摘要
外源氮磷输入是湖泊稳态转换的关键驱动力，分析湖泊藻类生物量与氮磷负荷非线性响应关系及其影响因素是湖泊生态系统管理的重要科学问题。针对富营养化湖泊的稳态转换阈值及其变化机制这一关键科学问题，以高原浅水湖泊滇池外海为研究对象，采用多年水质观测数据评估了湖体营养状态的历史时空演变特征。融合集成流域模型、机器学习模型和PCLake+水生态模型，构建了浅水湖泊稳态转换阈值模拟模型，识别了湖泊稳态转换的入湖氮磷负荷阈值，解析了水文、水质等要素变化对稳态转换氮磷负荷阈值及其水生态恢复时间的影响。主要结论如下： （1）滇池外海常年处于藻型浊水稳态，年内集中于夏秋季。2001-2018 年滇池外海综合营养状态指数平均值为64.19，区间变化位于55-70之间，中度与重度富营养状态主要发生在夏季与秋季。外海北部多年平均叶绿素a浓度最高（81.88 mg·m-3），外海中部仅次（62.98 mg·m-3），而外海南部污染最轻，仅为58.93 mg·m-3。透明度、水温与风速对叶绿素a浓度的影响最大，其后依次是总磷、水位、入湖流量与总氮，高锰酸盐指数、蒸发量和降雨量对湖泊叶绿素a浓度的影响最小。 （2）滇池外海稳态转换的氮磷退化和恢复阈值存在显著差异。由草型清水态转变为藻型浊水态时，总磷阈值为3.53 mg·P·m-2·d-1，总氮阈值为45.89 mg·N·m-2·d-1；由藻型浊水态转变为草型清水态时，总磷阈值为2.06 mg·P·m-2·d-1，总氮阈值为26.78 mg·N·m-2·d-1。高原浅水湖泊滇池稳态转换的入湖氮磷负荷阈值高于现有其他湖泊的中位值。 （3）水文与水质因子对滇池外海稳态转换氮磷阈值的影响存在显著差异。水位和入湖流量变化对入湖氮磷负荷阈值影响较强，而水温与入湖氮磷比变化对其影响相对较弱。降低湖泊水位或增加其入湖流量，均可显著提高入湖氮磷负荷退化阈值与恢复阈值，有利于湖泊水生态系统的恢复。 （4）水温、水位、入湖流量与入湖氮磷比显著影响湖泊生态系统恢复时间。其中，高水温、低水位、高入湖流量以及低入湖氮磷比有利于缩短水生态系统的恢复时间。在全球增温的变化趋势下，未来应持续加大氮磷削减力度，以促使气候变暖对富营养湖泊产生正面影响，降低富营养化风险。鉴于水位、入湖流量与入湖氮磷比的可优化调控，未来可采取多种举措实现湖泊富营养化控制的协同增效。
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