有害藻华（Harmful Algal Blooms, HABs）是全球水生态系统面临的重要环境问题之一。长期以来，营养盐水平被认为是驱动藻华暴发，尤其是有毒藻华暴发的核心因素，降低氮、磷输入是富营养化湖泊中有害藻华治理的重要措施。然而，近年来大量研究发现，部分湖泊虽然长期处于高营养状态，却并未形成严重藻华，而一些营养水平较低的湖泊仍可能发生藻华事件。这表明，有害藻华形成过程并非仅由营养盐水平决定，其背后可能存在更为复杂的环境调控和生态反馈机制。

针对这一科学问题，中国科学院东北地理与农业生态研究所水环境健康与模拟学科组以典型高营养盐湖泊生态系统—查干湖为研究对象，综合利用宏基因组测序、SourceTracker以及可解释机器学习模型等多种技术手段，系统解析环境扰动和种间竞争对藻类群落结构变化及有害藻华形成过程的影响。研究发现，适度环境扰动能够提高藻类群落多样性，增强不同藻类之间的竞争关系，使优势藻类的生态位受到限制，从而抑制有害藻华形成。进一步研究揭示了环境扰动驱动藻类群落重组的生态过程。随着湖泊周边农业源的输入、季节性环境变化的增强和湖泊外部藻种的引入，查干湖藻类群落组成发生明显变化，蓝藻优势受到削弱，而部分低丰度藻类优势逐渐增加，表现出明显的群落演替和生态位重新分配特征。从功能分析结果来看，该现象的发生是由于藻类在环境扰动的条件下，生活史策略整体由快速增长转变为环境适应。

图1 优势藻类类群及其主要环境驱动因子的时间变化趋势

本研究还提出了“扰动—竞争—反馈”调控藻华形成的新机制框架，拓展了传统以营养盐为核心的藻华生态理论，为理解高营养湖泊中“高营养盐但不一定发生藻华”的生态现象提供了新的理论依据，并为未来富营养化湖泊精准管控和有害藻华预测预警提供重要科学支撑。

图2 “扰动—竞争—反馈”理论框架

相关研究成果发表于国际期刊ACS EST&Water，由水环境健康与模拟学科组的副研究员鞠含俞（第一作者）、张敬杰研究员（通讯作者）以及科研助理苑一凡等共同完成。研究得到了国家自然科学基金面上项目以及国际(地区)合作与交流项目（42471089，42361144719）、吉林省国际科技合作项目（20240402026GH）及吉林省青年人才托举工程（QT202330）的资助。

论文信息如下：

Hanyu Ju, Yifan Yuan*, Jingjie Zhang*, Karina Yew-Hoong Gin. Beyond Nutrients: Disturbance–Competition Feedback Regulates Harmful Algal Blooms. ACS EST Water, 2026.

链接：

https://doi.org/10.1021/acsestwater.6c00562