《Environmental Research》：Interannual shifts in July cyanobacterial communities toward bloom-forming taxa amid nutrient decline and warming in Lake Changhu
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•2012至2025年间，7月份蓝藻群落向产花物种转变。•产花蓝藻比例从2.2%增至98.3%，同期营养盐浓度下降。•尽管营养盐浓度下降，长湖仍保持中度富营养状态。•产花蓝藻优势与溶解磷的关联更为紧密。•升温与产花蓝藻优势度的关联在不同磷浓度水平下存在差异。引言全球湖泊生态系
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2012至2025年间，7月份蓝藻群落向产花物种转变。
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产花蓝藻比例从2.2%增至98.3%，同期营养盐浓度下降。
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尽管营养盐浓度下降，长湖仍保持中度富营养状态。
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产花蓝藻优势与溶解磷的关联更为紧密。
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升温与产花蓝藻优势度的关联在不同磷浓度水平下存在差异。
引言
全球湖泊生态系统正日益受到气候变化与富营养化相互作用压力的塑造。气候驱动的升温以及水文和气象条件的改变可以影响湖泊热结构、分层、混合和水体停留时间，从而重塑浮游植物动态（Jeppesen等，2026；Woolway等，2020）。同时，营养盐富集可增强初级生产力，并常使富营养湖泊向以浮游植物为主的状态转变，其中蓝藻往往成为优势类群（Alexander等，2017；Zeng等，2023）。由此产生的藻华日益被认为是威胁淡水生物多样性和水生生态系统功能的一种新兴压力因素（Amorim和Moura，2021；Reid等，2019）。藻华事件，尤其是蓝藻水华，可通过降低水体透明度、升高pH值以及在藻华衰败过程中导致缺氧来恶化水质，同时重构浮游生物群落和营养相互作用。这些变化还可能通过改变生物多样性-生态系统功能关系以及破坏水生食物网中的资源传递来进一步损害生态系统功能（Amorim和Moura，2021）。除这些生态效应外，藻华还可能损害湖泊和水库的关键生态系统服务功能，包括饮用水供应、渔业和休闲娱乐（Soulignac等，2025）。近期全球卫星观测进一步表明，过去二十年间大型湖泊的藻华频率有所增加，在亚热带地区尤为显著，且与气温呈显著关联（Wang等，2025b）。这些模式表明，持续升温可能延长亚热带湖泊蓝藻水华高风险的时段。
这一挑战在浅水湖泊中尤为严峻，浅水湖泊通常为多混合型或仅弱分层，并具有广泛的沉积物-水界面。频繁的风浪扰动和活跃的沉积物营养盐循环使这些系统在升温条件下特别容易发生富营养化和藻华发育（Qin等，2023）。长江中下游地区（MLYR）拥有众多易发生富营养化和蓝藻水华的浅水湖泊（Qin等，2023）。近几十年来，中国在富营养化浅水湖泊中实施了多项生态恢复和污染治理措施，包括营养盐负荷削减、废水处理、沉积物管理、引水调度以及移除围网养殖（Nan等，2022；Qin等，2022）。然而，长江中下游地区许多湖泊的富营养化和蓝藻水华问题并未通过近期的恢复措施得到一致逆转（Qin等，2022）。这种不匹配表明，浅水湖泊的藻华动态并非仅由营养盐条件决定，而是受到气候变暖、水文和气象变率以及湖泊特异性物理环境的调制（Huang等，2021；Zhang等，2025）。
在浮游植物群落中，蓝藻特别值得关注，因为许多产花蓝藻物种在营养盐富集、营养盐波动以及温暖稳定条件下可获得竞争优势。这些优势由浮力调节、灵活的养分获取与储存以及部分物种的大气固氮等性状所支撑（Burford等，2023；Huisman等，2018）。重要的是，蓝藻并非一个功能均一的类群。属水平的生理和形态性状可以决定哪些物种在特定的营养盐、光照、水文和温度条件下受益（Carey等，2012）。因此，环境变化可能不仅改变蓝藻的总丰度，还会改变其物种组成和优势结构（Peng等，2024）。这一问题在夏季尤为相关。热浪和暖水有利于蓝藻生长和水柱稳定性，而降雨驱动的养分脉冲加上更长的停留时间可能进一步促进藻华发育（J?hnk等，2008；Paerl和Huisman，2008）。在浅水湖泊中，风况还调节浮性蓝藻是否在水面聚集、在水柱中分散或随风漂流（Guan等，2025）。
尽管蓝藻水华受到日益关注，近期的藻华评估往往在藻华事件或生物量水平上描述变化，使用的指标包括藻华发生、范围、频率或强度（Hou等，2022；Wang等，2025a）。这些指标对于评估藻华严重程度和长期风险非常有用，但对于理解不断上升的藻华风险是否伴随着蓝藻群落组成和优势模式的转变提供有限的洞察。近期研究已开始超越藻华规模，考察在营养盐和温度条件变化下不同生态策略的优势产花属之间的转变（Cao等，2024；Peng等，2024）。这种对群落组成的关注很重要，因为蓝藻物种和功能类群在生态性状上存在差异。因此，相似的总蓝藻丰度或生物量可能代表不同的藻华持续性和生态风险水平（Gao等，2025；Mantzouki等，2016）。在营养盐浓度下降的情况下，这种生态异质性可能导致物种特异性响应，而非蓝藻整体优势度的简单降低。营养盐可用性的变化可能反而使群落优势向更适应当前环境条件的物种重新组织。然而，在营养盐下降和升温背景下此类群落重组的长期野外证据仍然有限，尤其是在长江中下游地区的浅水湖泊中。
长湖是长江中游地区典型的浅水富营养湖泊，为考察营养盐下降和升温条件下的蓝藻群落重组提供了一个有用的系统。该湖经历了长期富营养化、历史围网养殖、后续生态管理以及区域升温。先前在长湖的研究表明，降雨模式和夏季水文脉冲可以在短期观测期内显著影响浮游植物群落结构、营养盐条件和蓝藻优势度（Li等，2025a；Li等，2025b）。然而，这些研究主要关注2020至2022年期间降雨驱动的浮游植物响应，未能解决在更长时间的营养盐下降和升温过程中蓝藻物种和功能类群如何重组。本文采用2012至2025年7月份固定时段监测数据集，考察优势蓝藻属和基于性状的功能类群的长期变化及其与营养盐条件和升温相关变量的关联。我们假设长期的营养盐下降和升温将伴随着蓝藻群落组成和优势度的物种和性状特异性转变。通过关注蓝藻功能重组，本研究评估了在营养盐下降和升温条件下产花潜能的变化。
片段摘要
研究区域
长湖（30°21?55.69?–30°31?36.65? N，112°12?14.07?–112°30?41.78? E）是一个位于长江中游的中等规模浅水湖泊，是湖北省面积第三大的淡水湖泊。湖面平均海拔30.5米，面积131平方公里，平均水深2.1米。该湖位于亚热带湿润季风区，季节性变化显著，太阳辐射丰富，夏季温暖湿润。年均气温和降水量分别为
环境条件长期变化及浮游植物资源利用效率
在2012至2025年的7月份调查中，长湖的TLI值大多在60至70之间，表明该湖总体保持在中度富营养状态（图2A）。TLI未检测到显著单调趋势（Z = ?1.07，P = 0.283）。相比之下，营养盐浓度呈现明显下降趋势。TN和TP浓度随时间显著降低（Z = ?3.22，P = 0.001；Z = ?3.04，P = 0.002；图2B–C），2025年平均浓度
7月份浮游植物群落向产花蓝藻的长期转变
2012至2025年间，长湖7月份浮游植物群落发生了显著的长期转变。后期调查年份中蓝藻的相对贡献增加，同时Shannon–Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数降低（图4）。这一转变的特征是少数产花属的优势度增加，包括Microcystis、Dolichospermum、Aphanizomenon、Planktothrix和Planktothricoides（Huo等，2021；Song等，2023；图5A）。
结论
本研究揭示了2012至2025年间长湖7月份蓝藻群落发生了明确的长期转变。尽管2025年TN和TP浓度分别比2012年降低了42.13%和45.28%，产花蓝藻比例却从2.23%增至98.31%。蓝藻群落从非产花物种向由产花属（包括Microcystis、Dolichospermum、Aphanizomenon、Planktothrix和Planktothricoides）优势的状态转变。
CRediT作者贡献声明
李天力：形式分析。;：论文撰写–审阅与编辑，监督，资源，项目管理，资金获取。朱廷兵：资金获取。魏念：论文撰写–初稿，调查，资金获取，形式分析，数据管理，概念构思。胡菲菲：调查。孟子豪：调查。杨欣宇：可视化，调查。向苗：调查，形式分析，数据管理
利益冲突声明
作者声明不存在已知的可能影响本文所述工作的竞争性经济利益或个人关系。
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