有害藍(lán)藻水華模型的時(shí)間和空間分布
自20世紀(jì)80年代來，關(guān)于這一主題的研究論文的數(shù)量一直在增加(圖2)。2008年以后，每年的文章總數(shù)迅速增加。特別是，2013年之后，發(fā)表的研究論文的數(shù)量快速增加，得益于藻類原位熒光法和衛(wèi)星遙感監(jiān)測等新技術(shù)的應(yīng)用(圖2)。對(duì)有害藍(lán)藻水華的研究理解還得益于監(jiān)測技術(shù)(例如，產(chǎn)生了大量可用的觀測數(shù)據(jù))，還包括計(jì)算機(jī)性能和藍(lán)藻生態(tài)學(xué)、生理學(xué)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)。
圖2. 按監(jiān)測方法(直方圖)和建模方法(折線圖)分類的文章時(shí)間序列
PB或DD的使用是隨著時(shí)間的推移而改變的。在2013年之后，DD模型的比例有所增加(圖2)。在澳大利亞、美國和日本，DD預(yù)報(bào)模型應(yīng)用的比例很高，而PB方法在英國和北歐國家更常見(圖3)。
已發(fā)表的論文大都集中在美國、北歐、中國東南、日本和大洋洲。相反，很少有論文來自熱帶地區(qū)，包括非洲和南美洲中部(圖3)。論文集中在發(fā)達(dá)國家，可能與它們的科學(xué)資源有關(guān)，發(fā)達(dá)國家可以提供研發(fā)資金和數(shù)據(jù)。例如，在2016年回顧了非洲有害藍(lán)藻水華的報(bào)告情況。得出的結(jié)論是，在非洲大陸有關(guān)這一主題的信息是缺失的，這可能與內(nèi)戰(zhàn)和基礎(chǔ)設(shè)施的不足有關(guān)。被排除的會(huì)議論文和非英語論文可能會(huì)也能夠解釋SLR的這一發(fā)現(xiàn)。
PB或DD的使用是隨著時(shí)間的推移而改變的。在2013年之后，DD模型的比例有所增加(圖2)。在澳大利亞、美國和日本，DD預(yù)報(bào)模型應(yīng)用的比例很高，而PB方法在英國和北歐國家更常見(圖3)。
已發(fā)表的論文大都集中在美國、北歐、中國東南、日本和大洋洲。相反，很少有論文來自熱帶地區(qū)，包括非洲和南美洲中部(圖3)。論文集中在發(fā)達(dá)國家，可能與它們的科學(xué)資源有關(guān)，發(fā)達(dá)國家可以提供研發(fā)資金和數(shù)據(jù)。例如，在2016年回顧了非洲有害藍(lán)藻水華的報(bào)告情況。得出的結(jié)論是，在非洲大陸有關(guān)這一主題的信息是缺失的，這可能與內(nèi)戰(zhàn)和基礎(chǔ)設(shè)施的不足有關(guān)。被排除的會(huì)議論文和非英語論文可能會(huì)也能夠解釋SLR的這一發(fā)現(xiàn)。
有害藍(lán)藻水華的預(yù)報(bào)和預(yù)測模型通常對(duì)具有完整研究的湖泊中有促進(jìn)作用。例如加拿大的西伊利湖和中國的太湖，最近幾年一些湖庫發(fā)生嚴(yán)重的有害藍(lán)藻水華事件，這對(duì)飲用水供應(yīng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，這些都是很好的藍(lán)藻水華模擬案例，如日本的Kasumigaura湖和Wivenhoe水庫也得到了深入的研究，因?yàn)樗鼈兪钱?dāng)?shù)刂匾乃Y源。
這些模型主要是針對(duì)比較容易富營養(yǎng)化的湖泊開發(fā)的(圖4)。在SLR中，有超過50%的模擬湖泊已經(jīng)是富營養(yǎng)化或超營養(yǎng)化的。只有8 %的湖泊處于貧營養(yǎng)狀態(tài)，20 %的湖泊處于中營養(yǎng)狀態(tài)。大約有20%的模擬湖泊的營養(yǎng)狀況沒有被分類。已知有害藍(lán)藻水華的發(fā)生與營養(yǎng)水平有關(guān)。補(bǔ)充材料2列出了所有湖泊的詳細(xì)清單，這些湖泊已開發(fā)出了有害藍(lán)藻水華的預(yù)報(bào)或預(yù)測模型，并按營養(yǎng)狀態(tài)、循環(huán)模式和建模方法進(jìn)行了分組。
另一個(gè)可能導(dǎo)致有害藍(lán)藻水華發(fā)生的重要因素是湖泊的水循環(huán)模式。在某些情況下，湖泊采用人工混合的方法來控制有害藍(lán)藻水華。雖然貧營養(yǎng)狀態(tài)湖泊(貧營養(yǎng)到中營養(yǎng))大多是單次混合模式，但是富營養(yǎng)化湖泊中多數(shù)是多次混合模式。約50%的模擬湖泊沒有指定其水文環(huán)流模式。建立基于營養(yǎng)狀況和循環(huán)模式的湖泊分類數(shù)據(jù)庫，將有助于比較不同地點(diǎn)的水體，因?yàn)檫@兩個(gè)特征對(duì)有害藍(lán)藻水華事件來說是非常重要的。
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