综述：暴雨引发贫营养水体有害藻华

《Harmful Algae》：Rainstorm Triggers Harmful Algal Blooms in Oligotrophic Waterbodies

　　**摘要**气候变化加剧了极端降水事件的频率、强度和持续时间，扰乱了水质格局和水生生态系统稳定性。暴雨径流通过流域储存动力学、径流输送和水动力扰动过程，向贫营养水体输送脉冲式营养物输入。这一过程改变了营养物的生物可利用性和化学计量比，改变了环境胁迫因子，进而重塑浮游植物群落并引发藻华爆发。尤为关键的是，径流引入了大量外源性营养物，在贫营养系统中受形态约束的缓冲区域内触发短暂的局部富营养化。本综述综合了关键知识空白，包括营养物通量高分辨率时间监测的不足、事件尺度营养物负荷量化的不确定性、输送过程中营养物形态和化学计量比的动态转化，以及流域水文学、营养物生物地球化学和浮游植物生态学之间跨学科整合的局限。未来研究应引入综合研究方法，以建立暴雨驱动的营养物输送、原位生物地球化学过程和受纳生态系统响应之间的机制联系。重点关注方向包括：高频营养物通量量化、径流输送过程中的化学计量动力学、环境胁迫因子的阈值与缓解程度，以及它们与水体形态特征（如过渡区）之间的相互作用。**引言**气候变化加剧了大雨事件（≥25 mm·d?1）和暴雨事件（≥50 mm·d?1）的频率、强度和持续时间，对水文循环、水质动态和水生生态系统稳定性构成重大挑战（Knapp等，2008；Li等，2024；van Vliet等，2023）。大量研究揭示了极端降水对水文格局和陆地水资源的影响（Donat等，2016；Knapp等，2008；Knapp等，2015；Konapala等，2020；Yin等，2018）。然而，暴雨对水质和水生生态的影响，特别是对氮和磷等生物地球化学元素的动态过程及其生态效应——这些元素是有害藻华爆发的关键驱动因素——仍探索不足。与气候变暖和浮游植物生长或蓝藻优势之间已建立的直接联系不同（Deng等，2014；Duan等，2009；Ho等，2019；J?hnk等，2008；Michalak等，2013；Paerl和Huisman，2008；Paerl和Otten，2013；Qin等，2021；Qin等，2010；Rigosi等，2014），极端降水对浮游植物群落的影响更为复杂且具有情境依赖性（Jeppesen等，2009；Sterner等，2020；Stockwell等，2020）。一方面，暴雨可通过流域径流将外源性营养物引入水体（Noges等，2011），或通过水动力扰动动员内源性营养物（Zhu等，2014），形成显著但短暂的脉冲式营养物输入（Arfi，2005；Callieri等，2014；Molot等，2021；Shi等，2023），从而刺激蓝藻水华（Carpenter等，2022）。这类脉冲式营养物输入甚至已被证明能在贫营养水体中引发藻华（Przytulska等，2017；Sterner等，2020；Winter等，2011），包括中国营养贫乏的水库，如千岛湖（即新安江水库）（Qiu等，2025）、刘家峡水库（Zhang等，2025）和三峡水库（Li等，2022；Zhao等，2023b），以及意大利的贫营养湖泊（Morabito等，2018；N?ges等，2011）和苏必利尔湖（Sterner等，2020）。另一方面，暴雨也可能抑制浮游植物生长（Stockwell等，2020）。高径流量可能稀释营养物浓度，而伴随的云量增加、悬浮泥沙和水浊度增大可降低光照可用性，从而抑制藻类生长（Stockwell等，2020）。本综述通过评估极端降水如何重塑营养物可利用性和蓝藻栖息适宜性，探讨贫营养水体中的藻华现象。我们得出的结论是，贫营养水体中的藻华发生在暴雨径流带来的营养物供给缓解资源限制、同时环境胁迫降低到足以允许藻类增殖的程度时。资源约束的降低与栖息环境改善的耦合作用，导致贫营养系统内局部水体出现短期富营养化甚至藻华爆发。关键知识空白包括：需要高频监测以解析快速变化的营养物通量、通量估算的不确定性、复杂的营养物形态变化、浮游植物栖息环境的改变以及跨尺度研究的匮乏。为填补这些空白，我们进一步提出了一种多尺度综合观测方案，旨在追踪暴雨径流输送和营养物供给过程、营养物通量的同步变化、形态和化学计量比的转变以及环境条件的变化。这一方法对于深化我们的理解水平和推进管理实践，以减轻脆弱贫营养水体中的藻华风险至关重要。**章节片段****雨水径流作为向受纳水体输送营养物脉冲的载体**营养物富集是藻类异常增殖和水华发展的先决条件。雨水径流是营养物从流域向受纳水体输送的主要过程。多项观测证据表明，极端降水驱动营养物脉冲式输入到下游受纳水体（表1）。然而，氮和磷浓度对极端降水的响应可能相反——氮被稀释而磷增加（Dupas等，2024）。此外，……**暴雨径流重塑营养物形态和化学计量比**暴雨径流不仅改变了营养物输入的总量，还通过差异侵蚀和流域内转化过程显著重塑了氮和磷的形态和生物可利用性。在自然河流和河口中，颗粒态磷通常占水体系统中总磷的90%以上（Duhamel，2025），而溶解态氮通常是主导形态（Jani和Toor，2018；Seitzinger和Kroeze，1998）。特别是，溶解态氮形式（硝酸盐和铵态氮）……**暴雨径流触发贫营养水体中的藻华**暴雨径流输送的高负荷可利用营养物输入是贫营养系统内局部水体发生富营养化和藻华发展的关键刺激因素。在一条汇入伊利湖的农业流域中，King等（2017）报道，2015年6—7月的暴雨（约为历史平均降雨量的2—3倍）显著增加了营养物负荷，直接支持了随后的大规模藻华发生（King等，2017）。Morabito等（2018）……**讨论**传统上，富营养化和有害藻华最普遍发生在营养物丰富的湖泊中（Schindler，1977），尤其是在浅水区域（Naderian等，2025；Qin等，2020；Zhao等，2023a；Zhou等，2022）。浮游植物增殖和水华事件取决于两个相互作用的维度：资源可利用性（氮和磷）和环境胁迫（水温、水下光照、流速等）。在深水、营养物贫乏、……**未引用参考文献**Li等，2022**CRediT作者贡献声明****秦伯强：** 撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，验证，监督，项目管理，调查研究，获取资金，正式分析，数据整理，概念构思。**朱光伟：** 撰写——审稿与编辑，验证，调查研究，正式分析。**周永强：** 撰写——审稿与编辑，正式分析，数据整理。**邹伟：** 撰写——审稿与编辑，调查研究，数据整理。**赵星辰：** 撰写——审稿与编辑，正式分析，数据……秦伯强 | 朱光伟 | 周永强 | 邹伟 | 赵星辰 | 马秋生 | 崔希晓