洞庭湖水体叶绿素a的时空变化特征

张屹　李利强　欧伏平　易敏　陈翔　龚正　李虹

摘 要 水体藻类生长的时空变化对研究水体富营养化十分重要。对洞庭湖东、南、西3个区域的10个断面水体叶绿素含理进行了为期1 a的动态监测，全面分析不同区域、不同时期洞庭湖水体中叶绿素a含量的时空动态变化特征。结果表明，全湖水体叶绿素a含量的平均浓度为2.0 mg/m3，总体趋势以夏季>秋季>冬季>春季，不同区域水体叶绿素含量以东洞庭湖最高，其次为西洞庭湖和南洞庭湖。

关键词 洞庭湖水体；叶绿素a；时空变化

中图分类号：X502 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2016）01--02

叶绿素是藻类的重要组成成分之一，所有的藻类都含有叶绿素a，它的含量高低与水体藻类的种类、密度等有密切的关系[1]，也与水环境质量有关，是水体理化性质动态变化的反映指示之一，通过测定叶绿素a含量能够在一定程度上反映水质的富营养状况。

1 材料与方法

1.1 研究点位与采样方法

洞庭湖是我国的第一大湖，湖泊面积2 625 km2，平均水深6.39 m，换水周期约20 d，营养盐来源复杂，由于长期的湖泊演变和人类活动。目前分为东、南、西3个湖区，本次研究分别在3个湖区采用GPS定位，各选取有代表性的断面共10个，其中东洞庭湖为鹿角、东洞庭湖湖心、岳阳楼、洞庭湖出口4个断面；南洞庭湖为万子湖、虞公庙、横岭湖3个断面；西洞庭湖为南嘴、蒋家嘴、小河嘴3个断面。

从2014年1-12月进行1 a的定位采样，每月1次。采用有机玻璃采水器采取水样。

1.2 分析方法

取1 L水样，经0.45 μm乙酸纤维滤膜过滤，低温干燥6～8 h后放入组织研磨器中，用90%的丙酮定容10 mL到离心管中，在3 000～4 000 r/min中离心10 min，反复二次取上清液10 mL到比色管中，用1 cm光程比色皿测定在750、663、645、630 nm波长吸光度，再用公式进行计算。

2 结果与分析

2.1 洞庭湖不同区域水体叶绿素a的动态变化特征

图1为洞庭湖不同区域水体叶绿素a含量1 a的动态变化特征。结果表明，不同区域、不同时期洞庭湖水体叶绿素a含量呈明显差差异，全年叶绿素含量以夏季和秋季最高，春季最低，但各區域因环境条件不同而呈现不同的动态变化特征。东洞庭湖区域水体叶绿素a的含量在0.2～28.8 mg/m3，以10月的东洞庭湖湖心断面最高为12.6 mg/m3，3月的东洞庭湖出口断面含量最低为0.5 mg/m3。南洞庭湖区域水体叶绿素a的含量在0.2～8.4 mg/m3，以8月的万子湖断面最高为6.8 mg/m3，2月的万子湖断面含量最低为0.4 mg/m3。西洞庭湖区域水体叶绿素a的含量在0.2～9.7 mg/m3，以8月的小河嘴断面最高为7.3 mg/m3，2月的小河嘴断面含量最低为0.3 mg/m3。

2.2 洞庭湖不同区域水体叶绿素a的空间变化特征

不同区域叶绿素a的含量以东洞庭湖最高，年平均含量为3.1 mg/m3，南洞庭湖最低为1.5 mg/m3，其次为西洞庭湖为1.6 mg/m3。各区域叶绿素a的含量东洞庭湖与西、南洞庭湖的差异较大，西、南洞庭湖水体中叶绿素a的年平均含量没有显著性差异。

3 结论与讨论

3.1 洞庭湖叶绿素a的空间分布

研究表明，洞庭湖水体叶绿素a由于受不同的环境条件影响，不同区域的叶绿素a含量动态变化较大，在叶绿素a较高时期东洞庭湖>西洞庭湖>南洞庭湖，最高可达28.8 mg/m3，这主要是因为东洞庭湖靠近岳阳市，岳阳是一个工业城市，大量的城市污水及其所含的营养元素被排放到东洞庭湖水体中，有利于藻类的生长。因此，叶绿素a会较高，而西、南洞庭湖区域工业相对较少，主要以农业和养殖为主，虽然存在盲目过量施用氮磷肥问题[2]，但水体中含氮磷量相对较低，且水体扰动力大，所以叶绿素a较低。

3.2 洞庭湖叶绿素a的季节动态变化

夏秋二季叶绿素a较高，是因为夏秋二季温度相对较高，藻类生长迅速，因此叶绿素a较高。另外，由于洞庭湖不同区域随季节变化的沉积物-水体界面磷迁移变化不一样，由于沉积物中磷形态分布特征不同，且不同断面的生态位不同，因此不同区域沉积物磷释放受季节的影响不一样，导致磷对藻类生长随季节的变化而不同[3]，这也是叶绿素a季节性变化的原因。

3.3 结论

本次研究表明，洞庭湖叶绿素a的高峰期在夏秋二季，春冬最低，洞庭湖水体叶绿素a全年动态变化较大，且以东洞庭湖最高，南洞庭湖最低。

参考文献

[1]范成新，羊向东，史龙新，等.江苏湖泊富营养化特征、成因及解决途径[J].长江流域资源与环境，2005（2）：182-184.

[2]王洪铸，王海军.蓝藻水华治理应放宽控氮、集中控磷，以大幅度降低污水处理成本[J].科技导报，2008（22）：95-99.

[3]吴庆龙，谢平，杨柳燕，等.湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究[J].地球科学进展，2008（11）：136-137.

（责任编辑：赵中正）