蓝藻水华在湖泊和水库中频繁爆发已成为全球性环境问题。蓝藻的大量繁殖不仅破坏水生生态平衡，还会产生毒素，威胁引用水安全和人类健康。在喀斯特地区，水库因其特殊的地质背景（如高HCO₃^-和高pH值）和季节性水体热分层现象，可能导致表层水体中溶解二氧化碳（CO₂(aq)）浓度较低。然而，CO₂(aq)动态变化如何影响喀斯特水库浮游植物群落演替，尤其是蓝藻的竞争优势，仍缺乏深入研究。

为探究这一问题，陈敬安研究团队选取了中国西南喀斯特地区两座典型亚深水水库，进行了为期一年的监测。研究团队每月采集表层水样，并在不同季节分层采集不同深度水样，分析了营养盐、溶解无机碳（DIC）、CO₂(aq)浓度，以及DIC的稳定同位素（δ¹³C_DIC）和浮游植物群落结构。研究发现：CO₂(aq)浓度与蓝藻丰度显著负相关，而与硅藻和绿藻则无明显相关性，表明CO₂限制条件有利于蓝藻优势度增加（图1）；水体热分层阻碍CO₂垂直交换，加剧表层水体CO₂(aq)限制，从而促进蓝藻生长；在喀斯特水库中，高pH值加剧CO₂限制，蓝藻较强的利用HCO₃^-能力使其更易占据主导地位。 此外，研究还指出，随着全球变暖，水温上升和及其引起的沉积物中营养盐释放可能会进一步增加喀斯特地区水库蓝藻水华风险（图2）。

图1  藻类丰度与水体CO₂（aq）和HCO₃^-浓度的相关性分析

图2 喀斯特地区水库蓝藻藻华影响因素分析

这项研究首次系统揭示了喀斯特地区水库中CO₂限制对蓝藻优势的促进作用，并强调了水温分层和高pH值的协同效应。研究结果为理解喀斯特地区水库的生态脆弱性提供了新视角，也为未来水库管理和蓝藻防控提供了科学依据。在全球变暖背景下，这一发现尤为重要，强调CO₂动态变化对水生生态系统的潜在影响。

上述研究成果发表在环境科学与水资源领域NI期刊《Water Research》上，该研究得到了国家重点研发计划（2023YFF0806000）、国家自然科学基金（42177249）、中国科学院西部之光项目（CN）、贵州省科技计划（黔科合平台-YWZ[2023]006，GZ2021SIG）、 环境地球化学国家重点实验室自主战略项目 （SKLEG2024106）的联合资助。

论文信息：Guangrong Ran, Jingan Chen*, Ziyan Zhang, Yan Zeng*, Chao Yin, Jia Yu, Dong Wu, Haijun Yuan, Moshan Cen. Cyanobacterial dominance under CO₂(aq)-limited conditions increases ecological risks in karst reservoirs. Water Research, 2025, 285: 124060, https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124060.

（陈敬安课题组/供稿）