朱廣偉，陳偉民，李恒鵬，任 理，顧 釗，趙林林，高永霞，賀冉冉，張運(yùn)林，崔 揚(yáng)

(中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210008)

水庫在我國水資源供給和水生態(tài)環(huán)境中起著至關(guān)重要的作用［1］.水庫不但承擔(dān)著漁業(yè)養(yǎng)殖、旅游、防洪、農(nóng)業(yè)灌溉、小氣候調(diào)節(jié)等功能，還越來越多地承擔(dān)了飲用水水源地的功能.隨著水庫飲用水水源地功能的不斷強(qiáng)化，過去傳統(tǒng)的漁業(yè)養(yǎng)殖功能逐步下降［2］，解決水質(zhì)問題逐步成為水庫管理中的首要任務(wù)［3］.

天目湖沙河水庫建于1959年，水面面積12 km2，平均水深7 m，最大水深14 m，總庫容1.09×108m3，屬大Ⅱ型水庫，是蘇南丘陵山區(qū)最大的水庫之一［4］.沙河水庫目前的主要功能是市政供水和旅游，是溧陽市60萬人口的飲用水水源地，也是國家AAAA級(jí)旅游區(qū)，年游客人數(shù)超過400萬人［5］.

沙河水庫的發(fā)展歷程及當(dāng)前面臨的水環(huán)境問題在我國東南沿海地區(qū)十分普遍.自1962年建成以來，先后經(jīng)歷了漁業(yè)開發(fā)、旅游開發(fā)、有機(jī)農(nóng)業(yè)開發(fā)等幾個(gè)開發(fā)階段，水質(zhì)不斷受到威脅.面臨的最主要問題是透明度下降、飲用水供水品質(zhì)下降、藻類異常增殖等富營養(yǎng)化問題［6-8］.因此，水質(zhì)保護(hù)與富營養(yǎng)化防控也是沙河水庫水質(zhì)管理的重中之重，一直得到溧陽市政府的高度重視.自2006年專門設(shè)立溧陽市天目湖水源地生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室以來，更是推進(jìn)實(shí)施了流域生態(tài)保護(hù)規(guī)劃制定、保護(hù)區(qū)范圍紅線劃定、流域濕地構(gòu)建、入湖河流整治、農(nóng)村生活污水整治、水庫清淤、漁業(yè)調(diào)控等一系列保護(hù)工程措施，對(duì)沙河水庫的水質(zhì)產(chǎn)生了影響，緩解了流域大規(guī)模農(nóng)業(yè)和旅游開發(fā)對(duì)水庫水質(zhì)的不利影響.

然而，沙河水庫的保護(hù)與開發(fā)始終并存，開發(fā)與保護(hù)的內(nèi)容不斷變化，水庫的保護(hù)跟不上流域開發(fā)，水體和生態(tài)脆弱性逐漸顯露，致使其水質(zhì)很不穩(wěn)定.這種現(xiàn)象在我國東南地區(qū)的水庫管理上很具代表性.為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)流域開發(fā)與保護(hù)對(duì)水庫水質(zhì)的影響，本文利用沙河水庫多年的水質(zhì)監(jiān)測資料，分析了沙河水庫富營養(yǎng)化相關(guān)指標(biāo)的變化規(guī)律，結(jié)合流域開發(fā)與保護(hù)工程因素分析，探討人類活動(dòng)強(qiáng)烈干擾下的水庫水質(zhì)保護(hù)效果及水質(zhì)影響因素，為我國東南丘陵山區(qū)水庫的水質(zhì)保護(hù)及水資源安全供給提供科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 樣點(diǎn)布設(shè)與樣品采集

圖1 沙河水庫監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)Fig.1 Sampling sites in Shahe Reservoir

分別于2001年6月-2002年5月、2006年1-12月、2008年5月-2012年12月，逐月對(duì)沙河水庫中8～10個(gè)水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)(圖1)進(jìn)行監(jiān)測，其中2008年5月-2009年12月加密監(jiān)測，監(jiān)測方法見文獻(xiàn)［6，8-10］.為了便于統(tǒng)一，水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)均選取表層0.5～1.0 m的水樣分析結(jié)果.透明度(SD)的測定采用賽氏黑白盤.

2011-2012年水庫降雨數(shù)據(jù)來自沙河水庫9號(hào)監(jiān)測點(diǎn)西岸的山頂氣象站.該氣象站提供按日統(tǒng)計(jì)的降雨量數(shù)據(jù).部分2010年的降雨數(shù)據(jù)則來自沙河水庫管理處水文站逐日監(jiān)測資料.

1.2 水樣分析方法

浮游植物鑒定時(shí)，取1 L水用魯哥試劑固定后，使用Olympus CH生物光學(xué)顯微鏡鏡檢浮游植物樣品.并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式估算浮游植物的生物量(BioM，mg/L).

水樣中總氮(TN)采用過硫酸鉀消解，紫外分光光度法測定;總磷(TP)采用過硫酸鉀消解，鉬銻抗比色法測定［11］;溶解性總氮(DTN)、溶解性總磷(DTP)的測定:水樣過0.45 μm孔徑GF/F玻璃纖維濾膜后，測定其TN、TP含量;硝態(tài)氮?jiǎng)t采用Skalar流動(dòng)分析法測定;葉綠素 a(Chl.a)采用熱乙醇提取，分光光度法測定［12］;懸浮顆粒物(SS)為GF/F濾膜過濾后重量法測定，將濾膜上的顆粒物105℃下烘干后用馬弗爐550℃灼燒2 h，估算懸浮物的有機(jī)質(zhì)比例(LOI)［13］;高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)采用氧化還原滴定法測定［12］.

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析采用Excel 2010完成.

2 結(jié)果與分析

2.1 水體總氮與溶解性總氮

圖2 沙河水庫水體總氮、溶解性總氮(a)和總磷、溶解性總磷(b)月均濃度Fig.2 Average total nitrogen and dissolved total nitrogen concentrations(a)，tatal phosphorus and dissolved total phosphorus(b)in Shahe Reservoir

沙河水庫水體總氮呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化(圖2a)，特別是2009年以來，春季的峰值變得非常明顯.2001-2002年，水體總氮年平均含量為 0.71 mg/L，最大值為 1.31 mg/L，最小值為 0.27 mg/L，相差1.04 mg/L.2006-2007 年水體總氮平均值為1.43 mg/L，其中最大值為 2.06 mg/L，最小值為 0.91 mg/L，相差1.15 mg/L.2009 年總氮平均值為 1.49 mg/L，其中最大值為 3.09 mg/L，最小值為 0.84 mg/L，相差2.25 mg/L.之后盡管年變幅開始降低，但仍處于較大的變幅狀態(tài).2010-2012 年的平均值分別為 1.61、1.01和 1.11 mg/L，其中 2012 年最大值為 1.70 mg/L，最小值為 0.71 mg/L.

水庫總氮年變幅的增大反映出外源控制因素單一化越來越嚴(yán)重.結(jié)合流域保護(hù)與開發(fā)過程看，與2009年以來大規(guī)模的茶園開發(fā)等農(nóng)業(yè)開發(fā)活動(dòng)加強(qiáng)有關(guān).2009年沙河流域茶園面積超過流域總面積的8%，且呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì).

從總氮的年平均值看，沙河水庫水質(zhì)每4年下降一個(gè)等級(jí).2002-2006年，總氮濃度有一個(gè)快速升高的過程，從Ⅲ類水水平快速增高到Ⅳ類水水平.從2006-2010年則又有一個(gè)快速升高的過程，年平均值從Ⅳ類水水平又增高到Ⅴ類水水平.從2010年開始，總氮含量才開始下降，但直到2012年，仍明顯高于2002年的水平，總體屬于Ⅳ類水水平.

沙河水庫水體中的氮主要以溶解態(tài)形式存在.2008年5月至2012年12月共計(jì)85次調(diào)查中，水體總氮平均值為1.34 mg/L，溶解性總氮平均值為1.10 mg/L，約占總氮的82%，其中硝態(tài)氮的比例很高.同期硝態(tài)氮平均值為0.69 mg/L，占溶解性總氮的63%，這與2008-2009 年的調(diào)查結(jié)果一致［9］.

2.2 水體總磷與溶解性總磷

與氮的情況不同，沙河水庫水體總磷的含量年際變化較小，月間的變化卻很大(圖2b).2001-2002年，水庫總磷平均值為0.038 mg/L，其中最大值為0.062 mg/L，總體呈Ⅲ類水水平.2006-2007年總磷平均值為0.047 mg/L，其中最大值為0.082 mg/L，總體仍呈Ⅲ類水水平，但比2001-2002年增高了24%.2008-2012 年總磷的年平均值分別為 0.040、0.032、0.034、0.037 和 0.035 mg/L，基本比較穩(wěn)定，且總體上明顯低于2006-2007年的狀況，也低于2001-2002年期間的狀況.年際間的變幅明顯小于月間變幅.2006年總磷屬于調(diào)查期間的最高值.結(jié)合流域的開發(fā)過程分析，這與2003-2006年旅游區(qū)臨湖面大規(guī)模的開發(fā)活動(dòng)以及流域農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)活動(dòng)有關(guān).

與氮不同，沙河水庫中的磷主要以顆粒態(tài)形式存在.2008年5月-2012年12月，水體總磷平均值為0.034 mg/L，同期溶解性總磷平均值為0.014 mg/L.顆粒態(tài)磷平均占總磷的59%.這與2008-2009年加密監(jiān)測的數(shù)據(jù)一致［9］.與總磷相比，溶解性總磷的含量月變化和年變化都更小.

2.3 氮磷比

水體氮磷比的高低對(duì)于浮游植物群落結(jié)構(gòu)有較大的影響［14］.特別是對(duì)于顆粒物較少、透明度較高的深水水體.當(dāng)?shù)妆鹊陀?0時(shí)，氮對(duì)藍(lán)藻生長的限制作用可能就會(huì)顯現(xiàn)［15］.

沙河水庫水體氮磷比變化較大(圖3).2001-2002年氮磷比年平均值為20，只有1月和3月氮磷比超過29，其余月份均低于29，這說明當(dāng)時(shí)水庫水體藻類的生長會(huì)受到氮供給的限制.2006年氮磷比平均值為34，2007年平均值為57，2009年更是增高到62，2010年平均值為61.氮磷比顯著高于29，說明這一階段水體藻類生物量可能基本不受氮供給的控制，營養(yǎng)鹽方面主要受磷含量的影響.2011年氮磷比年平均為28，重新回到氮、磷同時(shí)控制的情況.2012年則又有所增高，年平均值為33，其中6-9月的水華期有2個(gè)月氮磷比低于29，說明藻類異常增殖過程仍會(huì)受到氮供給的影響.

圖3 沙河水庫水體氮磷比變化Fig.3 Changes of the ratio of total nitrogen and total phosphorus in Shahe Reservoir

2.4 高錳酸鹽指數(shù)與懸浮顆粒物

總體上沙河水庫水體CODMn的變化不大，多年平均值為3.45 mg/L，屬于Ⅲ類水水平.其中2001-2002年平均值為3.47 mg/L，2006-2012 年逐年平均值分別為 3.67、4.25、4.08、3.56、3.07、2.87 和 3.06 mg/L，均屬于Ⅲ類水水平.其中2006-2008年有個(gè)高峰值，與農(nóng)業(yè)開發(fā)過程關(guān)系更為密切(圖4a).

沙河水庫水體CODMn與有機(jī)態(tài)懸浮顆粒物關(guān)系密切，如2008年5月至2012年12月間，通過燒失量估算的有機(jī)懸浮物含量平均值為4.64 mg/L，其月變化與水體CODMn的變化相似(圖4a)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.94(n=81)，說明有機(jī)顆粒物是水體中CODMn的主要貢獻(xiàn)者.

從年變化看，懸浮物濃度總體呈先升高后降低的趨勢(shì)，峰值出現(xiàn)在2008-2009年.2006-2012年逐年SS 平均值分別為 6.80、9.82、11.00、10.83、10.15、8.08 和 6.76 mg/L(圖 4a).在2008-2009年，SS呈現(xiàn)較高的月變化，主要是受降雨過程影響，反映出期間流域植被破壞較嚴(yán)重，水土流失程度相對(duì)較高，這可能與期間的農(nóng)業(yè)開發(fā)活動(dòng)有關(guān).

水體透明度的情況基本上與SS呈反比.2001-2002年透明度平均值為145 cm，2006-2012年逐年平均值分別為 116、95、91、99、106、111 和 120 cm(圖 4a)，呈現(xiàn)單峰下降再升高的趨勢(shì)，其中2007-2009年透明度最低，也可能與當(dāng)時(shí)的農(nóng)業(yè)及旅游開發(fā)活動(dòng)有關(guān).

2.5 葉綠素與浮游植物生物量

從浮游植物生物量看，2006年出現(xiàn)一個(gè)極高的峰值(圖4b).2006年5月水庫浮游植物生物量平均值達(dá)127.142 mg/L，而2002年5月，全庫平均浮游植物生物量僅為22.694 mg/L，4年增高了近6倍.事實(shí)上2004-2005年浮游植物異常增殖的水質(zhì)問題已經(jīng)出現(xiàn)，浮游植物生物量過高，影響到水體透明度，到2006年時(shí)該問題顯得最為突出.

圖4 沙河水庫水體SS、CODMn、SD(a)和葉綠素a含量、浮游植物生物量(b)變化Fig.4 Changes of SS，CODMn，SD(a)and the chlorophyll-a，phytoplankton biomass concentration(b)in Shahe Reservoir

2006年以后，浮游植物生物量大致呈現(xiàn)快速下降的趨勢(shì)，2006-2012年的逐年平均值分別為25.225、22.560、15.893、8.875、7.255 和 9.885 mg/L;而2001-2002年的12個(gè)月平均值為15.364 mg/L.這說明單從浮游植物生物量的角度看，2010年以來已經(jīng)低于2001年了.

結(jié)合沙河水庫及流域的開發(fā)與保護(hù)歷程，2006年前后的浮游植物生物量急劇增加除了與流域開發(fā)活動(dòng)加劇有關(guān)外，主要受鳙魚的過度養(yǎng)殖影響.沙河水庫自1959年建庫初期就放養(yǎng)魚類，1960-1969年的平均年產(chǎn)量為 8.50 t，1970-1979年的平均年產(chǎn)量為9.81 t，1980-1988 年的平均年產(chǎn)量為 18.74 t［4］，已經(jīng)達(dá)到較高的產(chǎn)量，此后至1999年產(chǎn)量基本穩(wěn)定.然而，1997年以后，因天目湖砂鍋魚頭產(chǎn)品開發(fā)及旅游市場的大力開發(fā)，沙河水庫鳙魚養(yǎng)殖開始混亂，大量投放鳙魚，捕撈也采用全年捕撈，鰱魚的放養(yǎng)基本停滯.直至2006年重新調(diào)整漁業(yè)管理，鰱、鳙魚的放養(yǎng)比例控制在8∶2左右，同時(shí)降低總放養(yǎng)量，對(duì)水體浮游植物生物量起到了控制作用.但從2008年以后，漁業(yè)調(diào)控對(duì)藻類的控制能力似乎已經(jīng)很有限了.

葉綠素a含量的變化情況與浮游植物生物量的變化非常吻合.利用2008年5月至2012年12月85次調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，ρ(BioM)=0.501ρ(Chl.a)+1.263，相關(guān)性達(dá) 0.86，這說明沙河水庫的葉綠素 a 含量能夠正確反映浮游植物生物量的狀況.

2.6 富營養(yǎng)化指數(shù)

根據(jù) Carlson 營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)及我國湖泊富營養(yǎng)化指數(shù)［16-17］，利用 Chl.a、TP、TN、SD、CODMn等 5 個(gè)參數(shù)計(jì)算了沙河水庫的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(圖5).其中TSI(TP)計(jì)算采用Carlson的公式［16］，其余指標(biāo)采用王明翠等的公式［17］.結(jié)果表明，沙河水庫水體營養(yǎng)狀態(tài)綜合指數(shù)TSI平均值為50，月最大值為58，最小值為36，屬于中富營養(yǎng)水平.其中2001-2002年TSI平均值為46，2006-2012 年的年均值則分別為 51、51、52、51、50、47、48.TSI(Chl.a)、TSI(TP)、TSI(TN)、TSI(SD)和 TSI(CODMn)的多年平均值分別為 53、55、57、50 和 33，總氮、總磷、浮游植物生物量是主要貢獻(xiàn)因子;其中2012年的TSI(TN)、TSI(TP)和TSI(Chl.a)分別為56、55和52(圖5)，氮和磷是主要貢獻(xiàn)因子.

圖5 沙河水庫富營養(yǎng)化指數(shù)變化Fig.5 Change of the trophic state index(TSI)in Shahe Reservoir

3 討論

3.1 漁業(yè)過度養(yǎng)殖和比例失調(diào)對(duì)水庫水質(zhì)影響很大

沙河水庫的水質(zhì)問題從2000年左右開始出現(xiàn)，主要問題是夏季透明度差，春末夏初針桿藻等硅藻瘋長，夏季席藻等藍(lán)藻瘋長，大大影響水庫飲用水的原水供給及旅游功能.2005年甚至出現(xiàn)自來水二甲基異莰醇和土臭素超標(biāo)問題，引起社會(huì)和政府的高度重視.

水質(zhì)快速惡化的首要因素是1997-2005年的漁業(yè)過度養(yǎng)殖.漁業(yè)生產(chǎn)對(duì)水庫浮游植物影響甚大［18-19］.天目湖旅游開發(fā)始于1992年4月，1994年7月被江蘇省人民政府批準(zhǔn)為省級(jí)旅游度假區(qū)，1997年開發(fā)出“沙河魚頭”招牌菜，2001年1月被國家旅游局評(píng)為首批AAAA級(jí)旅游區(qū)，游客大量增加，達(dá)到400萬人/年.使得鳙魚成為沙河水庫養(yǎng)殖的主要經(jīng)濟(jì)魚種.

早期的沙河水庫漁業(yè)養(yǎng)殖的主要目標(biāo)是追求總產(chǎn)量，鰱魚與鳙魚的比例一直相差不大.但1997年以后由于鳙魚價(jià)格大大超過鰱魚，為了追求高利潤，放養(yǎng)比例嚴(yán)重失調(diào)，鳙魚的放養(yǎng)規(guī)模增大，提高到1.75～2.50 kg/尾，1997-2001 年鳙魚逐年放養(yǎng)量為 54.9%、70.4%、72.4%、85.1%和 94.4%，導(dǎo)致天目湖自然生物群落結(jié)構(gòu)的破壞，食物鏈關(guān)系脫節(jié)，浮游生物小型化，野雜魚種群嚴(yán)重衰退，甚至出現(xiàn)鳙魚生長率等于零的年份(2000年).伴隨其后的是水質(zhì)的快速惡化，特別是夏季浮游植物生物量的快速增加.

2006年開始調(diào)整沙河水庫的漁業(yè)養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)與規(guī)模，將鰱魚和鳙魚的投放比例提高到9∶1，并降低投放量，通過捕撈降低水庫鰱魚和鳙魚的總庫存量.同時(shí)投放以有機(jī)碎屑為主要食物的野雜魚，對(duì)浮游植物生物量的控制起到了很好的效果.浮游植物生物量逐年下降，2008年以后大部分月份的生物量都控制在15 mg/L以下(圖4b).但其后浮游植物生物量基本維持在年均10 mg/L左右，下降幅度有限.說明漁業(yè)調(diào)控的下行效應(yīng)能力已經(jīng)接近上限，而營養(yǎng)鹽供給的上行效應(yīng)對(duì)浮游植物生物量的影響越來越明顯.

3.2 農(nóng)業(yè)與土地開發(fā)對(duì)沙河水庫水質(zhì)影響甚大

21世紀(jì)沙河水庫的流域土地開發(fā)分兩個(gè)階段:2003-2006年的臨湖面賓館、飯店、娛樂場地等旅游設(shè)施、房地產(chǎn)開發(fā)、局部農(nóng)業(yè)開發(fā)為第一階段;2007-2010年流域大面積茶葉種植等特色農(nóng)業(yè)開發(fā)為第二階段.其中第二階段開發(fā)的面積和化肥施用量等影響大于前者，特別是對(duì)水庫氮的影響最為顯著.農(nóng)業(yè)開發(fā)與水庫氮的濃度增加過程十分吻合，其影響程度超過了前期的旅游開發(fā).而且農(nóng)業(yè)開發(fā)時(shí)水庫水質(zhì)的影響呈現(xiàn)明顯的季節(jié)特征:春季茶葉施肥期，水庫氮濃度大大增加，一場春雨能將水庫總氮濃度增加1倍(圖2a).另外，流域農(nóng)業(yè)開發(fā)期間對(duì)土地?cái)_動(dòng)強(qiáng)度較大，水土流失強(qiáng)度加大，對(duì)水庫懸浮顆粒物等的影響也比較明顯.

2011年以來，在及時(shí)開展了流域生態(tài)保護(hù)規(guī)劃工作以后，茶園開發(fā)的速度得到了很大控制.茶園開發(fā)的區(qū)域得到限制，在坡度大的水源涵養(yǎng)林區(qū)禁止茶園等的開發(fā).同時(shí)，要求在茶園周邊構(gòu)建植被緩沖帶，并嘗試使用“反硝化溝”等脫氮技術(shù)去除茶園等地下水中的氮.另外，在河流入庫區(qū)，構(gòu)建大面積河口濕地，以增加氮和磷的去除，初步控制了水庫氮的增加.

然而，應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)開發(fā)的保護(hù)措施仍在摸索當(dāng)中，土地開發(fā)帶來的營養(yǎng)鹽入湖通量的增量與保護(hù)帶來的減量之間仍在博弈.控制開發(fā)面積、規(guī)模，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥投放，是水庫水質(zhì)進(jìn)一步提高的關(guān)鍵所在.在農(nóng)業(yè)活動(dòng)控制的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)流域濕地建設(shè)對(duì)營養(yǎng)鹽的入庫通量也有較大的影響.李兆富等的研究也表明，沙河水庫流域濕地面積、位置、密度、生態(tài)類型等對(duì)氮、磷輸出都具有重要的影響［20］.

3.3 降低營養(yǎng)鹽是沙河水庫水質(zhì)進(jìn)一步提高的關(guān)鍵

2012年，沙河水庫的總氮濃度平均值為1.11 mg/L，總磷濃度平均值為0.035 mg/L，葉綠素a平均含量為16.9 μg/L，在5-9月的藻類快速生長期，葉綠素a的平均含量更是高達(dá)30.4 μg/L，較早兩年水質(zhì)出現(xiàn)了倒退現(xiàn)象.這與氮和磷濃度正處于富營養(yǎng)化狀態(tài)有很大關(guān)系.2012年的TSI(TN)、TSI(TP)和TSI(Chl.a)分別為56、55和52.營養(yǎng)鹽對(duì)藻類的生長而言還是比較充分的.在這種高營養(yǎng)鹽濃度的環(huán)境下，藻類的異常增殖更多地受氣象條件的影響.

2008年5月以來沙河水庫總氮的月變化過程與浮游植物生物量之間具有較大的相似性.不同年份的浮游植物生物量峰值高低與總氮的峰值具有較多的一致性.2011年浮游植物生物量出現(xiàn)最低值，與2011年6月前連續(xù)10個(gè)月水庫總氮持續(xù)低于1.0 mg/L，特別是不存在春季峰值有很大的關(guān)系(圖6a).

磷的變化曲線與夏季浮游植物生物量之間的變化過程也很接近.盡管氮、磷并不是影響浮游植物生物量的唯一因素，但營養(yǎng)鹽濃度高低對(duì)沙河水庫浮游植物的異常增殖具有重要的影響.

2011年上半年總氮濃度持續(xù)較低的原因并非是流域污染控制的影響，而是春季干旱的結(jié)果.春季干旱缺雨是水庫總氮較低的關(guān)鍵(圖6b).2010年8月至2011年5月的10個(gè)月中，總降雨量為450 mm，月平均降雨量為45 mm，基本沒有形成有效的地表徑流.降雨過程與總磷含量關(guān)系也比較密切:大的降雨峰值之后往往伴隨一個(gè)總磷濃度峰值.

毫無疑問，水文過程影響水庫營養(yǎng)鹽濃度［21］.近年來，異常氣候出現(xiàn)的頻率越來越高，這方面的報(bào)道也越來越多［22-24］.然而，異常氣候事件是無法預(yù)料和控制的.而對(duì)于水庫管理者而言，所能做的仍是控制流域營養(yǎng)鹽的輸出風(fēng)險(xiǎn)，這樣才能在極端氣候事件越來越多的未來，將水庫的水質(zhì)保持在較好的狀態(tài).

4 結(jié)論

天目湖沙河水庫既承擔(dān)著城市供水功能，又承擔(dān)著旅游功能，還兼具漁業(yè)養(yǎng)殖、防洪、農(nóng)業(yè)灌溉、抽水蓄能電站等功能，在長三角地區(qū)水庫管理中具有較高的代表性.沙河水庫流域近十幾年來的開發(fā)和保護(hù)工作對(duì)水庫的水質(zhì)產(chǎn)生了明顯影響.監(jiān)測結(jié)果表明，漁業(yè)養(yǎng)殖對(duì)水庫浮游植物生物量具有較大的影響，從追求漁業(yè)產(chǎn)量、產(chǎn)值，向服務(wù)于水質(zhì)管理目標(biāo)的思路轉(zhuǎn)變，是作為飲用水水源地水庫管理必須高度重視的方面.

圖6 沙河水庫水體營養(yǎng)鹽與浮游植物生物量(a)、氮磷濃度與降雨量之間(b)的關(guān)系Fig.6 Relationship between phytoplankton biomass and nutrient concentrations(a)，nutrient concentrations and rainfall(b)in Shahe Reservoir

無論是旅游開發(fā)，還是農(nóng)業(yè)開發(fā)，對(duì)水庫的富營養(yǎng)化影響都較大，特別是應(yīng)該高度重視農(nóng)業(yè)的無序開發(fā)影響.流域坡地是農(nóng)業(yè)開發(fā)的重點(diǎn)、土地利用由林地流轉(zhuǎn)為新開墾的茶田，導(dǎo)致嚴(yán)重的水肥流失，以及水庫營養(yǎng)鹽濃度的增高.沙河水庫近兩年水質(zhì)有所改善的主要原因是管理思路與對(duì)策的轉(zhuǎn)變.包括制定詳實(shí)的流域生態(tài)保護(hù)規(guī)劃，提出嚴(yán)格保護(hù)區(qū)，控制農(nóng)業(yè)與旅游產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的空間范圍、比例、空間區(qū)域，并落實(shí)保護(hù)和開發(fā)的協(xié)調(diào)方案.

氣候的年際波動(dòng)和極端氣候事件可能都會(huì)明顯影響當(dāng)年的水庫水質(zhì)狀況.然而，對(duì)于中富營養(yǎng)或者水質(zhì)更為清潔的水庫，嚴(yán)格控制水庫營養(yǎng)鹽濃度，才是降低水質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)、確保水庫不發(fā)生較為嚴(yán)重水質(zhì)事件的根本之策.

致謝:溧陽市天目湖鎮(zhèn)高榮平書記、溧陽市環(huán)境保護(hù)局天目湖分局周濤局長、沙河水庫管理處周世平、高志勤等協(xié)助完成了多年的水質(zhì)監(jiān)測及資料補(bǔ)充，中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所的周萬平研究員、董雅文教授、羅瀲蔥研究員、陳開寧研究員、莊大棟副研究員、聶小飛博士生參與了生物樣品鑒定、研究思路討論、魚類狀況調(diào)查、水質(zhì)野外調(diào)查、氣象資料收集等工作，在此一并表示感謝.

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