气候变化不仅会对动植物带来影响，同时还会干扰细菌、真菌和其他微生物的正常活动。微生物活动变化对全球生态系统的影响目前还不清楚。
大家知道，水质是由多种多样可测定的物质含量所确定的。对水质的一个负面影响显然与人为的营养入流（特别是硝酸盐），油类物质，肥料，激素物质的增加有关，此外，还有盐碱化，酸化和微生物的污染。
流入河流和湖泊的磷酸盐和硝酸盐主要来源于流域内的农耕地和工业区。从而，通常会造成生态方面的不良后果如藻类的生长，含氧量的降低，水自净能力降低和鱼类的死亡。有些藻类还会产生有毒的物质，还会影响到水的味道和使水发臭。上述因素对水质造成了严重的影响。
根据对水质参数的长期观测表明，除了上述入流的影响外，气候变化对水质也会产生负面的影响。另外，据气候变化政府间专家组（IPCC）的预料，未来的极端气候事件（干旱和洪涝）将会增加，研究这些极端气候事件的影响亦是十分重要的。
――在地球的历史上，自然气候的变化一直是存在的，亦正是有着这种气候变化才创造出生态环境和各种生物的千姿百态。但是，最近20年来，人为的因素对目前气候变暖趋势的影响正在增加。在世界范围内，全球空气温度平均增加了0。6％（当然各地区温度的上升是有很大不同的）。
众所周知，空气气温的上升会促使更多水份的蒸发和水循环的加强。因而，形成降水增加，并伴随着在很短时间内空间差异性很大的暴雨的增加。对我们而言，关键之处是在于要把一般变暖的趋势与变异性的增加区别开，即使这两种现象是直接相关联的。
――一般而言，河流和湖泊水表面温度与空气温度密切相关。
所以，在20世纪所观测到的空气温度的增加已导致缩短冰的覆盖时间和水温变暖，特别是处于高纬度地区的淡水。例如在欧洲，冰覆盖时间已大量缩短。湖泊结冰时间延迟，冰破裂融化时间提前（有时提前一个月），甚至有的湖面根本就不结冰。
以湖泊为例，已观测到水温的增加对于湖泊生态系统的结构和功能带来严重的后果。
首先，作为一种直接后果是在夏季大量湖泊分层时间的延长。这种分层――也被称为夏季滞止，的特点是上层水温较高，而深层水体温度较低。在此期间，这两层水体之间的交换很少。这种长时间的夏季滞止，特别在水较深（大于20m）又是富营养化的湖泊，当两层水体交换很少时，则会导致湖泊底层水体中含氧浓度的降低。
这就会造成鱼类的死亡和泥土中营养物质释放的进一步增加。较高的营养物浓度加上较高的水温就会形成在夏季蓝绿藻类的暴发。不过，这种影响的大小则取决于湖泊的特征，如湖泊的形态等。
气候条件变化的另一直接影响是暴雨事件的增加。我们还是以湖泊为例，进入湖泊的水流主要由降雨多少决定，湖泊的形态则决定水体在湖泊中滞留时间，在这一时间段内，极大地取决于湖泊对于气候变化的敏感性。
例如，湖泊较深而水体在湖泊中滞留时间较长，那么暖冬的影响仍然可以在其后的夏季被观察到，即在深层水体中保持着所增加的温度。
另一方面，可以说在水体滞留较短的湖泊中其影响时间则较短。湖泊流域的土地利用决定了营养物质的负荷和其他人为的物质。
如果，夏季降水减少则河流中的水量减少，从而导致物质浓度增加，通常减少了水中的含氧量。在很多干旱地区，例如澳大利亚，这种过程意味着土壤的盐碱化并减少了农产品。随着频繁的暴雨事件的发生将增加流域土壤侵蚀的风险，同时含有营养物质和污染物的面流的点源污染的风险亦会增大。
如果温度进一步增加则将减少土壤湿度和地下水位的降低（在降雨很少期间）。
上述所谈及的各种影响的很多方面仅仅是由于地区性的气候反常所导致的，例如2003年在中欧地区发生的极端“热夏”。
现在我们已经知道气候变化对淡水的影响不仅仅是由于局部条件，而且是由于地区的和全球的大气循环所引起的。
――众所周知，影响水质的主要因素之一是营养物质浓度。氮负荷主要来自农业区、工业区和大气沉积物；磷负荷主要来源于工业和家庭。另外，土壤亦含有大量的来自农业区的磷，它会逐渐释放和扩散，并成为目前又一个主要来源。
气候对水质影响由营养物质引起的联系作用是相当复杂的，亦因流域和湖泊的具体情况而异。
必须要对气候、土地利用和水管理等方面的综合分析来研究。例如，芬兰的湖泊，在一个暖冬之后水体中氮浓度增加，这是由于在融雪期内有更多的水体流入湖泊。但是英国湖泊的情况却不同，在一个暖冬之后，水体中氮的浓度反而比较冷的冬季水中含氮浓度低。这可能是因为植物林木截取了流域内的氮，而且该地区很少在冬季有雪覆盖。
由于气候变化磷的浓度在湖泊增加很多。根据瑞典湖泊的观测资料分析，如春节和夏季的水温较高，并且有较长期和较强的分层时期，湖泊底部水体的含氧量减少，形成泥沙中磷的大量逸出，从而促使富营养化。
观测资料还表明，如果水体在湖泊中有较长停滞时间（一年以上），即使没有营养物质从流域进入湖泊，这种情况对水质的恶化的风险更大。
另外，暴雨事件的频繁出现则会把更多营养物质带入湖泊，从而加强了由于气候所引起的富营养化。
在夏季，水温增加和水体分层有利于富营养湖泊中藻类的生长，特别是蓝绿藻类在表面形成清晰可见的兰色或绿色的浮渣。这些水华中的某一些是有毒的，对人类有害。
会引起肠胃病，呼吸问题，过敏反应，刺激皮肤，肝脏损坏，神经系统反应如手指和足趾发麻等等。
除了水质由于营养物质造成的影响外，水的颜色也受到很大的影响，此种现象在前十年，已在英国和北欧的很多河流中被观测到。
――上面仅仅介绍了一些对水质影响的某些风险。
总体而言，气候变化对淡水的直接影响可归纳为：
??缩短了冰雪覆盖时间，甚至没有覆盖；
??造成某些气候参数的很大变化；
??增加了洪涝和干旱的风险；
??增加水体温度；
??延长了夏季水体分层时段。
上述因素对于水质造成深远的影响后果为：
??减少深层水体中的含氧浓度；
??加强了泥沙中磷的释放；
??增加了有毒蓝藻细菌在夏季暴发的频率；
??增加水体的棕褐颜色；
??微生物污染高频发。
――上述所编写的研究成果其主要重点放在单一的影响和单一的所研究地域，所以今后应采用更为综合的方法来了解导致水质改变的机理。例如更多地考虑土地利用，气候和人为因素的影响。
不过，已有的观测、研究和分析成果表明，气候的变化和变异对水质有很大的影响都应在综合水资源管理中得到充分考虑。
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