作为我国第三大淡水湖，太湖是长三角地区重要的水资源调配中心，是上海、苏州、无锡、湖州等城市的主要饮用水水源地，年供水量约12亿m³。2005-2020年间，太湖地理环境、营养状态、生态系统结构和演化趋势等方面发生了什么样的变化？近日，中国科学院南京地理与湖泊研究所发布《中国湖泊生态环境研究报告》系列，以数据可视化、叙述科普化的方式，呈现中国重要湖泊的现状，诊断生态环境状况和发展趋势，提出湖泊及其流域在生态环境保护、治理和修复方面的对策与建议。
年供水量达12亿m³，太湖之水哺育长三角
太湖是我国第三大淡水湖，面积(含岛屿)达2427.8k㎡，其中水面面积2338.1km²，在长江中下游地区年均水面面积最大。太湖平均水深1.9m，最大水深(年均)不超过3m，属于典型的大型浅水湖泊。湖泊岸线全长393.2km，流域总面积36895km²，行政区划隶属江苏、浙江、安徽和上海。
太湖流域是我国人口密度最高、社会经济最发达的地区之一。2020年流域内常驻人口达6755万，较2007年增长了36 %；国民生产总值近10万亿元，是2007年的3.5倍，占长江三角洲经济总量的40.8 %，占全国经济总量的9.8 %。
太湖的水资源水环境矛盾突出，问题极具代表性。太湖流域高强度的人类社会经济活动导致污染物排放量居高不下，水体富营养化程度较高，蓝藻水华频发，东部湖区草型生境退化。引调水工程虽然在一定程度上缓解了水资源的供需矛盾，但也改变了湖泊的水文节律和湖体水动力结构，对水生态环境带来诸多不确定性挑战。
水位抬升、平均水温升高、平均风速下降
15年间，太湖物理环境变化显著。其中水位变化方面，2005~2020年间，太湖日均水位在2.63~4.79m波动，日均水量在3.08×10⁹~8.22×10⁹m³波动。2007年以后水位抬升明显，其中2016年和2020年发生了流域性大洪水，引起两次明显的高水位过程；平均水温变化方面，2010年以来，太湖水温呈现明显的升高趋势，年均升高约0.05℃，冬季水温及夏季高温热浪强度均呈现增高趋势；平均风速变化方面，2005~2020年太湖平均风速呈现显著下降趋势，年均下降约0.04m/s。风速下降加剧了蓝藻水华的上浮与集聚，增加了水体底层缺氧风险。
湖泊就像人一样，也需要良好的营养状态。2005~2020年，太湖平均总氮浓度在1.24~4.68mg/l之间波动，总体呈现出降低趋势，冬春季显著高于夏秋季。空间上各湖区总氮浓度差异显著，由西北向东南逐渐降低2005~2020年太湖水体表、中、底三层混合样中，平均总磷浓度在0.075~0.190mg/l之间波动。受水华过程影响，峰值多出现在春夏两季，空间上由西北向东南逐渐降低；2005-2020年太湖叶绿素a年均值变化上，年平均叶绿素a浓度呈增高趋势，月均值在4.56~71.14μg/l之间波动，高峰主要在春夏季。空间上呈西降东升趋势，东部湖区有藻型化风险。
总的来看，2007-2020年太湖营养状态指数呈现下降的趋势，2020年太湖平均营养指数为59.3，整体处于轻度富营养状态。在空间上，北部湾区和西部湖区富营养化程度显著高于东部湖区。
同时，太湖生态系统结构与演化趋势也变化明显。在浮游植物方面，2005-2020年太湖浮游植物年均生物量波动大，月均生物量在0.25~23.51mg/l，2017年为峰值年。群落结构上，蓝藻门占绝对优势，优势属为微囊藻。2015年以后长孢藻比例有所增加，2020年浮游植物多样性明显增加；在浮游动物方面，2007~2020年太湖浮游动物年均生物量在1.25~18.28mg/l，2008年最高，2014年最低。枝角类和桡足类的生物量占比较高，而轮虫和原生动物的数量占比较高。
营养水平偏高等问题突出，太湖也有“病痛”
近三年，太湖湖泊生态系统研究站监测数据显示，太湖氮磷浓度持续下降，蓝藻水华面积有所下降，鱼类生物量明显增高，生态系统持续改善中。近20年来，太湖高强度实施了污水厂及管网建设、底泥疏浚、蓝藻打捞等治理工程，生态环境开始改善，总氮浓度下降明显，生物多样性有所提高，未发生大规模湖泛灾害。
但由于太湖生态系统的复杂性和高强度的人类活动影响，目前太湖整体仍处于亚健康状态。营养水平依旧偏高，蓝藻水华尚未得到根本遏制；水生植被退化，生态系统完整性受损；鱼类小型化趋势明显，群落结构失衡。
大型浅水湖泊的富营养化治理极其艰巨。湖泊富营养化问题得以根治的重要前提是生态系统结构发生根本变化。太湖面积巨大，使得“藻型”生态系统发生全面改变的难度更大；水深很浅，风浪扰动频发搅动底泥，使得作为流域磷“汇”的湖体磷浓度很难持续维持较低水平；出入湖河道多，流域人类活动强烈，使得外源污染控制的管理成本和技术成本都很高。
同时，流域经济的高速发展为太湖治理提出了更高要求。太湖流域是我国经济发展热点地区。2007~2020年，太湖流域主要城市的gdp增加了3倍多；在环境治理持续投入的背景下，通过调水补给等措施，太湖水资源供给量增加30 %，导致水力停留时间下降约30 %，营养盐入湖负荷增加，净化负担加重，影响了太湖水环境治理效果。
另外，气候变化抵消了营养盐削减的抑藻效应。2012~2020年，太湖流域的气候朝着不利于蓝藻水华控制的方向变化。冬春季气温升高，年均风速下降，暴雨事件增加，高温热浪事件增加。这导致适宜太湖蓝藻生长的物候增加了近一个月，蓝藻的上浮机会增大，外源和内源脉冲式补给强度加大，抵消了氮磷外源负荷削减的抑藻效应。
“病症在湖里，病根在岸上”，亟需“良药”治太湖
专家建议，要强化科技支撑，实施湖泊-流域相协调的水质目标管理。强化太湖生态系统监测和演变规律研究，开展“十年禁渔”“引江济太”“长三角一体化战略”等对太湖生态系统影响的专题研究，建立长期系统的生态环境本底数据库，为太湖生态修复和治理保护提供科学决策依据。扭转以总量达标为目标的管理模式，建立以水质达标为目标的流域水质管理模式，并最终过渡到以流域河流、湖泊生态安全为目标的管理模式。
湖泊富营养化“病症在湖里，病根在岸上”，改善和保护湖泊必须以流域整体为对象进行综合评估和管理。注重河湖协同治理，从流域湖泊一体化视角制定生态修复策略。强化流域外源负荷控制，削减入湖污染。科学管控内源负荷，防止局部水域灾变。加强草型生态系统恢复，提升自净能力。科学实施鱼类调控，促进生态系统健康。
同时，提升生态风险防范意识，提高生态灾害预测预警与主动防控能力。针对我国重点湖库在蓝藻水华监测和饮用水安全保障管理方面的迫切需求，亟须形成蓝藻水华及湖泛监测预警标准规范，切实加强蓝藻水华及湖泛预测预警系统在太湖蓝藻水华及生态灾害的监测、防控和应急处置中的信息支撑功能，保障太湖生态系统健康和饮用水安全保障。
