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随着全球气候变暖和富营养化现象的加剧，全球众多淡水湖泊中蓝藻水华的暴发愈发频繁。这种现象对湖泊生态系统构成了严重威胁，同时也影响了水资源的可持续利用，特别是给饮用水源地带来了潜在的污染风险。因此，深入探究驱动蓝藻水华扩展的关键因素，对于湖泊水质管理具有重要的现实意义。以往的研究主要聚焦于湖泊的营养负荷、气温上升等环境因素对蓝藻水华的影响，而太阳紫外线辐射在这一过程中的作用尚未得到充分探讨。
本研究旨在分析太阳紫外线辐射如何影响蓝藻水华的周期性扩展，并通过全球不同湖泊的数据来揭示这一现象的普遍规律及区域差异。本文探讨了太阳紫外线（UV）辐射对全球湖泊蓝藻水华的周期性扩展的影响，重点分析太阳UV辐射与蓝藻水华之间的相互作用及其随时间和区域的变化。
太湖中UV诱导的蓝藻水华扩张：太湖是典型的富营养化藻类型湖泊，2007 至2017 年蓝藻水华严重。2000 - 2020 年太湖太阳 UV 辐照度与蓝藻密度呈正相关。尤其在夏季和秋季，太阳UV辐射增强与蓝藻细胞内多聚磷酸盐（polyP）浓度的增加及蓝藻自我扩增相关。这表明太阳UV辐射通过促进蓝藻对磷的吸收，刺激蓝藻水华的扩展。
图1 2000年至2020年太湖地区年太阳UV辐射量与蓝藻密度的线性拟合（a）、蓝藻密度（b）、2015年至2020年太阳UV辐射的月度变化（c），以及太湖地区蓝藻细胞内多聚磷酸盐（polyP）的季节变化（d）。
图4 全球12个湖泊的年平均地表太阳UV辐射强度、蓝藻华持续时间、年平均和最大蓝藻华面积比例。
图5 2000-2020年全球12个湖泊地表平均UV辐射强度、蓝藻华持续时间、平均和最大蓝藻华面积比例的小波分析。
本研究揭示了太阳UV辐射在蓝藻水华扩展中的关键作用。增强的太阳UV辐射强度可能是全球湖泊蓝藻水华规模快速扩展的重要驱动因素，尽管在某些湖泊中，蓝藻水华的反应存在一定的时间滞后。太阳UV辐射通过促进多聚磷酸盐的合成，减轻了蓝藻对紫外线辐射的压力，从而放大了水体磷浓度上升对蓝藻水华的影响。此外，太阳UV辐射强度的波动决定了蓝藻水华的周期性扩展，尤其是在在富营养湖泊中表现显著。因此，全球湖泊蓝藻水华的周期性扩展主要受太阳UV辐射周期的调控。
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