近30年來洞庭湖水質(zhì)營養(yǎng)狀況演變特征分析?

熊 劍，喻方琴，田 琪，黃代中，李利強(qiáng)??

（1：岳陽市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，岳陽414000）（2：湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，岳陽414000）

近30年來洞庭湖水質(zhì)營養(yǎng)狀況演變特征分析?

熊 劍1，喻方琴1，田 琪2，黃代中2，李利強(qiáng)2??

（1：岳陽市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，岳陽414000）（2：湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，岳陽414000）

根據(jù)1986-2015年30年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用湖泊水質(zhì)單因子評(píng)價(jià)和綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI）對(duì)洞庭湖水質(zhì)營養(yǎng)狀況變化趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析.1986-2015年全湖Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)百分比呈現(xiàn)極顯著下降趨勢(shì)，近5年來穩(wěn)定在Ⅳ類水平，影響水質(zhì)的污染物為總氮（TN）和總磷（TP），全湖TN濃度、TP濃度和TLI在過去30年里呈顯著或極顯著上升趨勢(shì)，TN和TP等是洞庭湖水質(zhì)類別的主要影響因子.在空間分布上，TLI、TN濃度、TP濃度和Chl.a濃度高低順序均表現(xiàn)為東洞庭湖＞南洞庭湖＞西洞庭湖，且東洞庭湖TN濃度和Chl.a濃度與其它湖區(qū)差異顯著.1986-2002年洞庭湖水質(zhì)營養(yǎng)狀態(tài)呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，主要與面源污染有關(guān)；2003-2007年富營養(yǎng)化趨勢(shì)有所減緩，可能與期間工業(yè)污染下降和水環(huán)境容量擴(kuò)大有關(guān)；但2008-2015年又開始明顯加劇，可能是流域內(nèi)工業(yè)與農(nóng)業(yè)污染增加、內(nèi)源污染釋放與水環(huán)境容量減小造成的.30年來洞庭湖各湖區(qū)基本均處于中營養(yǎng)狀態(tài)，但接近輕度富營養(yǎng)且2008-2010年和2015年東洞庭湖等部分湖區(qū)達(dá)到輕度富營養(yǎng)水平.洞庭湖近年來藍(lán)藻門所占比例明顯上升，部分湖區(qū)已經(jīng)暴發(fā)藍(lán)藻水華.

洞庭湖；水體富營養(yǎng)化；水華；總氮；總磷；綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

洞庭湖承納湘、資、沅、澧”四水”，吞吐長(zhǎng)江，屬于長(zhǎng)江中下游淺水型湖泊［1］.是我國第二大淡水湖，不僅儲(chǔ)存著寶貴的淡水資源，還是多種鳥類、魚類等水生動(dòng)物的棲息地和許多水生植物的生長(zhǎng)棲息地，其中不乏

東方白鸛、黑鸛、鰣魚和中華鱘等國家級(jí)珍稀保護(hù)物種.洞庭湖不僅有十分豐富的生物多樣性資源，還具有調(diào)節(jié)長(zhǎng)江洪水徑流作用.全國五大淡水湖泊中，同在長(zhǎng)江中下游的太湖、巢湖均已出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化，部分湖區(qū)甚至暴發(fā)藍(lán)藻水華［1］.相關(guān)研究結(jié)果表明，以總氮、總磷為主要污染物的水質(zhì)富營養(yǎng)化已成為目前國內(nèi)三大湖的共同特征［2-4］.洞庭湖雖未暴發(fā)藍(lán)藻水華，但水質(zhì)現(xiàn)狀也不容樂觀，湖泊整體呈中營養(yǎng)水平，但水質(zhì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，水體富營養(yǎng)化逐漸加重［5］，目前，對(duì)洞庭湖的水質(zhì)研究多集中于水位、泥沙淤積與環(huán)境容量和重金屬污染等方面［6-8］，雖然也有水質(zhì)評(píng)價(jià)的研究，但時(shí)間尺度較短［9］.對(duì)洞庭湖的長(zhǎng)期水質(zhì)營養(yǎng)狀況作出全面評(píng)價(jià)與分析，并結(jié)合分析浮游藻類的生長(zhǎng)繁殖趨勢(shì)，為洞庭湖的水體生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供理論基礎(chǔ)，具有十分重要的意義.

?2015年湖南環(huán)?？萍加?jì)劃項(xiàng)目（2015015）和全國重點(diǎn)湖泊水庫生態(tài)安全保障方案項(xiàng)目（WFLY-2009-01-PG05）聯(lián)合資助.2016-05-31收稿；2016-08-18收修改稿.熊劍（1986～），男，工程師；E-mail：xjtwj2005＠163.com.

??通信作者；E-mail：liliqiang858＠163.com.

1 材料與方法

1.1 樣品采集與監(jiān)測(cè)分析方法

洞庭湖監(jiān)測(cè)斷面共有14個(gè)（圖1），即4個(gè)入湖斷面，樟樹港（1）、萬家嘴（2）、坡頭（3）和沙河口（4）；9個(gè)湖體斷面主要包括西洞庭湖區(qū)的南嘴（5）、目平湖（6）和小河嘴（7）斷面，南洞庭湖區(qū)萬子湖（8）、橫嶺湖（9）和虞公廟（10）斷面，東洞庭湖區(qū)鹿角（11）、東洞庭湖（12）和岳陽樓（13）斷面；1個(gè)出湖口斷面為洞庭湖出口（14）斷面.每個(gè)斷面設(shè)左、中、右3條垂線，均采樣表層水樣，頻率為每月1次.監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838-2002）中的24項(xiàng)基本指標(biāo)和葉綠素a濃度（Chl.a）、透明度（SD）.本研究中參與綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI）計(jì)算的總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、Chl.a、SD的前處理、分析等均參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（第四版）［10］進(jìn)行.采樣時(shí)加硫酸至pH≤2，采用酸性滴定法測(cè)定CODMn；采樣時(shí)加硫酸至pH≤2，用過硫酸鹽消解鉬銻抗分光光度法測(cè)定TP濃度；采樣時(shí)加硫酸至pH≤2，采用堿性過硫酸鹽消解紫外分光光度法測(cè)定TN濃度；Chl.a濃度使用微孔濾膜抽濾丙酮提取分光光度法測(cè)定；透明度采用塞氏盤法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定.

圖1 洞庭湖采樣斷面示意Fig.1 The distribution of sampling sites in Lake Dongting

1.2 數(shù)據(jù)收集與處理

方差分析進(jìn)行差異性統(tǒng)計(jì)分析，選用Spearman秩相關(guān)系數(shù)進(jìn)行Daniel趨勢(shì)檢驗(yàn)，使用SPSS 13.0軟件進(jìn)行M-K突變性檢驗(yàn)，P＜0.05為顯著水平，P＜0.01為極顯著水平.

2 結(jié)果與分析

2.1 洞庭湖水質(zhì)狀況演變特征

1986年以來，對(duì)全湖進(jìn)行GB3838-2002中24項(xiàng)指標(biāo)的每月1次常規(guī)監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，洞庭湖水質(zhì)由1986-1990年間的Ⅱ類水質(zhì)為主（占比65%～72%）逐漸下降為2011-2015年的Ⅳ類（占比51%～72%）為主（圖2），除TN和TP外，其余22項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到Ⅰ～Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，影響洞庭湖水質(zhì)類別的主要污染物為TN和TP.2013年以來，14個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中，除4個(gè)入湖斷面呈現(xiàn)Ⅱ或Ⅲ類水質(zhì)外，其余斷面均呈現(xiàn)Ⅳ類水質(zhì)，個(gè)別斷面甚至下降為Ⅴ類水質(zhì).全湖Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)變化趨勢(shì)Daniel檢驗(yàn)結(jié)果rs值為-0.873，絕對(duì)值遠(yuǎn)大于0.01顯著水平臨界值（N＝15時(shí)，wp＝0.623），這表明近三十年來洞庭湖Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)百分比呈現(xiàn)極顯著下降趨勢(shì).

圖2 1986-2015年洞庭湖水質(zhì)類別演變特征Fig.2 The evolution of water quality of Lake Dongting during 1986-2015

2.2 洞庭湖主要污染物演變特征

從1986年有TN濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以來到2015年為止，洞庭湖TN濃度呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)，波動(dòng)范圍在0.83～2.03 mg／L之間（圖3a），長(zhǎng)期變化趨勢(shì)定量分析結(jié)果（表1）表明，3個(gè)湖區(qū)在過去30年里TN濃度均極顯著上升（rs＞0，P＜0.01）.其中1986年2002年為波動(dòng)上升，2003-2007年略有所下降，而2008年以來明顯上升.在空間分布上，洞庭湖TN濃度表現(xiàn)為東洞庭湖＞南洞庭湖＞西洞庭湖，且東洞庭湖與南洞庭湖在同一水平，但均與西洞庭湖差異性極顯著（P＜0.01）.

洞庭湖TP濃度變化趨勢(shì)與TN濃度較為相似，3個(gè)湖區(qū)長(zhǎng)期變化趨勢(shì)均呈現(xiàn)顯著或極顯著上升（表1）.其中1986-2002年呈先下降后上升的趨勢(shì)，2003-2007年總體呈現(xiàn)小幅降低趨勢(shì)，但2008年以來又開始回升（圖3b）.在空間上，3個(gè)湖區(qū)TP濃度空間差異性較小，東洞庭湖略高于其他湖區(qū).

參與洞庭湖TLI計(jì)算的其它3項(xiàng)指標(biāo)中，CODMn和Chl.a濃度30年來無顯著變化趨勢(shì)（表1），CODMn在1.73～4.76 mg／L范圍內(nèi)波動(dòng)變化，單項(xiàng)因子評(píng)價(jià)屬Ⅱ～Ⅲ類水質(zhì)，Chl.a濃度在0.53～5.93 mg／m3范圍內(nèi)波動(dòng)變化；而SD均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中東洞庭湖與西洞庭湖區(qū)呈現(xiàn)極顯著上升趨勢(shì)，但30年間變化范圍較小，在0.18～0.68 m之間變化.在空間分布差異上，各個(gè)湖區(qū)CODMn無顯著性差異，但東洞庭湖Chl.a和SD均顯

著高于其它湖區(qū)（P＜0.05）.

2018年1月1日《公共圖書館法》正式實(shí)施，是圖書館事業(yè)發(fā)展的重大巨獻(xiàn)，也是維護(hù)讀者權(quán)益的有力保障，更是確保公共圖書館事業(yè)健康、科學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的重要依托。它明確了圖書館服務(wù)的任務(wù)和方向，比如法律3條：?公共圖書館是社會(huì)主義公共文化服務(wù)體系的重要組成部分，應(yīng)當(dāng)將推動(dòng)、引導(dǎo)、服務(wù)全民閱讀……傳承發(fā)展中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，繼承革命文化，發(fā)展社會(huì)主義先進(jìn)文化。

2.3 洞庭湖營養(yǎng)狀態(tài)演變特征

洞庭湖TLI在長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)中呈現(xiàn)波動(dòng)性上升趨勢(shì)（圖3c），除2008-2010年與2015年東洞庭湖等部分湖區(qū)TLI大于50.0，為輕度富營養(yǎng)化外，3個(gè)湖區(qū)在30年的監(jiān)測(cè)中總體呈現(xiàn)中營養(yǎng)水平，各湖區(qū)變化趨勢(shì)定量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明（表1），3個(gè)湖區(qū)均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中東洞庭湖與西洞庭湖上升趨勢(shì)極顯著.M-K突變檢驗(yàn)結(jié)果（圖4）表明，東洞庭湖與西洞庭湖大致在1996年出現(xiàn)第1次拐點(diǎn)，水質(zhì)富營養(yǎng)化明顯加?。蝗?個(gè)湖區(qū)在2003年出現(xiàn)第2次拐點(diǎn)，水質(zhì)富營養(yǎng)化均有所減緩；各湖區(qū)在2007年出現(xiàn)第3次拐點(diǎn)，各湖區(qū)富營養(yǎng)化由減緩又變?yōu)榧觿?；在空間分布上各湖區(qū)TLI總體表現(xiàn)為東洞庭湖＞西洞庭湖＞南洞庭湖，且東洞庭湖與其它湖區(qū)差異性極顯著，西洞庭湖與南洞庭湖差異不大.

表1 洞庭湖各湖區(qū)TN、TP、CODMn、Chl.a和TLI演變特征統(tǒng)計(jì)分析?Tab.1 The analyse of variety trendency of TN，TP，CODMn，Chl.a and TLI in each area of Lake Dongting

2.4 洞庭湖浮游藻類演變特征

2008-2015年，洞庭湖浮游植物共檢出8門66屬，其中藍(lán)藻門9屬，綠藻門22屬，硅藻門23屬，裸藻門4屬，甲藻門4屬，隱藻門2屬，黃藻門1屬，金藻門1屬.全湖浮游藻類年均密度為54.2×104cells／L，其中優(yōu)勢(shì)種為小環(huán)藻（Cyclotella sp.），與1986-2007年數(shù)據(jù)相比（表2），洞庭湖藻類密度近年來顯著上升（P＜0.01），主要優(yōu)勢(shì)藻類演替由舟形藻（Navicula sp.）轉(zhuǎn)變?yōu)樾…h(huán)藻，但均為硅藻.近年來硅藻占比有所下降，而藍(lán)藻數(shù)量開始迅速上升（年均占比20.2%），極顯著高于1986-2007年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（P＜0.01），主要因?yàn)榻陙泶蟆⑿∥骱Ｗo(hù)區(qū)等東洞庭湖區(qū)斷面，屬湖灣水域，藍(lán)藻數(shù)量開始增多，其中2012年9月達(dá)最高值，達(dá)106×104cells／L.況琪軍等［12］總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究資料時(shí)把舟形藻與小環(huán)藻等硅藻劃分為中-富營養(yǎng)型水生態(tài)環(huán)境的代表種，把魚腥藻等藍(lán)藻劃分為富營養(yǎng)型水生態(tài)環(huán)境的代表種.表明30年來洞庭湖水生態(tài)環(huán)境類型總體為中-富營養(yǎng)型，但呈現(xiàn)向富營養(yǎng)化型轉(zhuǎn)變趨勢(shì).

3 討論

3.1 洞庭湖水質(zhì)營養(yǎng)狀況演變成因及趨勢(shì)分析

圖3 1986-2015年洞庭湖各湖區(qū)TN（a）、TP（b）和TLI（c）演變特征Fig.3 The evolution of TN（a），TP（b）and TLI（c）in each areas of Lake Dongting during 1986-2015

圖4 1986-2015年東洞庭湖（a）、南洞庭湖（b）和西洞庭湖（c）TLI指數(shù)M-K突變檢驗(yàn)曲線Fig.4 M-K statistics graph of the TLI index in east（a），south（b）and west（c）of Lake Dongting during 1986-2015

表2 洞庭湖浮游藻類概況Tab.2 The status of microphyte of Lake Dongting

根據(jù)各湖區(qū)TLI指數(shù)的M-K突變檢驗(yàn)結(jié)果（圖4），將洞庭湖1985-2002年（由1986-1995年與1996-2002年合并為一個(gè)階段）分為第一階段，這一時(shí)期洞庭湖多次暴發(fā)洪水［13］，1988、1996、1998和1999年4次較大規(guī)模洪水時(shí)期相應(yīng)水體TP、TN與TLI明顯升高（圖3），國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)表明［14-15］，洪水期間地表徑流攜帶的大量懸浮物會(huì)使湖泊水體中氮、磷等污染物濃度升高.申銳莉等［9］研究也認(rèn)為洪水明顯推進(jìn)洞庭湖水體富營養(yǎng)化，考慮到生活污染源與工業(yè)污染源季節(jié)性變化較小，只有農(nóng)業(yè)等面源污染源和暴雨徑流隨流量和雨季的變化大［16］，說明這一時(shí)期洞庭湖流域面源污染較嚴(yán)重，主要是水土流失、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)藥化肥、畜禽糞便等污染造成的［9］.這與同在長(zhǎng)江中下游的淺水湖泊鄱陽湖的水體富營養(yǎng)化規(guī)律頗為相似［17］.1986-2002年間洞庭湖來沙量巨大，“三口”年均來沙6959×104～10021×104t，“四水”來沙1584×104～2814×104t，

明顯高于2003年以后年均值［18］，而泥沙作為水體氮、磷等污染物遷移轉(zhuǎn)化的重要載體，吸附和釋放污染物，同時(shí)通過泥沙運(yùn)動(dòng)，影響著水體環(huán)境質(zhì)量［19］，因此這一時(shí)期內(nèi)泥沙可能吸附大量污染物進(jìn)入洞庭湖后釋放進(jìn)入水體，湖泊污染負(fù)荷進(jìn)一步加重.但洞庭湖來沙量巨大的同時(shí)，來水量也相應(yīng)較大，這一時(shí)期“三口”年均來水687×108～834×108m3，“四水”來水1699×108～1724×108m3，也明顯高于2003年以后年均值［18］，來水量大有利于洞庭湖水環(huán)境容量增加，相應(yīng)降低TN、TP等主要污染物濃度，因此除1986-1988和1998-2002年等暴發(fā)較大規(guī)模洪水時(shí)期非常接近富營養(yǎng)水平外（其中1999年東洞庭湖TLI值為49.7），1989-1997年全湖水體營養(yǎng)狀況總體維持在中營養(yǎng)水平，TLI均值在45.0左右.空間分布上，南洞庭湖在此期間受影響最小，可能因?yàn)槎赐ズ砩持饕ㄟ^西洞庭湖的“三口”進(jìn)入［18］，而且西洞庭湖區(qū)的開墾程度較大，有最大的開墾田青山垸［20］，而東洞庭湖區(qū)受城鎮(zhèn)人口生活生產(chǎn)活動(dòng)影響相對(duì)最為嚴(yán)重［5］.所以南洞庭湖在洪水期間受來沙、地表徑流帶入氮、磷等污染物以及工業(yè)污水和生活污水等方面影響程度分別低于西洞庭湖和東洞庭湖，因而水體營養(yǎng)狀況在期間變化趨勢(shì)不如后兩者明顯.

2003-2007年為第二階段，這一時(shí)期內(nèi)洞庭湖各湖區(qū)均在2003年左右出現(xiàn)突變拐點(diǎn)，這一時(shí)期內(nèi)主要特征是水體富營養(yǎng)化趨勢(shì)有所減緩，TN和TP等主要污染物穩(wěn)定在相對(duì)低位水平，其中TLI值在42.1～48.4間（圖3c）波動(dòng)下行，TN和TP濃度分別維持在0.872～1.92和0.082～0.132 mg／L的相對(duì)較低濃度水平（圖3a，b），這一結(jié)論與秦迪嵐等［21］的研究結(jié)果相符.郭建平等［22］認(rèn)為，自2003年開始洞庭湖受城市工業(yè)性污染比重開始下降，而農(nóng)業(yè)面源污染比重開始明顯上升.進(jìn)入新世紀(jì)以來洞庭湖再未發(fā)生較大規(guī)模洪水，面源污染影響程度與影響范圍可能較為有限，不能抵消工業(yè)污染的下降效應(yīng).再加上1998年以來的退田還湖工程、三峽工程和生態(tài)移民對(duì)洞庭湖整體水域起了擴(kuò)大湖泊面積和水環(huán)境容量作用［9，22］，從而增加了水體的自凈能力.2003-2007年間，“三口”、“四水”年均來沙量相比三峽工程運(yùn)行前明顯減少，分別為1396×104、991×104t，但來水量卻沒有明顯減少，分別為682×108、1545×108m3［23］，因此期間湖泊環(huán)境容量相對(duì)擴(kuò)大的同時(shí)泥沙攜帶進(jìn)入洞庭湖的污染物卻明顯減少，對(duì)洞庭湖水體富營養(yǎng)化的減緩影響不可忽視.在空間分布上，南洞庭湖TLI值和主要污染物濃度雖然仍處于最低值，但其改善效果最不明顯.

2008-2015年為第三階段，各湖區(qū)均在2007前左右出現(xiàn)突變拐彎點(diǎn)后富營養(yǎng)化加劇，各主要污染物濃度顯著上升的趨勢(shì)，TLI、TN、TP均呈現(xiàn)波動(dòng)上升.黃代中等［5］認(rèn)為這一時(shí)期內(nèi)水質(zhì)變化趨勢(shì)可能是流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展造成的工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)面源污染及湖內(nèi)沉積物釋放所造成的.這一時(shí)期三峽工程的運(yùn)行和嚴(yán)重干旱等因素也導(dǎo)致了入湖水量減少并使水體交換不暢，削弱了湖泊水體凈化能力［18，24］.2008-2014年洞庭湖年均來沙量與2003-2007年相比沒有明顯減少，“三口”、“四水”分別為1152×104、873×104t，但來水量卻明顯減少，尤其是“三口”來水僅為306×108m3［18，23］（統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中2013年和2014年數(shù)據(jù)來自湖南水利廳水資源公報(bào)），直接造成湖區(qū)水環(huán)境容量減小而污染物濃度相應(yīng)上升，從而使水體富營養(yǎng)化.秦迪嵐等［21］2008年對(duì)洞庭湖污染來源調(diào)查結(jié)果表明，洞庭湖的特征污染物為TN和TP，磷污染主要來源于洞庭湖區(qū)、沅江和湘江，而氮污染主要來源于湘江，洞庭湖區(qū)氮磷污染主要來源于農(nóng)業(yè)面源污染和城鎮(zhèn)生活污染.2008年以來，除2013和2014年外，東洞庭湖TN濃度均處于全湖最高水平（圖3a）；而西洞庭湖TP濃度除2015年外均處于全湖最高水平（圖3b），這一結(jié)果印證了秦迪嵐等［21］的調(diào)查結(jié)論.而這一時(shí)期內(nèi)東洞庭湖富營養(yǎng)化程度仍處于全湖最高水平.這可能是該湖區(qū)人類活動(dòng)比另外2個(gè)湖區(qū)頻繁，生產(chǎn)生活活動(dòng)導(dǎo)致大量污染物進(jìn)入周邊［5］.

1986-2015年，全湖Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)呈現(xiàn)極顯著下降趨勢(shì)，由1986-1990年以Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)為主演變?yōu)榻迥陙硪寓纛愃|(zhì)為主，而30年長(zhǎng)期變化趨勢(shì)中只有TN、TP和TLI一起呈現(xiàn)顯著或極顯著上升趨勢(shì)，這表明與許多富營養(yǎng)化湖泊類似［2-4］，TP、TN是水質(zhì)主要影響因子，是洞庭湖水體中主要污染物，也是水體營養(yǎng)狀況是否向富營養(yǎng)化轉(zhuǎn)變的主要影響因子.在大尺度時(shí)間分布上全湖從1986-2015年TP、TN濃度以及水體TLI均呈現(xiàn)顯著或極顯著上升趨勢(shì)，由此推測(cè)洞庭湖未來一段時(shí)間內(nèi)仍將繼續(xù)處于向富營養(yǎng)化湖泊轉(zhuǎn)變進(jìn)程中.

3.2 與長(zhǎng)江中下游其它淺水湖泊比較分析

洞庭湖水體中的N、P濃度實(shí)際已具備水體發(fā)生富營養(yǎng)化的條件，與鄱陽湖一樣面臨水體富營養(yǎng)化甚至暴發(fā)藻類水華的嚴(yán)峻形勢(shì)［25］.國際上一般認(rèn)為，在靜止水體中，TP濃度達(dá)到0.086 mg／L即為富營養(yǎng)化的臨

界值［26］，秦伯強(qiáng)［1］在總結(jié)暴發(fā)藍(lán)藻水華的富營養(yǎng)化湖泊研究資料發(fā)現(xiàn)，水體中營養(yǎng)鹽濃度范圍大致接近，即TN濃度在1～10 mg／L之間，TP濃度在0.01～0.1 mg／L之間；陳宇煒［27］總結(jié)太湖藍(lán)藻水華暴發(fā)條件認(rèn)為：藍(lán)藻水華的適應(yīng)條件是水溫20℃以上，水體TP濃度在100～800 μg／L之間，TN在濃度2.5～3.5 mg／L之間，以及適度渾濁的透明度條件將有利于微囊藻與其他藻類競(jìng)爭(zhēng).張民等［28］對(duì)巢湖研究結(jié)果表明，2013年巢湖仍然暴發(fā)大面積藍(lán)藻水華，其TN濃度約為2.5 mg／L，TP濃度約為0.15 mg／L.洞庭湖尤其是東洞庭湖區(qū)近五年來TP濃度最高達(dá)0.132 mg／L（均值為0.119 mg／L），TN濃度最高達(dá)2.37 mg／L（均值為2.12 mg／L），洞庭湖與太湖、巢湖同為長(zhǎng)江中下游淺水湖泊，水溫、氣候等條件相近，SD在0.18～0.68 m之間，也與太湖水體2005-2006年透明度（0.31～0.70 m）在同一水平［3］，但很少有洞庭湖暴發(fā)藍(lán)藻水華的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo).原因可能是洞庭湖為通江湖泊，換水周期快，約18 d左右［5］，明顯快于太湖的264 d與巢湖的127 d，藍(lán)藻無法在流動(dòng)的水體中生長(zhǎng)聚集［29］.劉霞等［29］研究認(rèn)為，鄱陽湖與洞庭湖主體湖泊水體未暴發(fā)藍(lán)藻水華，關(guān)鍵原因在于湖泊有一定水流速度；但鄱陽湖東部湖灣主要污染物TN和TN濃度分別達(dá)到0.57～3.14 mg／L（均值為1.53 mg／L）和0.02～0.29 mg／L（均值為0.05 mg／L），水流較緩，水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，已成為藍(lán)藻的原位生長(zhǎng)區(qū)域，其水質(zhì)條件與水動(dòng)力條件符合藍(lán)藻的生長(zhǎng)聚集.錢奎梅等［30］研究也表明，鄱陽湖部分湖灣區(qū)自2007年已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了明顯水華藍(lán)藻聚集現(xiàn)象，且2013-2014年水華分布區(qū)域范圍增加，藍(lán)藻生物量占浮游生物總生物量的比例有逐年增加的趨勢(shì).洞庭湖藻類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明（表2），1986-2002年，洞庭湖浮游藻類（年均密度為10.2×104cells／L）以硅藻為主，占總數(shù)的52.1%，藍(lán)藻占比為4.93%；2003-2007年年均密度為8.93×104cells／L，仍以硅藻為優(yōu)勢(shì)類群，占總數(shù)的59.1%，藍(lán)藻占比為4.12%，而2008-2015年，年均密度達(dá)54.2×104cells／L，硅藻雖為主要優(yōu)勢(shì)種，但占比已明顯下降至30.8%，而藍(lán)藻占比已經(jīng)迅速上升至21.6%，為次級(jí)優(yōu)勢(shì)種，與鄱陽湖相似［30］，王琦等［18］研究結(jié)果甚至發(fā)現(xiàn)2013年9月東洞庭湖湖面有400 km2的微囊藻水華.與鄱陽湖一樣，洞庭湖尤其是東洞庭湖水流較緩的湖灣區(qū)面臨藍(lán)藻生長(zhǎng)聚集甚至暴發(fā)水華的嚴(yán)峻形勢(shì).

但與鄱陽湖也有所不同，洞庭湖吞吐長(zhǎng)江，三峽工程蓄水前“三口”來水來沙量巨大，一度造成洞庭湖泥沙嚴(yán)重淤積［13］，其中1996-2002年來水量占比23.4%，來沙量占比79.5%［18］.而鄱陽湖入湖泥沙負(fù)荷主要來自贛江等五大入湖河流［31］.隨著三峽工程的運(yùn)行，長(zhǎng)江“三口”來水來沙量明顯減小，洞庭湖水位降低，換水周期變長(zhǎng)，湖泊水體交換不暢，一方面將削弱湖泊水體對(duì)污染物的凈化能力［24］，另一方面，水體透明度增大，藻類光合作用增強(qiáng)，利于藻類生長(zhǎng)繁殖［5］，而在水流相對(duì)靜止的天然湖泊水體環(huán)境中，藍(lán)藻比硅藻和綠藻更有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)［32］.因此洞庭湖面臨形勢(shì)可能更為嚴(yán)峻.

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The evolution of water quality and nutrient condition in Lake Dongting in recent 30 years

XIONG Jian1，YU Fangqin1，TIAN Qi2，HUANG Daizhong2&LI Liqiang2??
（1：Yueyang Environment Monitoring Centre，Yueyang 414000，P.R.China）（2：Lake Dongting Eco?Environment Monitoring Centre，Yueyang 414000，P.R.China）

Based on the 30 years'monitoring data in Lake Dongting from 1986 to 2015，we evaluated the changing pattern of water quality and nutrient condition using single factor's evaluation and water trophic level index（TLI）.The water quality of Lake Dongting remained atⅣlevel in the last five years and the percentages ofⅠ-Ⅲlevel declined significantly from 1986 to 2005.Total nitrogen（TN）and total phosphorus（TP）were the major influential factors on the water quality.Over the long-term preriod，the concentration of TN，TP and TLI increased significantly from 1986 to 2015.It showed that TN and TP were major factors which affected the water quality and TLI in Lake Dongting.The ranking order of TN，TP and Chl.a in different part of Lake Dongting was East＞South＞W(wǎng)est.TN and Chl.a of the East part were the significantly highest.The water quality was significantly influenced by the flood during 1986-2002，while it tended to improve during 2003-2007，because of the decrease of industry pollution and water capacity expansion.However，it tended to eutrophic again during 2008-2015 which might be caused by the increase of the pollution from local industry and agriculture，endogenous pollution release and water capacity decrease.In the last 30 years，the whole lake was at the mesotrophic level，but sufferred to light eutrophication especially in the eastern lake，which arrived at light eutrophication during 2008-2010 and 2015.The abundance of blue algae in Lake Dongting increased quickly in last 5 years，while some part of the lake had outbreak blue algae bloom.

Lake Dongting；water eutrophication；algae bloom；total nitrogen；total phosphorus；water trophic level index

J.Lake Sci.（湖泊科學(xué)），2016，28（6）：1217-1225

DOI 10.18307／2016.0607

?2016 by Journal of Lake Sciences