作者：左欢，华映肖，骆夏杨，杨齐，杜劲松，潘继征 

通讯作者：潘继征 正高级工程师 博士生导师

论文DOI：

https://doi.org/10.1016/j.wen.2026.03.001

【成果简介】

近日，中国科学院南京地理与湖泊研究所潘继征团队在期刊Water-Energy Nexus上发表了题为“Multi-decadal Dynamics of Regime Shifts in Dianchi Lake: Drivers and Restoration Implications for Plateau Shallow Lakes”的研究论文。该研究系统揭示了滇池在过去四十年间从草型清水态向藻型清水态过渡的突变规律，识别了水动力扰动、营养盐失衡与沉积物内源释放的关键协同驱动机制，为高原浅水湖泊的生态修复提供了理论框架与实践路径。

【全文速览】

滇池是我国典型的云贵高原浅水湖泊，长期受人类活动与气候变化影响，生态系统发生剧烈转变。本研究整合1987–2022年遥感影像、历史监测数据与2022年现场调查，发现滇池沉水植被覆盖率从1960年代的90%锐减至2010年代的1.8%，藻华面积在1998年和2007年分别达到峰值41.07 km²和54.11 km²。尽管近年藻华有所缓解，但湖泊仍处于藻型浊水稳态。研究进一步揭示，水动力扰动引发的光限制是沉水植物衰退的初始诱因，营养盐富集与失衡加速了“营养盐-藻类-浊度”正反馈循环，而沉积物中生物可利用氮的长期释放则维持了浊水状态。基于此，研究提出了外源削减、内源控制与水力调控相结合的协同治理策略。

【引言】

在全球气候变化与人类活动双重压力下，湖泊富营养化问题日益严重，尤其是浅水湖泊更易发生稳态突变。滇池作为云贵高原代表性大型浅水湖泊，自20世纪70年代以来经历了由草型清水态向藻型浊水态的显著转变，再到近年的藻型清水态。然而，长期以来缺乏对高原湖泊稳态转换的多因子协同机制的系统认知。本研究突破传统单一营养盐视角，构建了涵盖物理、化学与沉积过程的综合分析框架，旨在揭示滇池生态系统转变的时空演化规律、关键驱动因素及生态恢复的可行路径。

【图文导读】

本研究首先利用Landsat长时间序列影像（1987–2022年）反演滇池藻华面积变化。结果显示，藻华面积在1998年和2007年两次达到峰值，近年来虽有下降，但仍存在周期性暴发（如图1所示）。1993-1998 年为水质突变期，透明度降至 0.34 m。TN、TP 浓度峰值分别在2007年和达 1999年达到峰值，分别为2.95 mg/L、0.33 mg/L（如图2所示），生态功能全面衰退。

图1 1987年至2022年滇池外海年均藻华面积及其显著点变化情况

图2 1987—2019 年滇池（A）溶解氧、（B）透明度、（C）化学需氧量、（D）五日生化需氧量、（E）总磷、（F）总氮、（G）氨氮及（H）叶绿素 a 年均值及显著突变点变化

并且通过对2022年10个典型湖湾的水质、沉积物与水生植被调查，研究发现水动力扰动显著影响悬浮物浓度与透明度，进而限制沉水植物光合作用。相关性分析表明，波高与悬浮物、总磷、叶绿素a呈显著正相关，而与透明度呈负相关（如图4A所示）。此外，沉积物总氮与含水率、有机碳高度相关，表明长期营养盐积累形成了稳定的内源释放风险。研究还发现，TN/TP比值的波动与藻华暴发高度相关。1990年代初磷限制解除，2005–2007年氮输入增加，均推动了藻类优势地位的巩固（如图4B所示）。

图3 滇池采样点及采样布设示意图

图4（A）滇池水体与沉积物环境因子相关性分析；（B）1987—2019 年滇池 TN/TP 变化

【总结】

本研究首次系统揭示了高原浅水湖泊滇池在四十年时间尺度上的稳态突变过程及其物理、化学与沉积过程的协同驱动机制。研究发现，沉水植被覆盖率从20世纪60年代的约90%锐减至2010年代的1.8%，藻华面积峰值达到54.11平方公里，生态系统由草型清水态突变为藻型浊水态；其中，水动力扰动引发的光限制是初始诱因，营养盐的持续富集与失衡进一步加速了稳态转变，而沉积物内源释放则长期维持着浊水状态。基于此，研究提出了“外源削减、内源控制与水力调控”相结合的协同治理框架，并强调高原湖泊的生态修复不能仅依赖外源污染削减，必须同步破解沉积物内源释放与水动力失衡的难题。当前滇池的总氮与总磷浓度已降至恢复阈值，部分湖湾已具备沉水植物重建的条件，为生态逆转提供了宝贵的窗口期。本研究为全球类似高原湖泊的生态管理提供了理论支撑与实践参考，具有广泛的推广价值。

【作者介绍】

通讯作者：潘继征 正高级工程师 博士生导师

潘继征，中国科学院南京地理与湖泊研究所，正高级工程师，博士生导师。主要从事湖泊污染控制与生态修复研究，承担国家重点研发计划、国家水专项、863计划、973计划、国家自然科学基金、云南省重点研发、江苏省社发等国家及省部级课题20余项，授权发明专利20多项，在国内外主流期刊发表文章70多篇，获省部级科技奖励10余项，在人工湿地构建，蓝藻水华仿生微滤、底泥污染原位控制、水生植被修复技术与设备研发方面具有丰富经验。

联系方式：jzhpan@niglas.ac.cn。

通讯作者：杜劲松 昆明市滇池高原湖泊研究院院长

杜劲松，昆明市滇池高原湖泊研究院院长，正高级工程师，享受国务院特殊津贴。主要从事高原湖泊水环境治理与生态修复技术研究，参与高原湖泊治理工作30多年，承担国家水专项、863计划等国家及省、市重点科技攻关项目30多项；授权发明专利10多项，获省部级科技进步奖3项，在湖泊污染控制、水环境治理与水生态修复技术及工程应用示范等方面具有丰富经验。

联系方式：kmdcdjs@126.com。

第一作者：左欢

左欢，中国科学院南京地理与湖泊研究所，博士研究生，研究方向为湖泊污染控制与生态修复。以第一作者在Water-Energy Nexus上发表论文1篇。

联系方式：zuohuan2022@163.com。

【期刊介绍】

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期刊范围涵盖水、能及其耦合的各个方面，包括水收集、转输、处理和再生利用中的能源利用，能源生产、利用过程涉及的水利用，及水-能-粮食耦合，低碳技术和政策等。

期刊已被EI Compendex、DOAJ、CAS及Scopus数据库收录！CiteScore 为7.3。 

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投稿网址为：https://www.sciencedirect.com/journal/water-energy-nexus

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