固城湖及其出入湖河道水质时空分布差异与历年变化趋势分析

谷先坤，谷孝鸿，曾庆飞，毛志刚，李旭光，王银平，王文侠

(1.中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境重点实验室，江苏 南京　210008；2.中国科学院大学，北京　100049；3.江苏省淡水水产研究所，江苏 南京　210017)



固城湖及其出入湖河道水质时空分布差异与历年变化趋势分析

谷先坤1,2，谷孝鸿1①，曾庆飞1，毛志刚1，李旭光2,3，王银平1,2，王文侠1,2

(1.中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境重点实验室，江苏 南京210008；2.中国科学院大学，北京100049；3.江苏省淡水水产研究所，江苏 南京210017)

摘要：于2012年7月至2013年7月采集固城湖及其出入湖河道水样，测定水体理化特征指标，探讨固城湖水质时空分布差异，并根据2001—2012年水质监测数据，利用PWQTrend 2010软件分析近年来固城湖及官溪河的水质变化趋势。结果表明：固城湖大湖区、港口河和漆桥河水质较好，丰水期处于轻度富营养化状态；小湖区、养殖区排污口、官溪河和胥河受纳污染负荷较大，丰水期处于中度富营养状态，而枯水期大、小湖区及出入湖河道都处于中营养状态。目前水质主要受氮磷污染的影响，主要污染源为水产养殖；2001—2012年官溪河和小湖区总体上属于Ⅲ～Ⅳ类水质，大湖区则属于Ⅲ类水质，受高淳社会经济发展和环境保护措施的影响，官溪河总氮、总磷浓度呈显著下降趋势，小湖区总氮浓度，大湖区总氮、总磷浓度都呈显著上升趋势，因此合理规划养殖业发展规模和模式，减少各类污染源排放量，是保证固城湖可持续发展的必要措施。

关键词：水质；时空分布；变化趋势；固城湖；出入湖河道

固城湖位于南京市高淳区西南部,其在保证当地居民生活用水、社会经济发展和生态环境平衡等方面起着不可替代的作用[1]。随着社会经济的高速发展及受人类活动的影响,固城湖水质不断恶化,水体富营养化速度加快,给高淳区人民的生活及经济的可持续发展带来了巨大威胁[2-3]。

针对固城湖水质和富营养化问题的研究已有很多报道。曾庆飞等[4]对芜申线航道上下游河道及固城湖湖区的水质和时空分布进行了调查分析,认为固城湖水质好于上下游河道。杨文斌等[5]探讨了春季固城湖水质的空间分布差异,并分析了其和水草分布的相互关系。李涛等[6]对近年来固城湖污染状况和来源进行评价和分析,发现湖体水质基本上劣于水环境功能区划所要求的Ⅲ类水质标准,特征污染物为总氮和总磷。但上述研究多集中在对固城湖湖区水质的调查和分析,对所有出入固城湖的河道涉及较少,缺少对固城湖及周边河道水质长期变化趋势的分析。因此,笔者根据2012—2013年固城湖湖泊调查数据和所搜集到的2001—2012年固城湖水质监测资料,分析固城湖水质状况及时空分布特征,评估固城湖水质的长期变化趋势,以期为有效控制固城湖富营养化和保护固城湖的水环境提供科学依据。

1材料与方法

1.1采样点设置

进出固城湖的主要河道有官溪河、港口河、胥河和漆桥河。港口河位于固城湖西南部,上游连接水碧桥河,承接皖南山区客水,是固城湖的主要补给河道。官溪河位于固城湖西北部,是其主要排水通道。胥河和漆桥河位于固城湖东部,雨期导洪泄水入湖,灌溉季节又引湖水浇灌农田,但水流以入湖为主。在固城湖及其周边河道共设置11个采样点,其中,1、3、4和10号样点位于河道出入湖口,2号样点位于小湖区湖心区,9号样点位于南湖湖心区,5号样点位于大湖区湖心区,6号样点位于固城湖西侧湖滨区,靠近围垦养殖区排污口,7、8号样点位于东侧湖滨区,是早期的水草密集区,11号样点为官溪河上游节制闸。具体点位见图1。

1.2样品采集与分析

分别于2012年7、10月,2013年1、4和7月采集固城湖水样。采用YSI水质多参数监测仪自动检测水体温度、pH值、溶解氧(DO)浓度和透明度(SD)等指标;水体中总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(以NH4+-N计)、叶绿素(Chl a)和悬浮物(SS)浓度以及高锰酸盐指数(CODMn)等指标的分析参照《湖泊富营养化调查规范》[7]。水体的综合营养状态指数(TLI,It,l)按照CARLSON[8]提出的湖泊富营养化评价综合模型计算，计算公式如下:

(1)

(2)

式(1)～(2)中,It,l为综合营养状态指数;Wj为第j种参数的营养状态指数权重;It,l,j为第j种参数的营养状态指数;rij为以Chl a浓度为基准参数,第j种参数与基准参数的相关系数;m为评价参数个数。营养状态指数计算公式:

It,l,TN=10×[5.453+1.694lnρ(TN)]，

(3)

It,l,TP=10×[9.436+1.624lnρ(TP)]，

(4)

It,l,Chl a=10×[2.5+1.086lnρ(Chla)]，

(5)

It,l,SD=10×[5.118-1.94lnd(SD)]，

(6)

It,l,CODMn=10×[0.109+2.661 1lnρ(CODMn)]。

(7)

式(3)～(7)中,ρ(Chl a)为Chl a质量浓度,mg·m-3;d(SD)为透明度,m;ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(CODMn)分别为TN、TP质量浓度和高锰酸盐指数,mg·L-1。

港口河、漆桥河和胥河为入湖河道，官溪河为出湖河道。

图1固城湖采样点分布

Fig.1Distribution of sampling points in

Gucheng Lake and its inlets and outlets

采用0～100的一系列连续数字对固城湖及其周边河流水体富营养状态进行分级(表1)。

表1淡水湖泊(水库)营养状态分级

Table 1Grading of fresh water lakes and reservoirs in terms of eutrophication level

营养状态分级综合营养状态指数It,l定性评价贫营养(0,30]优中营养(30,50]良好轻度富营养(50,60]轻度污染中度富营养(60,70]中度污染重度富营养(70,100]重度污染

1.3数据分析

采用Excel 2010和SPSS 20.0软件进行数据整理和统计分析。

2结果与分析

2.1固城湖及其出入湖河道水质时空变化特征

由图2可知,从2012年7月至2013年7月TN浓度呈现先降低后逐渐升高的趋势,丰水期(7—10月)和枯水期(1—4月)ρ(TN)平均值分别为1.12和1.00 mg·L-1,丰水期大于枯水期。7月最高值出现在大湖区西侧湖滨区(6号样点),该地靠近养殖池塘排污口,受养殖池塘尾水排放的影响,其TN、NH4+-N和TP浓度都较高。

10、3、4,2,5、6、7、8、9和11、1号样点分别为入湖河道、小湖区、大湖区和出湖河道样点。

就全年平均水平来看,小湖区和官溪河ρ(TN)较高,分别达1.09和1.10 mg·L-1,大湖湖心区最低,为1.04 mg·L-1,超出Ⅲ类水质标准(≤1.00mg·L-1)[9]。ρ(TP)从2012年7月至2013年4月逐渐降低,变化范围为0.02～0.10 mg·L-1。胥河入湖口(4号样点)ρ(TP)平均值最高,其次为小湖区和官溪河,大湖湖心区最低,平均值为0.06 mg·L-1,略超出Ⅲ类水质标准(≤0.05 mg·L-1)[9]。ρ(NH4+-N)季节变化特征与ρ(TP)较一致,变化范围为0.02～1.21 mg·L-1。除6号样点外,小湖区和官溪河ρ(NH4+-N)平均值较高,均为0.12 mg·L-1,大湖区东侧湖滨区最低,为0.07 mg·L-1。

由图2可知，固城湖CODMn和BOD5季节变化明显,7月最高,4月最低。7月(丰水期)绝大部分样点CODMn超过Ⅲ类水质标准(≤6.00 mg·L-1)[9],但差别不大,平均为9.72 mg·L-1。4月(枯水期)除漆桥河(3号样点)和官溪河(11号样点)以外,其他样点都在6.00 mg·L-1以下。固城湖及其出入湖河道BOD5均符合Ⅲ类水质标准(≤4.00 mg·L-1)[9],出入湖河道胥河(4号样点)和官溪河(1和11号样点)较高,最高达3.41 mg·L-1,大湖区普遍较低,最低为1.02 mg·L-1。ρ(Chl a)在7、10月较高,最高达32.50 mg·L-1,1、4月较低,最低值为0.89 mg·L-1,季节差异显著。ρ(SS)从7月至次年4月呈下降趋势,在4～42 mg·L-1之间波动,水质较清澈。SS和Chl a浓度都表现出小湖区>出湖河道>入湖河道>大湖区的特点。粪大肠杆菌数远优于Ⅲ类水质标准,季节变化上以夏、秋季为较高(平均值为437 L-1),冬、春季较低(平均值为402 L-1),固城湖小湖区和大湖区较低,而官溪河(1和11号样点)和胥河(4号样点)略高。

2.2固城湖营养状态评价

固城湖及其主要出入湖河道的营养状态见表2。

表2固城湖各采样点营养状态指数

Table 2TLI indices at sampling sites in Gucheng Lake and its inlets and outlets

水期水域样点编号单项营养状态指数It,l,jTNTPChlaCODMnSDIt,l营养状态丰水期港口河1059.8253.3461.7462.4553.2258.44轻度富营养漆桥河352.9652.9859.0761.6055.5156.64轻度富营养胥河 455.2766.1959.5661.6058.1060.05中度富营养小湖区258.5057.6861.7761.6055.5160.24中度富营养大湖区556.7958.0159.2962.4552.1857.86轻度富营养662.9978.1162.8161.6055.5164.02中度富营养753.1353.2456.4961.6051.1855.24轻度富营养858.3454.2560.2662.8651.1857.64轻度富营养959.7554.3661.3164.4553.2258.87轻度富营养官溪河1157.3852.4762.8161.6061.0960.40中度富营养159.4359.4662.6262.4551.1860.32中度富营养枯水期港口河1052.0033.0224.3043.8349.3339.24中营养漆桥河356.0235.3541.2560.5149.3347.98中营养胥河 453.9228.2938.9642.7247.6442.14中营养小湖区254.7826.5631.8342.7247.6040.09中营养大湖区553.8530.1944.6342.2847.6443.90中营养654.0729.3040.6343.5846.0942.67中营养753.1628.0423.7740.2047.6437.45中营养853.9933.8624.4341.1046.0938.70中营养952.8828.7743.0742.7647.6443.14中营养官溪河1157.8344.7943.2351.2051.1849.17中营养155.1129.6936.1439.9647.6441.36中营养

港口河、漆桥河和胥河为入湖河道，官溪河为出湖河道。

表2显示，在枯水期、丰水期固城湖营养状态对比较明显。在丰水期,养殖区排污口(6号样点)、胥河河口(4号样点)、小湖区(2号样点)和官溪河河口(1和11号样点)呈中度富营养化,水质较差,其他样点呈轻度富营养化。在枯水期,各样点呈中营养状态,但11号样点It,l最高,所受污染较重。WANG等[10]利用“蝴蝶型突变”模型研究固城湖的营养水平后发现,丰水期富营养化趋势比枯水期明显,河口地区富营养水平相对较高,笔者研究结果与之相一致。

2.3固城湖水质历年变化及趋势分析

湖泊富营养化趋势分析是湖泊科学研究和社会关注的焦点[11],水质趋势分析是研究湖泊富营养化的重要部分,因此固城湖水质趋势分析对固城湖富营养化研究和可持续发展具有重要的科学意义[12]。将固城湖分为大、小湖区分别进行讨论,官溪河两侧分别连接固城湖和水阳江,水量较大,可以作为出入固城湖的代表性河流。N、P和有机物是固城湖的主要污染物[4],因此利用高淳环境保护局提供的2001—2012年水质监测资料,选择固城湖小湖区、大湖区和官溪河3个断面,选取TN、TP和CODMn3个监测指标,探讨固城湖水质历年的变化趋势。

2.3.1固城湖水质的历年变化

如图3所示,2001—2012年不同水域TN浓度大小依次为官溪河、小湖区和大湖区。受河道两岸污水排放的影响,官溪河水质波动较大,水质较差,与之相连的小湖区水质也呈波动状态。官溪河和小湖区ρ(TN)平均值分别为(1.81±0.56)和(1.25±0.25) mg·L-1,高于Ⅲ类水质标准(≤1.0 mg·L-1)[9]。大湖区ρ(TN)在2001—2008年稳定在1.00 mg·L-1左右,2008—2012年呈先上升后下降趋势。大湖区ρ(TN)平均值为(1.04±0.20) mg·L-1,就TN浓度而言,官溪河、小湖区和大湖区都属于Ⅳ类水质。

不同水域TP浓度大小依次为官溪河、小湖区和大湖区,这与TN浓度变化规律相似。随着经济和社会的发展,大量氮磷污染物随着工业废水和生活污水等排放到水体中,因此2001—2005年3个监测断面TP浓度都在升高。2005年之后随着环境保护意识的增强和禁磷措施的实施,小湖区和官溪河TP浓度呈下降趋势,但是波动幅度较大,尤其是官溪河在2008年TP浓度突然升高,这可能与2008年降水较多、雨水冲刷地面带来较多污染物汇入河流有关。大湖区ρ(TP)在2005年以后维持在较低水平(<0.05 mg·L-1),但呈逐渐上升趋势。官溪河ρ(TP)平均值为(0.07±0.03) mg·L-1,小湖区ρ(TP)为(0.06±0.02) mg·L-1,单项指标属Ⅳ类水质,大湖区ρ(TP)为(0.04±0.01) mg·L-1,达Ⅲ类水质标准(≤0.05 mg·L-1)[9]。CODMn变化较平稳,且3个断面发展趋势较一致,都在2002和2008年经历2个波峰期。官溪河、小湖区和大湖区CODMn平均值分别为(4.87±0.67)、(4.52±0.43)和(4.29±0.51) mg·L-1,均优于Ⅲ类水质标准(≤6.00 mg·L-1)[9]。因此，当前固城湖主要受氮磷污染的影响。

图3官溪河和固城湖大、小湖区水质历年变化

Fig.3Variation of water quality in Guanxi

River and the main lake area and arms of

Gucheng Lake in the past years

2.3.2固城湖水质变化趋势分析

由于天然水质数据具有随机性、季节性和相关性等特点,针对时间序列的水质趋势分析,统计学家Kendall提出了一种更为广泛适用、合理的非参数检验方法——季节性肯达尔检验[13-14]。季节性肯达尔检验的显著性水平α可设为0.1和0.01,即当α≤0.01时,表明检验具有高度显著性水平,当0.01<α≤0.1时,表明检验水平是显著的。在α计算结果满足上述2个条件情况下,若t为正值,表明呈现显著(或高度显著)上升趋势;若t为负值,表明呈现显著(或高度显著)下降趋势;若t为0,则表明无趋势[15-16]。

针对固城湖大湖区、小湖区和官溪河2001—2012年的水质序列,运用水质趋势分析软件(professional water quality trend,PWQTrend)2010版进行计算,结果见表3。分析结果显示固城湖大湖区TN、TP浓度以及CODMn都呈高度显著上升趋势,TN浓度和CODMn变化率分别达到0.040和0.694 mg·L-1·a-1,小湖区TP浓度无明显变化趋势,TN浓度和CODMn呈高度显著上升趋势,其变化率分别为0.031和0.083 mg·L-1·a-1。虽然官溪河TN、TP浓度变化剧烈,但总体呈显著下降趋势,CODMn则呈显著上升趋势。

表3固城湖2001—2012年水质变化趋势分析

Tabel 3Variation tendency of the water quality in Gucheng Lake during the years of 2001-2012

断面测定指标显著水平/%指标变化率/(mg·L-1·a-1)趋势大湖区TN浓度0.010.040高度显著上升TP浓度0.0010.0020高度显著上升CODMn0.660.694高度显著上升小湖区TN浓度0.250.031高度显著上升TP浓度37.180.0001无明显趋势CODMn0.080.083高度显著上升官溪河TN浓度1.35-0.065显著下降TP浓度8.39-0.0029显著下降CODMn8.000.039显著上升

3讨论

固城湖及其出入湖河道水质季节变化明显,丰水期水质劣于枯水期,这与陈双全等[17]的研究结果相一致。固城湖水质的时间变化特征与湖泊水位变化密切相关。将固城湖多年月平均水位(绝对高程)与固城湖水质指标进行相关性分析,发现固城湖多年月平均水位与TN浓度、BOD5呈显著正相关关系(P<0.05),而与CODMn呈极显著正相关关系(P<0.01)。刘发根等[18]研究发现,丰水期水质劣于枯水期,主要原因是降雨初期非点源污染加剧,水位上升,水质下降。丰水期降水丰沛,入湖河流径流量增大,导致湖泊水位升高。这一过程中地表径流携带大量非点源污染物进入湖泊[19],入湖污染物通量增大。此外,水生植物腐烂分解也是导致丰水期水质较差的原因之一。唐金艳等[20]通过实验对比发现沉水植物分解后水体氨氮、总磷浓度高于浮叶植物和挺水植物腐烂分解后的浓度。固城湖沉积物表层覆盖了大量微齿眼子菜残体[21],丰水期较高的水温加速其腐烂分解,导致水质变差。

固城湖及其出入湖河道水质的空间分析表明,固城湖大湖区水质较好,小湖区及官溪河和胥河水质较差,港口河和漆桥河污染相对较轻。这主要与固城湖流域的污染状况和水动力条件有关。固城湖地势总体东高西低,水流主要由东向西流动。港口河是固城湖的主要补给河流,漆桥河和胥河上游分别流经漆桥镇、固城镇后流入固城湖。官溪河是固城湖的主要排水通道,但当固城湖水位较低时则会引水阳江补给。小湖区与官溪河相连,在船舶航行、风力扰动的条件下,固城湖与官溪河存在一定的水体交换,小湖区水质受官溪河影响较大。根据湖泊污染负荷调查统计结果(图4,表4),2012年全年固城湖及其出入湖河道共受纳污染负荷为TN 2 175.60 t,TP 286.08 t,CODMn3 868.81 t,其中,固城湖受纳污染负荷在全部水体中占比最大,TN为973.76 t,TP为117.75 t,CODMn为1 772.27 t,分别占全部水体受纳污染负荷的44.76%、41.16%和45.81%,但因为固城湖库容较大,生物资源丰富,水体自净能力强[5,22-23],其水质相对较好。

图4固城湖及其出入湖河道受纳污染负荷分配

Fig.4Distribution of pollutant loading in

Gucheng Lake and its inlets and outlets

表42012年固城湖流域主要污染源和污染负荷

Tabel4Main pollution sources and pollutant loadings in Gucheng Lake basin in 2012

t

“—”表示无数据。

高淳全区工矿企业集中分布在水阳江—官溪河—胥河一线,大量工业废水和生活污水进入官溪河、胥河,县城污水处理厂的尾水也集中排放到官溪河中。因此，官溪河受纳污染负荷仅次于固城湖,TN为656.48 t,TP为88.83 t,CODMn为1 071.73 t,分别占全部水体受纳污染负荷的28%～31%,胥河受纳污染负荷约占全部污染负荷的15%～18%,官溪河和胥河成为出入湖河道中水质较差的河流。港口河和漆桥河受纳污染负荷较少,水质相对较好。

根据分析结果，2001—2012年官溪河和小湖区为Ⅲ～Ⅳ类水质,大湖区总体达到Ⅲ类水质标准。官溪河总氮、总磷浓度总体呈下降趋势,而小湖区总氮浓度,大湖区总氮、总磷浓度都呈上升趋势。这与其他学者的研究结果有一定差别。如胡本龙等[24]在2009年对固城湖的水质趋势分析结果显示,1996—2009年固城湖大湖区总氮、总磷浓度,小湖区总氮浓度都无明显变化趋势,官溪河总氮、总磷浓度以及小湖区总磷浓度呈显著上升趋势。官溪河以及固城湖氮、磷浓度的变化与高淳社会经济的发展以及环境保护措施的实施密不可分。根据2012年固城湖污染源及污染负荷调查结果(表4),2012年固城湖主要污染源为水产养殖、工业废水、生活污水、种植业和畜禽养殖。其中,TN负荷中水产养殖贡献最大,占比为43.10%,种植业、生活污水和工业废水污染源贡献率相差不大,约为17%;TP负荷中水产养殖贡献率为51.12%,种植业贡献率为19.83%,工业污染源贡献率最小,为7.07%。水产养殖已成为固城湖的首要污染物来源。2007年后受太湖蓝藻事件影响,固城湖及河道两岸污染企业逐渐关停,乡镇污水处理厂逐渐建成并投入使用,工业废水和生活污水中氮磷排放得到有效控制[25]。官溪河作为承接全区工业废水和生活污水的主要河流,其氮磷浓度理应有所下降。而固城湖大湖区氮磷浓度的上升则与近年来水产养殖规模不断扩大、农业非点源污染氮磷输移量不断增大有关[26-27]。

根据《高淳统计年鉴》(2013版)[28],2012年全区养殖水面面积已达0.84万hm2,水产品总量达到4.26万t,其中鱼类和蟹类产量分别为2.09万和1.56万t,占水产品总量的85.6%。根据周露洪等[29-30]对固城湖地区蟹类养殖模式的研究结果,1 hm2河蟹养殖池塘可产生氮磷污染负荷分别为27.08和7.85 kg,据此估算出高淳全区仅螃蟹养殖产生的污染负荷中TN可达422.35 t·a-1,TP达122.46 t·a-1,这些氮磷营养盐绝大部分汇入固城湖大湖区中。因此，合理控制养殖业的生产规模,优化养殖模式,加强水产养殖、畜禽养殖尾水的深度处理,同时进一步控制减少工业废水、生活污水等污染源的排放量,削减氮磷营养盐的输入,协调好经济发展和环境保护的关系,是固城湖可持续发展的必要措施。

4结论

固城湖及其出入湖河道主要受氮磷污染的影响,主要污染源为水产养殖。丰水期胥河、官溪河、养殖区排污口及固城湖小湖区受纳污染负荷较大,处于中度富营养化状态,其他河道及湖区处于轻度富营养化状态;枯水期则都处于中营养状态,枯水期水质好于丰水期。所有河道中官溪河受纳污染负荷最大,属Ⅲ～Ⅳ类水质,但因河流两岸氮磷控制措施的实施,近年来总氮、总磷浓度显著降低。固城湖受纳污染负荷占全部水体的41%～46%,大湖区因自净能力较强整体属于Ⅲ类水质,但因养殖业规模的扩大,农业非点源污染氮磷排放量增大,固城湖氮磷浓度显著上升,富营养化程度加剧。因此,需要合理规划养殖业的发展规模和养殖模式,进一步控制各类污染源的排放量,合理协调经济发展和生态环境的关系,使固城湖能够可持续发展。

参考文献：

[1]王苏民,窦鸿身.中国湖泊志[M].北京:科学出版社,1998:293-294.

[2]姚书春,薛滨,王小林.人类活动影响下的固城湖环境变迁[J].湖泊科学,2008,20(1):88-92.

[3]毛春梅,张文锦.固城湖富营养化评价及防治对策[J].安徽农业科学,2007,35(28):9005-9006,9030.

[4]曾庆飞,谷孝鸿,毛志刚,等.固城湖及上下游河道富营养化和浮游藻类现状[J].中国环境科学,2012,32(8):1487-1494.

[5]杨文斌,王国祥,张哲海,等.固城湖春季水环境因子空间变异及其原因探讨[J].中国环境监测,2009,25(2):13-18.

[6]李涛,马中,石磊,等.固城湖水环境污染状况与来源分析[J].环境保护科学,2014,40(4):1-6.

[7]金相灿,屠清瑛.湖泊富营养化调查规范[M].北京:中国环境科学出版社,1990:4-30.

[8]CARLSON R E.A Trophic State Index for Lakes[J].Limnology and Oceanography,1977,22(2):361-392.

[9]GB 3838—2002,地表水环境质量标准[S].

[10]WANG H,ZHOU Y Y,JI F Q.Investigation on Eutrophication Level for Gucheng Lake by the Model of Butterfly Catastrophe[C]∥ZHAO J.Advances in Environmental Technologies Conference Proceedings of the 2nd International Conference on Energy and Environmental Protection.Zurich,Switzerland:Trans Tech Publications Ltd.,2013:2051-2056.

[11]万金保,李媛媛.湖泊水质模型研究进展[J].长江流域资源与环境,2007,16(6):805-809.

[12]于忠华,黄文钰,舒金华.南京市主要湖库水环境现状与演变趋势分析[J].国土与自然资源研究,2005(4):37-39.

[13]林超,张素亭.水质趋势分析的肯达尔检验及其应用[J].海河水利,1988(4):13-18.

[14]王志明,吴文强,李双喜,等.肯达尔检验方法在干旱区河流水质趋势分析中的应用[J].石河子大学学报:自然科学版,2005,23(4):119-121.

[15]KENDALL M G,STUART A.The Advanced Theory of Statistics[M].London,UK:Chalres Griff,1973:5-8.

[16]KENDALL M G.Rank Correlation Methods[M].London,UK:Chalres Griff,1973:17-20.

[17]陈双全,孔和云.固城湖水环境现状调查与评价[J].环境监测管理与技术,2004,16(6):19-21.

[18]刘发根,李梅,郭玉银.鄱阳湖水质时空变化及受水位影响的定量分析[J].水文,2014,34(4):37-43.

[19]LEE S I.Nonpoint Source Pollution[J].Fisheries,1979,13(2):50-52.

[20]唐金艳,曹培培,徐驰,等.水生植物腐烂分解对水质的影响[J].应用生态学报,2013,24(1):83-89.

[21]金树权,周金波,朱晓丽,等.10种水生植物的氮磷吸收和水质净化能力比较研究[J].农业环境科学学报,2010,29(8):1571-1575.

[22]谷孝鸿,范成新,杨龙元,等.固城湖冬季生物资源现状及环境质量与资源利用评价[J].湖泊科学,2002,14(3):283-288.

[23]谷孝鸿,范成新,胡本龙,等.固城湖生物资源现状及近20年间的变化趋势[J].生态与农村环境学报,2005,19(1):7-11,16.

[24]胡本龙,曾庆飞,赵小平,等.固城湖水环境质量变化趋势分析[J].水产养殖,2010(12):1-3.

[25]高淳环保局.环境质量报告[R].南京:高淳环保局,2007—2012.

[26]HUANG Z H,XUE B,PANG Y.Numerical Simulation on Transportation Changes of Agricultural Non-Point Source of Nitrogen and Phosphorus in Gucheng Lake Basin,Jiangsu Province,During 1951-2000[J].Quaternary Sciences,2008,28(4):674-682.

[27]HUANG Z H,XUE B,PANG Y.Simulation on Stream Flow and Nutrient Loadings in Gucheng Lake,Low Yangtze River Basin,Based on Swat Model[J].Quaternary International,2009,208(1/2):109-115.

[28]高淳统计局.高淳统计年鉴[R].南京:高淳统计局,2013:53-66.

[29]周露洪,谷孝鸿,曾庆飞,等.江苏省固城湖围垦区池塘河蟹生态养殖效益及污染输出分析[J].湖泊科学,2013,25(3):406-413.

[30]周露洪,谷孝鸿,曾庆飞,等.固城湖围垦区池塘河蟹养殖环境影响及模式优化研究[J].生态与农村环境学报,2013,29(1):36-42.

(责任编辑： 李祥敏)

Spatial-Temporal Variation and Developing Tendency of Water Quality in Gucheng Lake and Inlets and Outlets of the Lake.

GUXian-kun1,2,GUXiao-hong1,ZENGQing-fei1,MAOZhi-gang1,LIXu-guang2,3,WANGYin-ping1,2,WANGWen-xia1,2

(1.State Key Laboratory of Lake Science and Environment, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 2.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3.Freshwater Fisheries Research Institute of Jiangsu Province, Nanjing 210017, China)

Abstract:Water samples were collected from Gucheng Lake and its inlets and outlets during the period between July 2012 and July 2013 for analysis of physic-chemical properties (including nutrient contents, BOD5, suspended organic matter) to explore spatio-temporal variation of the water quality of the lake and based on the monitoring data accumulated during the year of 2001-2012, developing tendency of the water quality in the lake in recent years was also analyzed with the aid of Software PWQTrend 2010. Results show that the water in the main area of the lake, Gangkou River and Qiqiao River was quite good in quality and got slightly eutrophied during the wet season, but the water in arms of the lake, in waste discharge outlet of aquatic breeding zones, and in Guanxi River and Xuhe River was quite high in pollution load and got moderately eutrophied during the wet season. However, during the dry season, the water in the whole area (the main area, arms, inlets and outlets of the lake) was moderately entrophied. Currently nitrogen and phosphorus are the main water pollutants in this study area, and come mainly from aquaculture. During the year of 2001-2012, the water in Guanxi River and the arms of the lake fell generally into Grade Ⅲ/Ⅳof the “National Standard for Surface Water Quality for Drinking Water”, and the water in the main lake area did into Grade Ⅲ in quality. Total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) in the water of Guanxi River decreased significantly from 2001 to 2012, but TN in the arms of the lake and TN and TP in the main lake area increased significantly as affected by the economic development in Gaochun District, and some environmental protection measures. Therefore, rationally programming development scale and mode of the aquaculture in the lake and reducing waste discharge from various pollution sources are essential measures for sustainable development of Gucheng Lake.

Key words:water quality;spatio-temporal variation;changing tendency;Gucheng Lake;inlets and outlets of the lake

作者简介：谷先坤(1982—),男,江苏盐城人,博士生,主要研究方向为湖泊生态学。E-mail: guxiankun1982@126.com

通信作者①E-mail： xhgu@niglas.ac.cn

基金项目：国家科技支撑计划(2012BAD25B06)；江苏省水利科技项目(2012019)；江苏省自然科学青年基金(BK20131059)

收稿日期：2015-06-15

DOI：10.11934/j.issn.1673-4831.2016.01.012

中图分类号：X131；Q178

文献标志码：A

文章编号：1673-4831(2016)01-0068-08