破译北温带湖泊中蓝藻水华的元凶与湖泊脆弱性

有害蓝藻水华（CBs）在全球日益普遍，构成了重大的环境与健康隐患。我们推导了一个化学计量学模型，用于描述北温带淡水生态系统中蓝藻的种群动态与毒性。我们的模型量化了 CBs 对鱼类死亡率的缺氧效应，并评估了微囊藻毒素-LR（MC-LR）对水生大型无脊椎动物、浮游植物和鱼类的影响。通过分析具有不同物理特征的多个北温带湖泊的数据，我们确定富营养化是水华增殖的关键催化剂。在预测的变暖情景与加剧的富营养化耦合下，峰值 MC-LR 浓度将急剧上升，且水华会在一年中更早出现。我们揭示了 MC-LR 在高营养级物种中的严重生物累积；在不同湖泊中，中等营养级鱼类对 CBs 的响应存在异质性。我们将模型与多个北温带湖泊的观测结果进行了比较，证明了其稳健性与适用性。我们的见解对于指导旨在减轻 CBs 的针对性干预措施至关重要。