南漪湖春夏季节叶绿素a浓度变化及其与环境因子间的关系

彭水秀，张　坤，李晓明，赵　会，邓道贵（淮北师范大学生命科学学院，安徽淮北235000）



南漪湖春夏季节叶绿素a浓度变化及其与环境因子间的关系

彭水秀，张坤，李晓明，赵会，邓道贵
（淮北师范大学生命科学学院，安徽淮北235000）

摘要：于2015年3月至8月研究南漪湖不同湖区春夏季叶绿素a浓度变化及其与理化因子间的关系.结果表明：南漪湖东西湖区叶绿素a浓度随时间的变化呈逐月上升趋势.Pearson相关性分析显示，东湖区的叶绿素a浓度与各理化因子间无显著相关性；西湖区叶绿素a浓度与水温呈显著正相关，与总氮（TN）、总磷（TP）呈显著负相关，而与其他理化因子无相关关系.

关键词：南漪湖；叶绿素a；总氮；总磷

南漪湖位于安徽宣城市，属通江湖泊，又名“南湖”，总面积达189 km2，为安徽省第四大湖泊.该湖分为东、西2个湖区，东湖区湖水较深，底质为泥质，河蚬（Corbicula fluminea）资源丰富；西湖区湖水较浅，底质为沙质［1］.南漪湖的水源主要来自湖区北部的郎川河、新河和双桥等7条河流，湖水由湖区西端经水阳江泄出［2］.随着经济和渔业的发展，南漪湖趋于营养化状态，蓝藻水华在夏季湖区经常发生.

叶绿素a是浮游植物进行光合作用的主要色素，也是评价浮游植物生物量的关键指标.其含量与水环境质量密切相关，是水体理化性质动态变化的综合性指标［3］.因此，通过叶绿素a含量的测定可以在一定程度上反映出水质状况［4］.近年来，陈立婧等［1］仅对南漪湖建闸前后夏季浮游植物群落结构进行了研究，而关于南漪湖叶绿素a的研究尚属空白.本文通过探究南漪湖春夏季叶绿素a与环境因子间的关系，以期为南漪湖的湖泊治理和渔业健康养殖提供依据.

1　材料方法

1.1采样时间和采样点设置

2015年3月至8月对南漪湖进行采样调查，分东、西湖区，共设置10个采样点，即东湖区（1#～5#，10#）、西湖区（6#～9#）.每月中旬采样1次，GPS定位（图1）.

1.2样品的采集与测定

用2.5 L有机玻璃采水器采集湖水水样，表层和底层各采集一次，混合后取1～1.5 L水样带回实验室用于叶绿素a、总氮（TN）和总磷（TP）的测定.在每个采样点，用便携式溶解氧/温度测定仪（HANNA HI98186，意大利）现场测定水温、溶解氧，用便携式pH/ORP测定仪（HACA HQ11D，美国）现场测定pH，用赛氏盘（Sechi disk）测定湖水透明度.混合水样用Whatman GF/C滤膜过滤，滤膜用90%丙酮萃取24 h，取出上清液，再用紫外分光光度计测定叶绿素a［4］.总磷、总氮的测定参考《湖泊生态调查观测与分析》［5］.

图1　南漪湖采样点分布Figure 1Distribution of sampling sites in Lake Nanyi

1.3数据分析

利用SPSS 20.0 for Windows统计软件，分析南漪湖叶绿素a浓度与理化因子间的Pearson相关性，各理化因子通过ln（1+n）进行标准化，其中n为各理化因子的原始数值；用单因素方差分析（ANOVA）中的Post Hoc Tests（LSD）分别检验两个季节不同湖区间叶绿素a浓度的显著性差异.

2　结果

2.1南漪湖的理化指标

采样期间，南漪湖的理化指标见图2.水温呈明显的季节变化，其最大值（约28.9℃）出现在夏末（8月份），最小值（约9.9℃）出现在初春（3月份）.水温在两个湖区间无明显的差异.南漪湖的溶解氧DO有明显的季节差异，最大值（约11.869 mg/L）出现在4月份，最小值（约6.213 mg/L）出现在8月份.在空间上也有一定的差异，即西湖区＞东湖区.pH值呈中性，在两个湖区间无明显差异.透明度SD的最大值（约1.055 m）出现在夏季（7月），最小值（约0.165 m）出现在春季（5月），且西湖区＞东湖区.南漪湖的水深变化较大，其最大值（约4.620 m）出现在夏季（7月），最小值（约1.178 m）出现在春季（3月），且东湖区＞西湖区.因降雨和泄洪的原因，5月份水深小于4月和6月.南漪湖总氮TN、总磷TP均呈现明显的季节差异，TN最大值（约4.410 mg/L）出现在春季（5月），最小值（约1.440 mg/L）出现在夏季（8月）；TP最大值（约0.168 mg/L）出现在春季（3月），最小值（约0.051 mg/L）出现在夏季（7月）.TP在4月的值明显小于3月和5月，与水深的变化相一致.TN无明显的空间差异，TP存在一定的空间差异，即东湖区＞西湖区.

图2　南漪湖不同理化因子的时空变化Figure 2Temporal and spatial variations of different physico-chemical factors in Lake Nanyi

2.2南漪湖水体中叶绿素a浓度的时空分布

南漪湖水体叶绿素a浓度呈现明显的季节变化，全湖的变化范围为12.399～29.293 μg/L，平均值为19.747±9.169 μg/L；其最大值（29.293 μg/L）出现在8月，最小值（12.399 μg/L）在3月（图3）.

图3　南漪湖叶绿素a浓度的时空变化Figure 3　Temporal and spatial variations of Chl a concentration in Lake Nanyi

南漪湖叶绿素a浓度存在明显的时空差异.3月和7月份西湖区＜东湖区，且4～6月及8月西湖区＞东湖区（图3）.东、西湖区的最大值均出现在8月，分别为27.050±10.410 μg/L、32.658±12.664 μg/L；最小值均出现在3月，分别为14.295±6.136 μg/L、9.555±5.683 μg/L.两个湖区4月的叶绿素a值均高于3月和5月（图3）

2.3南漪湖叶绿素a浓度与环境因子间的关系

东湖区，叶绿素a与各环境因子间均无明显相关性.西湖区，叶绿素a与水温呈极显著正相关（p＜0.01），与TN、TP呈显著负相关（p＜0.05），而与其它环境因子无显著的相关性（表1）.

表1　南漪湖不同湖区理化因子的平均值及其与叶绿素a之间的相关性Table1 The average values of different physico-chemical factors and its relationship with Chl a in different zones of Lake Nanyi

3　讨论

较多的研究表明，影响水体叶绿素a浓度和浮游植物生长的关键因子是水温［6-7，11-12］.水温通过影响水体中浮游植物的光合作用和呼吸代谢来促进浮游植物的生长［8-9］.在春季，随着水温的回升以及适宜的光照，浮游植物开始加快繁殖［10］.在云南洱海、滇池及安徽巢湖，水体中叶绿素a浓度均与水温呈显著的正相关关系［7，13-14］.本研究中，随着采样月份的增加，南漪湖水温不断上升，叶绿素a的浓度也呈现上升的趋势.利用Pearson相关性分析发现，南漪湖西湖区的叶绿素a浓度与水温呈显著正相关（表1），这与其他相关研究结果基本一致.

氮、磷含量是影响湖泊富营养化程度的主要因素，其通过影响藻类的生长进而影响水体叶绿素a的浓度［7，15］.OECD（国际经济与合作发展组织）通过对北欧264个水体进行调查发现，叶绿素a浓度与水体中氮磷含量存在着一定的联系，其中80%的水体中叶绿素a浓度受磷含量的限制，11%的水体则受制于氮含量，另有9%受氮磷含量共同作用的影响［4，7，16］.国内研究表明，一些湖泊中，叶绿素a含量与水体总氮TN［6，17-18］和总磷TP［19］呈显著的负相关，而另一些湖泊中叶绿素a含量与水体总氮TN［22］和总磷TP［6，11，20-21］呈显著的正相关.杨威等［7］研究发现，氮、磷对洱海不同湖区水体叶绿素a浓度的影响差异明显.在滴水湖和青海湖，叶绿素a与TN、TP的相关性存在明显的季节差异［23-24］.本研究中，氮、磷含量与南漪湖东湖区叶绿素a浓度无明显相关性；在西湖区，叶绿素a浓度与氮、磷含量均呈现显著负相关（表1）.本研究期间，南漪湖4月水深明显高于3月和5月，4月叶绿素a含量也高于3月和5月.一方面，4月的涨水造成湖里的氮、磷等营养物质被稀释下降，但随着水温升高和透明度增加浮游植物快速生长，叶绿素a浓度升高.另一方面，5月由于下闸放水使南漪湖水深明显下降，尽管内源营养物质释放到水体中，导致水体里的氮、磷等营养物质增加，但由于水体透明度低、光线弱不利于浮游植物生长，这可能是造成南漪湖5月叶绿素a浓度低于4月的缘故.陈立婧等［1，25-26］研究也表明，2003年冬季的建闸对南漪湖的生态系统产生了重大的影响.

参考文献：

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The Variations of Chlorophyll-a Concentration in Spring and Summer and Its Relationship to Environmental Factors in Lake Nanyi

PENG Shuixiu，ZHANG Kun，LI Xiaoming，ZHAO Hui，DENG Daogui
（School of Life Science，Huaibei Normal University，235000，Huaibei，Anhui，China）

Abstract：The variations of chlorophyll-a concentration and its relationship to environmental factors in differ⁃ent zones of lake Nanyi were studied from March to August in 2015.The results showed that chlorophyll-a concentration in the eastern and western zones of the lake increased gradually during March to August.Pear⁃son’s correlation analysis showed that there was no significant relationship between the chlorophyll-a concen⁃tration and physical-chemical factors in the eastern zone of the lake.The chlorophyll-a concentration in the western zone of the lake was positively correlated with water temperature，and negatively correlated with total nitrogen（TN）and total phosphorus（TP），but no significant correlations with other physical-chemical fac⁃tors.

Key words：lake Nanyi；chlorophyll-a；total nitrogen；total phosphorus

作者简介：彭水秀（1990-），女，安徽安庆人，硕士生，研究方向：浮游生物生态学.通讯作者：邓道贵（1969-），男，安徽巢湖人，教授，研究方向：水域生态学.

基金项目：国家自然科学基金项目（31370470）

收稿日期：2015-11-30

中图分类号：X 524

文献标识码：A

文章编号：2095-0691（2016）01-0057-05