，次峰值主要出现在冬季或春季。然而，太湖主要表现为双峰或三峰模式。此外，可以发现，不规则成分在巢湖2007-2008、2012和2015年的蓝藻水华年变化中也起了作用，而太湖为2007-2008和2016-2019年（图3c）。 图3太湖和巢湖月平均面积的长时间趋势以及影响因子，蓝线为巢湖、红线为太湖。 （3）两个湖泊蓝藻水华暴发频率的空间分布变化2000-2004年间，巢湖的频率区域位于西部（图4a-e），太湖的频率暴发区位于竹山湾、梅梁湾和贡湖湾（图5a-e）。这一起期间，巢湖的中部和东部以及太湖的中部和南部几乎没有观察到蓝藻水华。然而，自2005年以来，两个湖泊的蓝藻水华频率发生了显著变化。在巢湖，蓝藻水华从2005年到2013年逐渐蔓延到巢湖中部（图4f-n），2014年到2015年，在整个巢湖发现了更严重的蓝藻暴发（图4o，p）。尽管巢湖蓝藻水华暴发的频率和空间覆盖率在2016-2017年有所下降（图4q，r），但在2018-2019年，整个湖泊再次显著扩张（图4s，t）。太湖，从2005年到2007年，蓝藻水华从西北部传播到中南部湖泊（图5f-h）。特别是在2007年，哥伦比亚广播公司的频率比前几年高得多。2008-2009年，CB的高频区域逐渐缩小（图5i，j），而在2010-2014年间，高频区域逐渐集中在竹山湾、梅梁湾和中部（图5k-o），从2015年开始，逐渐扩大到整个湖泊（图5p，q），2017年，整个湖泊经历了比2007年更严重的蓝藻水华危机。过去20年，两个湖泊的蓝藻水华年暴发频率略有波动（图6）。 图 6 太湖和巢湖年暴发频率变化特征 总结讨论 本研究利用主成分分析探讨了气象因子、TN、TP以及管理措施对于两个湖泊蓝藻水华暴发的影响。结果表明，温度在两个湖泊蓝藻水华年际和季节变化中起着决定性作用，2008-2019年，TP和两个湖泊蓝藻水华暴发之间的关系显著增强，表明营养水平对蓝藻水华的影响正在加剧。一些控制点源和非点源污染的措施，以及湖泊水文管理，减少了藻华的暴发，然后，近年来，蓝藻水华在这两个湖泊暴发越来越频繁，严格执行管理措施是控制巢湖和太湖蓝藻水华暴发分长期战略。 借鉴意义 在今后的研究中，可以从方法上寻找提取和研究蓝藻水华的突破点，也可以对比分析不同湖泊蓝藻水华暴发的共同点和差异。
