張 坤，鄧道貴，王文平，張曉莉，紀 磊，劉 飛，張 綺

（淮北師范大學 生命科學學院，資源植物生物學安徽省重點實驗室，安徽 淮北 235000）

巢湖是我國著名的五大淡水湖泊之一，位于安徽省中部，地處長江、淮河之間，屬于亞熱帶季風氣候區(qū)，面積約770 km2［1］.隨著沿湖經(jīng)濟的快速發(fā)展，巢湖富營養(yǎng)化越來越嚴重，通常每年在夏秋季節(jié)都有大面積的藍藻水華現(xiàn)象出現(xiàn).

葉綠素a是浮游植物的主要光合色素，是評價湖泊富營養(yǎng)化的一個重要參數(shù)，同時也是浮游植物生物量測定的重要指標［2］.葉綠素a含量受到透明度、溫度和營養(yǎng)鹽的影響［3］，所以通過測定葉綠素a 含量來反映水質(zhì)狀況.有關葉綠素a與水體理化因子的影響研究已有較多的報道［4-6］.本文利用圍隔實驗，探究巢湖夏季葉綠素a與理化因子之間的關系，以期為巢湖富營養(yǎng)化治理和控制提供依據(jù).

1 材料方法

1.1 實驗設計

于2013 年5 月22 日至8 月7 日（共12 周）.在巢湖忠廟附近水域設置圍隔，15 個長×寬×高為3 m×3 m×4 m的圍隔分5組，每組3個重復，即A1-A3，B1-B3，C1-C3，D1-D3，E1-E3.圍隔用不透水的聚丙烯織布建成.底部和四周完全封閉，頂部敞開.圍隔用鋼管和浮桶固定，使其浮于水面，離岸約20 m.為使環(huán)境和巢湖水體保持一致，4組（B、C、D、E組）添加的底泥均來自巢湖，底泥厚度約為5 cm.用孔徑為2 mm的網(wǎng)將巢湖湖水過濾后加入圍隔中.每個圍隔的水深維持在3.5 m左右，水樣每周采集一次.實驗第3周分別向圍隔C、D和E中添加不同生物量的鳙魚（見表1）.

表1 圍隔中添加底泥和鳙魚生物量情況Table 1 The sediment and Aristichthys nobilis biomass in the enclosures

1.2 樣品采集與理化指標的測定

用2.5 L有機玻璃采水器分別采取圍隔內(nèi)0.5 m和2.5 m處混合后的1 L水樣用于葉綠素a和理化指標的測定.透明度用賽氏盤（Sechi disk）、pH用便攜式pH/ORP測定儀（HACA HQ11D，美國）、溫度和溶解氧用便攜式溶解氧測定儀（HANNA HI98186，意大利）在現(xiàn)場測定.葉綠素a用Whatman GF/C濾膜過濾后用90%丙酮進行萃取，然后用紫外分光光度計測定［7］.總氮、總磷的測定方法參考文獻［8］.

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 20.0 for windows 統(tǒng)計軟件，分析巢湖圍隔葉綠素a濃度與環(huán)境因子間的Pearson相關性，用單因素方差分析（One-way ANOVA）中的Post Hoc Tests（LSD），分別檢驗5 組圍隔間葉綠素a 濃度之間的差異性.

2 結(jié)果

2.1 圍隔理化指標

研究期間，5組圍隔內(nèi)的透明度變化有一定波動，但均呈現(xiàn)上升趨勢.水溫春夏季節(jié)呈現(xiàn)上升趨勢，但每次采樣圍隔間的水溫差異較小.溶解氧的平均值表現(xiàn)為圍隔A＞B＞C＞D＞E，且圍隔A、B中的變化幅度明顯大于圍隔C、D、E.各圍隔pH差異較小，變化幅度不大.各個圍隔的總磷（TP）呈明顯的下降趨勢，圍隔B中的TP濃度小于其它圍隔.總氮（TN）在試驗期間也呈現(xiàn)下降趨勢.

表2 試驗期間圍隔理化參數(shù)的范圍和平均值（±標準差）Table 2 Range and average values（± standard deviation）of physical-chemical parameters in the enclosures during the study period

2.2 圍隔中葉綠素a濃度變化

由圖1可知，在實驗前3周，各圍隔中葉綠素a濃度呈現(xiàn)明顯下降趨勢.從6月6日至8月8日間，各圍隔中的葉綠素a濃度變化幅度較小.在向圍隔C、D、E添加魚之前，圍隔A內(nèi)的葉綠素a濃度均大于圍隔C、D、E內(nèi)的葉綠素a濃度.通過Post Hoc Tests 分析可知，在向圍隔C、D、E添加魚之前，圍隔A與圍隔B、C、D、E之間均存在極顯著性差異（P＜0.001），添加之后5組圍隔之間無顯著性差異性.

圖1 巢湖圍隔葉綠素a變化Figure1 Variation of chl a concentration in the enclosures of Lake Chaohu

2.3 葉綠素a濃度與環(huán)境因子間的相關性

由表3可知，在5組圍隔中葉綠素a濃度與透明度均呈負相關，而與TP和浮游甲殼動物呈正相關.除與圍隔B無相關性外，圍隔A、C、D和E的葉綠素a濃度與溫度均呈現(xiàn)負相關.圍隔A、B和D中的葉綠素a濃度均與溶解氧呈正相關，圍隔D中葉綠素a濃度與pH呈顯著負相關.圍隔D和E中的葉綠素a濃度與TN呈正相關.

表3 試驗期間各圍隔中的環(huán)境因子與葉綠素a的相關性Table3 Relationships between environment factors and chl a in different enclosures during the study period

3 討論

有關研究表明，烏梁素海和滴水湖水體中的葉綠素a 濃度均與透明度呈負相關性［9-10］.本研究中，5組圍隔的葉綠素a濃度與透明度均呈負相關關系.撫仙湖和香溪河中的葉綠素a濃度均與溶解氧呈正相關性，這是由于浮游植物進行光合作用時釋放氧分子所致［11-12］.崔莉鳳等［13］發(fā)現(xiàn)，藻類水華暴發(fā)時水體中葉綠素與溶解氧呈正相關，是由于藻類生長使得水體中的氧氣含量過飽和造成的.本研究中，巢湖圍隔A、B、D中葉綠素a濃度和溶解氧也呈正相關關系.

氮、磷含量對藻類生長有著重要的影響，而葉綠素a是藻類的主要組成部分.因此，葉綠素a可以作為浮游植物現(xiàn)存量的一個重要指標［14］.國際經(jīng)濟與合作發(fā)展組織（OECD）在北歐264個水體中發(fā)現(xiàn)，80%水體中的葉綠素a濃度受磷限制，11%的水體受氮限制，而剩下的9%受氮、磷的共同影響［15］.國內(nèi)的一些研究也表明，水體中葉綠素a濃度受磷限制［16-18］.李堃［5］等通過對巢湖水華的研究認為，當TN濃度在5.8～9.4 mg/L 及 TP 濃度在 0.2～0.3 mg/L 范圍內(nèi)時，葉綠素 a 濃度與 TN、TP 呈負線性關系，而當 TP 濃度＞0.3 mg/L 時，葉綠素a濃度與TP呈正線性關系.本研究中，葉綠素a濃度與TN僅在圍隔D和E中呈正相關，而葉綠素a 濃度與TP 在5組圍隔中均呈正相關關系，這表明總磷對巢湖圍隔葉綠素a的影響大于總氮.通常，水溫對浮游植物的生長起著促進作用，隨著溫度的升高，浮游植物的生長速度也加快［18］.繆燦［19］等發(fā)現(xiàn)，巢湖葉綠素a濃度和水溫呈顯著的正相關性.本研究中，除圍隔B外，其余圍隔中的葉綠素a濃度和溫度均呈顯著的負相關關系，其原因有待于進一步研究.

鳙魚為濾食性魚類，主要以輪蟲、枝角類、橈足類等浮游動物為食，也濾食部分浮游植物.在巢湖，食浮游動物的魚類存在可以減少浮游甲殼動物的密度，進而促進浮游植物的增長，增加水體中葉綠素a的含量［20］.因此，本文認為，巢湖圍隔中葉綠素a的濃度變化與營養(yǎng)鹽、魚類的濾食等因素密切相關.

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