蓝藻水华暴发堆积和死亡分解会形成大面积缺氧水域，释放异味物质和藻毒素，导致水质快速恶化和生态系统失衡，威胁湖库水源地饮用水供水安全。2007年太湖蓝藻水华大规模暴发、集聚和死亡腐烂严重污染水源地，导致震惊中外的饮用水危机事件，使数百万人的生产生活陷入了困境。因此近十余年来，太湖流域治理投资巨大，部分营养盐指标下降明显。然而，作为一个营养盐本底显著高于蓝藻水华发生营养盐限值的大型浅水湖泊，太湖主要水域水体中微囊藻等典型蓝藻水华种属仍是浮游藻类优势种群，使得气象水文条件成为比营养盐浓度更加关键的蓝藻水华发生发展控制因素，太湖整体的蓝藻水华情势很大程度上受气候水文条件的影响。在2016年洪水、暖冬以及2017年暖春等的综合影响下，太湖2017年发生了历史上最严重的蓝藻水华。2018年之后虽然有所减轻，但2019年的蓝藻水华依然较重，其强度仅次于2017年。在全球气候变暖的背景下，太湖蓝藻水华威胁仍将长期存在，监测预警与主动防控依然不能松懈。2020年年初太湖水温再次异常偏高，预示着今年的蓝藻水华情势会相当严峻。
一、2019年太湖蓝藻水华情势回顾
为了分析蓝藻水华暴发面积，太湖湖泊生态系统国家野外科学观测站（简称“太湖站”）对2019年365景MODIS卫星影像进行了质量筛选，得到了能够实施蓝藻水华空间分布解译的高质量影像149景。解译结果表明，2019年5~9月蓝藻水华面积较大，其中5月27日（图1）及8月13日的面积均超过1000 km2，全年年均蓝藻水华面积为213.3 km2。
图1 2019年5月27日太湖MODIS假彩色合成图及水华分布图
用类似的方法，对2005~2019年获得的1522景高质量MODIS影像进行蓝藻水华面积解译。统计表明（图2），15年来遥感反演的年均蓝藻水华面积为173.3 km2。2019年的ARS（213.3 km2）只小于2017年（290.9 km2），超过了发生饮用水危机事件的2007年（206.2 km2）。
图2 2005~2019年太湖年均水华面积及Chl. a浓度变化
对于水体藻类生物量，则根据太湖站2005~2019年4个季度全湖32个观测点水体上、中、下3层混合采样所得Chl.a进行评估。结果表明，2019年冬（2月）、春（5月）、夏（8月）和秋（11月）季的全湖Chl.a加权平均值分别为10.5 μg/L、37.6 μg/L、45.4 μg/L及20.7 μg/L，年均Chl.a 为28.5 μg/L。对比2005~2019年的15年多年均值19.6 μg/L，2019年较均值高出45%。尽管比水华最严重的2017年年均值40.8 μg/L低许多，但仍然是15年以内的第2高值（图2），与遥感监测反演获得的蓝藻水华面积和Chl.a浓度值等评价结论高度吻合。
二、2020年蓝藻水华情势预测
采用全太湖遥感反演蓝藻水华面积（ARS）年均值和代表全湖浮游藻类生物量的叶绿素a浓度（Chl.a）平均值来表征年度蓝藻水华强度，定义蓝藻水华强度指数BI=ARSXChl.a。对2005~2019年太湖蓝藻水华强度与水温、降雨量、水质等统计分析表明，年度蓝藻水华强度与冬季平均水温（WT12-2）、前一年度总降雨量（RFYB）呈显著正相关，而与氮、磷等其他环境因子相关不显著。
按照上述拟合公式，将2019年12月1日至2020年2月29日水温均值9.40℃及2019年全年降雨量958.4 mm带入公式，得到2020年的水华相对指数为0.52（图3），即将超过2019年（0.51）成为仅次于2017年（1.00）的强水华年。此结果表明2020年太湖蓝藻水华的防控形势十分严峻。
另一方面，基于气候变化的周期性和长期气候变暖趋势，也能够大致判断2020年气候形势及其带来的蓝藻水华效应。采用小波分析对1992~2019年的年平均Chl.a浓度数据进行分析，发现水体Chl.a年均值呈现明显的周期性变化（图4）。
图3 依据冬季水温、前期降雨对2020年水华强度的预测曲线
图4 Chl.a浓度在17年时间尺度上的小波实部变化图
小波分析显示在17年时间尺度上，Chl.a浓度经历了低—高—低—高—低—高的循环交替。其中，1995年以前、2000~2004年和2010~2015年3个时段的Chl.a浓度相对较低，1995~1999年、2005~2009年和2016年至今的3个时段Chl.a浓度相对较高。由于2016年以后的等值线尚未闭合，目前仍处于高值中心位置，这与近两年Chl.a升高的实际现象相符，也说明未来几年Chl.a仍有继续上升的可能。
三、对策建议
鉴于2020年太湖蓝藻水华情势将比较严峻，因此应当高度重视蓝藻水华防控工作，制定好应急预案，提前启动蓝藻水华预测预警，科学保障太湖“两个确保”目标的持续实现。具体而言，需要加强蓝藻水华及湖泛监测预警，集成遥感监测、无人机巡查、人工巡测和高频在线监测技术，形成“天—空—地”一体化的监测监控网络，4月中下旬启动蓝藻水华预测预警，发布日监测报告和未来3-7天蓝藻水华迁移堆积和成灾风险预测预警报告；做好蓝藻水华打捞处置的人力、物力和财力准备，以备快速加大机械和人工打捞力度，特别是对饮用水水源地和重点景观等敏感水域实施一定的物理隔离措施，最大程度减轻水华对生产生活的影响，确保水源地不形成蓝藻水华灾害；根据监测预警结果及时启动太湖蓝藻水华灾害应急预案和城市供水应急预案，积极防控蓝藻水华引发的水污染事件发生，切实保障太湖饮用水供水安全。
