洱海治理中水体透光性的季节变化及其影响因素分析

云南省生态环境厅驻大理州生态环境监测站 寸晓丹

洱海是云南第二大高原湖泊，位于大理白族自治州境内，跨大理市和洱源县，是大理地区生活、灌溉和工业用水的主要来源。1990年以前，洱海水质良好，水生生物丰富;2000年以来，随着洱海流域人类活动干扰的不断加剧，水生植被大量衰退，洱海水质变差，富营养化呈逐渐增加趋势。目前，洱海已由草型湖泊逐步转向草—藻共存型湖泊。研究表明，恢复和改善沉水植物群落可能会提高洱海水质，而水下良好的光照环境是沉水植物恢复的必要条件。因此，了解水体的光学特性及其影响因子，有助于寻求改善水下光照条件的有效措施。

一、材料与方法

（一）采样时间及站位

根据洱海湖区的水文环境和沉水植物分布状况，设置36个采样点(图1)。分别于2020年4月、7月、11月和2021年1月对洱海36个采样点进行了光学衰减系数(K)、透明度(SD)和固态悬浮物浊度(Turb)的监测，并采集混合水样测定叶绿素a(Chl-a)含量。在36个固定采样点中，10个点有大量沉水植物，点位分别为 1、2、4、5、7、8、10、11、13、14，其余26个点全无沉水植物(图1)。

图1 洱海采样点分布

（二）测定方法

光合有效辐射(PAR)总量采用美国LI-COR公司生产的水下光量子仪(Li-1400)进行测定。为减小太阳高度角变化对水下光谱测量结果的影响，测量时间集中在9:30—14:30，观测期间天气晴朗。在有沉水植物的点位，分别在水下0、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50m共 7层测定PAR强度，每个点水深均大于2.5m;无沉水植物的点位，分别在水下0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0m共7层测定PAR强度，每个点水深均大于4.5m。每层记录5个数据。透明度用直径30cm的黑白塞氏盘进行现场测定。叶绿素a采用分光光度计法测定。固态悬浮物浊度采用美国Compbell公司的光学后向散射浊度计(OBS-3A)测定。

二、结果与分析

水体光学特性指标的季节变化：

全湖光学衰减系数(图2—A)季节变规律为春季(0.59m-1)<冬季(0.68m-1)<秋季(0.95m-1)<夏季(1.05m-1)。K值在春季最小，显著低于夏季、秋季和全年(P<0.05)，其变化范围为0.42—0.75m-1，平均值约为0.59m-1；K值在夏季最大，显著高于春季、冬季和全年(P<0.05)，其变化范围为0.75-1.40m-1，平均值约为1.05m-1；K值在秋季和夏季没有显著差异(P>0.05)，冬季和春季没有显著差异(P>0.05)；从全年来看，光学衰减系数(K)变化范围较大，最小值为0.42m-1，最大值为1.45m-1。

全湖透明度(图2)季节变规律为夏季(1.86m)<秋季(2.28m)<春季(3.00m)<冬季(3.07m)。SD值在春季和冬季没有显著差异(P>0.05);SD值在夏季最低，显著低于春季、冬季和全年(P<0.05)，其变化范围为1.30—2.40m，平均值约为1.86m。SD值在秋季和夏季没有显著差异(P>0.05);SD值在冬季最高，显著高于夏季、秋季和全年(P<0.05)，其变化范围为2.10—4.50m，平均值约为3.07m。从全年来看，SD值变化范围较大，最小值为1.30m，最大值为4.50m。

图2 不同季节洱海水体的光学衰减系数、透明度、叶绿素a和浊度箱线图

实线的上下端代表最大值和最小值;矩形的上下端代表上四分位数和下四分位数;中间横线为中位线;图中字母表示TukeyLSD多重比较检验结果，字母不同表示差异显著(P<0.05)。全湖叶绿素a(图2-C)季节变规律是春季(5.24μg/L)<冬季 (5.49μg/L)<秋季 (12.33μg/L)<夏季(14.22μg/L)。Chl-a值在春季最低，显著低于夏季、秋季和全年(P<0.05)，其变化范围为2.79—7.25μg/L，平均值约为5.24μg/L;Chl-a值在夏季最高，显著高于春季、冬季和全年(P<0.05)，其变化范围为4.46—20.65μg/L，平均值约为14.42μg/L。Chl-a值秋季和夏季没有显著差异(P>0.05)，冬季和春季没有显著差异(P>0.05)。从全年看，Chl-a值变化范围较大，最小值为1.67μg/L，最大值为22.88μg/L。

三、讨论

本研究发现，洱海沉水植物区的水体浊度显著低于无沉水植物区，这与庞翠超等(2014)室内实验结果一致。沉水植物能够减缓风浪﹑固定底泥、抑制和吸附悬浮物，从而能够显著降低水体浊度。水体透明度与太阳辐射、湖水理化性质、悬浮物组成和含量以及天气状况等密切相关(张晓晶等，2009)，沉水植物有利于提高透明度(刘健康，2002)。本研究中，洱海沉水植物区透明度与无沉水植物区相比提高不显著;而雷泽湘等(2006)研究表明，太湖沉水植物能够显著提高水体透明度;可能是因为洱海最北面水生植物覆盖较密，人为测量误差较大。叶绿素a主要反映浮游植物现存量(Reynolds，2009)，沉水植物能够抑制浮游藻类的生长(张庭延等，2007)。本研究发现，洱海沉水植物区叶绿素a含量与无沉水植物区相比，降低作用不显著，这是因为洱海主风为南风(赵海超等，2011)，使湖泊水体向北(沉水植物实验区)涌动，导致藻类聚集，叶绿素a含量相对于其他沉水植物区域较高。

四、结语

考虑到沉水植物对于减缓风浪、固定底泥、改善水下光照条件、抑制藻类生长具有重要作用，可通过人工拦截或增加湿地植物的多样性，以减小风浪对浅水区或岸边底泥的搅动，同时修复湖滨带并加强管理，减少入湖泥沙和水中悬浮颗粒物，提高水体透明度，有效改善水下光场，在一定程度上可以恢复沉水植物并改善水环境，进一步促进水体的良性循环。