论文部分内容阅读
随着全球变化和地方社会经济的快速发展,云南九大高原湖泊水体污染及富营养化问题日趋严重,而氮、磷是引起湖泊富营养化的关键因子。星云湖作为九大高原湖泊之一,不但是I类水质抚仙湖的上游湖泊,也是玉溪市江川区重要的可调控水资源和生态屏障。开展星云湖水体氮、磷营养盐分布特征及水质状况的研究,有助于深入了解星云湖水体氮、磷营养盐富集情况,为其水环境治理提供科学依据。本研究于2019年4月对星云湖120个样点的表、底层水样进行了采集,研究水体物理因子、叶绿素a（Chl-a）、各种形态氮、磷的空间分布特征,最后,通过星云湖水环境因子的相关性分析,探讨氮、磷与物理环境因子和Chl-a间的关系,并通过聚类分析,将星云湖水体分为两组,分别进行营养状态评价。本研究主要结论如下:（1）通过星云湖水体物理因子的分布特征可知,星云湖水体偏碱性。垂直方向上,受风力扰动的影响,水动力较强,没有出现明显的热分层现象,水温（WT）、浊度（Turb）、pH值及溶解氧（DO）总体上均随着水深的增加呈现下降的趋势,电导率（EC）随水深增加略有升高。由于湖泊形态、地理位置及风浪作用的差异,各参数在水平方向上均存在一定的空间异质性,WT、Turb、EC、pH值和Chl-a的表层空间异质性大于底层;表、底层水体Turb和Chl-a的空间异质性差异显著（P<0.05）。（2）对星云湖氮、磷形态组成及空间分布特征的分析表明,水体中氮、磷营养盐浓度较高,总氮（TN）浓度平均值为1.81 mg·L-1,总磷（TP）浓度平均值为0.41 mg·L-1。水体中氮营养盐的形态以溶解态总氮（DTN）为主,磷营养盐的形态以溶解态总磷（DTP）为主。表层水体TN、DTN、颗粒态氮（PN）、TP和颗粒态磷（PP）的平均浓度均大于底层;表、底层水体TN、DTN、TP、DTP和PP的空间异质性均无显著差异,但表层的空间异质性稍大于底层。PN、PP的垂向变化均与水动力及水面光强条件有关。星云湖外源污染严重,水力扰动加剧了北部水体的污染程度。水生植被对星云湖氮、磷营养盐的削减与控制具有极其重要的作用。星云湖水体的总氮总磷比（TN/TP）表明星云湖水体处于氮限制状态。（3）WT、Turb、pH、EC和DO均是水体环境的重要物理因子,相关性分析表明,这些物理因子在一定程度上影响着星云湖水体氮、磷营养盐的浓度、分布特征及其形态组成。通过分析Chl-a与环境因子之间的相关性,结果显示Chl-a与TN的相关性最强,且TN/TP与TN呈显著正相关（P<0.05）,由此可进一步说明,氮是星云湖浮游藻类生长潜在的限制性元素。DTP与EC呈显著正相关（P<0.05）,水体中PO43-对EC的贡献较大。水体中高浓度的氮、磷营养盐促进了藻类水华的暴发,Chl-a浓度的升高,反过来也会影响水体中氮、磷营养盐的浓度、分布特征及其形态组成。（4）选取TN、TP和Chl-a作为评价指标,利用综合营养状态指数（TLI）对星云湖水体营养状态进行综合评价,评价结果显示星云湖水体目前已处于重度富营养状态,北部湖湾富营养化程度最高,这主要与外源营养盐的输入及水文气象条件有关。此外,即便在外源营养盐输入影响较小的水域,水体富营养化依然严重,这可能跟星云湖的内源污染有关。因此,星云湖水体环境治理应对内、外源污染进行联合控制。